Устройство для управления подачей волокнистого материала в самовес чесального аппарата
Изобретение относится к области текстильной техники, в частности к управлению процессом формирования равномерного по толщине и линейной плотности волокнистого материала из порций смеси одинаковой массы.
Технический результат - повышение точности и быстродействия управления процессом подачи и формирования волокнистого настила по заданной линейной плотности за счет оптимизации и согласования частот вращения рабочих органов самовеса.
Авторами создан лабораторный стенд, моделирующий устройство автоматической подачи волокнистого материала, основу которого составили: комплектный регулируемый электропривод постоянного тока типа ЭПУ 2-1Е с двигателем ПБСТ-52, мощностью 1,5 кВт; комплектный электропривод переменного тока КПЭ-1500АЕ, мощностью 1,1 кВт; датчик частоты вращения Д453/18, датчик положения (сельсин) СП-18/220, многофункциональный регулятор напряжения MPH000.
В качестве основного свойства системы автоматического регулирования рассмотрена линейная плотность настила в течение цикла наполнения весовой коробки, т.е. обеспечение условия:
Т=
Vк.p/Vp,
где Т - заданная линейная плотность, ктекс; V к.р; Vp - соответственно линейные скорости колковой и питающей решеток, м/мин; - поправочный коэффициент развеса.
Экспериментально-аналитическим методом получены оптимальные зависимости интенсивности подачи волокнистого материала от времени, которые использованы для разработки алгоритма управления двухдвигательным электроприводом.
Изобретение относится к области текстильной техники, в частности к управлению процессом формирования равномерного по толщине и линейной плотности волокнистого материала из порций смеси одинаковой массы, и может быть использовано в других областях промышленности, где находят применение транспортирующие и крутильно-мотальные механизмы.
Известно устройство циклического действия для управления подачи волокнистого материала в самовес чесального аппарата, содержащее подводящую, колковую (игольчатую) и питающую решетки, кинематически связанные через распределительные валы с нерегулируемым асинхронным двигателем первого прочеса чесального аппарата, рычажно-весовой механизм, распределительный эксцентрик которого обеспечивает последовательное выполнение четырех периодов работы: наполнение чаши весов порцией волокна, выстой, выбрасывание порций волокна на питающую решетку, подготовку самовеса к новому циклу [1].
Недостатком устройства является отсутствие программной коррекции частоты вращения рабочих органов механизмов, работающих в периодическом режиме подачи и формирования волокнистого материала (настила).
Технический результат - повышение точности и быстродействия управления процессом подачи и формирования волокнистого настила по заданной линейной плотности за счет оптимизации и согласования частот вращения рабочих органов самовеса.
Указанный результат достигается тем, что устройство для управления подачи волокнистого материала в самовес чесального аппарата, содержащее регулируемый
электропривод постоянного тока, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, первый вход которого подключен к программному задающему устройству, а на второй вход поступает сигнал обратной связи от датчика положения весовой коробки, и который состоит из последовательно соединенных пропорционально-интегрального регулятора, тиристорного преобразователя с системой импульсно-фазового управления, двигателя постоянного тока, вал которого кинематически через редуктор связан с подводящей и колковой решетками, параметрический электропривод переменного тока, состоящий из последовательно соединенных электронного блока регулятора напряжения, асинхронного короткозамкнутого двигателя, механически через редуктор соединенного с питающей решеткой, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, на первый вход которого поступает корректирующий сигнал с блока задания, на второй вход - сигнал с датчика положения весового механизма, на третий вход сигнал обратной связи с датчика частоты вращения, механически установленного на валу двигателя постоянного тока, и выполненного с возможностью получения заданной плотности волокнистого материала за счет обеспечения синхронизации частот вращения механизмов по заданной программе с учетом изменения интенсивности подачи волокнистого материала и линейной скорости игольчатой решетки как по времени, так и в зависимости от перерабатываемого волокнистого продукта.
На фигуре 1 приведена структурная схема устройства для управления подачи волокнистого материала в самовес чесального аппарата.
Устройство содержит двухдвигательный электропривод подачи и формирования волокнистого материала, один из которых - регулируемый электропривод постоянного тока (1), состоящий из последовательно соединенных пропорционально-интегрального регулятора (2), тиристорного преобразователя с системой импульсно-фазового управления (3), двигателя постоянного тока (4), вал которого кинематически через редуктор (5) соединен с подводящей (6) и колковой (игольчатой) (7) решетками, скоростные режимы которых определяются сигналом управления, поступающим на вход электропривода постоянного тока (1) с выхода
суммирующего устройства (8), на первый вход которого поступает импульс обратной связи с датчика положения (9), кинематически связанного с рычажным механизмом весовой коробки (10), второй вход соединен с задатчиком (11), определяющим заданную программу подачи волокнистого материала. Электропривод переменного тока (12) состоит из последовательно соединенных электронного блока регулятора напряжения (13) и асинхронного короткозамкнутого электродвигателя (14), механически через редуктор (15) соединенного с питающей решеткой (16), режим управления которой задается импульсом, поступающим на вход электропривода переменного тока (12) и формируемым в суммирующем устройстве (17), на первый вход которого поступает сигнал обратной связи с датчика положения (9) весовой коробки (10), второй вход соединен с задатчиком (18), определяющим режим формирования настила на питающей решетке (16), на третий вход поступает сигнал с датчика частоты вращения (19), механически соединенного с валом двигателя постоянного тока (4).
Авторами создан лабораторный стенд, моделирующий устройство для управления подачи волокнистого материала в самовес чесального аппарата, основу которого составили: комплектный регулируемый электропривод постоянного тока типа ЭПУ 2-1Е с двигателем ПБСТ-52, мощностью 1,5 кВт; комплектный электропривод переменного тока КПЭ-1500АЕ, мощностью 1,1 кВт; датчик частоты вращения Д453/18, датчик положения (сельсин) СП-18/220, многофункциональный регулятор напряжения MPH000.
Предлагаемая полезная модель реализует разработанную авторами технологию поэтапного дозирования, заключающуюся в разбиении цикла подачи на несколько этапов [2]. Погрешность дозирования на каждом предшествующем этапе компенсируется на следующем за ним за счет обратных связей по частоте вращения двигателя постоянного тока и положения весовой коробки. За счет уменьшения интенсивности подачи материала достигается малая абсолютная погрешность дозирования всей массы волокнистого материала.
На основе полученных результатов установлено, что наиболее рациональным является дозирование в два, три, реже - четыре этап (фиг.2)
Экспериментально-аналитическим методом получены зависимости линейной скорости игольчатой решетки V к.р и интенсивности подачи (Q) волокнистого материала от времени (Т, с). На фиг.2 приведены диаграммы вышеуказанных параметров при равном количестве этапов для различных этапов дозирования, которые определили скоростные диаграммы, реализуемые предлагаемой двухдвигательной системой управления.
Двухдвигательный электропривод подачи и формирования волокнистого материала работает следующим образом. После включения электропривод постоянного тока (1) приводит в движение подводящую (6) и колковую (7) решетки, реализуя при этом режим наполнения весовой коробки (10), согласно одной из полученных скоростных диаграмм (фиг.2). Одновременно электропривод переменного тока (12) обеспечивает перемещение порции волокнистого материала к органам предпрочеса. Синхронизация линейных скоростей рабочих органов двухдвигательного электропривода определяется следующим соотношением, обеспечивающим заданную линейную плотность (Т) волокнистого настила:
,
где
Vк.p - линейная скорость колковой (игольчатой) решетки, м/мин;
V p - линейная скорость питающей решетки, м/мин;
- поправочный коэффициент развеса, зависящий от сорта перерабатываемого волокна.
Характер скоростей диаграммы определяется программным задатчиком (11), а приведенное выше соотношение обеспечивается обратной связью (19) по частоте вращения двигателя постоянного тока и обратной связью (9) по положению весовой коробки, которые в суммирующем устройстве (17) формируют управляющий сигнал для привода переменного тока. Задающее устройство (18) обеспечивает коррекцию скоростного режима в зависимости от величины поправочного коэффициента развеса (а). Возвратно-поступательное движение весовой коробки отслеживается датчиком положения (сельсином) (9), механически связанным с весовой коробкой (10).
Источники информации
1. Поляков К.А., Поляков А.Е. Система автоматического выравнивания линейной плотности чесальной ленты. // Текстильная промышленность. - 2003. - №2.
2. Поляков К.А., Поляков А.Е. Методы и системы энергосберегающего управления текстильным оборудованием (Монография). - М.: МГТУ имени А.Н.Косыгина, 2004. - 330 с.
Устройство для управления подачи волокнистого материала в самовес чесального аппарата, содержащее регулируемый электропривод постоянного тока, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, первый вход которого подключен к программному задающему устройству, а на второй вход поступает сигнал обратной связи от датчика положения весовой коробки, и который состоит из последовательно соединенных пропорционально-интегрального регулятора, тиристорного преобразователя с системой импульсно-фазового управления, двигателя постоянного тока, вал которого кинематически через редуктор связан с подводящей и колковой решетками, параметрический электропривод переменного тока, состоящий из последовательно соединенных электронного блока регулятора напряжения, асинхронного короткозамкнутого двигателя, механически через редуктор соединенного с питающей решеткой, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, на первый вход которого поступает корректирующий сигнал с блока задания, на второй вход - сигнал с датчика положения весового механизма, на третий вход - сигнал обратной связи с датчика частоты вращения, механически установленного на валу двигателя постоянного тока и выполненного с возможностью получения заданной плотности волокнистого материала за счет обеспечения синхронизации частот вращения механизмов по заданной программе с учетом изменения интенсивности подачи волокнистого материала и линейной скорости игольчатой решетки как по времени, так и в зависимости от перерабатываемого волокнистого продукта.
