RU14741U1 - Регулируемый электропривод горного комбайна - Google Patents

Abstract

РЕФЕРАТ РИУЛИРУШЫЙ ЭЖКТРОГГРШОД ГОРНОГО КОЖАЙНА

Полезная модель относитоя к ropnoi деду и может быть использована для упрамения горншос швднами с регулируемым приводом подачи, обеспечения оптиадзагщи ретамов работы, контроля нагруженностн Иsamifw электродвигателей резания и подачж от перегрузок и опрокидавалия,

Регулируемый электропржвод выполнетг из оташщи управления с камерами вводов и электроблока комбайна с возможностью раздельного расположенш, преобразователи частоты онабженн входными электромагнитннки и вщодннш синусовдальными фильтрами и подтслючены к ооответотвукщш электродвигателям подачи, а блоки выделения максимального сигнала, элемент сравнения, регулятор нагрузки, источники опорного сигнала, пороговый элемент и оум латор выполнены на базе микропроцессоров контроллеров станции упраетенда и комбайна.

Технический эффект зашшчается в обеспечении плавного регулирования скорости и производительности комбайна за счет изменения частоты к ампдатуды питающего напряжения в зависимости от нагруженности электродвигателей резанш и подачи, повышении КПД, тягово-скоростшх характеристик и коэффициента машинного времени, снижении динамических нагрузок в приводах резания и подачи, повышении надежности и производительности, .

Description

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ГОРНОГО КОМБАЙНА

Полезная модель относится к горнону лелу и ноясет быть использована для управления торными машинами с регулируемым приводом подачи, обеспечения оптимизации режимов работы, контроля нагруженности и защиты электродвигателей резания и подачи от перегрузок и «опрокидывания.

Известно устройство управления горной машиной, включающее задатчик нагрузки, выход которого соелйн к с первым входом первого элемента сравнения, датчик нагрузки электродвигателей резания горной машины, соединённый с вторым входом первого элемента сравнения, регулятор нагрузки, - два усилителя, выпрямитель, второй элемент сравнения, сумматор и источник опорного сигнала, выход которого соединён с первым входом сумматора, выход задатчика нагрузки через первый усилитель соединён с первым входом второго элемента сравнения, вьщод которого через последовательно соединённые выпрямитель и второй усилитель соединён со вторым входом сумматора, выход датчика нагрузки электродвигателя резания горной машины соединён со вторым входом второго элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с входом регулятора нагрузки. (А.с, СССР 8 1476125 Кл. Е 21 С 35/24, 1987г.).

В известном решении защита электродвигателей резания от перегрузки осуществляется регулированием положения комбайна в направлении, перпендикулярном плоскости очистного забоя, то есть изменением ширины захвата исполнительного органа, что нарушает прямолинейность очистного забоя и затрудняет управление механизированным комплексом.

Наиболее близким к предложенному, по технической сущности и достигаемому результату, является регулируемый электропривод горного комбайна, вклкчаыший преобразователь частоты, к выходу которого подключены электродвигатели подачи, датчики тока электродвигателей подачи, датчики тока электродвигателей резания, блоки выделения максим-эльного сигнала, элемент сравнения, регулятор нагрузки, источники оп-ipHoro ситнала, пороговый элемент.

2000105041

Е 21 С 35/24

сумматор, задатчик интенсивности и пускатели {А.с. СССР № 1795096 Кл. Е 21 С 35/24, 1989т.) принято за прототип.

Недостатком прототипа является недостаточное быстродействие, низкая оперативность пгж перестройке параметров системы автоматического регулирования, отсутствие дополнительной незазисимой токовой защиты электропривода резания от перегрузки, отсутствие защиты аппаратуры управления и силовых цепей от перенапряжений и электромагнитных помех, что является причиной сбоев в работе, недостаточной надёжности и низкой производительности горной машины.

Сущность полезной модели заключается в том, что регулируемый электропривод выполнен из станции управления с камерами вводов и электроблока комбайна, с возможностью их раздельного расположения, преобразователи частоты снабжены входными электромагнитными и выходными синусоидальными фильтрами и подключены к соответствующим электродвигателям подачи, а блоки выделения максимального сигнала, элемент сравнения, регулятор нагрузки, источники опорного сигнала, пороговый элемент и сумматор выполнены на базе микропроцессоров контроллеров станции управления и комбайна.

Кроме того, электролвигатели резания соединены с магнитными пускателями через камеры вводов станции управления.

Кроме того, контроллер станции управления и контроллер комбайна снабжены модулями защиты от перенапряжений и модулями оптической связи, а выход контроллера комбайна соединён с входом контроллера станции управления злектрическим или оптоволоконным кабелем.

Кроме того, станция управления или злектроблок комбайна снабжены дополнительньши блоками независимой токовой защиты электродвигателей резания от перегрузки.

Причинно-следственная связь между ..совокупностью существенных признаков заявляемого решения и дос:ти:гаемым техническим результатом следующая:

Признак - «регулируемый электропривод выполнен из станции управления с камерами ввсаюв и электроолока комбайна, с возможностью раздельного их расположения позволяет выполнить станцию управления с камерами вводов отдельно от электроолока комбайна

с расположением станции управления с камерами вводов на выемочном штреке, а электроОлока на комбайне. При этом элементы управления станции с камерами веодов распол агаются в гораздо более благоприятных условиях штрека и не подвержены таким негативным факторам, как ударные нагрузки, вибрация, орошение водой, повышенная запылённость и гаэообильность, стеснённость призабойного пространства в лаве, особенно при малых мощностях и сечениях очистного забоя, повышенная температура и пр. Расположение основной части аппаратуры управления на штреке обеспечивает применение регулируемого электропривода на комбайнах для пластов малой мощности.

Признак - преобразователи частоты снабжены входными электромагнитными и выходными синусоидальными фильтрами и подключены к соответствуюш:им электродвигателям подачи гарантирует защиту обмоток электродвигателей и силовых электрических кабелей от перенапряжений, защиту сети от электромагнитных и радиочастотных помех, обеспечивает работу горной машины в случае отказа одного из преобразователей частоты, электродвигателей или приводных блоков механизма подачи.

Признак - а блоки выделения максимального сигнала, элемент сравнения, регулятор нагрузки, источники опорного сигнала, пороговый элемент и сумматор выполнены на базе микропроцессоров контроллеров станции управления и комбайна обеспечивает повышенное быстродействие и значительно повышает надёжность системы управления, позволяет максимально сократить габариты блоков управления, что особенно важно в горных р;омбайнах для маломощных пластов.

Признак - электродвигатели резания соединены с магнитными пускателями через камеры вводов станции управления позволяет обеспечить непосредственно в станции независимую дополнительную токовую защиту электродвигателей резания от перегрузки и опрокидываний, а также контроль нагруженности привода и повысить, тем самым, надежность работы горного комбайна.

Признак - контроллер станции управления и контроллер комбайна снабжены модулями защиты от перенапряжений и модулями оптической связи, а выход контроллера комбайна соединён с входом контроллера станции управления электрическим или оптоволоконным

кабелем обеспечивает защиту аппаратуры управления и силовых цепей от перенапряжений и электромагнитяых помех, являющихся причиной сбоев в работе, повышает надёжность и производительность горной машины.

Признак - станция управления или электроблок комбайна снабжены дополнительными блоками независимой токовой защиты электродвигателей резания от перегрузки обеспечивает, при минимальных затратах, независимую защиту привода резания от перегрузок, что значительно повышает надёжность работы и долговечность горного комбайна.

Технический результат заяэлдемого решения заключается в обеспечении плавного регулирования скорости и производительности горного комбайна за изменения частоты и амплитуды питающего напряжения в зависимости от нагруженности электродвигателей резания и подачи, повышении КПД, тягово-скоростных характеристик и коэффициента машинного времени комбайна, снижении динамических нагрузок в приводах резания и подачи, повышении надежности и производительности комбайна.

На рисунке показана структурная схема регулируемого электропривода горного комбайна

Регулируемый электропривод горного комбайна включает станцию управления 1 с камерами вводов 2, расположенную на выемочном штреке, и электроблок 3, расположенный на комбайне, связанные между собой силовыми кабелями и кабелями управления. На комбайне установлены электродвигатели: резания 4 и 5 и электродвигатели подачи 6 и 7, Электродвигатели резания 4 и 5 соединены с соответствующими олокт-ромагнитными пускателями 8 через блоки независимой токовой samnTtj 9. Первые входы преобразователей частоты 10 соединены с пускателем 11 через общий автоматический выключатель 12 и входные электромагнитные фильтры 13, а выходы преобразователей частоты 10 соединены с электродвигателями подачи 6 и через выходные синусоидапьны€ фильтры 14.

Преобразователи частоты 10 соединены с контроллером 15 станции управления 1. В электроблоке 3 установлен контроллер 16 комбайна. Вход контроллера 15 соединён с выходом контроллера 16 оптоволоконным или электрическим кабелем, а первый вход последнего соединён с задатчиком интенсивности 17. Контроллеры 15 и

16 снабжены модулями эаидаты линий связи от перенапряжений 18 и модулями оптической связи 19. Для обеспечения взрывобезопасности в станции управления 1 и в электроблоке 3 комбайна установлены дроссели-короткозамыкатели 20, исполнительные элементы которых, воздействуют на аварийные электрические цепи системы электропитания. Электроблок 3 комбайна имеет датчики тока 21 электродвигателей резания 4 и 5 и датчики тока 22 электродвигателей подачи б и 7. Датчики тока 22 электродвигателей подачи 6 и 7 соединены со вторым и третьим входами контроллера 16 комбайна, а датчики тока 21 электродвигателей резания 4 и 5 соединены соответственно с четвёртым и пятыы его входами. Входы преобразователей частоты 10 соединены с автоматическим выключателем 12 через контакторы 23 и быстродействующие предохранители 24.

Электропривод работает следующим образом.

Подают напряжение на станцию управления 1 , включением магнитного пускателя 11 и автоматического выключателя 12, а на электроблок комбайна 3 - включением магнитных пускателей 8. Далее включаются контакторы 23 и напряжение поступает на входы преобразователей частоты 10, через быстродействующие предохранители 24 и входные электромагнитные фильтры 13. Контроллеры преобразователей частоты, контроллер станции управления 15 и контроллер комбайна 16, производят тестирование состояния и исправности систем управления и силовых цепей преобразователей частоты, станции управления и комбайна и подготовку их к работе .

После пуска электродвигателей резания 4 и 5 токовые сигналы с датчиков тока резания 21 поступают на аналоговые входы контроллера комбайна 16 и обрабатываются его микропроцессором, с которого выдается разрешающая команда на вход контроллера станции 15, который, в свою очередь, готовит команду на включение преобразователей частоты 10.

в установившемся режиме работы электропривода горного комбайна сигналы задания скорости подачи ,- задатчика интенсивности 17, установленного на пульте управление комбайна, поступают на вход контроллера комбайна 16 и далее, в обработанном виде, передаются через модули защиты от перенапряжений 18 по электрическому кабелю, или через модуль оптической связи 19 по оптоволоконному кабелю, на контроллер стантдаи 15, вырабатывающий соответствующие управляющие сигналы задания режимов работы преобразователей частоты 10. Способ передачи управляющих сигналов определяются конфигурацией сборки контроллеров комбайна и станции .

В случае перегрузки, при увеличении токов злектродбигателей резания 4 и 5 или электродвигателей подачи б и 7 выше заданных максимальных значений (уставок), контроллер комбайна 16 обрабатывает электрические сигналы, поступающие с датчиков тока электродвигателей резания 21 и датчиков тока электродвигателей подачи 22 и BbraatjT команду на уменьшение скорости в контроллер станции 15, который в свою очередь выдаёт соответствующую команду на уменьшение выходной частоты преобразователей частоты. Происходит уменьшение скорости вращения электродвигателей подачи б и 7 и соответственно скорости подачи комбайна, что приводит к снижению нагрузки на исполнительные органы комбайна и электродвигатели резания 4 и 5 и уменьшению тока резания до уставки заданной величины.

При дальнейшем снижении нагрузки и соответственно тока резания, контроллер комбайна 16 выдаёт команду в контроллер станции 15 на увеличение скорости подачи комбайна. Контроллер станции 15 отрабатывает команду на увеличение выходной частоты преобразователей 10, пропорционально которой, увеличивается частота вращения электродвигателей подачи 6 и 7 и скорости подачи комбайна, до заданного залатчиком интенсивности 17 значения.

При затянувшемся пуске электродвигателей подачи б и 7 или электродвигателей резания 4 и 5 сигналы от датчиков тока электродвигателей подачи 22 или от датчиков тока электродвигателей резания 21 обрабатываются контроллером комбайна 16, который формирует команду на отключение и выдаёт её по электрическому или оптоволоконному каОелю в контроллер станции 15, который, в свою очередь, выдает команду на отключение преобразователей частоты 10.

СИМОЙ токовой защиты 9, которые могут быть установлены в станции управления I или в электроОлоке 3 комбайна. Токовые сигналы с блоков независимой токовой защиты 9 поступают на отключение магнитных пускателей 8 и, в случае превышения заранее заданных значений тока, происхолит отключение последних.

Отключение преобразоватепей частоты 10 производят установкой задатчика интенсивности 1 в нулевое положение. При этом от контроллера комбайна 16, по электрр1ческому или оптоволоконному кабелю, в контроллер станции 15 поступает сигнал на отключение. Далее сигнал на отключение обрабатывается и поступает в контроллеры преобразователей частоты, которые останавливают электродвигатели подачи 6 и 7 с заранее заданной интенсивностью торможения. Отключение контакторов 23 при этом не происходит.

При отключении преобразователей частоты и электродвигателей резания 4 и 5, на входы контроллера комбайна 16 перестают поступать сигналы от датчиков тока резания 21. В контроллеры преобразователей частоты 10 поступают команды на отключение. После остановки электродвигателей приводов подачи б и 7 происходит отключение контакторов 23.

Взрывозащита регулируемого электропривода обеспечивается взрывобезопасными зазорами корпусов и с помощью, установленных в станции управления 1 и в злектроблоке 3, дросселейкороткозамыкателей 20, исполнительные элементы которых, воздействуют на аварийные электрические цепи системы электропитания.

Claims (4)

1. Регулируемый электропривод горного комбайна, включающий преобразователи частоты, к выходам которых подключены электродвигатели подачи, датчики тока электродвигателей подачи, датчики тока электродвигателей резания, блоки выделения, элемент сравнения, источники опорного сигнала, пороговый элемент, сумматор, регулятор нагрузки, задатчик интенсивности и пускатели, отличающийся тем, что регулируемый электропривод выполнен из станции управления с камерами вводов и электроблока комбайна с возможностью раздельного расположения, преобразователи частоты снабжены входными электромагнитными и выходными синусоидальными фильтрами и подключены к соответствующим электродвигателям подачи, а блоки выделения максимального сигнала, элемент сравнения, регулятор нагрузки, источники опорного сигнала, пороговый элемент и сумматор выполнены на базе микропроцессоров контроллеров станции управления и комбайна.

2. Регулируемый электропривод угольного комбайна по п.1, отличающийся тем, что электродвигатели резания соединены с магнитными пускателями через камеры вводов станции управления.

3. Регулируемый электропривод угольного комбайна по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что контроллер станции и контроллер комбайна снабжены модулями защиты от перенапряжений и модулями оптической связи, а выход контроллера комбайна соединен с входом контроллера станции управления электрическим или оптоволоконным кабелем.

4. Регулируемый электропривод угольного комбайна по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что станция управления или электроблок комбайна снабжены дополнительными блоками независимой токовой защиты электродвигателей резания от перегрузки.