Система регулирования тока возбуждения для муфты скольжения
ОП ИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 917302
Союз Соеетекик
Социалиетииеекик.
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (ы)м. кл.
Н 02 P 15/00
Н 02 P 9/10 (22)Заявлено 04. 12. 79 (21) 2846569/?4-07 с присоединением заявки №
5Ьеудэрстванвый квинтет
СССР аю делам взабретений н открытий (23)Приоритет (53) УДК 621 ° 316.. 722 (088. 8) Опубликовано 30.03* 82. Бюллетень ¹ 12
Дата опубликования описания 30. 03. 82.
P.10.11ûöóðèH и Т.А.Яе„ти11ин:, (72) Авторы изобретения
Экспериментальный научно-иссл кузнечно-прессового машиностроения ут (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУ11ИРОВАНИЯ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ
ДЛЯ ИУФТЫ СКОЛЬЖЕНИЯ
Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для регулирования частоты вращения производственных механизмов, оснащенных электроприводами с электромагнитными муфтами скольжения.
Известны системы регулирования тока возбуждения для муфт скольжения, регулирующие устройства кото-, рых имеют обратные связи по частоте вращения муфты и току приводного двигателя (1), Недостаток таких систем — наличие в них магнитных усилителей, которые увеличивают массу, габаритные размеры, усложняют конструкцию и имеют большую инерционность регулирования
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является система регулирования тока возбуждения для муфты скольжения, содержащая электродвигатель переменного тока, вал которосо жестко связан с ведущим ротором муфты скольжения, якорные обмотки электродвигателя подключены к трехфазному источнику питания с "нулевым" проводом, датчик скорости, устанавливаемый на ваS лу ведомого ротора муфты скольжения, датчик тока, подключенный к одной из фаз трехфазного источника питания, регулятор тока возбуждения муфты скольжения, управляющий ключ Которо10 го включен последовательно с обмот.— кой возбуждения муфты скольжения, а управляющий вход указанного ключа соединен с выходом усилителя регулятора тока возбуждения, и допол1S .нительный источник питания, выходы постоянного тока которого соединены с питающими входами усилителя (2) .
Недостатком этого устройства .яв20 ляется сложная конструкция усилителя регулятора тока возбуждения, что снижает надежность системы регули-! рования и у сложня ет у строй ст во.
3 9173
Цель изобретения †повышение надежности и упрощение.
Поставленная цель достигается тем, что в систему дополнительно, введены два диода и конденсатор, 5 усилитель регулятора тока возбуждения выполнен на двухвходовом нульоргане, а дополнительный источник питания — в виде однополупериодного выпрямителя с последовательным 10 соединением диода,.стабилитронов и резистора, при этом один из выводов входа переменного тока донолнительного источника питания и свободный вывод управляющего ключа 15 подключены к той же фазе трехфазного источника питания, в которую вкЛючен датчик тока,,а другой вывод вхо- да переменного тока дополнительного источника питания и свободный вывод обмотки возбуждения муфты скольжения — к "нулевому" проводу, один из выводов датчика скорости соединен с "плюсовым" выводом дополнительного источника питания, а другой вы- у5 вод — с первым входом нуль-органа и катодом одного из диодов, анод которого соединен с "минусом" дополнительного источника питания и через конденсатор — с вторым входом нульоргана и анодом другого диода, катод которого подключен к одному из выводов обмотки датчика тока, другой вывод которой подключен к "нулевому" проводу.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема соединений системы регулирования тока возбуждения для муфты скольжения;, на фиг. 2 — временные диаграммы работы в различных режимах.
Система регулирования содержит дополнительный источник питания, который состоит из резистора l, диода
2, стабилитронов 3-5, соединенных последовательно между собой и подключенных к "нулевому" проводу и фазе переменного тока трехфазного источника питания.
Устройство обратной связи по частоте вращения муфты 6 включает дат50 чик 7 скорости, выполненный в виде тахогенератора и установленный на валу ведомого ротора муфты, резистор
8, который служит задатчиком частоты вращения.
Датчик тока электродвигателя 9 содержит трансформатор 10 тока, включенный в одну из фаз трехфазного источника питания, согласующий резистор ll и диод 12.
Усилителем сигнала обратных связей явлется нуль-орган 13 с входами
1.4 и 15. Вход 14 нуль-органа соединен с тахогенератором 7 и через диод 16 со стабилитронами 3 и 4 дополнительного источника питания. Вход 15 нульоргана 13 подключен к диоду 12 датчика обратной связи по току и через конденсатор 17 к тем же стабилитронам 3 и 4. Выходы 18и 19 нуль-органа 13 соединены с управляюшим электродом тиристора 20, включенного в цепь обмотки 2 l возбуждения, снабженной разрядным диодом 22.
Обмотка 21 возбуждения и последовательно соединенный с ней тиристор 20 включены между одной из фаз и "нулевым" проводом трехвазного источника питания.
Один из выводов вторичной обмотки трансформатора 10 тока соединен с "нулевым" проводом.
Система регулирования тока возбуждения для муфты скольжения работает следующим образом.
Управление .электромагнитной муфтой 6 скольжения осуществляется путем широтно-импульсного регулирования тока возбуждения в функции частоты вращения вала муфты 6 и тока статора приводного электродвигателя 9, вал которого жестко связан с ведомим ротором муфты. Угол открытия тиристора 20 в цепи обмотки 21 возбуждения изменяется по вертикальному принципу с помощью нуль-.органа 13. На входи 14 и 15 нуль-органа
l3 подаются близкие по форме напряжения, причем, при превышении напряжения на входе 14 над напряжением на входе 15, на выходе 18, 19 нуль-органа 13 появляется импульс .или серия импульсов продолжитель,ностью, соответствующей длительности превышения., Напряжение сети (фиг. 2а), выпрямляется диодом 2 и прикладывается к стабилитронам 3-5, величина тока через которые ограничивается резистором 1. На стабилитронах 3-5 выделяется однополупериодное напряжение трапецеидальной формы (фиг. 2б), совпадающее по -фазе с напряжением сети, прнкладываемым к тиристору 20 и обмотке 21 возбуждения е ч17302
Эти напряжения подаются через ре эистор 8 и тахогенератор 7 на вход
14 и через конденсатор 17 на вход
15 нуль-органа 13. Вследствии раз" личных реактивных сопротивлений 5. укаэанных цепей напряжение на входе
14 (фиг. 2б) немного отличается по формуле от напряжения на входе 15 (фиг. 2в), а именно кривая напряжения на входе 15.имеет наклон в сторону конечной части полупериода.
Сплошные линии (фиг. 2) соответст,вуют работе регулятора при нагруэ-!
tie муфты 50% от номинального мо- мента, штриховые линии — холостому 15 ходу, штрих- пунктирные — перегрузке (работа на токовой отсечке).
Рассмотрим работу системы при холостом ходе муфты скольжения, когда момент нагрузки составляет около 20
10% от номинального момента муфты 6.
Резистором 8 на входе 14 задается напряжение, из которого вычитается напряжение тахогенератора. Напряжение на входе 14 (фиг. 2б) превьппает 25 в конечной части полупериода напряжение на входе 15 (фиг. 2в, штриховая линия) . На выходе 18, 19 нуль-органа 13 в конечной части полупериода формируется серия импульсов (фиг. 2г) эр первый из которых, появляющийся в момент равенства напряжений на входах
14 и 15, открывает тиристор 20 (фиг. 2у) и в обмотке 21 возбуждения протекает ток. 35
С увеличением нагрузки под действием тормозного момента частота вращения муфты 6 несколько снижается, напряжение на тахогенераторе 7 уменьшается и напряжение на входе 14 уве- 4 личивается. Точка равенства напряжений на входах 14 и !5 нуль-органа 13 перемещается в среднюю часть полупериода, на выходе 18, 19 нуль-органа формируется серия импульсов 45 (фиг. 2е), увеличивающих угол открытия тиристора 20 (фиг. 2ж) по сравнению с холостым ходом. Ток возбуждения муфты 6 возрастает, передаваемый момент становится равным моменту нагрузки и частота вращения вала муфты стабилизируется.
При этом увеличивается ток статора электродвигателя 9, что вызывает рост напряжения на резисторе 11, шун-
5 тирующем трансформатор 10 тока. Трансформатор 10 тока включен таким образом, что напряжение, поступающее с резистора 12 на вход l 5 нуль-органа 13, складывается с напряжением, поступающим через конденсатор 17 от источника питания. Вследствие того, что ток статора электродвигателя
9 отстает по фазе от напряжения сети, напряжение, поступающее с резистора 11, увеличивает амплитуду напряжения на входе 15 преимуществен" но н конечной части полупериода.
Это приводит к уменьшению наклона кривой напряжения на входе 15 нульоргана 13 (фиг. 2в, сплошная линия).
С дальнейшим повьппением нагрузки увеличивается угол открытия тиристора 20, ток н обмотке 21 возбуждения возрастает, поддерживая частоту вращения вала муфты 6, вблизи заданной резистором 8. Ток статора электродвигателя 9 также увеличивается, напряжение, подаваемое с резистора
11 на нход 15, повышает напряжение на входе 15 (фиг. 2в, штри-пунктирная линия), При достижении некоторой нагрузки на валу муфты 6 напряжения на входах 14 и 15 начинают расти одинаково быстро и точка равенства этих напряжений прекращает свое двоение по оси времени, несмотря на дальнейшее снижение частоты вращения муфты 6, Наступает режим токовой отсечки.
В режиме токовой отсечки, когда момент нагрузки больше номинального момента, регулятор работает только в функции тока статора электродвигателя 9 вплоть до полной остановки вала муфты 6. Рост напряжения на входе 14 нуль-органа 13 в результате снижения напряжения на тахогенераторе 7 ограничивается диодом 16. Напряжение на входе 15 продолжает расти по мере увеличения тока двигателя 9 и точка равенства напряжений начинает перемещаться н сторону конечной части полупериода. Угол открытия тиристора 20 и ток в обмотке 21 возбуждения уменьшаются, поддерживая ток статора электродвигателя на уровне, заданном резистором 11.
Таким образом, предлагаемый регулятор осуществляет управление током возбуждения муфты в функции величины снижения частоты вращения от заданной или в функции величины превышения тока электродвигателя над заданным.
В режиме поддерживания задан1.пй частоты вращения велич1шу тока возбуждения определяет превьпчение напряжеmt на входе !4 над напряженнем на
7 917 входе 15 йуль-органа 13. В режиме то; ковой отсечки величину тока возбуждения определяет превынение напряжения на входе 15 над напряжением на входе 14. 5
Нуль-орган является более простым и надежным элементом, чем усилитель, обеспечивает высокую стабильность ра,боты регулятора: при колебаниях температуры окружающего воздуха и высокую точность поддержания заданной частоты вращения.
1S
Формула из обрет ения
Система регулирования тока возбуждения для муфты скольжения, содержащая электродвигатель переменного тока, вал которого жестко связан с 20 ведущим ротором муфты скольжения, а якорные обмотки электродвигателя подключены к трехфаэному Источнику питания с "нулевым" проводом, датчик скорости, устанавливаемый на валу ведомого ротора муфты скольжения, датчик тока, включенный в одну иэ фаз трехфазного источника питания, регулятор тока возбуждения муфты скольжения с усилителем в его цепи, уп- 10 равляющий ключ которого снабжен выводом для включения последовательно с обмоткой возбуждения муфты скольжения, а управляющий вход указанного ключа соединен с выходом усилителя регулятора тока возбуждения, и дополнительный источник питания, выходы постоянного тока которого соединены с питающими входами усилителя, отличающаяся тем, что, 40 с целью повьпчения надежности и упрощения, в нее дополнительно введены
302 8 два диода и конденсатор, усилитель регулятора тока возбуждения выполнен на двухвходовом нуль-органе, а дополнительный источник питания выполнен в виде однополупериодного выпрямителя с последовательным соединением диода, стабилнтронов и резистора, при этом один из выводов входа переменного тока дополнительного источника питания и свободный вывод управляющего ключа подключены к той же фазе трехфазного источника питания, в которую включен датчик тока, а другой вывод входа переменного тока дополнительного источника питания и свободный вывод обмотки возбуждения муфты скольжения — к нулевому" проводу трехфазного источника питания, один иэ выводов датчи, ка скорости соединен с "плюсовым" выводом дополнительного источника питания, а другой вывод — с первым входом нуль-органа и катодом одного из введенных диодов, анод которого соединен с "минусом" дополнительного источника питания и через конденсатор — с вторым входом нуль-органа и анодом другого введенного диода, катод которого подключен к одному из выводов обмотки датчика тока, другой вывод которой соединен с "нулевым " проводом .трехфазного источника литания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лейбзон Я.И. Монтаж и эксплуатация контактных и бесконтактных муфт скольжения. N. "Энергия", 1978, с. 34.
2. Патент Франции Ф )458224, кл. Н 02 P !5/00.
