الأجهزة الكهربائية لمراقبة الأحمال والقوى واللحظات في آلات قطع المعادن

أثناء تشغيل المعدات الآلية ، يصبح من الضروري التحكم في الحمل ، أي الجهود واللحظات التي تعمل في عناصر الآلات والآلات. هذا يمنع تلف الأجزاء الفردية أو التحميل الزائد غير المقبول للمحركات الكهربائية ، ويسمح لك باختيار الوضع الأمثل لتشغيل الآلات ، وإجراء تحليل إحصائي لظروف التشغيل ، إلخ.

أجهزة التحكم في الحمل الميكانيكي

في كثير من الأحيان ، تعتمد أجهزة التحكم في الحمل على مبدأ ميكانيكي. يتم تضمين عنصر مرن في السلسلة الحركية للآلة ، حيث يتناسب تشوهها مع الحمل المطبق. يؤدي تجاوز مستوى تحميل معين إلى تشغيل محول دقيق متصل بالعنصر المرن عبر ارتباط حركي. تستخدم أجهزة التحكم في الحمل المزودة بوصلات الكامة أو الكرة أو الأسطوانة على نطاق واسع في صناعة الأدوات الآلية.يتم استخدامها في أجهزة التثبيت والمفاتيح وغيرها من الحالات التي يعمل فيها المحرك الكهربائي على نقطة توقف ثابتة.

أجهزة التحكم في الحمل الكهربائي

يقلل وجود عنصر مرن حساس في السلسلة الحركية من الصلابة الكلية للمحرك الكهروميكانيكي ويزيد من سوء خصائصه الديناميكية. لذلك ، يحاولون الحصول على معلومات حول حجم الحمل (في هذه الحالة ، عزم الدوران) من خلال الطرق الكهربائية عن طريق التحكم في التيار ، والطاقة ، والانزلاق ، وزاوية الطور ، وما إلى ذلك التي يستهلكها محرك الدفع.

في التين. 1 ويظهر دائرة لمراقبة الحمل الحالي على الجزء الثابت للمحرك التعريفي. الجهد المتناسب مع التيار I الجزء الثابت للمحرك الكهربائي ، تمت إزالته من الملف الثانوي لمحول التيار TA ، وتصحيحه وتغذيته إلى تيار منخفض التتابع الكهرومغناطيسي K ، القيمة المحددة التي يتم ضبطها بواسطة مقياس الجهد R2. مطلوب مقاوم منخفض المقاومة R1 لتجاوز الملف الثانوي للمحول ، والذي يجب أن يعمل في وضع دائرة قصر.

الشكل 1. مخطط لرصد حمل المحرك الكهربائي بواسطة تيار الجزء الثابت

للتحكم في تيار الجزء الثابت ، مرحلات التيار الواقية سريعة المفعول الموصوفة في الفصل. 7. يرتبط تيار الجزء الثابت بعزم دوران عمود الدوران للمحرك من خلال الاعتماد على الشكل غير الخطي

حيث Azn - التيار المقدر للجزء الثابت ، Mn - عزم الدوران المقدر ، βo = AzO / Azn- تعدد تيار الخمول.

يظهر هذا الاعتماد بيانياً في الشكل. 1 ، ب (منحنى 1). يوضح الرسم البياني أنه عند الأحمال المنخفضة يتغير تيار الجزء الثابت للمحرك الكهربائي بشكل طفيف جدًا ومن المستحيل ضبط الحمل في هذه المنطقة.بالإضافة إلى ذلك ، لا يعتمد تيار الجزء الثابت على عزم الدوران فحسب ، بل يعتمد أيضًا على جهد التيار الكهربائي. عندما ينخفض ​​جهد التيار الكهربائي ، يتغير الاعتماد 1 (M) (المنحنى 2) ، مما يؤدي إلى حدوث خطأ في تشغيل الدائرة.

التيار الثابت للمحرك الكهربائي هو المجموع الهندسي لتيار عدم التحميل وتيار الجزء المتحرك المخفض:

عندما يتغير الحمل ، يتغير التيار I2 'يكون تيار عدم التحميل مستقلاً عمليًا عن الحمل. لذلك ، لزيادة حساسية أجهزة التحكم في الحمل الصغيرة ، من الضروري تعويض تيار عدم التحميل ، والذي يكون في الغالب حثيًا.

في المحركات الكهربائية منخفضة الطاقة ، يتم تضمين مجموعة المكثفات C في دائرة الجزء الثابت (الخطوط المنقطة في الشكل 1 ، أ) ، والتي تولد تيارًا رئيسيًا. ونتيجة لذلك ، يستهلك المحرك الكهربائي من الشبكة تيارًا يساوي التيار المنخفض تيار الدوار ، ويصبح الاعتماد 1 (M) خطيًا تقريبًا (المنحنى 3 في الشكل 1 ، ب). أحد عيوب هذه الطريقة هو الاعتماد الأقوى لخصائص الحمل على التقلبات في جهد الشبكة.

في المحركات الكهربائية ذات الطاقة الأعلى ، يصبح بنك المكثف ضخمًا ومكلفًا. في هذه الحالة ، يكون من الأنسب تعويض تيار عدم التحميل في الدائرة الثانوية للمحول الحالي (الشكل 2).

الشكل 2. مرحل التحكم في الحمل مع تعويض التيار بدون حمل

تستخدم الدائرة محولًا له ملفان أساسيان: التيار W1 والجهد W2. يتم تضمين مكثف C في دائرة لف الجهد ، والذي ينقل مرحلة التيار بمقدار 90 درجة إلى السلك.يتم اختيار معلمات المحول بحيث تعوض القوة الممغنطة للملف W2 عنصر القوة الممغنطة للملف W1 المرتبط بتيار عدم التحميل للمحرك الكهربائي. نتيجة لذلك ، يتناسب الجهد عند خرج الملف الثانوي W3 مع تيار الدوار وعزم دوران الحمل. يتم تصحيح هذا الجهد وتطبيقه على التتابع الكهرومغناطيسي K.

في أنظمة التحكم في الماكينة ، يتم استخدام مرحلات الحمل شديدة الحساسية ، والتي لها اعتماد مرحل واضح لجهد الخرج على عزم دوران الحمل (الشكل 3 ، ب). تحتوي دارة مثل هذا المرحل (الشكل 3 ، أ) على محول تيار TA وجهاز تلفزيون لمحول الجهد ، يتم تشغيل جهد الخرج في اتجاهين متعاكسين.

الشكل 3. تتابع التحكم في الحمل عالي الحساسية

إذا تم تعويض تيار عدم التحميل على سبيل المثال بواسطة مكثف بنك C ، فإن جهد الخرج للدائرة يكون

حيث Kta، Ktv- عوامل تحويل محولات التيار والجهد U1 - الجهد في مرحلة المحرك.

من خلال تغيير Kta أو Ktv ، من الممكن تكوين الدائرة بحيث يكون جهد الخرج عند الحد الأدنى لعزم الدوران Mav. بعد ذلك ، سيؤدي أي انحراف في الوضع عن الوضع المحدد إلى حدوث تغيير حاد في U للخارج وتشغيل مرحل K.

يتم استخدام مخططات مماثلة للتحكم في لحظة ملامسة قرص الطحن بقطعة العمل أثناء الانتقال من الاقتراب السريع لرأس الطحن إلى تغذية العمل.

تعمل مرحلات الحمل ، بناءً على التحكم في الطاقة التي يستهلكها المحرك الكهربائي غير المتزامن من الشبكة ، بشكل أكثر دقة. هذه المرحلات لها خاصية خطية لا تتغير مع التقلبات في جهد التيار الكهربائي.

يتم الحصول على الجهد المتناسب مع استهلاك الطاقة بضرب الجهد والتيار للجزء الثابت للمحرك التعريفي. لهذا الغرض ، يتم استخدام مرحلات الحمل القائمة على العناصر غير الخطية ذات الخصائص التربيعية للمربعات الفولتية أمبير. يعتمد مبدأ تشغيل هذه المرحلات على الهوية (أ + ب) 2 - (أ - ب) 2 = 4 أب.

يظهر مرحل الحمل في الشكل. 4.

الشكل 4. مرحل استهلاك الطاقة

يتم تحميل محول التيار TA على المقاوم RT ويتشكل تلفزيون محول الجهد على اللفات الثانوية من الفولتية المتناسبة مع الجهد الحالي والطور للمحرك الكهربائي. يحتوي محول الجهد على ملفين ثانويين يتشكل فيهما جهدان متساويان -Un و + Un ، ويتم إزاحة الطور بمقدار 180 درجة.

يتم تصحيح مجموع وفرق الفولتية بواسطة دائرة حساسة للطور تتكون من محولات مطابقة T1 و T2 وجسر ديود ، ويتم تغذيتها للمربعات A1 ​​و A2 المصنوعة وفقًا لمبدأ التقريب الخطي.

تحتوي المربعات على مقاومات R1 - R4 و R5 - R8 وصمامات مقفلة بجهد مرجعي مأخوذ من الفواصل R9 و R10. مع زيادة جهد الدخل ، تفتح الصمامات بدورها ويتم توصيل مقاومات جديدة بالتوازي مع المقاومات R1 أو R5. نتيجة لذلك ، فإن خاصية الجهد الحالي للرباعي لها شكل القطع المكافئ ، مما يضمن الاعتماد التربيعي للتيار على جهد الدخل.يرتبط التتابع الكهروميكانيكي الناتج K بالاختلاف بين تيارات المربعين ، ووفقًا للهوية الأساسية ، يتناسب التيار في ملفه مع الطاقة التي يستهلكها المحرك الكهربائي من الشبكة.مع الضبط الصحيح للأرباع ، يحتوي مرحل الطاقة على خطأ أقل من 2٪.

يتم تشكيل فئة خاصة عن طريق مرحلات النبضة النبضية مع تعديل مزدوج ، والتي أصبحت أكثر شيوعًا. في مثل هذه المرحلات ، يتم تغذية الجهد المتناسب مع تيار المحرك إلى مُعدِّل عرض النبضة ، والذي يولد نبضات تتناسب مدتها مع التيار المقاس: τ = K1Az ... يتم تغذية هذه النبضات إلى مُعدِّل اتساع يتحكم فيه جهد التيار الكهربائي .

نتيجة لذلك ، اتضح أن سعة النبضات متناسبة مع الجهد على الجزء الثابت للمحرك الكهربائي: Um = K2U. يتناسب متوسط ​​قيمة الجهد بعد التعديل المزدوج مع تحريض التيار والجهد: Ucf = fK1К2TU ، حيث f هو تردد التعديل. لا يزيد خطأ مرحلات الطاقة هذه عن 1.5٪.

يؤدي التغيير في الحمل الميكانيكي على عمود المحرك التعريفي إلى تغيير في طور تيار الجزء الثابت بالنسبة إلى جهد التيار الكهربائي. مع زيادة الحمل ، تقل زاوية المرحلة. يتيح لك ذلك إنشاء مرحل حمل بناءً على طريقة المرحلة. في معظم الحالات ، تستجيب المرحلات لجيب التمام أو عامل زاوية الطور. من خلال خصائصها ، تكون هذه المرحلات قريبة من مرحلات الطاقة ، لكن تصميمها أبسط بكثير.

إذا استبعدنا الأرباع A1 و A2 من الدائرة (انظر الشكل 4) والمحولات المقابلة T1 و T2 فيها ، استبدلنا بالمقاومات ، فإن الجهد بين النقطتين a و b سيكون متناسبًا مع cosfi ، والذي يتغير أيضًا اعتمادًا على حمولة المحرك. يسمح لك المرحل الكهروميكانيكي K ، المتصل عند النقطتين أ و ب من الدائرة ، بالتحكم في مستوى معين من الحمل على المحرك الكهربائي.عيب تبسيط الدائرة هو الخطأ المتزايد المرتبط بالتغير في جهد الخط.