Elektriseadmed koormuste, jõudude ja momentide jälgimiseks metallilõikuspinkides

Automatiseeritud seadmete töötamise ajal muutub vajalikuks kontrollida koormust, see tähendab masinate ja masinate elementides mõjuvaid jõupingutusi ja momente. See hoiab ära üksikute osade kahjustamise või elektrimootorite lubamatu ülekoormuse, võimaldab valida masinate optimaalse töörežiimi, teha töötingimuste statistilist analüüsi jne.

Mehaanilised koormuse reguleerimise seadmed

Väga sageli põhinevad koormuse reguleerimise seadmed mehaanilisel põhimõttel. Masina kinemaatilises ahelas on elastne element, mille deformatsioon on võrdeline rakendatava koormusega. Teatud koormustaseme ületamine käivitab mikrolüliti, mis on ühendatud elastse elemendiga kinemaatilise lingi kaudu. Tööpingitööstuses kasutatakse laialdaselt nukk-, kuul- või rullühendustega koormuse juhtimisseadmeid.Neid kasutatakse kinnitusseadmetes, mutrivõtmetes ja muudel juhtudel, kus elektriajam töötab kõval piduril.

Elektrilised koormuse reguleerimise seadmed

Tundliku elastse elemendi olemasolu kinemaatilises ahelas vähendab elektromehaanilise ajami üldist jäikust ja halvendab selle dünaamilisi omadusi. Seetõttu püüavad nad elektriliste meetodite abil saada teavet koormuse (antud juhul pöördemomendi) suuruse kohta, kontrollides ajamimootori tarbitavat voolu, võimsust, libisemist, faasinurka jne.

Joonisel fig. 1 ja näitab vooluahelat asünkroonmootori staatori voolukoormuse jälgimiseks. Elektrimootori staatori vooluga I võrdeline pinge, mis eemaldatakse voolutrafo TA sekundaarmähisest, alaldatakse ja juhitakse nõrkvoolu elektromagnetrelee K, mille seatud väärtust reguleeritakse potentsiomeetriga R2. Trafo sekundaarmähise ümbersõiduks on vaja väikese takistusega takistit R1, mis peab töötama lühisrežiimis.

Joonis 1. Elektrimootori koormuse jälgimise skeem staatorivoolu järgi

Staatori voolu juhtimiseks kiiretoimelised kaitsevoolureleed, mida on kirjeldatud peatükis. 7. Staatori vool on seotud mootori võlli võlli pöördemomendiga mittelineaarse kuju sõltuvuse kaudu

kus Azn — staatori nimivool, Mn — nimimoment, βo =AzO/Azn- tühikäiguvoolu kordsus.

See sõltuvus on graafiliselt näidatud joonisel fig. 1, b (kõver 1). Graafik näitab, et madalatel koormustel muutub elektrimootori staatori vool väga vähesel määral ja koormuse reguleerimine selles piirkonnas on võimatu.Lisaks ei sõltu staatori vool mitte ainult pöördemomendist, vaid ka võrgupingest. Kui võrgupinge väheneb, muutub sõltuvus 1(M) (kõver 2), mis toob kaasa vea ahela töös.

Elektrimootori staatori vool on tühikäiguvoolu ja vähendatud rootori voolu geomeetriline summa:

Koormuse muutumisel muutub vool I2 ' Tühivooluvool on koormusest praktiliselt sõltumatu. Seetõttu on väikeste koormuse reguleerimise seadmete tundlikkuse suurendamiseks vaja kompenseerida tühivoolu, mis on enamasti induktiivne.

Väikese võimsusega elektrimootorites on kondensaatorirühm C kaasatud staatori ahelasse (punktiirjooned joonisel 1, a), mis tekitab juhtiva voolu. Selle tulemusena tarbib elektrimootor võrgust voolu, mis on võrdne vähendatud vooluga. rootori vool ja sõltuvus 1 (M) muutub peaaegu lineaarseks (kõver 3 joonisel 1, b). Selle meetodi üheks puuduseks on koormuse karakteristikute suurem sõltuvus võrgupinge kõikumisest.

Suurema võimsusega elektrimootorites muutub kondensaatoripank mahukaks ja kalliks. Sel juhul on otstarbekam kompenseerida tühivoolu voolutrafo sekundaarahelas (joon. 2).

Joonis 2. Koormuse juhtrelee tühivoolu kompensatsiooniga

Ahel kasutab trafot, millel on kaks primaarmähist: vool W1 ja pinge W2. Pingemähise ahelas on kondensaator C, mis nihutab voolu faasi 90° võrra juhtme suunas.Trafo parameetrid valitakse nii, et mähise W2 magnetiseerimisjõud kompenseerib mähise W1 magnetiseerimisjõu seda komponenti, mis on seotud elektrimootori tühivooluga. Selle tulemusena on pinge sekundaarmähise W3 väljundis võrdeline rootori voolu ja koormusmomendiga. See pinge alaldatakse ja rakendatakse elektromagnetreleele K.

Masina juhtimissüsteemides kasutatakse ülitundlikke koormusreleesid, millel on väljundpinge tugev relee sõltuvus koormuse pöördemomendist (joonis 3, b). Sellise relee vooluringis (joonis 3, a) on voolutrafo TA ja pingetrafo TV, mille väljundpinge on sisse lülitatud vastassuundades.

Joonis 3. Kõrge tundlikkusega koormuse juhtrelee

Kui tühivoolu kompenseeritakse näiteks kondensaatoriplokiga C, on ahela väljundpinge

kus Kta, Ktv- voolu- ja pingetrafode teisendustegurid, U1 — pinge mootori faasis.

Kta või Ktv muutmisega on võimalik seadistada ahelat nii, et antud pöördemomendi Mav puhul on väljundpinge minimaalne. Siis põhjustab igasugune režiimi kõrvalekalle antud režiimist järsu muutuse U välja ja käivitab relee K.

Sarnaseid skeeme kasutatakse lihvketta ja töödeldava detailiga kokkupuute hetke juhtimiseks üleminekul lihvpea kiirelt lähenemiselt töösöödale.

Koormusreleed, mis põhinevad asünkroonse elektrimootori võrgust tarbitava võimsuse juhtimisel, töötavad täpsemalt. Sellistel releedel on lineaarne karakteristik, mis ei muutu võrgupinge kõikumisel.

Energiatarbimisega võrdeline pinge saadakse asünkroonmootori staatori pinge ja voolu korrutamisel. Selleks kasutatakse mittelineaarsetel elementidel põhinevaid koormusreleesid, millel on ruutvolt-ampri karakteristikud. Selliste releede tööpõhimõte põhineb identiteedil (a + b)2 — (a — b)2 = 4ab.

Koormusrelee on näidatud joonisel fig. 4.

Joonis 4. Energiatarbimise relee

Takistile RT koormatud voolutrafo TA ja pingetrafo TV moodustavad sekundaarmähistele pinged, mis on võrdelised elektrimootori voolu- ja faasipingega. Pingetrafol on kaks sekundaarmähist, millele moodustuvad võrdsed pinged -Un ja +Un, faasinihke 180 ° võrra.

Pingete summa ja erinevus alaldatakse faasitundliku vooluringiga, mis koosneb sobivatest trafodest T1 ja T2 ning dioodsillast ning juhitakse lineaarse lähendamise põhimõttel valmistatud nelinurksetesse A1 ja A2.

Ruudukilbid sisaldavad takisteid R1 — R4 ja R5 — R8 ning jagajatelt R9, R10 võetud tugipingega lukustatud klappe. Sisendpinge kasvades avanevad klapid kordamööda ja käiku lähevad uued takistitega R1 või R5 paralleelselt ühendatud takistid. Sellest tulenevalt on nelinurga voolu-pinge karakteristikul parabooli kuju, mis tagab voolu ruutsõltuvuse sisendpingest Väljund elektromehaaniline relee K on seotud kahe ruudu voolude erinevusega, ja vastavalt põhitunnusele on selle mähises olev vool võrdeline elektrimootori võrgust tarbitava võimsusega.Kvadrantide õige seadistuse korral on toiterelee viga alla 2%.

Eriklassi moodustavad järjest enam levivad topeltmodulatsiooniga impulss-aja impulssreleed. Sellistes releedes juhitakse mootori vooluga võrdeline pinge impulsi laiuse modulaatorisse, mis genereerib impulsse, mille kestus on võrdeline mõõdetud vooluga: τ = K1Az ... Need impulsid suunatakse amplituudmodulaatorisse, mida juhib võrgupinge. .

Selle tulemusena osutub impulsside amplituud võrdeliseks elektrimootori staatori pingega: Um = K2U. Pinge keskmine väärtus pärast topeltmodulatsiooni on võrdeline voolu ja pinge induktsiooniga: Ucf = fK1К2TU, kus f on modulatsiooni sagedus. Selliste toitereleede viga ei ületa 1,5%.

Asünkroonmootori võlli mehaanilise koormuse muutumine põhjustab staatori voolu faasi muutumist võrgupinge suhtes. Koormuse kasvades faasinurk väheneb. See võimaldab teil ehitada faasimeetodil põhineva koormusrelee. Enamikul juhtudel reageerivad releed koosinus- või faasinurga tegurile. Oma omaduste poolest on sellised releed lähedased toitereleedele, kuid nende disain on palju lihtsam.

Kui jätta vooluringist välja kvadrandid A1 ja A2 (vt joonis 4) ning selles olevad vastavad trafod T1 ja T2, asendada takistitega, siis on punktide a ja b vaheline pinge võrdeline cosfi-ga, mis samuti muutub sõltuvalt mootori koormus. Elektromehaaniline relee K, mis on ühendatud vooluringi punktides a ja b, võimaldab teil juhtida elektrimootori teatud koormuse taset.Vooluahela lihtsustamise puuduseks on liinipinge muutumisega seotud suurenenud viga.