Устройство для контроля режима работы машин

Устройство для контроля режима работы машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

290993

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Саветских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК Е 02f 3!18

G 01! 3/24

Заявлено 20.V.1968 (№ 1242636/29-14) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.II.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.879.48:62-52 (088.8) Авторы изобретения

Л. А, Верещагин, Л. В. Гулько, В. П. Сенчуров и М. С. Фельзер (,,(!т - ! с1

Институт автоматики 3Ъ р !» )! !

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЖИМА РАБОТЫ МАШИН

Известны устройства для контроля режима работы машин, например роторного экскаватора, включающие блок измерения мощности привода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы. Однако такие устройства не позволяют регистрировать текущее значение усредненной удельной энергоемкости экскавации непосредственно в процессе работы экскаватора, например, при исследовании его рабочих режимов. Кроме того, определение удельной энергоемкости с помощью таких устройств обладает значительной погрешностью и требует много времени.

Целью настоящего изобретения является обеспечение авгоматического определения удельной энергоемкости, Для этого в описываемом устройстве к выходам блоков измерения мощности и текущей производительности подключены соответстственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преобразователи мощности и производительности.

Выходы последних, в свою очередь, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь устройства электродвигателем регулятора и с интегрирующим преобразователем производительности.

Причем блок измерения мощности может быть выполнен в виде конденсаторного частотомера, например с полупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управления которого соединена с преобразователями скорости вращения привода рабочего органа.

При этом узел управления может быть вы10 полнен в виде взаимосвязанных между собой блоков формирования интервала усреднения, транспортного запаздывания и элемента временной задержки.

На чертеже изображена схема устройства.

15 Устройство включает измеритель 1 тока цепи якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора, соединенный с цепью питания конденсаторного частотомера 2, цепь управления которого соединена с преобразо20 вателем 8 скорости вращения электродвигателя 4 привода рабочего органа экскаватора в частоту, преимущественно с частотным тахогенератором. Выход частотомера соединен с преобразователем 5 постоянного направле25 ния, пропорционального мощности привода рабочего органа в частоту импульсов.

Выход преобразователя 5 блока измерения мощности б через коммутатор 7, цепь управления которого подключена к блоку 8 фор30 мирования интервала усреднения узла 9 уп290993 равления, соединен со счетчиком 10 импульсе в и пегрирующего преобразователя 11. Цепь сбросог: счетчика соединена с элементом 12 временной задержки узла управления, а выход — — с цифровым потенцпометром 13, цепь пи тания которого подклю тена к блоку 14 г итапия.

Блок 15 измерения текущей производительности экскаватора, состоящий, например, из датчика 1б скорости движения ленты транспортера роторной стрелы, датчика 17 погонной нагрузки транспортера роторной стрелы, датчика 18 угла наклона транспортера роторной стрелы и вычислительного устройства 19, соединен через коммутатор 20, цепь управления которого подключена к выходу блока 21 транспортного запаздывания узла управления, со счетчиком 22 импульсов интегрирующего преобразователя 23. Цепь сброса счетчика соединена с элементом 12 узла управления, а выход — с цифровым потенциометром 24, цепь питания которого соединена с выпрямителем 25.

Выходные цепи цифровых потенциометров

13 и 24 соединены последовательно и встречно и подключены ко входу усилителя 2б, который через коммутатор 27 (цепь его управления подключена к элементу 12 временной задержки узла 9 управления) соединен с электродвигателем 28, кинематически связанным с регулятором 29 напряжения, и подключенным к блоку питания. Регулятор напряжения соединен с выпрямителем, выход которого подключен к индикатору 30 усредненного значения удельной энергоемкости экскавации, выходной цепи 31 устройства и цепи питания цифрового потенциометра 24 интегрирующего преобразователя.

Входы блока транспортного запаздывания узла управления соединены с частотным тахогенератором блока измерения мощности и датчиком скорости движения ленты транспортера роторной стрелы блока измерения текущей производительности экскаватора.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное току якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора с измерителя тока цепи якоря, поступает в цепь питания конденсаторного частотомера. На вход частотомера поступает напряжение переменного тока с частотного тахогенератора, кинематически связанного с электродвигателем привода рабочего органа экскаватора. Частота этого напряжения пропорциональна скорости вращения электродвигателя.

Напряжение на выходе частотомера пропорционально мощности экскавации, определяемой произведением вращающего момента привода рабочего органа экскаватора (нлп величины ему пропорциональной — тока цепи якоря электродвигателя привода) па скорость вращения электродвигателя.

Достаточная точность определения мощности обеспечивается благодаря применению в

30 зь

65 качестве датчика тока магнитного усилителя в режиме трансформатора постоянного тока, в качестве измерителя скорости вращения электродвигателя — частотного тахогенератора, в качестве множительного ус;ройства— конденсаторного частотометра, погрешность которого не превышает 0,1 /О.

Постоянное напряжение, поступающее с выхода конденсаторного частотомера, преобразуется с помощью преобразователя 5 в частоту импульсов напряжения и через коммутатор 7 поступает на счетчик. Коммутатор 7 по сигналу блока формирования интервала усреднения узла управления замыкается на время, в течение которого определяется усредненная энергоемкость. Количество импульсов, прошедших через коммутатор и подсчитанных счетчиком 10, соответствует энергии экскавации за это время.

Числовая величина, содержащаяся в счетчике 10, преобразуется в соотношение сопротивлений входной и выходной цепей цифрового потенциометра 13 интегрирующего преобразователя 11, когорое соответствует энергии экскавации за время усреднения.

С другой стороны, импульсное напряжение, частота импульсов которого пропорциональна текущей производительности экскаватора, с выхода блока 15 измерения текущей производительности посгупает через коммутатор 20 на вход интегрирующего преобразователя 23, содержащего счетчик 22 импульсов и цифровой потенциометр 24, и работающего аналогично интегрирующему преобразователю 11.

Коммутатор 20 замыкается по сигналу блока 21 транспортного запаздывания узла управления со сдвигом во времени относительно момента замыкания коммутатора 7 на время транспортного запаздывания, определяемого блоком 21 по сигналам преобразователя скорости вращения электродвигателя рабочего органа и датчика скорости движения ленты транспортера роторной стрелы экскаватора и остается замкнутым в течение времени усреднения.

Время транспортного запаздывания состоит из суммы времени, необходимого на подьем экскавируемой горной массы ковшами рабочего органа экскаватора до ленты транспортера роторной стрелы (оно зависит от скорости вращения рабочего органа), постоянного времени, необходимо "o для пересыпкп горной массы на ленту транспортера, п времени, необходимого для двп кения транспортера до места установки датчиков погонной нагрузки блока 15 измерения текущей производительности экскаватора (оно зависит от скорости движения ленты транспортера) .

Таким образом, соотношение сопротивлений входной и выходной цепей цифрового потенциометра 24 соответствует выработке экскаватора за то же время усреднения. в течение которого определялась =-,ícðã 1я экскавации.

Цифровой потенциометр 13 интегрирующего преобразователя ll питается напряжением

290993 блока 14 питания, а цифровой потенциометр

24 интегрирующего преобразователя 28 питается напряжением от выпрямителя 25, на вход ко.орого подается на ряжение регулятора напряжения.

На входе усилителя действует разность напряжений выходных цепей цифровых потенциометров 18 и 24. С выхода усилителя 2б через коммутатор 27, управляемый узлом 9 управления, сигнал поступает па электродвигатель 28, который вращает регулятор напряжения до тех пор, пока сигнал на входе усилителя не станет равным нулю. При этом напряжение на выходе регулятора напряжения, который питается от блока 14 питания, будет соответствовать частному от деления энергии экскавации и выработки экскаватора за один и тот же период, т. е. усредненному значенгпо удельной энергоемкости. Это напряжение, выпрямленное выпрямителем, поступает на индикатор усредненного значения удельной энергоемкости и в выходную цепь устройства.

Элемент временной задержки узла управления обеспечивает выдержку времени в течение которого замкнут коммутатор 27 и происходит работа устройства по выработке частного. После окончания выдержки времени размыкается коммутатор 27, происходит сброс в нуль счетчиков 10 и 22 и начинается новый цикл автоматического определения усредненного значения удельной энергоемкости.

Во время определения энергии экскавации с помощью интегрирующего преобразователя

11 и определения с временным сдвигом, равным транспортному запаздыванию выработки экскаватора с помощью интегрирующего преобразователя 23 (за время усреднения) коммутатор 27 разомкнут, положение регулятора 29 и его напряжение соответствует значению усредненной удельной энергоемкости, определенному в предыдущем цикле работы устройства.

Предмет изобретения

1. Устройство для контроля режима работы машин, например роторного экскаватора, включающее блок измерения мощности прпьода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического определения удельной энергоемкости, к выходам блоков измерения мощности и текущей производительности подключены соответственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преоб®0 разователи мощности и производительности, выходы которых, в свою очередь, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь устройства электродвигателем регулятора и с интегрирующим преобразователем производительности.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что блок измерения мощности выполнен в виде конденсаторного частотомера, например, с полупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управления которого соединена с преобразователями скорости вращения электродвигателя привода рабочего органа.

35 3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что узел управления выполнен в виде взаимосвязанных между собой блоков формирования интервала усреднения, транспортного запаздывания и элемента временной задержки.

290993

Редактор Е, Гончар

Издат. № 129 Заказ 239/4 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Романова

Техред Л. В. Куклина

Корректоры: А. Л. Васильева и T. А. Китаева