Система управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной проволоки

(22) Заявлено 14,06,77 (21) 2499631/18-24с присоединением заявки РЙ(53)М. Кл,Ст 05 З 13/00 Госудорстааннь 1 й номнтет СССР оо делам ызобратаннй н открытый) Авторизобретен И, Вондарен ена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О, Патона АН Украинской ССР(71) Заявител 5 ИСТЕМА УГ РА ВЛЕН,1 Я СКОРОСТЬЮ ВРА ЩЕНЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ МЕХА НИЗМА ПОДАЧИЭЛЕКТРОДНОЙ ГГРОГ 1 ОЛОКИ троволоки, ляющее ус ся отрицате ящему моэлектродвиг Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может. быть использовано в сварочном производстве для управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной проволоки.Известны системы автоматического управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной содержащие электронное управройство, в котором используетльная обратная связь по крументу или по скорости вращения ателя 111 и 121. Известна также система управленияскоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной проволоки,содержащая источник задающего напряжения, подключенный к первому входу компвратора, выход которот о через усилительмощности подключен ко входу электродвигателя, выхолной вал которого связанс тахогенератором 31,недостатком этой системы является то, что с расширением диапазона регулирования скорости в сторону уменыпенияскорости враптештя, нарушается режим непрерывного тока в обмотке управления 5электродвигателя. Это снижает точностьработы системы в области малых скоростей вращения электродвигателя механизмаподачи электродной проволоки. яПель изобретения - расширение диапазона регулирования и повышение точностиработы системы автоматического управления скоростью вращения электродвигателямеханизма подачи.Для достижения этой цели в системувведены формирователь прямоугольных импульсов, генератор пилообразного напряжения, электронное реле, блок дифференцирования, элемент И и триггер, первыйвход которого связан с выходом компаратора, второй вход через блок дифференцирования связан с выходом формирователяпрямоугольных импульсов, а выход - спервым входом элемента И, второй вхолкоторого связан с выходом блока дифференцирования, а выход - с первым входом электронного реле, выход которого связан с входом усилителя мощности, а второй вход соединен с выходом компаратора, второй вход компаратора через генератор пилообразного напряжения подключен к выходу формирорателя прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом тахогенератора. 10На чертеже приведена функциональная схема системы.Устройство содержит источник 1 задающего напряжения, последовательно соединенные усилитель 2 мощности электродвигатель 3, вал которого связан с приводным роликом 4 механизма подачи электродной проволоки. На валу электродвигателя установлен импульсный тахогенератор 5, который соединен с формирователем 6 прямоугольных импульсов. Выход формирователя 6 прямоугольных импульсов через генератор 7 пилообразного напряжения подключен ко второму входу компаратора25 8. Первый вход компаратора 8 соединен с источником 1 задающего напряжения, Выход компаратора 8 подключен к первому входу электронного реле 9 Выход формирователя 6 прямоугольных импульсов соединен также с блоком дифференцирования 10, выход которого связан со вторыми входами триггера 11 управления и логического элемента И 12. Первый вход триггера 11 управления подключен к выходу компаратора 8, а выход - к первому входу логического элемента И 12 выход которого соединен со вторым входом электронного реле 9, Выход последнего соединен со входом усилителя 2 мощности.Система работает следующим ооразом.При включении питающих напряжений электродвигатель 3 начинает вращаться и приводным роликом 4 осуществляется45 подача электродной проволоки. На одном валу с двигателем установлен импульсный тахогенератор 5, в качестве которого используется фотоэлектрический датчик . С выхода тахогенератора 5 импульсы тока, частота которых пропорциональна оборотам двигателя и числу отверстий в лиске фотодатчика, поступают на вход формирователя 6 прямоугольных импульсов, При поступлении на вход генераторапилооб разного напряжения положительной полуволны прямоугольного напряжения генератор начинает формировать прямой вход пилсобоазного напряжения. При поступлении от 3 693346рицательной полуволвы прямоугольногонапряжения с выхода формирователя 6прямоугольных импульсов подается им -пульс на обратный ход пилообразногонапряжения, Пилообразное напряжение полается на второй вход компаратора 8, напервый вход которого поступает сигналот источника 3 задающего напряжения.Величина этого напряжения определяетноминальные обороты двигателя для заданной скорости подачи электродной проволоки. При достижении пилообразным напряжением уровня задающего напряжениякомпаратор 8 формирует импульс, фиксирующий момент равенства этих напряжений, Этот импульс поступает на первыйвход электронного реле 9, которое устанавливается в такое положение, выходнойсигнал которого через усилитель 2 мощности обеспечивает постоянное подключение электродвигателя 3 к источнику пита":ти я,Прямоугольные импульсы с выхода формирователя 6 импульсов поступают такх е на блок дифференцирования 10, на выходе которого формируется последовательность положительных и отрицательных импульсов. Положительные импульсы поступают на второй вход триггера 11 управления, а отрицательные - на второй вход логического элемента И 12. На первый входтриггера 11 управления поступают импульсы с выхода компаратора 8, Выходноенапряжение триггера 3 1 управления имеетпрямоугольную форму и поступает на первый вход логического элемента И 1 2, Выходные импульсы на выходе логическогоэлемента И 1 2 будут форми роваться изотрицательных импульсов блока дифференцирования 10 в том случае, если на первом входе будет отрицательный потенциал,поступающий из триггера 11. В том случае, если скорость электродвигателя 3меньше номинальной, пилообразное напряжение достигнет уровня задающего напряжения по времени раньше, чем придетотрицательный импульс блока дифференци -рования 10 на второй вход логическогоэлемента И 12. Поэтому раньше появится импульс на выходе компаратора Я, который установит триггер 11 в положение,при котором на первый вход логическогоэлемента И 12 будет поступать запрещающий потенциал, Импульс на выходелогического элемента И 12 будет отсутствовать, При увеличении скорости будетуменьшаться длительность положительнойи отрицательной полуволн прямоутольногоВ 9335напряжения тахогенератора 5. При этом будет уменьшаться и амплитуда пилообразного напряжения. При переходе номинальной скорости пилообразное напряжение не будет достигать уровня задающего, в связи с чем на выходе компаратора 8 импульс будет отсутствовать, Вследствие этого триггер 11 установится в такое положение, когда на первый вход логического элемента И 12 будет поступать раз- О решающий потенциал, Логический элемент И 12 из отрицательных импульсов блока дифференцирования 10 будет формировать импульсы, которые будут поступать на второй вход электронного реле 9, Злек 15 тронное реле 9 отключит электродвигатель 3. Скорость вращения двигателя будет падать, а положительные и отрицательные полуволны прямоугольного напряжения будут увеличиваться. Амплитуда пилообразного напряжения возрастет до уровня задающего и компаратор 8 сформирует импульс, который подключит электродвигатель 3 через электронное реле 9 и уси 25 литель 2 мощности. В дальнейшем работа системы будет заключаться в попеременном подключении и отключении двигателя от источника питания.Изменяя по определенной программеэо (дискретно или плавно) величину задаваемого напряжения, можно управлять в широком диапазоне скоростью вращения двигателя механизма подачи электродной проволоки со стабилизацией номинала ско 35 рости в каждой точке. Частота переключения напряжения в обмотке двигателя в зависимости от постоянной времени цепи нагрузки составляет 300-400 Гц, Это позволяет получить режим непрерывного тока в обмотке двигателя во всем диапазоне скоростей подачи электродной проволоки и повысить точность работы систе 46 6 Формула изобретенияСистема управления скоростью вращения электродвигателя механизма подачи электродной проволоки, содержащая источник задающего напряжения, подключенный к первому входу компаратора, выход которого через усилитель мощности подключен ко входу электродвигателя, выходной вал которого связан с тахогенератором, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, система содержит формирователь прямоугольных импульсов, генератор пилообразного напряж.-:ния, электронное реле, блок дифференцирования, элемент И и триггер, первый вход которого связан с выходом компаратора, второй вход через блок дифференцирования связан с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого связан с выходом блока дифференцирования, а выход - с первым входом электронного реле, выход которого связан с входом усилителя мощности, а второй вход соединен с выходом компаратора, второй вход компаратора через генератор пилообразного напряжения подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом тахогенератора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии % 46-43971,кл. 5 4 ( Е), 19 71,2. Патент Англии Ио 1241417,кл, (э 3 Р 1972,3. Арсенов Г. П. Ссобенности автоматического управления процессов дуговойсварки, "Судостроение", 1973, % 11 (прототип ),:тав едактор И. Нестеров 1 о ко ектор хред Тир 1015 подписное осударственного комитета СССлам изобретений и открытийва, Ж, Рауаская набд, 4/5 о д 13035, Мос литл П