CS257623B1 - Textile machine drive - Google Patents

Description

Vynález se týká pohonu textilního stroje. Dosavadní pohony textilních strojů, umožňují libovolně v daném rozsahu ovládat rozběh, rychlost stroje a jeho zabrzdění, mají asynchronní elektromotory s kotvou nakrátko, jejichž momentová charakteristika je zvlášt upravena, například pro rychlý rozběh hnaného stroje. Těmto je přiřazena elektromagnetická spojka a brzda. Asynchronní elektromotor se trvale otáčí konstantními otáčkami a impulsním ovládáním budto spojky nebo bzrdy pomocí řídicího elektronického systému se dosahuje požadované výstupní rychlosti, jejíž velikost je řízena spouštěčem podle daných technologických požadavků.

Tyto pohony vykazují řadu nevýhod. Při výstupní - pracovní - rychlosti pohonu, která je nižší než daná konstantní rychlost hnacího elektromotoru, dochází ke značnému prokluzu na spojce i brzdě a tím к velkým třecím ztrátám. Obložení spojkové a brzdové lamely se opotřebovává, musí se domazávat speciálním mazivem a seřizovat vůle mezi jednotlivými třecími plochami zmíněných lamel, případně je nutno tato obložení často vyměňovat.

Kromě toho vznikají při rozběhu a brzdění nadměrné hvízdavé hluky, způsobené třením mezi obložením lamel spojky a brzdy.

Další závažnou nevýhodou popsaného pohonu je to, že pro pokrytí ztrát třením mezi obložením lamel spojky je nutno použít asynchronní hnací elektromotor o podstatně větším výkonu. Kromě vyšší spotřeby elektrické energie dochází ještě v době, kdy je poháněný textilní stroj z technologických důvodů v klidu, chodu hnacího elektromotoru naprázdno a tím i к odběru velkého jalového příkonu z elektrické sítě.

Značný příkon spotřebovávají také velké elektromagnety pro ovládání spojkových a brzdových lamel.

Vzhledem к těmto nevýhodám byl navržen pohon textilních strojů, u něhož je elektromagnetická lamelová spojka a brzda nahrazena elektromagnetickou indukční ovládací soustavou. К přenosu kroutícího momentu zde dochází pomocí magnetického pole, čímž odpadají nevýhodné ztráty třením a s tím související mechanické opotřebování jednotlivých dílů.

Přesto však musí být i v tomto případě použit hnací elektromotor s vyšším výkonem pro pokrytí ztrát vzniklých vířivými proudy. Tyto vířivé proudy způsobují navíc značné oteplení pohonné jednotky, které se musí odstraňovat přídavným ochlazováním.

Kromě toho je tento pohon i značně náročný z hlediska výroby na přesnost.

V některých případech se rovněž používají pohony obsahující stejnosměrné elektromotory. Výstupní pracovní rychlost je řízena v celém rozsahu přímo elektronickými obvody řídicími napájecí napětí elektromotoru. Nevýhodou tohoto pohonu je však omezená životnost lamel komutátoru a jeho sběracích uhlíkových kartáčků a dále značně vysoké pořizovací náklady.

Cílem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody známých pohonů textilních strojů.

Úkolem vynálezu je vytvořit pohon textilních strojů, který by využíval standartních asynchronních elektromotorů bez přídavných spojkových nebo brzdových ústrojí a zaručoval pomocí elektronické regulace v maximální míře optimální využití výkonu hnacího elektromotoru v širokém rozsahu otáčivé rychlosti.

Úkol je vyřešen pohonem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, Že zdroj napětí obsahuje usměrňovač spojený prostřednictvím spínacího regulátoru s obvody proudové ochrany, к nimž je připojen akumulátor energie, spojený s můstkovým spínačem, jehož výstup je připojen к hnacímu elektromotoru textilního stroje opatřeného jednotkou řídicích signálů, která je napojena na řídicí jednotku, obsahující jednotku předvolby funkcí spojenou s řídicím mikropočítačem, který je spojen jednak s obvody proudové ochrany, a jednak s budícím stupněm, jehož jeden výstup je připojen ke spínacímu regulátoru a druhý výstup к můstkovému spínači.

Další výhody a význaky pohonu textilního stroje podle vynálezu vyplývají z popisu příkladného provedení, znázorněného na výkrese.

Pohon textilního stroje obsahuje běžný třífázový asynchronní hnací elektromotor 2, který je .spojen se zdrojem 2 napětí o proměnném kmitočtu a amplitudě. Zdroj 2 napětí je tvořen usměrňovačem £0' tranzistorovým spínacím regulátorem 21/ obvody 12 proudové ochrany, akumulátorem 13 energie, tranzistorovým můstkovým spínačem 14. Zdroj 2 napětí je spojen s řídicí jednotkou £.

Usměrňovač 10 sestává z výkonových usměrňovačích diod zapojených do můstku, jehož vstup je připojen na svorky napájecí elektrické sítě. Paralelně к výstupním svorkám A, B, je připojen filtrační kondenzátor 101.

Výstupní svorka В tvoří společný pól usměrňovače 10 a dalších jednotlivých dílů zdroje 2 napětí.

Na výstupní svorku A tvořící kladný pól usměrňovače 10 je napojen kolektor spínacího tranzistoru 110, který je součástí tranzistorového spínacího regulátoru 11 napětí. Báze spínacího tranzistoru 110 je spojena s výstupem budícího stupně 42 řídicí jednotky £.

Dále je emitor spínacího tranzistoru 110 připojen к obvodům 12 proudové ochrany a ke katodě ochranné diody 111, jejíž anoda je spojena se společnou sběrnicí.

Obvody 12 proudové ochrany mají jeden výstup spojen s řídicím mikropočítačem 41 a druhý výstup je připojen přes akumulátor 13 energie к můstkovému spínači 21· Můstkový spínač 14 je tvořen dvojicemi spínacích tranzistorů 141 až 146. Kolektory prvních spínacích tranzistorů 141, 143, 145 dvojice jsou připojeny na svorku tvořící kladný pól akumulátoru 13 energie.

Emitory druhých spínacích tranzistorů 142, 144, 146 dvojic jsou spojeny, přičemž emitory prvních spínacích tranzistorů 141, 143, 145 jsou spojeny s kolektory druhých spínacích tranzistorů 142, 144 , 146. Tyto spojky C, D, E emitorů a kolektorů zmíněných dvojic spínacích tranzistorů jsou vedením spojeny se svorkovnicí třífázového asynchronního hnacího elektromotoru 2_* Kolektor a emitor každého spínacího tranzistoru 141 až 146 je přemostěn diodou.

Báze každého spínacího tranzistoru 141 až 146 je připojena vždy к vlastnímu výstupu budicího stupně 42 řídicí jednotky £. Budicí stupeň 42 je vedením připojen na výstup řídicího mikropočítače 41. К řídicímu mikropočítači 41 je připojena jednak jednotka 43 předvolby funkcí a jednak jednotka 2 řídicích signálů.

Činnost popsaného pohonu textilních strojů probíhá následovně:

Připojením zdroje 2 napětí к síti vznikne na výstupních svorkách А, В usměrňovače stejnosměrného napětí. Spínací regulátor 11 napětí upraví jeho velikost na svém výstupu podle signálů z řídicí jednotky £. Tyto signály určují frekvenci spínání, délku usměrňovače 10 stejnosměrného napětí. Spínací regulátor 11 napětí upraví jeho velikost na svém výstupu podle signálů z řídicí jednotky £. Tyto signály určují frekvenci spínání, délku impulsů i délku prodlevy výstupního impulsního napětí, které je přes obvody 12 proudové ochrany a tlumivku 131 akumulátoru energie přivedeno na kondenzátor 132 napájecí můstkový spínač 14. Tranzistorový můstkový spínač je tvořen třemi dvojicemi spínacích tranzistorů 141 až 146, z nichž každá připojuje jednu že tří svorek hnacího elektromotoru 2 ke kladné nebo záporné sběrnici napájených z akumulátoru 13 energie tak, že se na·nich vytváří střídavé napětí, jehož frekvenci a amplitudu lze řídit. Zapínání jednotlivých spínacích tranzistorů 141 až 146 je ovládáno řídicím mikropočítačem 41 prostřednictvím jednotlivých výstupů budícího stupně 42 tak, aby na výstupních svorkách tranzistorového můstkového spínače 14 a tím i na svorkách hnacího elektromotoru 2 bylo třífázové střídavé napětí, svým průběhem blízké harmonickému, jehož amplitudu a frekvenci lze řídit. Řízení je kontrolováno jednak programem pevně vloženým do řídicího mikropočítače 41, jednak kódem z obvodů jednotky 5 řídicích signálů tak, aby stroj pracoval v požadovaném režimu.

Předvolbu parametrů v jednotce 43 předvolby funkcí lze tento režim měnit podle technologických požadavků. Přitom jsou dodržovány maximálně přípustné hodnoty zatížení systému. Tyto parametry sledují obvody 12 proudové ochrany, které kontrolují optoelektrickým systémem okamžitou velikost proudu z tranzistorového spínacího regulátoru 11 do tranzistrového můstkového spínače 14.

V případě překročení maximální přípustné hodnoty proudu je přiveden signál na vstup řídicího mikropočítače 41, který vypne tranzistorový spínací regulátor 11. Trvá-li stav maximální přípustné hodnoty proudu déle než stanovenou dobu, vydají obvody 12 proudové ochrany další signály do řídicího mikropočítače 41 a ten uvede můstkový spínač 14 do klidového stavu.

Pohon textilního stroje umožňuje nastavit v Širokém rozmezí dobu rozběhu stroje, průběh jednotlivých otáčivých rychlostí i potřebnou rychlost brzdění. Kromě toho umožňuje ovládat kroutící moment hnacího motoru při různých otáčivých rychlostech a dosáhnout tak například momentovou charakteristiku asynchronního motoru podobnou momentové charakteristice stejnosměrného sériového motoru. Pohon textilního stroje zapojený podle vynálezu omezuje také vysoké proudy při rozběhu a brzdění motoru na maximální přípustnou hodnotu, takže odpadá použití proudových jističů.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Pohon textilního stroje, zejména šicího, obsahující řídicí jednotku a hnací elektromotor, spojený se zdrojem střídavého napětí, vyznačující se tím, že zdroj (1) napětí obsahuje usměrňovač (10) spojený prostřednictvím spínacího regulátoru (11) s obvody (12) proudové ochrany, к nimž je připojen akumulátor (13) energie, spojený s můstkovým spínačem (14), jehož výstup je připojen к hnacímu elektromotoru (2) textilního stroje (3) opatřeného jednotkou (5) řídicích signálů, která je napojena na řídicí jednotku (4), obsahující jednotku (43) předvolby funkcí spojenou s řídicím mikropočítačem (41), který je spojen jednak s obvody (12) proudové ochrany, a jednak s budicím stupněm (42), jehož jeden výstup je připojen ke spínacímu regulátoru (11) a druhý výstup к můstkovému spínači (14).