મેટલ કટીંગ મશીનોમાં લોડ, દળો અને ક્ષણોનું નિરીક્ષણ કરવા માટેના વિદ્યુત ઉપકરણો

સ્વચાલિત સાધનોના સંચાલન દરમિયાન, લોડને નિયંત્રિત કરવું જરૂરી બને છે, એટલે કે, મશીનો અને મશીનોના તત્વોમાં કામ કરતા પ્રયત્નો અને ક્ષણો. આ વ્યક્તિગત ભાગોને નુકસાન અથવા ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના અસ્વીકાર્ય ઓવરલોડિંગને અટકાવે છે, તમને મશીનોના ઑપરેશનનો શ્રેષ્ઠ મોડ પસંદ કરવા, ઑપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓનું આંકડાકીય વિશ્લેષણ વગેરે કરવાની મંજૂરી આપે છે.

યાંત્રિક લોડ નિયંત્રણ ઉપકરણો

ઘણી વાર લોડ નિયંત્રણ ઉપકરણો યાંત્રિક સિદ્ધાંત પર આધારિત હોય છે. મશીનની કાઇનેમેટિક સાંકળમાં એક સ્થિતિસ્થાપક તત્વ શામેલ છે, જેનું વિરૂપતા એપ્લાઇડ લોડના પ્રમાણસર છે. ચોક્કસ લોડ સ્તરને ઓળંગવાથી કાઇનેમેટિક લિંક દ્વારા સ્થિતિસ્થાપક તત્વ સાથે જોડાયેલ માઇક્રોસ્વિચ ટ્રિગર થાય છે. મશીન ટૂલ ઉદ્યોગમાં કેમ, બોલ અથવા રોલર કપલિંગ સાથેના લોડ કંટ્રોલ ઉપકરણોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.તેનો ઉપયોગ ક્લેમ્પિંગ ઉપકરણો, રેન્ચ અને અન્ય કેસોમાં થાય છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ હાર્ડ સ્ટોપ પર ચાલે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ લોડ નિયંત્રણ ઉપકરણો

કિનેમેટિક ચેઇનમાં સંવેદનશીલ સ્થિતિસ્થાપક તત્વની હાજરી ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ડ્રાઇવની એકંદર જડતા ઘટાડે છે અને તેની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓને વધુ ખરાબ કરે છે. તેથી, તેઓ ડ્રાઇવ મોટર દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલા વર્તમાન, પાવર, સ્લિપ, ફેઝ એંગલ વગેરેને નિયંત્રિત કરીને ઇલેક્ટ્રિકલ પદ્ધતિઓ દ્વારા લોડની તીવ્રતા (આ કિસ્સામાં, ટોર્ક) વિશે માહિતી મેળવવાનો પ્રયાસ કરે છે.

અંજીરમાં. 1 અને ઇન્ડક્શન મોટરના સ્ટેટર પર વર્તમાન લોડને મોનિટર કરવા માટે એક સર્કિટ બતાવે છે. ઇલેક્ટ્રિક મોટરના વર્તમાન I સ્ટેટરના પ્રમાણસર વોલ્ટેજ, વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર TA ના સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, સુધારેલ છે અને નીચા-પ્રવાહમાં ખવડાવવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે K, જેનું સેટ મૂલ્ય પોટેન્ટિઓમીટર R2 દ્વારા ગોઠવવામાં આવે છે. ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગને બાયપાસ કરવા માટે નીચા-પ્રતિરોધક રેઝિસ્ટર R1 ની જરૂર છે, જે શોર્ટ-સર્કિટ મોડમાં કામ કરવું આવશ્યક છે.

આકૃતિ 1. સ્ટેટર વર્તમાન દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક મોટરના લોડને મોનિટર કરવા માટેની યોજના

સ્ટેટર વર્તમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે, ch માં વર્ણવેલ ઝડપી-અભિનય રક્ષણાત્મક વર્તમાન રિલે. 7. સ્ટેટર વર્તમાન નોનલાઇનર આકાર અવલંબન દ્વારા મોટર શાફ્ટના શાફ્ટ ટોર્ક સાથે સંબંધિત છે

જ્યાં Azn — સ્ટેટરનો રેટ કરેલ કરંટ, Mn — રેટ કરેલ ટોર્ક, βo =AzO/Azn-નિષ્ક્રિય પ્રવાહની ગુણાકાર.

આ અવલંબન ગ્રાફિકલી ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1, b (વળાંક 1). ગ્રાફ બતાવે છે કે ઓછા લોડ પર ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો સ્ટેટર પ્રવાહ ખૂબ જ થોડો બદલાય છે અને આ વિસ્તારમાં લોડને સમાયોજિત કરવું અશક્ય છે.વધુમાં, સ્ટેટર વર્તમાન માત્ર ટોર્ક પર જ નહીં, પણ મુખ્ય વોલ્ટેજ પર પણ આધાર રાખે છે. જ્યારે મુખ્ય વોલ્ટેજ ઘટે છે, ત્યારે અવલંબન 1(M) બદલાય છે (વળાંક 2), જે સર્કિટના સંચાલનમાં ભૂલ રજૂ કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો સ્ટેટર કરંટ એ નો-લોડ વર્તમાન અને ઘટાડેલા રોટર પ્રવાહનો ભૌમિતિક સરવાળો છે:

જ્યારે લોડ બદલાય છે, ત્યારે વર્તમાન I2 બદલાય છે ' નો-લોડ વર્તમાન લોડથી વ્યવહારીક રીતે સ્વતંત્ર છે. તેથી, નાના લોડ નિયંત્રણ ઉપકરણોની સંવેદનશીલતા વધારવા માટે, નો-લોડ પ્રવાહની ભરપાઈ કરવી જરૂરી છે, જે મોટે ભાગે પ્રેરક છે.

લો-પાવર ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં, સ્ટેટર સર્કિટ (ફિગ. 1, a માં ડોટેડ લાઇન્સ) માં કેપેસિટર જૂથ સીનો સમાવેશ થાય છે, જે અગ્રણી પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે. પરિણામે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર નેટવર્કમાંથી ઘટાડેલા પ્રવાહની બરાબર વપરાશ કરે છે. રોટર વર્તમાન, અને અવલંબન 1 (M) લગભગ રેખીય બની જાય છે (અંજીર 1, b માં વળાંક 3). આ પદ્ધતિનો એક ગેરલાભ એ નેટવર્ક વોલ્ટેજમાં વધઘટ પર લોડ લાક્ષણિકતાઓની મજબૂત અવલંબન છે.

ઉચ્ચ શક્તિ સાથે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સમાં, કેપેસિટર બેંક વિશાળ અને ખર્ચાળ બને છે. આ કિસ્સામાં, વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર (ફિગ. 2) ના ગૌણ સર્કિટમાં નો-લોડ પ્રવાહની ભરપાઈ કરવી વધુ યોગ્ય છે.

આકૃતિ 2. નો-લોડ વર્તમાન વળતર સાથે લોડ નિયંત્રણ રિલે

સર્કિટ એક ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરે છે જેમાં બે પ્રાથમિક વિન્ડિંગ્સ હોય છે: વર્તમાન W1 અને વોલ્ટેજ W2. વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ સર્કિટમાં એક કેપેસિટર Cનો સમાવેશ થાય છે, જે વર્તમાનના તબક્કાને 90° દ્વારા વાયરમાં શિફ્ટ કરે છે.ટ્રાન્સફોર્મરના પરિમાણો પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી વિન્ડિંગ W2 નું ચુંબકીકરણ બળ વિન્ડિંગ W1 ના ચુંબકીય બળના તે ઘટકને વળતર આપે જે ઇલેક્ટ્રિક મોટરના નો-લોડ પ્રવાહ સાથે સંબંધિત છે. પરિણામે, સેકન્ડરી વિન્ડિંગ W3 ના આઉટપુટ પરનો વોલ્ટેજ રોટર વર્તમાન અને લોડ ટોર્કના પ્રમાણસર છે. આ વોલ્ટેજ સુધારેલ છે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે K પર લાગુ થાય છે.

મશીન કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં, અત્યંત સંવેદનશીલ લોડ રિલેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં લોડના ટોર્ક પર આઉટપુટ વોલ્ટેજની ઉચ્ચારણ રિલે અવલંબન હોય છે (ફિગ. 3, બી). આવા રિલે (ફિગ. 3, એ) ના સર્કિટમાં વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર TA અને વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર ટીવી છે, જેનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ વિરુદ્ધ દિશામાં ચાલુ છે.

આકૃતિ 3. ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા લોડ નિયંત્રણ રિલે

જો નો-લોડ વર્તમાનને કેપેસિટર બેંક સી દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે, તો સર્કિટનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ છે

જ્યાં Kta, Ktv- વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સના રૂપાંતરણ પરિબળો, U1 — મોટર તબક્કામાં વોલ્ટેજ.

Kta અથવા Ktv બદલીને, સર્કિટને ગોઠવવાનું શક્ય છે જેથી આપેલ ટોર્ક Mav માટે આઉટપુટ વોલ્ટેજ ન્યૂનતમ હોય. પછી આપેલ મોડમાંથી કોઈપણ વિચલન U આઉટ અને રિલે K ને ટ્રિગર કરશે.

ગ્રાઇન્ડીંગ હેડના ઝડપી અભિગમથી વર્કિંગ ફીડમાં સંક્રમણ દરમિયાન વર્કપીસ સાથે ગ્રાઇન્ડીંગ ડિસ્કના સંપર્કના ક્ષણને નિયંત્રિત કરવા માટે સમાન યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

લોડ રિલે, નેટવર્કમાંથી અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી શક્તિના નિયંત્રણના આધારે, વધુ ચોક્કસ રીતે કાર્ય કરે છે. આવા રિલેમાં એક રેખીય લાક્ષણિકતા હોય છે જે મુખ્ય વોલ્ટેજમાં વધઘટ સાથે બદલાતી નથી.

પાવર વપરાશના પ્રમાણસર વોલ્ટેજ ઇન્ડક્શન મોટરના સ્ટેટરના વોલ્ટેજ અને વર્તમાનને ગુણાકાર કરીને મેળવવામાં આવે છે. આ માટે, ચતુર્ભુજ વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતા-ક્વાડ્રેટર્સ સાથે બિન-રેખીય તત્વો પર આધારિત લોડ રિલેનો ઉપયોગ થાય છે. આવા રિલેના સંચાલનનો સિદ્ધાંત ઓળખ (a + b)2 — (a — b)2 = 4ab પર આધારિત છે.

લોડ રિલે ફિગમાં બતાવવામાં આવે છે. 4.

આકૃતિ 4. પાવર વપરાશ રિલે

રેઝિસ્ટર RT પર લોડ થયેલ વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર TA અને ઇલેક્ટ્રિક મોટરના વર્તમાન અને તબક્કાના વોલ્ટેજના પ્રમાણસર સેકન્ડરી વિન્ડિંગ્સ વોલ્ટેજ પર વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર ટીવી રચાય છે. વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મરમાં બે ગૌણ વિન્ડિંગ્સ હોય છે જેના પર સમાન વોલ્ટેજ -Un અને +Un બને છે, તબક્કો 180 ° દ્વારા શિફ્ટ થાય છે.

વોલ્ટેજના સરવાળા અને તફાવતને મેચિંગ ટ્રાન્સફોર્મર્સ T1 અને T2 અને ડાયોડ બ્રિજ ધરાવતા તબક્કા-સંવેદનશીલ સર્કિટ દ્વારા સુધારવામાં આવે છે, અને રેખીય અંદાજના સિદ્ધાંત અનુસાર બનાવેલા સ્ક્વેરર્સ A1 અને A2ને આપવામાં આવે છે.

સ્ક્વેરર્સમાં રેઝિસ્ટર R1 — R4 અને R5 — R8 હોય છે અને R9, R10 ડિવાઈડરમાંથી લેવામાં આવેલા સંદર્ભ વોલ્ટેજ દ્વારા લૉક કરેલા વાલ્વ હોય છે. જેમ જેમ ઇનપુટ વોલ્ટેજ વધે છે તેમ, વાલ્વ બદલામાં ખુલે છે અને રેઝિસ્ટર R1 અથવા R5 સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલા નવા રેઝિસ્ટરને ક્રિયામાં મૂકવામાં આવે છે. પરિણામે, ચતુષ્કોણની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા પેરાબોલાના આકાર ધરાવે છે, જે ઇનપુટ વોલ્ટેજ પર વર્તમાનની ચતુર્ભુજ અવલંબનને સુનિશ્ચિત કરે છે. આઉટપુટ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ રિલે K બે ચોરસના પ્રવાહો વચ્ચેના તફાવત સાથે સંબંધિત છે, અને મૂળભૂત ઓળખ અનુસાર, તેના કોઇલમાં વર્તમાન ગ્રીડમાંથી ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિના પ્રમાણસર છે.ચતુર્થાંશની સાચી સેટિંગ સાથે, પાવર રિલેમાં 2% કરતા ઓછી ભૂલ છે.

ડબલ મોડ્યુલેશન સાથે પલ્સ-ટાઇમ પલ્સ રિલે દ્વારા એક વિશેષ વર્ગની રચના કરવામાં આવે છે, જે વધુને વધુ સામાન્ય બની રહી છે. આવા રિલેમાં, મોટર પ્રવાહના પ્રમાણસર વોલ્ટેજને પલ્સ પહોળાઈના મોડ્યુલેટરને ખવડાવવામાં આવે છે, જે કઠોળ ઉત્પન્ન કરે છે જેની અવધિ માપેલા વર્તમાનના પ્રમાણસર હોય છે: τ = K1Az... આ કઠોળને મુખ્ય વોલ્ટેજ દ્વારા નિયંત્રિત કંપનવિસ્તાર મોડ્યુલેટરને ખવડાવવામાં આવે છે. .

પરિણામે, કઠોળનું કંપનવિસ્તાર ઇલેક્ટ્રિક મોટરના સ્ટેટર પરના વોલ્ટેજના પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવે છે: Um = K2U. ડબલ મોડ્યુલેશન પછી વોલ્ટેજનું સરેરાશ મૂલ્ય વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ઇન્ડક્શનના પ્રમાણસર છે: Ucf = fK1К2TU, જ્યાં f એ મોડ્યુલેશન આવર્તન છે. આવા પાવર રિલેમાં 1.5% કરતા વધુની ભૂલ નથી.

ઇન્ડક્શન મોટર શાફ્ટ પરના મિકેનિકલ લોડમાં ફેરફાર, મુખ્ય વોલ્ટેજની તુલનામાં સ્ટેટર વર્તમાનના તબક્કામાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે. જેમ જેમ ભાર વધે છે તેમ, તબક્કો કોણ ઘટે છે. આ તમને તબક્કા પદ્ધતિના આધારે લોડ રિલે બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, રિલે કોસાઇન અથવા તબક્કા કોણ પરિબળને પ્રતિસાદ આપે છે. તેમની લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા, આવા રિલે પાવર રિલેની નજીક છે, પરંતુ તેમની ડિઝાઇન વધુ સરળ છે.

જો આપણે સર્કિટમાંથી A1 અને A2 ચતુર્થાંશને બાકાત રાખીએ (જુઓ. આકૃતિ 4) અને તેમાં સંબંધિત ટ્રાન્સફોર્મર્સ T1 અને T2, રેઝિસ્ટરથી બદલો, તો પોઈન્ટ a અને b વચ્ચેનો વોલ્ટેજ કોસ્ફીના પ્રમાણસર હશે, જે તેના આધારે પણ બદલાય છે. મોટર લોડ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ રિલે K, સર્કિટના પોઈન્ટ a અને b પર જોડાયેલ છે, જે તમને ઇલેક્ટ્રિક મોટર પર આપેલ લોડના સ્તરને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.સર્કિટ સરળીકરણનો ગેરલાભ એ લાઇન વોલ્ટેજમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલ વધેલી ભૂલ છે.