Николай Мельниченко - Ещё вчера…

Наша машина должна очень быстро резать трубы диаметром от 50 до 700 мм. Плавное изменение оборотов для такого большого диапазона могут обеспечить только двигатели постоянного тока. Нахожу их в аэропорту Пулково: это списанные бортовые генераторы на 27 вольт. Хорошо, что знаю обратимость этих машин: они могут быть и двигателями.

Тяжеленную трубу длиной до 12 метров в зону резки должна подавать самоходная тележка. Логично, чтобы на этой телеге и был механизм вращения трубы. Угол ее поворота является "руководящим" для решения двух остальных уравнений – перемещения и наклона плазмотрона. Вывод: приводов должно быть два – один на подвижной тележке, другой – в зоне резки на синусных механизмах. Тогда отключая синусный привод, мы получим прямой рез, реверсируя его – получим зеркально отображенную плоскость реза. Но оба привода должны работать совершенно синхронно. Эта задачка мне не по плечу; иду в НИИ Электропривода к яйцеголовым ребятам.

– Да, мы можем спроектировать и сделать для вас такое устройство. Надо сделать два выпрямителя на тиристорах. На каждом приводе будет стоять тахогенератор, напряжение которого зависит от оборотов. Узел сравнения сравнит два напряжения, и, в случае их неравенства, "подстегнет" выпрямитель отстающего привода.

– И какая будет погрешность при совместной работе приводов?

– Ну, если для вас очень-очень постараемся, то всего Ђ 2 %.

– По углу поворота?

Яйцеголовые электрики дружно хохочут от моей наивности: измерять привод постоянного тока в градусах поворота! Это же надо придумать. Отсмеявшись, поучают:

– Погрешность таких приводов можно измерять только в оборотах!

– А какую погрешность вы можете допустить по углу поворота? – спрашиваю я. Самый совестливый потянулся к калькулятору, чтобы перевести 2 % скорости в угол.

– Мне нужна практически нулевая погрешность по углу поворота , причем не только во время вращения, но и при остановке, – убитым голосом заявляю я.

Подозреваю, что после моего ухода веселые ребята долго и дружно крутили пальцами у висков…

Но я знаю, что дистанционно передавать угол поворота могут сельсины – специальные машинки, питающиеся в основном током частотой 400 герц. Вскоре на наших стеллажах лежат десятки различных сельсинов разных типов, напряжений и принципов действия. Собираем парами, испытываем. Действительно, поворот одного сельсина точно отражается вторым. Только его силы еле хватает на поворот небольшой стрелки… Нет, такой хоккей нам "маловато будеть". В книге нахожу нужный пример: чтобы синхронизировать приводы створок шлюзовых ворот на Беломорканале использовали два специально изготовленных огромных сельсина. Боюсь, и эта дорога для меня закрыта. Вспоминаю о самосинхронизации генераторов переменного тока. Надо испытать.

Два жигулевских генератора опутываются проводами, один – вращается от токарного станка. Второй не хочет втягиваться в эти игры и гордо стоит как вкопанный. Вот если его раскрутить с такими же оборотами, то он будет проявлять желанный эффект. Но очень-очень слабо.

Листая всякие разные книжки, натыкаюсь на слова "электрический вал". Оказывается. есть двигатели переменного тока, в которых вместо обычного "беличьего колеса" стоит фазный ротор. И если соединить роторы двух таких двигателей, то они будут вращаться синхронно. Такие двигатели ставят на каждую ногу длинных мостовых (кабельных) кранов, чтобы при движении одна нога не обгоняла другую. Что-то в этом есть мистическое, надо бы пощупать поближе.

Вскоре два двигателя по 4,5 квт (!) стоят в лаборатории. Соединяем кабелем роторы, включаем. Исправно и одинаково вертятся. Ну и что? А главное: как им плавно менять обороты? И сколько выдержит их синхронизация? Даю команду Гене Степанову притормозить один двигатель. Он берет доску и нажимает на вал одного двигателя. Ноль внимания: слишком мощные, блин, движки. Берет доску покрепче, нажимает посильней: обороты снижаются. Я ожидаю, что снижаться они будут и у второго двигателя. Однако он не оправдывает моих светлых надежд и упрямо крутится. После полной остановки одного двигателя, второй вдруг взвывает и начинает вращаться с огромной скоростью!

Гена Степанов смотрит на меня квадратными вопрошающими глазами, но я тоже ничего не понимаю. Хороша же синхронизация будет у нашей машины!

Рушится последняя надежда, надо что-то придумывать другое. Но почему-то мысли все время возвращаются к непокорным двигателям. Так чабанский пес Разбой в Казахстане не уходил, а крутился и прыгал вокруг гадюки, которая угрожающе шипела и норовила ужалить его.

Вскоре во время утренних размышлений я прозреваю, и начинаю понимать, отчего беснуется второй двигатель. Но это знание, кажется, никак не решает мои проблемы: движок-то вертится!

Наступает следующее утро, и я лечу в лабораторию, чтобы проверить одну идейку. Не простую, а очень простую: оборвать одну фазу из трех на сети, питающей оба двигателя, чтобы лишить их собственного вращения . На обычных трехфазных двигателях такое насилие просто сожжет их, но возможно мои двигатели с соединенными роторами устоят…

Не ожидая Степанова, отсоединяю по одной фазе на каждом двигателе, включаю питание, ожидая возмущенного рева двигателей, лишенных одной фазы. Однако – все тихо. Нет даже броска тока, возникающего при пуске двигателя: он ведь не вертится. Я все это отчетливо вижу и понимаю на слух, без всяких приборов. С опаской, ожидая всяких неожиданностей, начинаю проворачивать рукой вал одного двигателя. Вращается легко, как будто он отключен от сети. Вал второго двигателя точно и без усилий повторяет мои движения на первом!

Появившиеся Степанов и Костюков, не успевшие переодеться, как зачарованные следят за моими манипуляциями.

– Затормози второй движок, – говорю Степанову. Он хватает доску. – Да нет, просто руками.

Начинаю крутить вал своего двигателя в одну и другую сторону. Вал упруго сопротивляется моим усилиям в любую сторону, допуская люфт градусов на 10. Это практически – желанный ноль на выходном валу редуктора!

– Теперь ты крути туды-сюды , а я буду держать, – говорю Степанову. Он пытается преодолеть мое сопротивление, но не может, и от души радуется этому: синхронизация есть!!!

Пусть крутятся два отдельных двигателя постоянного тока. Мы можем менять их обороты приблизительно одинаково, изменяя питающее их напряжение. А чтобы они не баловались разнобоем оборотов, – с каждым будет жестко соединен двигатель с фазным ротором и оборванной фазой! Попутно получаем еще несколько очень важных подарков. Если одному приводу тяжело, и он пытается снизить обороты, – второй без всяких понуканий немедленно приходит ему на помощь. Точная синхронизация сохраняется при выключенных приводах: значит можно резать десятки резов на одной трубе без всякой промежуточной подстройки. Синхронизация остается также при реверсировании одного из приводов для зеркальных резов. И еще: отключить такую жесткую синхронизацию, например – для настройки или для прямых резов, – очень легко: надо отключить электрический вал. Просто сказочная удача!!!