धातु काटने की मशीनों में भार, बल और क्षणों की निगरानी के लिए विद्युत उपकरण

स्वचालित उपकरणों के संचालन के दौरान, भार को नियंत्रित करना आवश्यक हो जाता है, अर्थात मशीनों और मशीनों के तत्वों में अभिनय करने वाले प्रयास और क्षण। यह व्यक्तिगत भागों को नुकसान या इलेक्ट्रिक मोटर्स के अस्वीकार्य अधिभार को रोकता है, आपको मशीनों के संचालन का इष्टतम मोड चुनने, परिचालन स्थितियों का सांख्यिकीय विश्लेषण करने आदि की अनुमति देता है।

यांत्रिक भार नियंत्रण उपकरण

बहुत बार लोड कंट्रोल डिवाइस एक यांत्रिक सिद्धांत पर आधारित होते हैं। मशीन की गतिज श्रृंखला में एक लोचदार तत्व शामिल होता है, जिसका विरूपण लागू भार के समानुपाती होता है। एक निश्चित लोड स्तर से अधिक होने से एक काइनेमैटिक लिंक के माध्यम से लोचदार तत्व से जुड़ा एक माइक्रोस्विच चालू हो जाता है। मशीन टूल उद्योग में कैम, बॉल या रोलर कपलिंग के साथ लोड कंट्रोल डिवाइस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।उनका उपयोग क्लैंपिंग डिवाइस, रिंच और अन्य मामलों में किया जाता है जहां इलेक्ट्रिक ड्राइव हार्ड स्टॉप पर चलती है।

विद्युत भार नियंत्रण उपकरण

कीनेमेटिक श्रृंखला में एक संवेदनशील लोचदार तत्व की उपस्थिति इलेक्ट्रोमेकैनिकल ड्राइव की समग्र कठोरता को कम करती है और इसकी गतिशील विशेषताओं को खराब करती है। इसलिए, वे ड्राइव मोटर द्वारा खपत वर्तमान, बिजली, पर्ची, चरण कोण इत्यादि को नियंत्रित करके विद्युत विधियों के माध्यम से भार (इस मामले में टोक़) के परिमाण के बारे में जानकारी प्राप्त करने का प्रयास करते हैं।

अंजीर में। 1 और प्रेरण मोटर के स्टेटर पर वर्तमान भार की निगरानी के लिए एक सर्किट दिखाता है। करंट के अनुपात में वोल्टेज I इलेक्ट्रिक मोटर का स्टेटर, करंट ट्रांसफॉर्मर TA की सेकेंडरी वाइंडिंग से हटा दिया जाता है, जिसे सुधारा जाता है और लो-करंट में खिलाया जाता है विद्युत चुम्बकीय रिले K, जिसका सेट मान पोटेंशियोमीटर R2 द्वारा समायोजित किया जाता है। ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग को बायपास करने के लिए एक कम-प्रतिरोध रोकनेवाला R1 की आवश्यकता होती है, जिसे शॉर्ट-सर्किट मोड में काम करना चाहिए।

चित्र 1. स्टेटर करंट द्वारा विद्युत मोटर के भार की निगरानी के लिए योजना

स्टेटर करंट को नियंत्रित करने के लिए, ch में वर्णित फास्ट-एक्टिंग प्रोटेक्टिव करंट रिले। 7. स्टेटर करंट एक नॉनलाइनियर शेप डिपेंडेंस द्वारा मोटर शाफ्ट के शाफ्ट टॉर्क से संबंधित है

जहाँ Azn - स्टेटर की रेटेड धारा, Mn - रेटेड टॉर्क, βo = AzO/Azn-निष्क्रिय धारा की बहुलता।

यह निर्भरता रेखांकन चित्र में दिखाया गया है। 1, बी (वक्र 1)। ग्राफ से पता चलता है कि कम लोड पर इलेक्ट्रिक मोटर का स्टेटर करंट बहुत कम बदलता है और इस क्षेत्र में लोड को समायोजित करना असंभव है।इसके अलावा, स्टेटर करंट न केवल टॉर्क पर निर्भर करता है, बल्कि मेन वोल्टेज पर भी निर्भर करता है। जब मुख्य वोल्टेज घटता है, तो निर्भरता 1(एम) बदल जाती है (वक्र 2), जो सर्किट के संचालन में एक त्रुटि का परिचय देती है।

इलेक्ट्रिक मोटर का स्टेटर करंट नो-लोड करंट और कम रोटर करंट का ज्यामितीय योग होता है:

जब लोड बदलता है, तो धारा I2 'बदलती है। नो-लोड करंट व्यावहारिक रूप से लोड से स्वतंत्र होता है। इसलिए, छोटे लोड नियंत्रण उपकरणों की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए, नो-लोड करंट की भरपाई करना आवश्यक है, जो कि ज्यादातर आगमनात्मक है।

कम-शक्ति वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स में, कैपेसिटर ग्रुप सी को स्टेटर सर्किट (अंजीर। 1, ए में बिंदीदार रेखाएं) में शामिल किया गया है, जो एक प्रमुख धारा उत्पन्न करता है। नतीजतन, इलेक्ट्रिक मोटर नेटवर्क से कम करंट के बराबर खपत करता है रोटर करंट, और निर्भरता 1 (एम) लगभग रैखिक हो जाती है (चित्र 1, बी में वक्र 3)। इस पद्धति का एक नुकसान नेटवर्क वोल्टेज में उतार-चढ़ाव पर लोड विशेषताओं की मजबूत निर्भरता है।

उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स में, कैपेसिटर बैंक भारी और महंगा हो जाता है। इस मामले में, वर्तमान ट्रांसफार्मर (छवि 2) के द्वितीयक सर्किट में नो-लोड करंट की भरपाई करना अधिक समीचीन है।

चित्रा 2. नो-लोड वर्तमान मुआवजे के साथ लोड नियंत्रण रिले

सर्किट एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करता है जिसमें दो प्राथमिक घुमाव होते हैं: वर्तमान W1 और वोल्टेज W2। एक कैपेसिटर सी को वोल्टेज वाइंडिंग सर्किट में शामिल किया गया है, जो करंट के फेज को 90° से तार में शिफ्ट करता है।ट्रांसफार्मर के मापदंडों को इसलिए चुना जाता है ताकि घुमावदार W2 का चुंबकीयकरण बल घुमावदार W1 के चुंबकत्व बल के उस घटक की भरपाई करता है जो विद्युत मोटर के नो-लोड करंट से संबंधित है। नतीजतन, द्वितीयक वाइंडिंग W3 के आउटपुट पर वोल्टेज रोटर करंट और लोड टॉर्क के समानुपाती होता है। इस वोल्टेज को ठीक किया जाता है और विद्युत चुम्बकीय रिले K पर लागू किया जाता है।

मशीन नियंत्रण प्रणालियों में, अत्यधिक संवेदनशील लोड रिले का उपयोग किया जाता है, जिसमें लोड के टॉर्क पर आउटपुट वोल्टेज की स्पष्ट रिले निर्भरता होती है (चित्र 3, बी)। ऐसे रिले के सर्किट (चित्र 3, ए) में वर्तमान ट्रांसफॉर्मर टीए और वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर टीवी है, जिसका आउटपुट वोल्टेज विपरीत दिशाओं में चालू होता है।

चित्रा 3. उच्च संवेदनशीलता लोड नियंत्रण रिले

यदि नो-लोड करंट की भरपाई कैपेसिटर बैंक C द्वारा उदाहरण के लिए की जाती है, तो सर्किट का आउटपुट वोल्टेज है

जहां Kta, Ktv- वर्तमान और वोल्टेज ट्रांसफार्मर के रूपांतरण कारक, U1 - मोटर चरण में वोल्टेज।

Kta या Ktv को बदलकर, सर्किट को कॉन्फ़िगर करना संभव है ताकि दिए गए टॉर्क Mav के लिए आउटपुट वोल्टेज न्यूनतम हो। फिर दिए गए से मोड का कोई भी विचलन एक तेज परिवर्तन यू को बाहर कर देगा और रिले के को ट्रिगर करेगा।

इसी तरह की योजनाओं का उपयोग पीस डिस्क के संपर्क के क्षण को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जब पीसने वाले सिर के तेजी से काम करने वाले फीड से संक्रमण होता है।

लोड रिले, नेटवर्क से अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा खपत की गई शक्ति के नियंत्रण के आधार पर, अधिक सटीक रूप से काम करते हैं। ऐसे रिले में एक रैखिक विशेषता होती है जो मुख्य वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के साथ नहीं बदलती है।

बिजली की खपत के अनुपात में वोल्टेज इंडक्शन मोटर के स्टेटर के वोल्टेज और करंट को गुणा करके प्राप्त किया जाता है। इसके लिए द्विघात वोल्ट-एम्पीयर अभिलाक्षणिक-चतुर्भुज वाले गैर-रैखिक तत्वों पर आधारित भार रिले का उपयोग किया जाता है। ऐसे रिले के संचालन का सिद्धांत पहचान (a + b)2 — (a — b)2 = 4ab पर आधारित है।

लोड रिले को अंजीर में दिखाया गया है। 4.

चित्रा 4. बिजली की खपत रिले

वर्तमान ट्रांसफॉर्मर टीए प्रतिरोधी आरटी पर लोड होता है और वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर टीवी इलेक्ट्रिक मोटर के वर्तमान और चरण वोल्टेज के आनुपातिक माध्यमिक घुमावदार वोल्टेज पर बनता है। वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर में दो सेकेंडरी वाइंडिंग होती हैं, जिन पर समान वोल्टेज -Un और + Un बनते हैं, चरण 180 ° से स्थानांतरित हो जाते हैं।

वोल्टेज के योग और अंतर को एक चरण-संवेदनशील सर्किट द्वारा सुधारा जाता है जिसमें मिलान ट्रांसफार्मर T1 और T2 और एक डायोड ब्रिज शामिल होते हैं, और रैखिक सन्निकटन के सिद्धांत के अनुसार बनाए गए वर्ग A1 और A2 को खिलाए जाते हैं।

स्क्वेयर में रेसिस्टर्स R1 — R4 और R5 — R8 होते हैं और डिवाइडर R9, R10 से लिए गए संदर्भ वोल्टेज द्वारा लॉक किए गए वाल्व होते हैं। जैसे ही इनपुट वोल्टेज बढ़ता है, वाल्व बदले में खुलते हैं और प्रतिरोधों R1 या R5 के साथ समानांतर में जुड़े नए प्रतिरोधों को क्रिया में डाल दिया जाता है। नतीजतन, चतुर्भुज की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता में एक परबोला का आकार होता है, जो इनपुट वोल्टेज पर वर्तमान की द्विघात निर्भरता सुनिश्चित करता है। आउटपुट इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले K दो वर्गों की धाराओं के बीच के अंतर से संबंधित है, और मूल पहचान के अनुसार, इसके कॉइल में करंट ग्रिड से इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा खपत की गई शक्ति के समानुपाती होता है।चतुष्कोणों की सही सेटिंग के साथ, पावर रिले में 2% से कम की त्रुटि होती है।

पल्स-टाइम पल्स रिले द्वारा डबल मॉड्यूलेशन के साथ एक विशेष वर्ग का गठन किया जाता है, जो अधिक से अधिक सामान्य होते जा रहे हैं। ऐसे रिले में, मोटर करंट के समानुपाती वोल्टेज को पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर को खिलाया जाता है, जो दालों को उत्पन्न करता है, जिसकी अवधि मापी गई धारा के समानुपाती होती है: τ = K1Az ... इन दालों को मुख्य वोल्टेज द्वारा नियंत्रित एक आयाम मॉड्यूलेटर को खिलाया जाता है .

नतीजतन, दालों का आयाम विद्युत मोटर के स्टेटर पर वोल्टेज के समानुपाती होता है: उम = के2यू। दोहरे मॉडुलन के बाद वोल्टेज का औसत मान वर्तमान और वोल्टेज प्रेरण के समानुपाती होता है: Ucf = fK1К2TU, जहां f मॉडुलन आवृत्ति है। ऐसे बिजली रिले में 1.5% से अधिक की त्रुटि नहीं होती है।

इंडक्शन मोटर शाफ्ट पर यांत्रिक भार में बदलाव से मेन वोल्टेज के सापेक्ष स्टेटर करंट के चरण में बदलाव होता है। जैसे-जैसे भार बढ़ता है, चरण कोण घटता जाता है। यह आपको चरण विधि के आधार पर लोड रिले बनाने की अनुमति देता है। ज्यादातर मामलों में, रिले कोसाइन या चरण कोण कारक का जवाब देते हैं। उनकी विशेषताओं के अनुसार, ऐसे रिले बिजली रिले के करीब हैं, लेकिन उनका डिज़ाइन बहुत सरल है।

यदि हम चतुर्भुज A1 और A2 को सर्किट से बाहर करते हैं (चित्र 4 देखें) और इसमें संबंधित ट्रांसफार्मर T1 और T2 को प्रतिरोधों के साथ बदलें, तो बिंदु a और b के बीच का वोल्टेज cosfi के समानुपाती होगा, जो इसके आधार पर भी बदलता है मोटर भार। सर्किट के बिंदु ए और बी से जुड़े इलेक्ट्रोमेकैनिकल रिले के, आपको इलेक्ट्रिक मोटर पर लोड के दिए गए स्तर को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।सर्किट सरलीकरण का नुकसान लाइन वोल्टेज में बदलाव से जुड़ी बढ़ी हुई त्रुटि है।