Устройство контроля за электромагнитным приводом постоянного тока тормоза

Устройство контроля за электромагнитным приводом постоянного тока тормоза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬШ ПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТОРМОЗА, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем получения информации о износе фрикционных накладок и срабатывании тормоза, оно снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуктивности электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом. I 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором , двумя пороговыми элементами, элементом «ИЛИ и двумя элементами памяти , при этом выход мостовой схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговых ключей элемента , сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент ИЛИ с первым входом интегратора и первыми входами каждого элемента памяти, выход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а блок управления электроприво дом тормоза соединен с выходами первого СП и второго элемента памяти элемента сравО нения. СО Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1075031

3(5и F16 D 6600 GOi1 528

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

С

Ю нос ладол" ооою. абото"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3479975/25-27 (22) 06.08.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) В. П. Диденко и В. А. Куленцов (71) Производственное объединение «Ждановтяжмаш» (53) 62-592 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 442952, кл. В 60 Т 17/22, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 640068, кл. F 16 D 66/00, 1977 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ 3А

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА ТОРМОЗА, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем получения информации о износе фрикционных накладок и срабатывании тормоза, оно снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуктивности электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом.

Г

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором, двумя пороговыми элемента ми, элементом «ИЛИ» и двумя элементами памяти, при этом выход мостовой схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговых ключей элемента. сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент ИЛИ с первым входом интегратора и первыми входами каждого элемента памяти, выход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого порогового элемента. выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а блок управления электроприводом тормоза соединен с выходами первого и второго элемента памяти элемента сравнения.

107503!

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для контроля за рабочим состояни-, ем коло 101ных тормозов с электромагнитами постоянного тока и может быть использоваII0 в системах управления электроприводами горнорудного, транспортного, подъемнограпспортпого и другого оборудования.

Известно устройство для контроля одно:1роводной цепи управления электропневматическим тормозом поезда, содержащее фазочувствительный приемник с путевой цепью, получающей питание через ограничивающее сопротивление, включенное последовательно в однопроводную цепь управления, смонтированное на локомотиве, и конденсаторы, включенные в однопроводную цепь управления па каждом вагоне, в том числе и I1ÿ хвостовом (1).

Недостатком устройства является OTcy 1c Iвие контроля срабатывания механической части тормоза. 20

Наиболее близким к изобретению BIIляется устройство зашиты тормоза, содержащее задающий и дублирующий сельсины, роторы которых жестко взаимосвязаны, блок управления тормозом, электрически связанНпе с пим реле времени, апериодическое звено второго порядка и элемент сравнения.

Элемент сравнения выполнен в виде двух треxollìoòo÷Hûх реле, четыре обмотки которых соединены попарно с выходами олока 30 управления тормозом и а периодического звена второго порядка и вклк>чены встречно-параллельно, и две обмотки соР.11IHciII, с обмоткой статора задающего сельсипа и включены согласно-параллельно (2).

Недостатком известного устройства является отсутствие получения достоверной информации о срабатывании тормоза и о состоянии его механической части, так как устройство контролирует только форму на- 4О пряжения на воде блока управления тормозом, которым может быть, например, индукционный тормоз или асинхронный двигатель в режиме торможения подачей постоянного тока в цепи статора.

При этом не контролируется исправность собственно электрической цепи торможения и механическое состояние электрических ма1пин, используемых в качестве тормоза (отсутствие разрушения подшипников, задевание ротора за статор вследствие выработки посадочных мест подшипников, плотность посадки бочки ротора на валу для асинхронных двигателей и т.д.).

Сельсины, используемые в качестве зад.1ющих элементов, требуют квалифицированногоо периодического обслуживания, так как относятся к устройствам точной механики, ITo снижает надежность устройства защиты тормоза.

Недостатком устройства также является его низкое быстродействие, так как сигнал о неисправности работы тормоза или апериодического звена второго порядка может появляться только по истечении выдержки времени, что в приводах подъема может оказаться совершенно недопустимым.

Кроме того, устройство сложно, в связи с чем его нецелесообразно применять в многодвигательных приводах, имеющих большое количество тормозов постоянного тока.

Целью изобретения является повышение эффективности контроля путем получения информации об износе фрикционных накладок и сраба гывании тормоза.

Поставленная цель дocTH."ается тем, что устройство контроля за работой электромагнитным приводом постоянного тока тормоза, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуKTHBHocTH электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом.

При этом устройство снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором, двумя пороговыми элементами, элементом ИЛИ и двумя элементами памяти. при этом выход мостовои схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговы. ключей элемента сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент

ИЛИ с первым входом интегратора и первь:ми входами каждого элемента памяти, вь;— ход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого пороговог<1 элемента, выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым вхо. дом элемента ИЛИ, а блок управления электроприводом тормоза соединен с выходами первого и второго элемента памяти элемента сравнения.

На фиг. 1 изображена структурная схсма предлагаемого устройства: на фиг. 2 —— временные диаграммы работы устройства. а именно: На фиг. 2а — диаграмма напряже1075031

2 — при износе его фрикционных накладок; на фиг. 2е — то же, на выходе интегратора:

1 — для нормальной работы тормоза, 2 — 10 при износе его фрикционных накладок.

Устройство контроля за работой электромагнитного привода постоянного тока тормоза содержит мостовую схему, образованную катушкой 1 электромагнита тормоза, 15 являющеися основнои индуктивностью в мостовой схеме дополнительной индуктивнос20

55 ния на входе мостовой схемы устройства; на фиг. 26 — то же, на выходе формирователя сигнала «Сброс»; на фиг. 2в — то же, на выходе формирователя импульса «Счет»; на фиг. 2 г — то же, на вторых входах первого и второго аналоговых ключей; на фиг. 2д — то же, на выходе элемента вычитания: 1 — для нормальной работы тормоза, тью 2 и сопротивлениями 3 и 4 и элемент 5 сравнения сигналов. Катушка 1 электромагнита тормоза с сопротивлением 3 и дополнительная индуктивность 2 с сопротивлением 4 расположены в прилежащих плечах моста и их общая точка является общей точкой электрической схемы устройства, а отношение индуктивностей к сопротивлениям в разных плечах моста равны. Элемент 5 сравнения сигналов состоит из формирователя 6 сигнала «Сброс», формирователя 7 импульсов «Счет», первого 8 и второго 9 аналоговых ключей, элемента 10 вычитания, интегратора 1, первого 12 и второго 13 пороговых элементов, первого 14 и второго 15 элементов памяти, элемента ИЛИ 16.

Вход формирователя 6 сигнала «Сброс» соединен с входом мостовой схемы, выход с входом формирователя 7 импульсов «Счет» через элемент ИЛИ 16 с входом интегратора 11 и первыми входами элементов памяти 14 и 15. Выход формирователя 7 импульсов «Счет» соединен с первыми входами ключей 8 и 9, вторые входы которых соединены с выходом мостовой схемы. Выходы ключей 8 и 9 соединены с входами элемента 10 вычитания, выход которого подключен к входам интегратора 11 и первого порогового элемента 12. Выход первого порогового элемента 12 соединен с вторым входом первого элемента памяти 14. Выход интегратора 1 через второй пороговый элемент 13 соединен с вторым входом второго элемента памяти 15. Выходы первого 14 и второго 15 элементов памяти соединены с блоком управления электроприводом тормоза, например, лебедки подъема стрелы роторного экска ватора. Выход первого элемента памяти 14 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 16.

Для включен ия тормоза и устройства контроля его срабатывания служит контактор 17.

Устройство работает следующим образом.

В отключенном состоянии тормоза мостовая схема сбалансирована по постоянному току.

При включении тормоза в момент времени li (фиг. 2а) контактором 17 на вход мостовой схемы подается постоянное напряжение ()„„которое поступает на вход формирователя 6 сигнала «Сброс», вырабатывающего узкий импульс напряжения U g> (фиг. 2б), поступающего на входы формирователя 7 импу.тьса «Счет», через элемент

ИЛИ 16 на вход интегратора 11 и íà первые входы элементов памяти 14 и 15. В момент времени (1 происходит сброс элемента 5 сравнения сигналов в исходное состояние, при этом напряжение на выходе интегратора 11 (1инг. устанавливается равным нулю (фиг. 2е).

В момент времени t формирователь 7 импульса «Счет» вырабатывает широкий импульс (4чет (фиг. 2в), ширина которого определяется настройкой формирователя 7 импульса «Счет» и должна превышать время нормального электромеханического пс реходного процесса в тормозе.

При подачс на первые входы кл|очей 8 и 9 напряжения () счет на Вторь1е ВхОды ко торых поступают напряжения V и V со ответственно (фнг. 2г), ключи 8 и 9 открываются и HY выходные сигналы поступают на вход элемента !О вычитания, iäå происходит их вычитание.

При равенстве сигналов ()в и Ug с выхода мостовой схемы, поступающих на вторые входы ключей 8 и 9, что соответствует нарастанию магнитного потока в разомкнутом сердечнике катушки 1 электромагнита тормоза, сигнал на выходе элемента 10 вычитания U равен нулю (фиг. 2д).

При трогании сердечника катушки 1 электромагнита тормоза в момент времени

t3, в связи с увеличением индуктивности катушки 1 происходит разбаланс мостовой схемы и на выходе мостовой схемы появляется несбалансированное напряжение, в результате чего на выходе элемента вычитания 10 появляется напряжение, (фиг. 2д), пропорциональное разности напряжений с выхода мостовой схемы, которое поступает на вход интегратора 11 и первого порогового элемента 12. При нормальной работе тормоза (фиг. 2д, 1) в момент времени t4, которое соответствует конечному (втянутому) положению сердечника катушки 1 тормоза, на выходе элемента 10 вычитания появляется максимальный по амплитуде сигнал (, превышающий порог срабатывания первого порогового элемента 12 фиг. 2д, 1). Сигнал с выхода порогового элемента 12 запоминается в элементе памяти 14, который через элемент ИЛИ 16 обрабатывает интегратор 11. На вход схемы управления электроприводом, например, лебедки подъема стрелы роторного экскавато1075031

1 д т

L 1г

ti tz tç

tz Йз Йм Йь

Фиг. Е

ВНИИПИ Заказ 229/31 Тираж 913 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра поступает сигнал, свидетельствующий о нормальной работе тормоза.

В случае механических помех движению тормоза, что соответствует замедлен ному перемещению сердечника катушки 1, напряжение на выходе элемента 10 вычитания не достигнет порога срабатывания элемента 12 и на вход схемы управления электроприводом сигнал не поступит, что соответствует ненормальной работе тормоза.

В случае износа тормозных накладок выше допустимого в момент времени t4, соответствующий вытянутому положению сердечника, увеличенный ход сердечника катушки 1, а, следовательно, увеличенное,напряжение на выходе интегратора 11, U« q (фиг. 2е, 2) за время от начала движения сердечника t3 до его втянутого положения

tq превысит порог срабатывания второго порогового элемента !3, UL>, в результате чего элемент памяти 15 запомнит сигнал и на вход схемы управления электроприводом поступит сигнал «Износ накладок».

Использование устройства позволит получить достоверную информацию о моменте включения о срабатывании механической части тормоза и о состоянии фрикционных накладок, что позволит повысить эффективность контроля, позволит повысить падеж.>0 ность электропривода в целом за счет дистанционного бесконтактного контроля состояния тормоза, и увеличить быстродействие электропривода за счет сокращения релейной паузы до минимума.

Ожидаемый годовой экономический эффект по сравнению с базовым объектом с системой управления электроприводом роторного экскаватора ЭРП вЂ 25, составит

4970 руб. на один экскаватор.