В соответствии со сформулированным в п. 8-1-1 принципом .косвенного поддержания натяжения на постоянном уровне, когда поток двигателя должен меняться пропорционально гр, а ток при F = const сохраняется постоянным, большинство систем регулирования натяжения строится из двух взаимосвязанных си­стем: системы стабилизации тока якоря двигателя наматывающего устройства с воздействием на напряжение главного преобразова - 1 еля н системы регулирования ЭДС двигателя с воздействием на поток возбуждения. Поскольку со = iVJrp, а еА = сдшФ, то при

ед=<СдФ;^-=*гК

ГР

поток изменяется пропорциональна радиусу рулона

Ф — Фманс Z г

Гр, мзвс

Схема электропривода наматывающего устройства с косвенным поддержанием натяжения на постоянном уровне и коррекцией его

но сигналу датчика натяжеми-я приведена на рис. 8-4. Система управления током якоря включает в себя контур регулирования тока с датчиком ДТ и регулятором РТ н подчиненный контур регулирования напряжения с датчиком ДН и регулятором PH, выходное напряжение которого воздействует на вход системы управ­ления реверсивного тиристорного преобразователя (Г/7/). Пред­писанное значение тока якоря формируется - в виде задающего на­пряжения на выходе пропорционального усилителя (У1) н состоит нз четырех слагаемых: основного задающего сигнала, пропорцио­нального заданному натяжению и снимаемого с задатчика натяже­ния (ЗНт) сигнала компенсации динамической составляющей тока «к; сигнала компенсации потерь и сигнала коррекции по на­тяжению с выхода регулятора натяжения (РНт).

При компенсации потерь приближенно предполагается, что wx. значение зависит от скорости рулона и эта зависимость модели­руется функциональным преобразователем (ФП1),

Система регулирования ЭДС построена принципиально так же, как соответствующий контур в системе двухзонного регулирования (см. п. 2-2-3), с той лишь разницей, что внутренний контур за счет включення функционального преобразователя Ф/75, который моде­лирует характеристику намагничивания двигателя, представляет собой коитур регулирования потока с регулятором РПт, а не кон­тур регулирования тока возбуждения. Благодаря этому сигнал на выходе регулятора ЭДС (АЭ), являющийся предписанным зна­чением регулируемой величины для внутреннего контура, в про­цессе перемотки пропорционален потоку возбуждения, а следо­вательно, и радиусу рулона, и может служить мерой радиуса* Регулятор ЭДС включает в себя суммирующий усилитель У2, на входе которого сигнал датчика ЭДС сравнивается с задающим напряжением, пропорциональным скорости перемотки, и аналого­вый нли цифровой интегратор И. В результате РЭ имеет характе­ристики интегрирующего регулятора, что, с одной стороны, как это было показано в п. 1-3-1, необходимо для обеспечения стандартной или близкой к ней Бастройкн контура ЭДС, а с другой — важно для того, чтобы регулятор «запоминал» радиус рулона.

Принцип построения системы предусматривает, что всегда, вне зависимости от режима работы (разгон, установившийся режим перемотки, торможение, выключенное состояние), поток возбужде­ния двигателя пропорционален радиусу рулона. В режиме пере­мотки это обеспечивается автоматически за счет действия замкігу - той системы регулирования ЭДС. При неподвижном наматывающем устройстве сигналы йд-9 и t/3 равны нулю и необходимо предусмот­реть возможность задания начального потока возбуждения, соот­ветствующего данному (если речь идет о начале намотки — мини­мальному) значению радиуса рулона. Это осуществляется при охвате РЭ отрицательной обратной связью через контакты ЗР. Регулятор ЭДС приобретает характеристики апериодического звена с единичным коэффициентом усиления, и на выходе его устанав­ливается напряжение, равное напряжению задания радиуса руло - на м3.р. Перед на чал ом. перемотки контакты ЗР размыкаются, и это

напряжение на выходе интегратора сохраняется, пока на входе РЭ сигнал равен нулю.

Поток возбуждения, соответствующий текущему значению ра­диуса рулона, нужно сохранить н при обрыве полосы. Обычно обрыв фиксируется специальным датчиком, воздействующим на реле, которое своим контактом (на рис. 8-4 не показан) шунтирует У2у благодаря чему напряжение на входе интегратора становится равным нулю, а на его выходе фиксируется напряжение, соответ­ствующее значению радиуса рулона, при котором произошел обрыв. Однако даже при обеспечении фиксации требуемого значения по­тока, если не принять дополнительных мер, скорость наматыва­ющего усгройстза будет резко возрастать. Действительно, если предположить, что напряжение, снимаемое с ЗНт, постоянно, резкое уменьшение якорного тока при обрыве полосы приведет к тому, что замкнутая система регулирования тока, стремясь вос­становить заданный ток, будет увеличивать напряжение преобра­зователя 777/ н это приведет к увеличению скорости двигателя. Чтобы этого не произошло, ЗНт питается от усилителя УЗ, харак­теристика которого такова, что при входном сигнале, равном нулю, его выходное напряжение равно напряжению ограничения. На входе сигнал УЗ U3 = V сравнивается с сигналом обратной связи по ЭДС. В нормальном режіше намотки задающий сигнал примерно равен сигналу обратной связи, напряжение на выходе УЗ равно напряжению ограничения и постоянно. Прн обрыве, когда ЭДС начинает возрастать, сигнал обратной связи оказывается больше U3, усилитель УЗ выходит из ограничения и система переходит в режим поддержания постоянства ЭДС за счет воздействия на на­пряжение преобразователя. Поскольку поток двигателя прн этом соответствует значенню радиуса рулона, прн котором произошел обрыв, система поддерживает скорость двигателя, примерно соот­ветствующую данным значенням скорости V и радиуса /*р.

Назначением сигнала «к является задание динамической состав­ляющей тока, за счет которой создается динамический момент Мднн = Лідииі “t" ^тина* составляющие которого определяются фор­мулами (8-8) и (8-10). Если толщина перематываемой полосы мала, то радиус рулона меняется медленно и скорость изменения радиуса dr^jdt мала. Тогда составляющей Мдип2 пренебрегают, полагая, что Mavm = Мдин1. С учетом того, что система регулирования ЭДС меняет поток пропорционально радиусу, можно определить закон, по которому должен меняться динамический ток при разгоне и тор­можении:

АідИіїї ЛІДИВІ М3 КС 4

Vдни= с ф = г Тф

гр *-дч'»акс

нлн, с учетом первого из выражений (8-8),

«? ■ ИИлВ л 'р. мікс dV

Если У1 представляет собой усилитель с передаточным коэффи­циентом, равным единице, одинаковым по всем входам, и коэффи­циент передачи РТ по обоим каналам тоже одинаков, то компенси­рующее напряжение должно быть

^Д. i^FJ. ДИЧ* (8-13)

Из (8-12) видно, что это напряжение связано функциональной

зависимостью с радиусом рулой а ускорению. При установившейся скорости ы* = 0.

функциональная схема устрой­ства, формирующего напряжение щ., показана на рис. 8-5, а. Напря­жение на входе функционального преобразователя (ФП) пропорци­онально радиусу рулона. С по­мощью ФП в соответствии с'(8-12) и (8-13) формируется напряжение

а)

Рис. 8

«Ф п, равное ик прн (dVfdt)Maxc. Реальное значение ускорения за­дается установкой делителя напряжения (ДП). Компенсирующее напряжение имеет разный знак прн ускорении и замедлении, что обеспечивается включением контактов КУ или КЗ соответственно. В установившемся режиме все контакты разомкнуты. В качестве напряжения, пропорционального радиусу рулона, может быть ис­пользовано напряжение на выходе регулятора ЭДС, если подчи­ненным контуром является коитур потока, как на рис. 8-4. В ряд схем оно получается как результат деления напряжения датчика скорости (тахогенератора) на двигателе наматывающего устройства

^д. с = ^д. cffll = ^д. с У ~

'Р

на напряжение тахогенератора иа двигателе М2 клети или секции (см. рис. 8-1, а)

Ид. С. к = hV,

где k8 — коэффициент пропорциональности.

Характер зависимости иф. п от радиуса рулона при dVfdt = const показан на рис. 8-5, б. При разных соотношениях Гр-мхс и г? ыш °на может быть аппроксимирована более или меиее сложной кривой.

Б схемах, где не предъявляется высоких требований к поддер­жанию постоянства натяжения, применяются более простые спо­собы компенсации динамического тока, когда на время разгона и торможения уставки тока меняются на постоянную величину (как на рис. 8-3).

Описанная система косвенного регулирования (см. рис. 8-4) дополнена внешним контуром прямого регулирования натяжении с датчиком ДНт и регулятором РНт. В силу того что в контур регулирования натяжения входит упругое полотно, обычно этот контур имеет не слишком высокое быстродействие. Однако его при­менение позволяет уменьшить влияние возмущений, обусловленных потерями вращения и составляющей динамического момента МЛУлг. На входе РНт сравниваются уставка натяжения с ЗНт и сигнал датчика натяжения ДНт. Если заданная уставка якорного тока обеспечивает заданное натяжение, то напряжение на выходе РНт равно нулю. Если установившееся значение натяжения не соот­ветствует заданному, уставка тока корректируется выходным на­пряжением регулятора натяжения.