CS247469B1

CS247469B1 - Wiring for automatic shutdown of the electric motor of the tube rolling machine

Info

Publication number: CS247469B1
Application number: CS81985A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Bucek
Original assignee: Jaroslav Bucek
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Zapojení sestává z třífázového elektromotoru /1/, který se při zaválcovávání zapíná jako jednofázový elektromotor s trvale připojeným kondenzátorem /2/, styčem /3/ a při uvolňování hlavičky se zapíná pro reverzní otáčky jako třífázový elektromotor stykačem /10/. Elektromotor je přes proudový transformátor /4/ a přes dělič napětí /5/ připojen ke kompenzačnímu členu /6/, jehož výstup je přes kcmparátor /7/ a spínací prvek /8/ s tyristorem připojen k relé /9/ pro ovládání stykače /1/. ·The connection consists of a three-phase electric motor /1/, which during rolling is switched on as a single-phase electric motor with a permanently connected capacitor /2/, a contactor /3/ and when releasing the head it is switched on for reverse rotation as a three-phase electric motor with a contactor /10/. The electric motor is connected to a compensation element /6/ via a current transformer /4/ and a voltage divider /5/, the output of which is connected to a relay /9/ for controlling the contactor /1/ via a comparator /7/ and a switching element /8/ with a thyristor.

Description

Vynález se týká zapojeni pro automatické vypínání chodu elektromotoru zaválcovacího zařízení trubek do trubkovnic podle předvolené hodnoty kroutícího mementu na výstupní hřídeli, kterou je poháněna válcovací hlavička. Hodnota kroutícího momentu je odvozena z odebíraného elektrického proudu elektromotoru, který se převádí na regulační napětí a jimž se ovládá relé, které vypíná chod elektromotoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for automatically shutting off the electric motor of a tube rolling machine into a tube sheet according to a preset value of a torque on the output shaft, by which the rolling head is driven. The torque value is derived from the electric current drawn from the electric motor, which is converted to a control voltage and which controls the relay that switches off the electric motor.

i u známých zařízení se používá hnací elektromotor na třífázový proud o malém napětí, k čemuž se používá převáděcí třífázový transformátor. Tím se hlavně sleduje docílení zvýšeného odběru proudu při daném výkonu a dosažení potřebného velkého pracovního rozsahu odebíraného proudu pří různém zatížení elektromotoru. To má tu výhodu, že se zvětšeným provozním rozsahem odebíraného proudu dosahuje vyšší regulační rozsah řídicího systému a tím i větší citlivost a přesnost vypínání podle předvolené hodnoty.even in known devices, a low-voltage three-phase current drive motor is used, using a three-phase transformer transformer. In this way, the main aim is to achieve an increased current draw at a given power and to achieve the required large working range of the draw current at different loads of the electric motor. This has the advantage that, with an increased operating range of the current drawn, a higher control range of the control system is achieved and thus a greater sensitivity and accuracy of the cut-off according to the preset value.

Pro vyloučení vlivu pasivních odporů a hlavně pro změnšení účinku kolísání sítového napětí, při kterém se mění i velikost odebíraného proudu při konstantním kroutícím momentu, provádí se kompensace těchto účinků např. použitím dalšího volně běžícího elektromotoru bez zatížení, jehož odebíraný elektrický proud se odečítá od elektrického proudu zatíženého elektromotoru válcovačky a na základě rozdílu těchto proudů se vytváří regulační napětí, jímž se ovládá citlivé vypínací relé.To eliminate the effect of passive resistances and mainly to reduce the effect of mains voltage fluctuations, which also vary the amount of current drawn at a constant torque, these effects are compensated by, for example, using another free-running electric motor without load. The control voltage of the rolling machine and the difference between these currents creates a control voltage that controls the sensitive trip relay.

V jiném případě se pro vyhodnocování regulačního napětí používá elektronický řídicí systém s vyhodnocovacím prvkem - komparátorem, tvořeným např. dvěma tranzistory, který se vyznačuje vysokou přesností vypínací hodnoty regulačního napětí, které se porovnává a předvolenou nastavenou hodnotou napětí.Alternatively, an electronic control system with a comparator evaluation element consisting of, for example, two transistors, is used for evaluating the control voltage, which is characterized by high accuracy of the control voltage cut-off value to be compared and a preset voltage set point.

V tomto případě však vliv účinku kolísavého napětí sítě není vyloučen, čímž dochází k nesprávnému vypínání při různém kroutícím momentu v závislosti na okamžité hodnotě napětí sítě, u které se vyskytuje jak podpětí, tak i přepětí.In this case, however, the effect of the fluctuating mains voltage is not excluded, which results in incorrect tripping at different torques depending on the instantaneous voltage value of the mains, where both undervoltage and overvoltage occur.

Nevýhodou prováděné kompenzace kolísání sítového napětí pomocí dalšího elektromotoru je to, že tento způsob vyžaduje další spotřebič, který zvětšuje elektrický příkon, čímž je zařízení rozměrnější, těžší, složitější a tím také nákladnější.A disadvantage of compensating for the fluctuation of the mains voltage by means of another electric motor is that this method requires an additional appliance which increases the electrical input, making the device larger, heavier, more complex and thus more expensive.

Nevýhoda způsobu vyhodnocování kroutícího momentu při neprováděné kompenzaci kolísání sítového napětí u dosavadního elektronického řídicího systému spočívá v tom, že dochází k nestejnému rozválcování trubky v trubkovnici a tím i k netěsnému spoji, který se mnohdy ani nedá opravit novým převálcováním, pokud byl stupeň rozválcování při prvním válcování překročen nad stanovenou mez.The disadvantage of the method of evaluating the torque in the absence of compensating for the mains voltage fluctuation in the current electronic control system is that the tube is unevenly rolled in the tube sheet and thus leaks, which often cannot be repaired by re-rolling. exceeded limit.

Nevýhodou použití hnacího elektromotoru na malé napětí, který se používá v obou uvedených případech je to, že se třífázové elektromotory na malé napětí běžně vyrábějí, a proto se musí elektromotor speciálně individuálně vyrábět pro daný účel použití. Navíc je pro jeho napájení nutné použit i převodový třífázový transformátor, což obojí jsou velmi nákladné a těžko zajlstitelné skutečnosti.The disadvantage of using the low-voltage drive motor used in both cases is that the three-phase low-voltage electric motors are normally manufactured and therefore the electric motor must be specially manufactured individually for the intended use. In addition, it is necessary to use a three-phase transformer for its power supply, both of which are very expensive and difficult to decipher.

Zapojení pro automatické vypínání chodu elektromotoru zaválcovacího zařízení trubek do trubkovnic podle vynálezu uvedené nevýhody zčásti nebo zcela odstraňuje.The circuitry for automatically shutting off the electric motor of the tube rolling device according to the invention according to the invention partially or completely eliminates these disadvantages.

Podstata zapojení pro automatické vypínání chodu elektromotoru zaválcovacího zařízení trubek do trubkovnic spočívá v tom, že třífázový elektromotor je jednak připojen na síE jako jednofázový elektromotor přes první stykač s trvale připojeným kondenzátorem a jednak je připojen přes proudový transformátor a přes dělič napětí ke kompenzačnímu členu, jehož výstup je přes komparátor připojen k relé pro ovládání prvního stykače.The essence of the circuit for the automatic shut-off of the electric motor of the tube rolling device into the tube sheets is that the three-phase electric motor is connected to the network as a single-phase electric motor via a first contactor with permanently connected capacitor. the output is connected via a comparator to a relay for controlling the first contactor.

Tím, že se pro pohon válcovacího zařízení použije třífázový elektromotor zapojený pro případ válcování jako jednofázový s trvale připojeným kondenzátorem, se dosahuje zvýšeného odběru elektrického proudu pro daný výkon při nízkém fázovém napětí,a tím, že se při reverzaci pohybu elektromotor zapojí jako třífázový, se dosáhne velkého záběhového momentu, potřebného pro uvolnění zaválcovačky z trubky. Při počátku zaválcovávání je potřebný příkon nízký, poněvadž je elektromotor zatížen jen pasivními odpory převodů, a proto stačí snížený záběhový moment pro rozběh zaválcovacího zařízení do doby než nastane zaválcování trubky. Odebíraný proud při jednofázovém napájení je podstatně větší než proud v jedné fázi při třífázovém zapojení, čímž se dociluje většího regulačního rozsahu při současném zvýšení citlivosti.By using a three-phase electric motor connected in the case of rolling as a single-phase with a permanently connected capacitor to drive the rolling equipment, an increased power consumption for a given power at low phase voltage is achieved and by connecting the electric motor as a three-phase reaches the high running-in torque needed to release the roller from the pipe. At the beginning of the rolling, the required power input is low, since the electric motor is loaded only by passive gear resistances, and therefore a reduced start-up torque is sufficient to start the rolling device until the pipe is rolled. The current drawn at a single-phase power supply is considerably greater than the single-phase current at a three-phase connection, thus achieving a larger control range while increasing the sensitivity.

Tím je současně docíleno toho, že zařízení pracuje téměř při stejných regulačních podmínkách, aniž by se musel použít převáděcí třífázový transformátor a třífázový elektromotor na malé napětí.At the same time, it is achieved that the device operates under almost the same control conditions without having to use a three-phase transformer and a three-phase electric motor for a low voltage.

Vlastní elekronický řídicí systém s vyhodnocovacím prvkem - komperátorem je doplněn kompenzačním členem, čímž výstupní porovnávací a současně vypínací napětí je téměř nezávislé na kolísání sítového napětí.The electronic control system with the evaluation element - the compressor is complemented by a compensating element, which makes the output comparative and tripping voltage almost independent of the mains voltage fluctuation.

Na přiloženém výkresu je znázorněno principiální schéma zapojení pro automatické vypínání chodu elektromotoru zaválcovacího zařízení trubek do trubkovnic podle vynálezu.The attached drawing shows a schematic circuit diagram for automatically shutting off the electric motor of the tube rolling machine according to the invention.

Třífázový elektromotor 2 pro směr otáčení, při kterém se provádí zaválcování, je zapojen na sít jako jednofázový elektromotor s trvale připojeným kondenzátorem 2, přes první stykač 3. Dále je do obvodu zařazen proudový transformátor £, ve kterém se převádí odebíraný proud třífázového elektromotoru 11 na regulační napětí. Proudový transformátor 4 je připojen přes dělič napětí 2 ke kompenzačnímu členu 6, jehož výstup je přes komparátor 7 připojen k relé 9 pro ovládání prvního stykače 2- V proudovém transformátoru £ se převádí odebíraný proud elektromotoru 2 na regulační napětí, které se přivádí přes dělič napětí 2 do kompenzačního členu 6, ve kterém se z části sítového napětí a z části regulačního napětí vytváří porovnávací a současně vypínací napětí pro kcmparátor 2» jímž se přes spínací prvek 8 s tyristorem zapíná relé 9, které vypíná první stykač 2 při dosažení předvolené hodnoty vypínacího kroutícího momentu, který se nastavuje na děliči napětí 5.The three-phase electric motor 2 for the rotational direction in which the rolling is carried out is connected to the mains as a single-phase electric motor with a permanently connected capacitor 2, via a first contactor 3. Further, a current transformer 6 is included. control voltage. The current transformer 4 is connected via a voltage divider 2 to a compensating member 6 whose output is connected via a comparator 7 to a relay 9 for controlling the first contactor 2- In the current transformer 6, the current drawn by the electric motor 2 is converted to a control voltage which is supplied via a voltage divider 2 into a compensating member 6, in which a comparative and tripping voltage for the comparator 2 is generated from a part of the line voltage and a part of the control voltage, by which the relay 9 is switched on via a thyristor switching element 8. torque that is set on the voltage divider 5.

Vlastní elektronický řídicí systém s kcmparátorem je tedy doplněn kompenzačním členemThe electronic control system with a comparator is therefore supplemented by a compensating element

6, ve kterém se slučuje část regulačního napětí a částí sítového napětí, čímž se dosáhne toho, že výstupní porovnávací a současně vypínací napětí, které se přivádí do komparátoru6, in which a portion of the control voltage and a portion of the mains voltage are combined, thereby achieving that the comparative and at the same time the tripping voltage that is supplied to the comparator

7, je téměř nezávislé na kolísání sítového napětí. To má za následek i to, že automatické vypínání chodu elektromotoru 2 3^e přibližně v relaci s výstupním kroutícím mementem na výstupní hřídeli, od které je poháněno zaválcovací zařízení v předvolitelných hodnotách.7 is almost independent of mains voltage fluctuations. This results in the fact that the automatic switching operation of the electric motor ³ and approximately 2 in relation with the torque output memento on the output shaft, which is driven by zaválcovací device předvolitelných values.

Kompenzační člen 2 j^e sestaven ze dvou odporových děličů napětí se zařazenými varistory, takže výstupní ovládací napětí přiváděné do komparátoru T_ je složeno z jedné části ze sítového napětí a z druhé části z regulačního napětí, které jsou řízeny varistory v závislosti na velikosti sítového napětí a odebíraného proudu elektromotoru 2 přes proudový transformátor 2Při podpětí a při normálním napětí pracují varistory jako normální odpory, tj. v přímé části jejich charakteristiky, a při přepětí pracují v zakřivené části charakteristiky.Compensating element 2 j ^e consists of two resistive voltage dividers are classified varistors, so that the output control voltage supplied to the comparator T_ is composed of one part of the line voltage and the second portion of the control voltages, which are controlled by varistors depending on the size of the mains voltage and offtake At the undervoltage and at normal voltage, the varistors operate as normal resistors, i.e. in the direct part of their characteristic, and in the overvoltage they operate in the curved part of the characteristic.

Při podpětí sítě dojde na varistoru zařazeném v napětové části odvozené ze sítě k poklesu napětí a zvýšený odebíraný proud při konstantním výkonu vyvolá zvýšené regulační napětí na proudovém transformátoru 4_, které vyvolá i zvýšené napětí, čímž se tyto hodnoty vykempenzovávají, takže porovnávací a současně i vypínací napětí přiváděné na komparátor 7 zůstává přibližně stejné po celý diferenční rozsah podpětí sítového napětí při konstantním kroutícím momentu.Under the undervoltage of the mains, a voltage drop occurs at the varistors in the mains-derived voltage part and the increased current drawn at constant power causes an increased control voltage at the current transformer 4 which also causes an increased voltage, thereby compensating for these values. the voltage applied to the comparator 7 remains approximately the same over the entire differential voltage range of the line voltage at a constant torque.

Při přepětí sítě, účinkem vyššího sítového napětí, vzniká nižší část napětí na varistoru děliče sítového napětí a stejně tak i účinkem vyššího odebíraného proudu elektromotoru £ vzniká i nižší část napětí na varistoru děliče regulačního napětí, protože se u obou děličů úbytek napětí na předřadnýoh odporech zvětšuje, což způsobuje pokles hodnoty odporu varistorů. Z toho vyplývá, že výstupní napětí z kompenzačního členu 6, přiváděné jako porovnávací a současně jako i vypínací napětí do komparátoru J7 zůstává přibližně stejné po celý diferenční rozsah přepětí sítě při konstantním kroutícím momentu elektromotoru £.When the line overvoltage occurs due to the higher line voltage, the lower part of the voltage divider of the line voltage divider generates as well as the higher current drawn of the electric motor 6 produces a lower part of the voltage across the varistor of the control voltage divider. , causing a drop in the resistance value of the varistors. As a result, the output voltage from the compensating member 6 supplied as a comparator and at the same time as the cut-off voltage to the comparator 17 remains approximately the same over the entire differential voltage range of the grid at constant motor torque £.

Tím je docíleno toho, že vyhodnocení kroutícího momentu z odebíraného proudu elektromotoru £ je nezávislé na změnách sítového napětí.In this way, it is achieved that the evaluation of the torque from the current drawn by the electric motor 6 is independent of changes in the line voltage.

Při uvolňování válcovací hlavičky z trubky, se elektromotor £ zapíná na reversační otáčky druhým stykačem £0, jako třífázový elektromotor, čímž je dosažen větší záběhový moment, který je v této fázi nutný.Upon release of the rolling head from the tube, the electric motor 6 is switched to reverse speed by a second contactor 60, such as a three-phase electric motor, thereby achieving a greater starting torque, which is necessary at this stage.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring for automatic shut-off of the tube rolling machine electric actuator to the tube plates, according to a preset torque value on the output shaft, characterized in that the three-phase electric motor (1) is connected to the power supply as a single-phase electric motor via a first contactor a capacitor (2), and is connected via a current transformer (4) and a voltage divider (5) to a compensating element (6), the output of which is connected to a relay via a comparator (7) and a switching element (8). 9 / for operating the first contactor / 3 /.