Электропривод шахтной подъемной машины

Электропривод шахтной подъемной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в шахтных подъемных машинах, в скоростных лифтах и т. д. Целью изобретения является повышение плавности и точности управления в период трогания и стопорения машины. Данное устройства позволяет обеспечить плавное трогание подъемной машины за счет выбора желаемой величины момента до начала трогания, а также быстее стопорение в заданной точке при любом положении подъемных сосудов. 2 ил. to оо 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1277332 (51)4 Н02Р5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822244/24-07 (22) 17.10.84 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Донецкое наладочное управление

Треста «Донецкуглеавтоматика» (72) И. Я. Гальперин, С. Г. Мартыновский и A. Т. Чайка (53) 62-83:621.344.5 (088.8) (56) Электроприводы комплектные тиристорные постоянного тока мощностью 630—

2000 кВт для шахтных подъемных машин.

Отраслевой каталог 08.50.02 — 76. М.: Информэлектро, 1976.

Гальперин И. Я., Бежон В. P. Модернизация электропривода и автоматизация шахтных подъемных установок. М.: Недра, 1984, с: 126 — 128. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАХТНОЙ

ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике н может найти применение в шахтных подъемных машинах, в скоростных лифтах и т. д. Целью изобретения является повышение плавности и точности управления в период трогания и стопорения машины.

Данное устройство позволяет обеспечить плавное трогание подъемной машины за счет выбора желаемой величины момента до начала трогания, а также быстрое ее стопорение в заданной точке при любом положении подъемных сосудов. 2 ил.

1277332

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению механизмами, трогание и стопорение которых должны производиться плавно в условиях изменения статической нагрузки в широких пределах. К таким механизмам относятся шахтные подьемные машины, маятниковые пассажирские канатные дороги, скоростные лифты, некоторые типы подъемных краноз.

Цель изобретения - повышение ilлавности и точности управления в периоды трогания и стопорения машины.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электропривода; на фиг. 2 — — npHilципиальная схема узла выдержки времени, вариант.

Электропривод (фиг. 11 содержит электродвигатель 1, подключенный к вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включен нелинейный блок 3, последовательно соединенные ф нкциональный преобразователь 4, задатчик 5 интенсивности, снабженный двумя шунтируюп„ими его выходы ключами 6 и 7 с логическим элементом ИЛИ 8 на их управляющих входах, регулятор 9 скорости с r!apa.t.tie;!I>tio включенными в цепь его обратной связи блоком

10 ограничения и управляемым ключом 11, и регулятор 12 тока, а также датчик 13 и

14 скорости и тока, подключенные к входам соответствующих регуляторов, реле 15 и 16 режимов работы и блок 17 управления механическим тормозом. В электропривод Введены нуль-компаратор 18, Выпрями(ель 1!., компараторы 20 и 21, первый из которых с разнополярными выходами, узел 22 вы.(ержки времени и развязываюшие диоды 23 28; нелинейный блок 3 выпо Incll н виде последовательно сос IIIHPllnhlx звена 29 ограничения и инвертпруK)Ill èõ усилителей 30 и 31, соединенных своими выходами с входами двух узлов определения знака, первый из которых выполнен на диодах 32 и 33, а Второй — на диодах 34 35. Выхоцы )HI(toâ определения знака образуют разнополярпые выходы нелинейного блока 3, нри этом выход звена 29 or pa n Hect!H5) «cлиней ного блока

3 соединен с входом задатчика 5 linTc!IOHIIности, выход инвертирующего чсилител5(30 связан с входом регулятора 9 (орости. разнополярные выходы нелинейного блока 3 через развязывающие диоды 23 и 24 по,(ключены к управляк)гцему входу б lot

ВыходоВ Hcpca ll y lb-Koм па ратор 18 и pa385i:si>Iвающий диод 25 no;Iк IIOBctl к уг равля,ощему входу упразляемого ключа I I в цени обратной связи регулятора 9 скорости. а выход датчика 13 скорости через Выпрямитель

19 подключен к входам компараторов 20 и 21, разнополярные выходы первого из которых через развязывающис диоды 26 и 27 подключены к управляющему входу блока 10 ограничения в цепи обратной связи регуля4 O

ЯО

Я тора 9 скорости, а один из выходов компаратора 20 через развязывающий диод 28 дополнительно подключен к управляк)щему входу управляемого ключа 11 в цепи обратной связи регулятора скорости, через кон(акты 36 и 37 реле 15 и 16 режимов работы — -- к одному из Входов лОГич(. скОГО э,t(. мента ИЛИ 8 и непосредственно — к одному из входов узла 22 выдержки времени, другие входы которого связаны с Выходами аункционального преобразователя 4, нулькомпаратора 18 и компаратора 21, выход которого соединен также с вторым входом логического элемент» ИЛИ 8 и с входом блока 17 управления механическим тормозом, а .выход узла 22 выдержки времени подключен к входу компаратора 20.

Узел 22 выдержки времени (фиг. 2) содержит усилитель 38 резисторы 39 — 44, конденсатор 45, вентили 46- — 48, транзисторы

49 — 51.

11а чертежах обозначены также сигналы, правления: входной U . системы, уставки скорости 1,ф на выходе функционального (-:реобразователя 4, заданной скорости U, и заданного рывка UI- на выходах задатчика

5 интенсивности, промежуточные AU .. и Л!1,, и разнополярные +U ° и — -U на выходах нелинейного блока 3, выходной V!c регулятора 9 скорости, действительной скорости

U>(Ha выходе датчика 13 скорости, выходи()й U нуль-ком паратора 18, разнополярные +U

20, выходной Ux, коз(паратора 21, выходной

--U узла 22 Выдержки времени, выходной усилителя 38, !

1олярйости сигналов управления представлены на чертежах для случая подачи

I:à входы соответствуIOIIIHx элементов достаточных для их срабатывания входных curll алов.

Предлагаемый электр(н(ривод работает следующим образом.

В исходном состоянии машина застопорсп(l механическим тормозом, к,llo >ш 6, 7 и 11 замкнуты, а сигналь: управления !1, Л!1., Z(1„-+1,, — Ьч, 1... U„U„, и,, 1, — равны нулю. Г(ля приведения машины в движение на вход системы управления подается сигнал Б ., )ели IHHa и полярность которого являются функцией перемещения рукоятки управления из нулевого положения. В результате на вход задатчика 5 интенсивности, ограничивающего скорость, ускорение и рывок и выполненного по одной из известных схех(. поступает относительно небольшой сигнал (U ° и может поступать octtot)lloH сигнал U: при достаточ-!

I0H Величине сигнала !1, поскольку характеристики вход -- выход узла 29 ограничения и функционального преобразователя 4 согласованы таким образом, что вначале достигает максимальной Величины сигнал ЛЬ, а затем появляется сигнал

Под дейсгвием сигнала М1 ° устанав1277332 сигнал U, заданной величины и полярности, а сигнал U, сохраняется равным нулю, так как ключи 6 и 7 замкнуты и интеграторы задатчика 5 интенсивности погаше-

30 регулирования момента двигателя. Необходимая величина момента задается сигналом

U. а его максимальное значение в этом режиме определяется максимальной величиной сигналов +Ь > и — Un> и выбирается из усТ 35 ловия предотвращения обратного проворота бараба нов при под.ьеме тяжелого груза. ливаются равные между собой по абсолютной величине сигналы +U и — Uii> и ны. Нуль-компаратор 18 имеет высокую чувствительность к сигналу — U, поэтому даже при относительно небольшой его величине на выходе нуль-компаратора устанавливается положительный сигнал U ., который размыкает ключ 11. В результате под действием сигнала U сигнал Up. благодаря интегрирующему действию регулятора 9 скорости, возрастает до значения, определяемого сигналом +11 > или — Uny, которые используются в выполненном по известной схеме блока 10 ограничения в качестве опорных потенциалов. Так как по отношению к контуру тока сигнал Uv. является задающим, то устанавливаются пропорциональные ему ток и момент электродвигателя 1. Поскольку сигнал U выбирается из условия компенсации ошибки системы по заданию рывка, то его величина может оказаться недостаточной для получения желаемого темпа возрастания сигнала Upc и, соответственно, момента неподвижного двигателя. Поэтому на вход регулятора 9 скорости дополнительно подается относительно небольшой сигнал AU, который в период трогания машины арифметически суммируется с сигналом U,.

Таким образом, при неподвижной машине система управления работает в режиме

Это позволяет выбрать желаемую величину момента до начала движения машины и тем самым обеспечить ее плавное трогание.

Растормаживание машины механическим тормозом при автоматическом управлении начинается в зависимости от принятой логики его работы либо одновременно с подачей сигнала U ., либо после срабатывания некоторых блокировок (например, после достижения токами якоря и возбуждения электродвигателя 1 заданных значений), а при ручном управлении осуществляется оператором. Фиксирование начала движения является наиболее достоверной информацией, свидетельствующей о полном растормаживании машины, а значит и ее готовности к дальнейшему наращиванию скорости. Осуществляется это компаратором 20, имеющим высокую чувствительность к сигналу действительной скорости U, поступающему на его вход через выпрямитель 19.

Поэтому сразу же после трогания машины на выходах компаратора 20 устанавлива15

55 ются сигналы +lI i и 1..i, которые через развязывающие диоды 26 — 28 поступают на входы блока 10 ограничения и управляемого ключа 11. Эти сигналы равны между собой по абсолютной величине и выбираются из условия ограничения тока двигателя максимально допускаемой для режима движения величиной.

B результате диоды 23 и 24 запираются, воздействие сигналов +U и — 11» на работу системы прекрагцается и она начинает функционировать в режиме регулирования скорости. Сигнал + L, через замкнутый контакт 36 или 37 реле направления движения и логический элемент ИЛИ 8 размыкает ключи 6 и 7 и задатчик 5 интенсивности вводится в работу. Поэтому сигнал заданной скорости U-,, на его выходе, соответственно скорость машины и nponopIIèoíànüíûé скорости сигнала Г начинают возрастать. При скорости порядка 0,5—

0,8 м,/c включается компаратор 21 и положительный сигнал Г. на его выходе включает блок 7 управления механическим тормозом, который вводит в релейну ю схему управления команду на поддержание машины в расторможенном состоянии независимо от положения рукоятки управления.

При ручном управлении машиной оператор может задать рукояткой управления сигнал U" недостаточной величины, и в момент трогания машины под действием статического усилия произойдет ее кратковременный проворот в обратную сторону, который может вызвать включение компаратора 20. В этом случае нецелесообразно возвращать компаратор в исходное (т.е. соответствуюгцее неподвижной машине) состояние в момент реверса сигнала U,t, так как факт полного растормаживания машины уже зафиксирован. С этой целью сигнал +U. подается с выхода компаратора 20 в узел 22 выдержки времени. Так как транзистор 49 заперт положительным сигналом L, то конденсатор 45 заряжается сигналом +U i через резистор 42 и вентиль 47. По мере возрастания напряжения на конденсаторе возрастает ток транзистора 50 и резистора 43.

Когда этот ток превзойдет ток резистора 44, транзистор 51 выключится и на вход компаратора 20 поступит сигнал — Uâ, удерживающий компаратор во включенном состоянии при U. = О. В условиях конкретной установки сугцествует вероятность кратковременного включения компаратора 20 сигналом помехи, который имеет относительно высокую частоту. Для исключения фиксирования компаратора 20 во включенном состоянии сигналом — U постоянная времени заряда конденсатора 45 сигналом +U.i принимается не пропускающей сигнал помехи.

При подъеме сосуда, установленного на посадочные балки и черезмерно груженого, выбранные максимальные значения сигна1277332,:10B + 1.} n и 1 ° )I ol мт ÎKaaaòüc51 H(.".,oc I aTO

Н3 I а Нх увели ц нис < Hcpx указанных IlaчсНИЙ f let f(X(åñoo6 }) 331(0. Б эТИ Х, С.(ОНИ 51 Х Il(. РСВОД СИ СТСМ t>l ИЗ РСЖ И Ма РСГУ, I HPOB2 i» !i 5»

ТОК2 В <<)P?КИ М P(ГXVlkiP0133 HH>l СК<) !)ОГГI È Ц(. лесообрязно производить нс то,ibко по» кcHpoB3HHIo начала <1!)иження, Ilo liapa, lëeëüно с выдержкой времени, отсчит(!Ваемой от моме((тя появлеllfIH сип<яля U;,,I IocT3- 10 точной величины и несколько (Ip(. iKHB3llHH мап!ины. С этой цс-,(ыо сигня,(Uf подастся в узе;i 22 выдержки времеllH ня вход компарятооя-выпрямителя, Выполненного на усилителе 38. Когд!1 сHI llaë 1. (.. превысит порог сряоятbl(I

Выдержкой Врем(нп, опредсляемой погтоянНОЙ BpeMPIIH:32 psl;I a Ko 1», I(!Ca I o)) < 4;:.

НОВится си(113.1 — — 1. ° ih кото()ый вк.liÎ iH ком— паратор 20.

Г13Г!ш(сйц!1»й про!(есс движения l<»IIIHltbl определяется программой изм<ч!ения сиi.— 2« наля U > и) соотl)етстВен(lo, с иГна. 13 1 KOманда на замедление Maøèitû с нос.!Сдую-! цим ее cToiloppl»HCM мех!(нпчсскп!5! (ОрмоЗОМ ВВОДИТСЯ ПУТ(M 01 К. (К)ЧСНИ 51 (HГНЯ, 13

UB> В рсзмл ьтятс 0() ран(<1(отся В ну,з <> (ИГналы Л}><, . 111:„, +1!,— 1:, 1! i, сигнал 1)>, становится отрицательным и запирает Вентиль 46,;l сигнал 1,;,также становится oTpitцательным, открыв !ст.! рянзи< Тор 49 !I т ffxH(>t образом блокирует цепь зарядя конде:!сятора 45 сигналом -+U I. Одп(!Ко к<шдснсятор <

45 klp030<1>K3PT ОСTÇBÇTb(51 За р5! >К<. HH hl i l o„! 3годаря его I,ot(IIHTêp положительным сипялом U через вентиль 48 и рсзисто il>l 41 и 39. При этом возможны два вяр:.»ян»3 стопорен и я.

По первому варна!(гу, llaaðHмср, в рсж!1 — 40 ме автоматического управления подъемныс сосуды необходимо остановить llo тс xHO !0гическим причинам B промежуточной т() Iке ствола с запоминанием 3» (akIIIotx 13 правления движения (т.с. Нри сохр (пни во включенном состоянии рслс 15 или 16), чтооы 4. > после устранения укя 3а (íb>lx причи»1,;яп!1»н<1 могла заверп!ить прерванный цикл. Т?(к кяк коман !3 на Выполнение этого !)ариа(ггя ВвоДИТСЯ ВО ВГ)ЕМ5(ДВИЖСНИЯ Мян(ИНЫ < О ЗНЯчительной скоростью и высоких тре<)ований

«О

К TOЧНОСТН ОСTBIIOВКИ ((ОД Ь(>М II ЫХ СОС s,10В и заданной точке сТ130;13 не пр« ьявля тся то возможно осуц!ествленис про !Сс< а с!Опорения IlpH обеспечении минимальных динамических усилий в мсханиче< КНх узлах подъемной установки. Осуп(ес! 1-;ляется это путем откл<очения в пронеccp замедления

llpH ОпрсделснноЙ cK )pocTH KDMI I ap3T(>i. 3 21 и, cooTBcTcTBPl»flo, блока 17 уllp;111,1 III;5! м xa ни цским тормозом. 13е, ичиня этой скорости (!(прядка 0,5--0,8 м/с) устанавливается из с t<>hkfs(cro;tope!»ия мышины механическим

Гормо)ом, обладcliolll,им значительной инерIlHolliIoстью, 13 момент достижения подьемными сосудами:!улевой скорости. B момент отк.(ючения компаратора 21 cl0 выходной спгi:aë U ) ста((овится отрицательным, вентиль 48 запирас"Гсsl и начинается разряд конденсатора 45 через рсзисто)t>1 39 и 40. Пост05;((на я В;)ем(.Ни разряда oap(дсляст Г ы дср;кку времени ня отключснис сигналя—

Эт?! Вы,(сpжк!1 fk})pMpftkt принимается такой, чтобы сигнал — 1 был отключен у ке. после стопорепия ма:пины механическим тормозом, т.е. IlpH U =- О. 11оэтох;у компаратор 20 отклк) ч)СГся v?K(II )H зяс Опоп liHAH мац!ине и

ilo(,!((..c >> меllf>i(I((п! истемой vttpaBXP(IH5» в режиме регулирования скОрОсти. В резульгате отк,!ючения компарятора 20 ключи 6, 7 и 11 замыкаются и систем» управления приво,,1 ITCH В И < ХО, НО(<,ОСТОЯ ПИ(110 13To()0.1v B>ариан Гv мапlиllx н(обходим(зястопор)п i,, напри,lpp, при;kocTH«Крнии пот(,см(п !1(<1:ocó TBMH крайних положений .IHoo по звуковох х сигналу Во время вы(и> IIIPHH51 маш.вровых Операций. KOM3II;ja пя,.то,tope!!ие !о эт(му варианту постуIt1 с lip бол ь! 110Н с ко} 0cT,Io (по}>5!дк я 0,3 ——

0,1 31, с и (снес, т.с. при отк, юченных комнкря)оре 21 и блоке 1 } !»»<)!tfextftbic сосу,(! (Ол?кн! быть о TBH03;Iplll>1 без (аномии,. 1> и Я I i a it 1) 3 B.» e (I kf 5», 113 I» ?кс и и Я с Boa ì о ?ê í 0 м<чп>н;им отклоне !Ием от положения, в KÎ-! Ором ofIH Ilaxo,ièëècb B момент поступле(<Н5! коман; ы. 13 этом с.(у !3(. ОтK.!к)ч(>l(Hp (.иГ:!яля 1.(сопровождае ся отк.!юче!. ием реле

1,:) или 16, (.Оответствеililo, зам ыкаются к,llo lit 6 и 7, сигнал 1 скачком обра!ца TcH

ll fIv, Ib и элсктрОТБНГятс.tb 1 Il(.1 Bo Ièòñÿ В режим электрического торможения. Так как бло:< 17 уж(откл!о IPHi то одновременно вводи)< я 13 работу механ::!ческий тормоз. Комярягор 20 откг!ючястс)1 кяк и по первому варианту уже при застопорснной машине.

}1<; В(орому В,pHBI»Ty процесс остановки ма:нгны максимально интенси<})ицировян с це(ОСTH>KCIIH sl BOBMО>К НО 60 l! bill! и TO lkloc 1(стопорения, но возникакицис при этом ,tki, «мпческие усилия невелики, так как невелика исходная скоро Ti подъемных сосудов.

Сч<свид!!о, для дру(;их режиMOB работы

i a it 1 H l1i>i может () HITb Bl> 6) p<»it 01 HH Hз pace.

1»К,1 (ОЧЕНИЕ КОП1"(К ГОВ (ООТ(»СТСТ(3) Ю ЦИХ РС1Е

31C >K,13 В» IХÎ I 0 VI KÎÌII 111 iTО )я 20 и НX0,1,0M,10kv!<.ñKîãî элемснта 1 .1И 8 в дополнение к к<япяк ам 36 H 37 рслс направления движения. Такиvl обр.:Иня(Г < ОЧЕТБНИC 11,.13В

lir)r "ТП Н ТОЧНОСТ . СТОГ!ОРСНИ5(М3ПIИНЫ, 1277332

Формула изобретения

Электропривод шахтной подъемной машины, содержащий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю, в цепь управления которого включен нелинейный блок, последовательно соединенные функциональный преобразователь, задатчик интенсивности, снабженный двумя шунтируюшими его выходы ключами и логическим элементом ИЛИ на их управ- 1о ляюших входах, регулятор скорости с параллельно включенными в цепь его обратной связи блоком ограничения и третьим управляемым ключом и регулятор тока, а также датчики скорости и тока, подключенные к входам соответствующих регулято1 ров, реле режимов работы и блок управления механическим тормозом, отличающийся тем, что, с целью повышения плавности и точности управления в периоды трогания и стопорения машины, в него введены нуль-компаратор, выпрямитель, два компаратора, первый из которых с разнополярными выходами, узел выдержки времени и шесть развязывающих диодов, а нелинейный блок выполнен в виде последовательно соединенных звена ограничения и двух 25 инвертирующих усилителей, соединенных своими выходами с входами двух узлов определения знака, выходы которых образуют разнополярные выходы нелинейного блока, при этом выход звена ограничения нелинейного блока соединен с входом задатчика интенсивности, выход первого инвертируюшего усилителя связан с входом petyлятора скорости, разнополярные выходы нелинейного блока через первый и второй развязываюшие диоды подключены к управляющему входу блока ограничения в цепи обратной связи регулятора скорости, один из разнополярных выходов через нуль-компаратор и третий развязывающий диод подключен к управляющему входу управляемого ключа в цепи обратной связи регулятора скорости, а выход датчика скорости через выпрямитель подключен к входам двух компараторов, разнополярные выходы первого из которых через четвертый и пятый развязывающие диоды подключены к управляющему входу блока ограничения в цепи обратной связи регулятора скорости, а один из разнополярных выходов первого компаратора дополнительно через шестой развязывающий диод подключен к управляющему входу управляемого ключа в цепи обратной связи регулятора скорости, через контакты реле режимов работы — к одному из входов логического элемента ИЛИ и непосредственно — к одному из входов узла выдержки времени, другие входы которого связаны с выходами функционального преобразователя, нуль-ком паратора и второго компаратора, выход которого соединен также с вторым входом логического элемента ИЛИ и с входом блока управления механическим тормозом, а выход узла выдержки времени подключен к входу первого компаратора.

1277332

Редактор Л. Повхан

Заказ 6675/54

Составитель М. Кряхтунова

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 63l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4