Устройство задания режима движения шахтной подъемной установки

Устройство задания режима движения шахтной подъемной установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам управления электроприводом постоянного тока шахтных подъемников. Цель изобретения - повышение надежно сти установки путем обеспечения автоматического изменения режима. Для этого устр-во снабжено блоком 13 гальванической разведки, третьим ограничителем 7, задатчиком 15 ускорения и блоком 11 изменения коэффициEt ента усиления. Ограничитель 7 вклю-м. чен в цепь обратной связи второго линейного операционного усилителя (ОУ) 6, выход которого подключен к входу второго интегрирующего ОУ 8. Вьгход ОУ 8 подключен к входу третьего линейного ОУ 10 и входу элемента. 12 выделения модуля. Выход линейного ОУ 10 через резистор 14 обратной связи соединен с входом второго линейного ОУ 6. С выхода задатчика 15 на управляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11, включенного в цепь обратной связи третьего линейного ОУ Гб, поступает команда на изменение величины ускорения. Величина напряжения ограничения второго ограничителя 9 определяется допустимым ускорением привода при разгоне и выбирается по команде задатчика 15 ускорения в зависимости от реяотма движения . Ограничителем 7 ограничивается величина выходного напряжения ОУ 6, которая определяет темп линейс ® (Л с о с: (put. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 В 66 В 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ента усиления. Ограничитель 7 вклю;. чен в цепь обратной связи второго линейного операционного усилителя (ОУ) 6, выход которого подключен к входу второго интегрирующего ОУ 8.

Выход ОУ 8 подключен к входу третьего линейного ОУ 10 и входу элемента, 12 выделения модуля. Выход линейного

ОУ 10 через резистор 14 обратной связи соединен с входом второго линейного ОУ 6. С выхода задатчика 15 на управляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11, включенного в цепь обратной связи третьего линейного ОУ 10, поступает команда на изменение величины ускорения. Величина напряжения ограничения второго ограничителя 9 определяется допустимым ускорением привода при разгоне и выбирается по команде задатчика 15 ускорения в зависимости от режима дви" жения, Ограничителем 7 ограничивается величина выходного напряжения

ОУ 6, которая определяет темп линейГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4077899/29-03 (22) 13.06.86 (46) 30.06.88. Бюл. Р 24 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.А.Абкин, В.А.Килин, В.Ю.Островлянчик и 3..Б.Цинкер (53) 621.313.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 541255, кл. В 66 В 1/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1230956, кл. В 66 В 1/30, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ЗАДАНИЯ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ШАХТНОЙ ПОДЬЕМНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к системам управления электроприводом постоянного тока шахтных подъемников, Цель изобретения — повышение надежно сти установки путем обеспечения автоматического изменения режима. Для этого устр-во снабжено блоком 13 гальванической разведки, третьим ограничителем 7, задатчиком 15 ускорения и блоком 11 изменения коэффици„„SU„„1406110 А1

1406110

Изобретение относится к технике подъемных установок, в частности к системам управления электроприводом постоянного тока установок типа шахтных подъемников, и предназначено для формирования изменяющегося во времени напряжения, величина которого отображает требуемый закон изменения скорости подъемного сосуда, Цель изобретения — повышение надежности установки путем обеспечения автоматического изменения режима движения.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 — графики изменения во времени формируемых. в устройстве сигналов управления;

Н „ - входной; П @ - выходной! !1 на выходе первого линейного операционного усилителя; U — на выходе

20 второго линейного операционного уси" лителя; U - на выходе второго интег" рирующего -операционного усилителя;

U — на выходе элемента выделения модуля; t д - t - фиксированные моменты времени.

Устройство для задания режима движения шахтной подъемной установки содержит соединенные последователь- . но первый линейный операционный усилитель 1 с первым ограничителем 2 в цепи обратной связи и первый интегрирующий операционный усилитель 3, выход которого через первый резистор

4 обратной связи подключен ко входу 35 первого линейного операционного усилителя 1 и является выходом устройства. Входное напряжение, пропорциональное заданной скорости движения шахтной подъемной установки, подает- 40 ся с задатчика 5 скорости на вход первого линейного операционного усилителя 1, являющегося входом устройства. Опорное напряжение на управляющий вход первого ограничителя 2 по- 15 ного изменения напряжения на выходе интегрирующего ОУ 8. Это напряжение преобразуется элементом 12 выделения модуля в сигнал определенной полярности и подается через блок 13 гальванической разведки в качестве опорного на управляющий вход первого ограничителя 2, 2 ил.

2 г ступает из схемы регулируемого напряжения ограничения, содержащей соединенные последовательно второй линейный операционный усилитель 6 с третьим ограничителем 7 в цепи обратной связи, второй интегрирующий операционный усилитель 8 с вторым ограничителем 9 в цепи обратной связи и третий операционный усилитель 10 с блоком ll изменения коэффициента усиления в цепи обратной связи, а также последовательно соединенные элемент 12 выделения модуля и блок 13 гальванической развязки, выход которого связан с управляющим входом первого ограничителя 2, при этом выход второго интегрирующего операционного усилителя

8 соединен с входом элемента 12 выделения модуля, а выход третьего линейного операционного усилителя 10 соединен через второй резистор .14 обратной связи с входом второго линейного операционного усилителя 6, куда также .подключены выходы задатчика 5 скорости и первого интегрирующего операционного усилителя 3. Команда на изменение величины ускорения поступает с выхода задатчика 15 ускорения на управляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11 изменения коэффициента усиления. Выход устройства соединен со входом системы 16 автоматического регулирования электроприводом, которая управляет подъемным электродвигателем 17. Электродвигатель 17 приводит в движение. барабан 18 шахтной подъемной устанонки. На вход первого 1 и третьего

10 линейных, первого 3 и второго 8 интегрирующих операционных усилителей включены резисторы 19 - 22 соответственно, а на входе второго линейного операционного усилителя 6 включены резисторы 23 и 24. В цепи отрицательной обратной связи первого

- 1406110

1О

U U U

4 2 Т

t0 (tC t11

Т,- R«C2Ä

30

t 2 так как

t 02

U U -- К -Т

Т

1 где К„

3 и второго 8 интегрирующих операционных усилителей включены конденсаторы 25 и 26. В цепи отрицательной обратной связи третьего линейного операционного усилителя 10 включен резистор 27. Источники питания усилителей на схеме не показаны. Устройство задания может быть реализовано на элементах унифицированной блочной системы регуляторов аналогового типа (УБСР). Операционные усилители и блок 13 гальванической развязки реализованы на усилителях постоянного тока (типа УПТ-3 и УПТ-4). Элемент

12 выделения модуля реализован на четырех диодах, включенных по мостовой схеме, первый ограничитель 2 реализован на четырех диодах, включенных по мостовой схеме и двух резисторах, для создания искусственной нулевой точки. Третий ограничитель 7 представляет собой, например, включенные встречно стабилитроны, а второй ограничитель 9 может быть реализован аналогично, но часть стабилитронов шунтируется, имеющимися в нем ключами по команде задатчика 15 ускорения.

Блок ll изменения коэффициента усиления представляет собой, например, несколько последовательно соединенных резисторов, которые шунтируются имеющимися в блоке ключами по команде задатчика 15 ускорения, который представляет собой, например, блок путевых датчиков, входящих в состав аппарата..задания и контроля хода типа АЗК-1, выдающих команды на изменение величины ускорения в процессе движения подъемного сосуда. Задатчик

5 скорости может быть реализован в виде соединенных последовательно сельсинного командоаппарата и фазовыпрямительного устройства. Источники питания — стандартные для питания уси- 45 лителей типа УПТ-4, УПТ-3.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда нет сигнала на выходе задатчика 5 скорос- 50 ти, равны нулю сигналы на входах и выходах всех операционных усилителей.

С подачей сигнала на вход .устройства (Пах ф фиг. 2) с выхода задатчика 5 скорости в момент времени t o на входе и выходе второго линейного операционного усилителя 6 появляется напряжение, причем величина выходного (U<, фиг. 2), ограничивается третьим ограничителем 7 и определяет темп линейного изменения напряжения на выходе второго интегрирующего операционного усилителя 8. Это линейно нарастающее напряжение (U„ 2) преобразуется элементом 1 2 выделения модуля в сигнал определенной полярности и подается через блок 13 гальванической развязки в качестве опорного на управляющий вход первого ограничителя 2. При наличии линейно" нарастающего напряжения ограничения

О (фиг. 2), напряжение на выходе первого линейного операционного усилителя 1 тоже нарастает: где Т1 " постоянная времени интегрирования второго 8 интегрирующего операционного усилителя; оммическое сопротивление резистора :22;

С 2 — емкость конденсатора 26.

Величина постоянной времени Т„ соответствует выбранному значению рывка в механизме.

При этом выходное напряжение устройства изменяется по закону тогда

U = — (l )

К1

6НК т

Ф

1 т

- коэффициент пропорциональности, определяЫщий рывок в механизме;

Т вЂ” R2, C25

Т2 — постоянная времени интегрирования первого 3 интегрирующего операционного усилителя;

R2< — оммическое сопротивление резистора 21;

С25 — емкость конденсатора 25.

Таким образом, в течение времени

tz c t c t выходное напряжение U «„

-1406110 6 второго линейного операционного усилителя 6. Для работы устройства необходимо выполнение условий

5 (фиг. 2) устройства изменяется по квадратичному закону. Сформированныи закон изменения напряжения соответствует участку ограничения рывка в механизме.

При 1 y t сигнал управления U> становится постоянным и равным напряжению ограничения вторрго ограничителя 9, величина которого определяется допустимым ускорением привода при разгоне и выбирается по команде задатчика 15 ускорения, в зависимости от режима движения. При постоян" стве этого сигнала, сигнал управления U на выходе первого линейного операционного усилителя 1 тоже постоянный, поэтому выходное напряжение устройства (U>Ä,„, фиг. 2) растет по линейному закону:

U = U1 — ° ti(t < "2 °

Вых

К19 Rf и К23 R2Ф Rltt где Q>, К,, R<>, Rä и R - оммические сопротивления резисторов

19,4,23,24,14 соответственно.

Изменение знака напряжения U npu2 водит к разряду конденсатора 26 по линейному закону (U фиг. 2), что вызывает уменьшение по этому же закону управляющего сигнала U q (фиг. 2) а, следовательно, уменьшение по линейному закону напряжения U (ôèã. 2) на выходе первого линейного операционного усилителя 1. Поэтому выходное напряжение (U фиг. 2) устройства

Вых изменяется по квадратичному закону, аналогично изменению напряжения на

Таким образом, на участке t < t

t выходное напряжение устройства нарастает по линейному закону с ограничением ускорения. В момент t ty выходное напряжение второго линейного операционного усилителя 6 уменьшается до нуля за счет присутствия на его входе разности входного и выходного сигналов устройства, а также сигнала отрицательной обратной связи с выхода третьего линейного операционного усилителя 10. В этот момент времени алгебраическая сумма входных сигналов становится равной нулю (2), Ьых Ь где К вЂ” коэффициент усиления третьего линейного операционного усилителя

10, который определяется отношением суммы сопротивлений резистора 27 и резисторов, содержащихся в блоке 11 изменения коэффициента усиления, к величине сопротивления резистора 20.

В следующий момент времени алгебраическая сумма входных сигналов становится отрицательной

П Б ы - Ug К (0

Под действием суммарного сигнала напряжение на выходе второго линейного операционного усилителя 6 меняет знак (U фиг. 2) и достигает максимума, задаваемого третьим ограничителем 7. Время описанного переключения очень мало и определяется большим собственным коэффициентом усиления

30 участке 1 < С < 1,.

Сформированный закон изменения выходного напряжения соответствует участку ограничения рывка в механизме, При t = t выходное напряжение

3 устройства становится равным входному напряжению и поэтому на входе и выходе первого линейного операционного усилителя 1 напряжение. равно нулю (за счет действия отрицательной обратной связи через резистор 4), поэЗ5.тому на выходе устройства напряжение (U, фиг. 2) будет постоянным до ьых момента начала замедления шахтной подъемной установки (t = t ) . При алгебраическая сумма сигна3 лов на входе второго линейного операционного усилителя 6 становится. равной нулю

"ьх "алых "з К а

45 так как Пвх= Палых и П = О.

Следовательно, равно нулю напряжение на выходах второго 6 линейного и второго 8 интегрирующего операци50 онных усилителей, поэтому равно нулю напряжение на управляющем входе первого ограничителя 2.

Замедление начинается в момент

:исчезновения сигнала на выходе задат55 чика 5 скорости. Процесс замедления протекает аналогично описанному процессу пуска, т.е. работа устройства

Участках г 1 г 3 6. У аналогична работе на участках t ,8

-14061 10

20

7

I ц,; ц - „,й -е соответственно, при этом обеспечивается ограничение рывка в механизме в интервалах времени t и С - t7 и замедление с постоянным ускорением в интервале времени t " t (фиг. 2).

Замедление происходит с меньшим, чем при разгоне ускорением, поэтому для согласованной работы эадающего устройства необходимо изменить коэффициент уаиления К, третьего линейного операционного усилителя

10, пропорционально изменению напря" жения ограничения второго интегриру" ющего операционного усилителя 8.

Значение коэффициента усиления Кр определяется следующим образом. Приращения выходного напряжения устройства дП ф|х на интервалах времени

1 g u 1г.<, t ) одинаковы и определяются выражейием (1):

К " — -" t - -"- (3)

U< i Т 0 арро

Т Т 1 Т 6

- 2 2

Тл 11ФфГР где t

11

U ь, - максимальное напряжение второго интегрирующего операционного усилителя

8, задаваемое вторым ограничителем 9.

Из уравнения (2) следует, что в момент t t z держащее соединенные последовательно первый линейный операционный усилитель с первым ограничителем в цепи обратной связи и,первый интегрирующий операционный усилитель, выход которого через первый резистор обратной связи соединен с входом первого линейного операционного усилителя, соединенного также с выходом задатчика скорости и входом второго линейного операционного усилителя, а выход первого интегрирующего операционного усилителя соединен с входом второго линейного операционного усилителя, второй интегрирующий операционный усилитель с вторым ограничителем в цепи обратной связи, третий линейный операционный усилитель и элемент выделения модуля, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности установки путем обеспечения автоматического изменения режима движения, оно снабжено блоком гальванической развязки, третьим ограни" чителем, задатчиком ускорения и блоком изменения коэффициента усиления, при этом третий ограничитель включен в цепь обратной связи второго линейного операционного усилителя, выход которого подключен к входу второго интегрирующего операционного усилителя, выход которого подключен к входу третьего линейного операционного усилителя. и входу элемента выделения 1 П бых К 11 зогР °

Отсюда

Т1 Ц34 Р

К е т, т, ° (4) Изменение К осуществляется по команде эадатчика 15 ускорения шунти" рованием части резисторов, входящих в состав блока 11 изменения коэффициента усиления.

Формула, изобретения

Устройство задания режима движения шахтной подъемной установки, со40 модуля, выход которого через блок гальванической развязки соединен,с управляющим входом первого ограничителя, а выход третьего линейного операционного усилителя через второй резистор обратной связи соединен с входом второго. линейного операционного усилителя, при этом выход задатчика ускорения соединен с управляю45 щим входом второго ограничителя и управляющим входом блока изменения коэффициента усиления, вк поченного в цепь обратной связи третьего линейного операционного усилителя.

1406110

Составитель В.Чуприн

Техред H.Äèäûê Корректор О. Кравцова

Редактор И. Сегляник

Заказ 3151/20

Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4