RU169576U1 - ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE - Google Patents

ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU169576U1
RU169576U1 RU2016151439U RU2016151439U RU169576U1 RU 169576 U1 RU169576 U1 RU 169576U1 RU 2016151439 U RU2016151439 U RU 2016151439U RU 2016151439 U RU2016151439 U RU 2016151439U RU 169576 U1 RU169576 U1 RU 169576U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
output
input
cutting
electric drive
Prior art date
Application number
RU2016151439U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Иванович Бабокин
Евгений Борисович Колесников
Дмитрий Маркович Шпрехер
Original Assignee
Дмитрий Маркович Шпрехер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Маркович Шпрехер filed Critical Дмитрий Маркович Шпрехер
Priority to RU2016151439U priority Critical patent/RU169576U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU169576U1 publication Critical patent/RU169576U1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/24—Remote control specially adapted for machines for slitting or completely freeing the mineral
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/026—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system using a predictor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к горной промышленности, и может быть использована в системах автоматического регулирования и управления электроприводами угольных комбайнов для повышения их надежности и производительности, путем применения нейронных сетей. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности эксплуатации и производительности очистного комбайна. Устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающее два асинхронных электродвигателя резания, два асинхронных электродвигателя подачи, содержит датчик тока двигателей резания, преобразователь частоты, регулятор нагрузки, блок сравнения, блок задания тока двигателей резания, блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации. Устройство позволяет прогнозировать состояние рабочего инструмента очистных комбайнов без его остановки. По результатам прогноза выдаются упреждающие рекомендации по техническому обслуживанию электропривода. В результате повышается надежность и производительность очистных комбайнов, за счет увеличения продолжительность времени его безаварийной работы. 2 ил.The utility model relates to the mining industry, and can be used in systems of automatic regulation and control of electric drives of coal combines to increase their reliability and productivity, through the use of neural networks. The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of operation and productivity of the shearer. The control device for a shearer electric drive, comprising two asynchronous cutting motors, two asynchronous feed motors, contains a cutting motor current sensor, a frequency converter, a load regulator, a comparison unit, a cutting motor current setting unit, a control and forecasting unit for electric drive elements, a sensor unit, a block threshold signals and alarm block. The device allows to predict the state of the working tool of shearers without stopping it. Based on the results of the forecast, proactive recommendations for the maintenance of the electric drive are issued. As a result, the reliability and productivity of shearers increases due to the increase in the duration of its trouble-free operation. 2 ill.

Description

Предложенное техническое решение относится к автоматическому управлению горными машинами, и может быть использовано при построении систем автоматизированного управления очистными комбайнами для повышения их надежности и производительности, путем применения нейронных сетей.The proposed technical solution relates to the automatic control of mining machines, and can be used in the construction of automated control systems for shearers to increase their reliability and productivity through the use of neural networks.

Известно устройство управления электроприводом очистного комбайна (Бабокин Г.И., Гнатюк Т.А. Оценка робастности системы управления электроприводом комбайна для различных регуляторов нагрузки. Известия ТулГУ, 2013, №2, с. 10-15.), включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока резания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока резания, а выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока.A control device for an electric drive of a shearer is known (Babokin G.I., Gnatyuk T.A. Assessment of the robustness of a control system of a drive of a combine for various load controllers. Izvestiya TulGU, 2013, No. 2, pp. 10-15.), Including two asynchronous cutting motors connected to AC mains, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, comprising a cutting current sensor, a load regulator, a comparison unit whose output is connected to the first input of the load regulator, a rear unit Nia cutting current, whose output is connected to a first input of the comparator, a second input coupled to an output of cutting current sensor and the load controller output is connected to the second input of the frequency converter, a first input of which is connected to the AC network.

Недостатком известного устройства являются: низкая надежность электропривода, обусловленная отсутствием информации о параметрах технического состояния его силовых элементов; низкая производительность работы комбайна, т.к. при превышении параметрами комбайна, таких как: температура и виброускорение силовых элементов электропривода нормативных значений или снижения сопротивления изоляции ниже нормативного, система управления электроприводом комбайна отключает его от электрической сети. Последующее включение электропривода комбайна возможно при устранении неисправности, что приводит к снижению его времени полезной работы и производительности.A disadvantage of the known device are: low reliability of the electric drive, due to the lack of information on the parameters of the technical condition of its power elements; low productivity of the combine, because if the parameters of the combine are exceeded, such as: temperature and vibration acceleration of power elements of the electric drive of standard values or a decrease in insulation resistance below the standard, the control system of the electric drive of the combine disconnects it from the electric network. Subsequent switching on of the combine’s electric drive is possible when the malfunction is eliminated, which leads to a decrease in its useful life and productivity.

Наиболее близким техническим решением является устройство управления электроприводом очистного комбайна (патент РФ №164927, МПК8 Е21С 35/24, опубл. 27.09.2016, Бюл. №27), включающее два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока резания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока резания, а выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации, причем регулятор нагрузки снабжен вторым входом, соединенным с первым выходом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока датчиков и блока пороговых сигналов, а его второй выход соединен с входом блока сигнализации.The closest technical solution is a control device for an electric drive of a shearer (RF patent No. 164927, IPC 8 Е21С 35/24, published on 09/27/2016, Bull. No. 27), including two asynchronous cutting motors connected to an alternating current main, two asynchronous motors a feed connected to the output of the frequency converter, comprising a cutting current sensor, a load regulator, a comparison unit whose output is connected to the first input of the load regulator, a cutting current setting unit, the output of which is connected to the first input of the unit with equation, the second input of which is connected to the output of the cutting current sensor, and the output of the load regulator is connected to the second input of the frequency converter, the first input of which is connected to an AC network, characterized in that it additionally includes a control unit and forecasting the parameters of the drive elements, a sensor unit , a threshold signal unit and an alarm unit, the load regulator being provided with a second input connected to the first output of the control and forecasting unit of the parameters of the electric drive elements, per first and second inputs connected respectively to the outputs of the sensor unit and the block threshold signal, and its second output is connected to the input of the alarm unit.

Недостатком данного технического решения являются: низкая надежность рабочего органа очистного комбайна, обусловленная отсутствием информации о техническом состоянии горно-режущего инструмента, под которым следует понимать способность исполнительного органа длительно сохранять свою работоспособность до наступления предельного состояния при определенных условиях эксплуатации. Внезапная поломка резца не приводит к отказу комбайна в целом и зачастую не может быть выявлена до его остановки визуальным осмотром исполнительного органа. Длительная работа комбайна с вышедшим из строя резцом может приводить к существенному снижению ресурса элементов трансмиссии исполнительного органа. Кроме того, недостаточная точность оценки ресурса деталей и узлов трансмиссии комбайнов, сложность и высокая трудоемкость их диагностирования приводит к увеличению количества простоев добычных машин вследствие внезапных отказов и росту материальных затрат на поддержание их работоспособности.The disadvantage of this technical solution is: low reliability of the working body of the shearer due to the lack of information about the technical condition of the mining cutting tool, which should be understood as the ability of the executive body to maintain its performance for a long time until the limit state occurs under certain operating conditions. The sudden breakage of the cutter does not lead to the failure of the harvester as a whole and often cannot be detected before it is stopped by visual inspection of the executive body. Long-term operation of the combine with a failed cutter can lead to a significant reduction in the resource of transmission elements of the executive body. In addition, the lack of accuracy in estimating the resource of parts and transmission units of combines, the complexity and high complexity of their diagnosis leads to an increase in the number of downtime of mining machines due to sudden failures and an increase in material costs for maintaining their performance.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности эксплуатации и производительности очистного комбайна, за счет прогнозирования технического состояния его исполнительного органа и выдачи упреждающего управляющего воздействия на систему управления комбайна, и организации своевременного его технического обслуживания и ремонта.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of operation and productivity of the shearer by predicting the technical condition of its executive body and issuing a proactive control effect on the control system of the shearer, and organizing its timely maintenance and repair.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока двигателей резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока двигателей резания, блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации, причем выход блока задания тока двигателей резания соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока двигателей резания, выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока, второй вход регулятора нагрузки соединен с первым выходом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока датчиков и блока пороговых сигналов, а его второй выход соединен с входом блока сигнализации, дополнительно введены датчик тока двигателей подачи, два датчика напряжения соответственно двигателей резания и подачи и блок вычисления энергоемкости разрушения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами датчиков тока двигателей резания и подачи, а выходы датчиков напряжения двигателей резания и подачи соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока вычисления энергоемкости разрушения, выход которого соединен с первым входом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода.The specified technical result is achieved by the fact that in the control device of the electric shearer of the shearer, comprising two asynchronous cutting motors connected to an alternating current network, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, comprising a current sensor of cutting motors, a load regulator, a comparison unit, an output which is connected to the first input of the load regulator, a unit for setting the current of cutting motors, a unit for monitoring and predicting the parameters of electric drive elements yes, a sensor unit, a threshold signal unit and an alarm unit, the output of the cutting motor current setting unit being connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the cutting motor current sensor, the output of the load regulator connected to the second input of the frequency converter, the first input of which connected to an alternating current network, the second input of the load regulator is connected to the first output of the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements, the first and second inputs of which are connected respectively Actually with the outputs of the sensor unit and the threshold signal unit, and its second output is connected to the input of the alarm unit, an additional current sensor for the feed motors, two voltage sensors for the cutting and feed motors, and a fracture energy intensity calculation unit, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs, are additionally introduced current sensors of cutting and supply engines, and the outputs of voltage sensors of cutting and feeding engines are connected respectively to the third and fourth inputs of the energy intensity calculation unit decay and whose output is connected to a first input of the control and drive elements prediction parameters.

Причем, блок вычисления энергоемкости разрушения содержит два датчика активной мощности соответственно двигателей резания и подачи, два блока умножения, блок суммирования, блок базы данных и блок вычисления производительности комбайна и блок деления, причем первый и второй входы блока вычисления энергоемкости разрушения соединены соответственно с первым и вторым входами датчика активной мощности двигателей резания, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, третий и четвертый входы блока вычисления энергоемкости разрушения соединены соответственно с первым и вторым входами датчика активной мощности двигателей подачи, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, выход блока базы данных соединен со вторыми входами соответственно первого и второго блоков умножения и входом блока вычисления производительности комбайна, выходы первого и второго блоков умножения соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления производительности комбайна, а выход блока деления является выходом блока вычисления энергоемкости разрушения.Moreover, the unit for calculating the energy intensity of destruction contains two sensors of active power, respectively, of the cutting and feed engines, two multiplication units, a summing unit, a database unit and a unit for calculating the performance of the combine and a division unit, the first and second inputs of the unit for calculating the energy of destruction being connected respectively to the first and the second inputs of the sensor of the active power of the cutting engines, the output of which is connected to the first input of the first multiplication unit, the third and fourth inputs of the energy-intensive computing unit These fractures are connected respectively to the first and second inputs of the active power sensor of the feed motors, the output of which is connected to the first input of the second multiplication unit, the output of the database unit is connected to the second inputs of the first and second multiplication units and the input of the processor performance calculation unit, the outputs of the first and second multiplication units are connected respectively to the first and second inputs of the summing unit, the output of which is connected to the first input of the division unit, the second input of which is connected to the output ohm unit for calculating the performance of the combine, and the output of the division unit is the output of the unit for calculating the energy intensity of destruction.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления электроприводом очистного комбайна, на фиг. 2 представлена структурная схема блока вычисления энергоемкости разрушения.In FIG. 1 is a structural diagram of a control device for an electric drive of a shearer, FIG. 2 is a structural diagram of a fracture energy intensity calculation unit.

Устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания соответственно 1 и 2, два асинхронных электродвигателя подачи соответственно 3 и 4, содержит датчики тока соответственно резания 5 и подачи 6, датчики напряжения соответственно двигателей резания 7 и подачи 8, преобразователь частоты 9, регулятор нагрузки 10, блок сравнения 11, блок задания тока резания 12, блок датчиков 13, блок пороговых сигналов 14, блок сигнализации 15, блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода 16 и блок вычисления энергоемкости разрушения 17. Два электродвигатели резания 1 и 2 подключены к сети переменного тока, два электродвигателя подачи 3 и 4 - к выходу преобразователя частоты 9, первый вход которого также подключен к сети переменного тока.A control device for a shearer electric drive, comprising two asynchronous cutting motors 1 and 2, respectively, two asynchronous feed motors 3 and 4, respectively, contains current sensors for cutting 5 and feed 6, voltage sensors for cutting motors 7 and 8, respectively, frequency converter 9, controller load 10, comparison unit 11, block for setting the cutting current 12, block of sensors 13, block of threshold signals 14, block of alarm 15, block for monitoring and predicting the parameters of the elements of electric drives yes 16 and the power consumption calculating unit 17. Two cutting destruction motors 1 and 2 are connected to the AC mains supply two motor 3 and 4 - to the output of the frequency converter 9, whose first input is also connected to the AC network.

Блок 17 вычисления энергоемкости разрушения содержит два датчика активной мощности соответственно двигателей резания 18 и подачи 19, два блока умножения 20 и 21, блок суммирования 22, блок базы данных 23, блок вычисления производительности комбайна 24 и блок деления 25.Block 17 calculating the energy intensity of destruction contains two sensors of active power, respectively, of the cutting engines 18 and feed 19, two multiplication units 20 and 21, a summing unit 22, a database unit 23, a unit for calculating the performance of the combine 24 and a division unit 25.

Устройство управления электроприводом очистного комбайна работает следующим образом.The control device of the electric shearer operates as follows.

Регулятор нагрузки 7, обеспечивает поддержание на заданном уровне тока электродвигателя резания 1 или 2 - IФ сигнал о величине которого снимается с датчика нагрузки 5. Этот сигнал сравнивается в блоке сравнения 11 с сигналом задания IЗ с выхода блока задания тока резания 12.The load regulator 7 ensures that the current of the cutting motor 1 or 2 - I Ф is maintained at a predetermined level, the signal of the magnitude of which is removed from the load sensor 5. This signal is compared in the comparison unit 11 with the reference signal I 3 from the output of the cutting current setting block 12.

На вход первый вход блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода 16 подаются сигналы с блока датчиков 13 пропорциональные данным температуры обмоток статора электродвигателей - tАДi и масла редукторов tpj, виброускорений подшипников gП электродвигателей и шестеренчатых пар редукторов, сопротивления изоляции электрической сети Rиз, питающей электрооборудование комбайна, а также сигнал с выхода блока вычисления энергоемкости разрушения 17 о текущем значении энергоемкости горной машины Y.The input of the first input of the control unit and the forecasting of the parameters of the elements of the electric drive 16 receives signals from the sensor unit 13 proportional to the temperature data of the stator windings of the electric motors - t ADi and gear oil t pj , vibration acceleration of the bearings g P of the electric motors and gear pairs of the gears, insulation resistance of the electric network R from , feeding the electrical equipment of the harvester, as well as the signal from the output of the unit for calculating the energy intensity of destruction 17 about the current energy intensity of the mining machine Y.

В блоке 16 происходит сравнение результатов прогноза с заданными нормативными (пороговыми) значениями, (gпор.п, tпор.i, Rпор.из, Yпор) получаемыми с блока пороговых сигналов 14.In block 16, the forecast results are compared with the specified normative (threshold) values (g por.p , t por.i , R por.iz , Y then ) obtained from the block of threshold signals 14.

При достижении прогнозными параметрами температуры и виброукорений пороговых значений, блок 16 формирует сигнал UК на снижение скорости подачи комбайна, что приводит определенному снижению нагрузки на силовые элементы электропривода. Электропривод комбайна работает с пониженной на (5-10)% нагрузкой до технологических перерывов или плановых профилактических ремонтных работ, когда устраняются возможные дефекты силовых элементов. Если в процессе работы контролируемые параметры приходят в норму и прогноз также благоприятен, заданный режим работы электропривода восстанавливается.When the predicted parameters of temperature and vibration acceleration threshold values, block 16 generates a signal U To reduce the feed rate of the harvester, which leads to a certain reduction in the load on the power elements of the electric drive. The electric drive of the combine works with a load (5-10)% reduced until technological breaks or scheduled preventive maintenance work when possible defects of power elements are eliminated. If during operation the monitored parameters return to normal and the forecast is also favorable, the specified operating mode of the electric drive is restored.

При достижении прогнозным значением сопротивления изоляции шахтной сети предельно допустимого минимального значения, режим работы электропривода не изменяется, но в автоматизированную систему участка и шахты подается сигнал с выхода блока сигнализации 15 о необходимости ее восстановления в ближайшее время.When the predicted value of the insulation resistance of the mine network reaches the maximum permissible minimum value, the operating mode of the electric drive does not change, but a signal is sent to the automated system of the section and the shaft from the output of the alarm unit 15 about the need to restore it in the near future.

При достижении прогнозным значением энергоемкости горной машины предельно допустимого, режим работы электропривода также не изменяется, но в автоматизированную систему участка и шахты подается сигнал с выхода блока сигнализации 15 о необходимости осмотра исполнительного органа во время ремонтной смены и при необходимости замены вышедших из строя резцов.When the predicted value of the energy consumption of the mining machine reaches its maximum permissible, the operating mode of the electric drive also does not change, but the signal from the output of the alarm unit 15 is sent to the automated system of the site and the shaft about the need to inspect the executive body during the repair shift and, if necessary, replace broken cutters.

Энергоемкость очистного комбайна определяется энергоемкостью разрушения угля:The energy intensity of the shearer is determined by the energy intensity of the destruction of coal:

Figure 00000001
Figure 00000001

где - Р=Рn+Рр мощность, потребляемая электродвигателями подачи и резания комбайна; Qком - производительность комбайна.where - P = P n + P p the power consumed by the feed and cutting motors of the combine; Q com - combine performance.

В свою очередь мощность Рп, потребляемая электродвигателями подачи комбайна равна:In turn, the power P p consumed by the feed motors of the combine is equal to:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Vп - скорость передвижения комбайна; а - коэффициент, характеризующий сопротивляемость угля резанию; Р0 - мощность потребляемая электроприводом комбайна в режиме холостого хода (х.х.).where V p - the speed of the combine; a is a coefficient characterizing the resistance of coal to cutting; P 0 - power consumed by the electric drive of the combine in idle mode (h.kh.).

Производительность комбайна определяется по формуле:The performance of the combine is determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где m - средняя вынимаемая мощность пласта; В - ширина захвата комбайна; Vn - скорость подачи; γ - плотность угля.where m is the average removable thickness of the reservoir; In - the width of the harvester; V n - feed rate; γ is the density of coal.

Решая совместно (1), (2), (3) и используя определение к.п.д. -

Figure 00000004
, где Р - полезная мощность потребляемая электродвигателями подачи и резания комбайна, Р0 - мощность потребляемая электроприводом комбайна в режиме х.х., получим:Solving together (1), (2), (3) and using the definition of efficiency -
Figure 00000004
where P is the net power consumed by the feed and cutting electric motors of the combine, P 0 is the power consumed by the electric drive of the combine in the x.h. mode, we get:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ηпηр - соответственно к.п.д. редукторов и электродвигателей системы подачи и резания комбайна.where η p η p - respectively, efficiency reducers and electric motors of the feed and cutting system of the combine.

Блок 17 вычисления энергоемкости разрушения реализует выражение (4). С помощью датчиков активной мощности двигателей резания 18 и двигателей подачи 19 по значениям сигналов, снимаемых с выходов датчиков тока резания 5 - Iр и подачи 6 - Iп и датчиков напряжения двигателей резания 7 - Uр и подачи 8 - Un, вычисляются значения мощностей, которые потребляют соответственно электродвигатели резания 1, 2 - Рр и подачи 3, 4 - Рп.Block 17 calculating the energy intensity of destruction implements the expression (4). Using sensors of active power of cutting engines 18 and feed motors 19 from the values of the signals taken from the outputs of the sensors of cutting current 5 - I p and supply 6 - I p and voltage sensors of cutting engines 7 - U p and feed 8 - U n , values are calculated powers that consume, respectively, cutting motors 1, 2 - P p and feed 3, 4 - P p .

В блоках умножения 20 и 21 происходит умножение мощностей, потребляемых соответственно электродвигателями резания и подачи на соответствующие значения к.п.д. редукторов и электродвигателей системы резания и подачи комбайна, значения которых хранятся в блоке базы данных 23, в котором также содержаться данные о параметрах комбайна (средняя вынимаемая мощность пласта m, ширина захвата комбайна В) и лавы (плотность угля γ и сопротивляемость угля резанию а). В блоке суммирования значения этих сигналов складываются - числитель (4).In the units of multiplication 20 and 21, the multiplication of the capacities consumed, respectively, by cutting and feeding motors to the corresponding values of efficiency reducers and electric motors of the cutting and feeding system of the combine, the values of which are stored in the database block 23, which also contains data on the parameters of the combine (average removable formation thickness m, the working width of the combine B) and lava (coal density γ and resistance to coal cutting a ) . In the summing unit, the values of these signals are added - the numerator (4).

В блоке 24 вычисляется производительность очистного комбайна - знаменатель (4). В результате на выходе блока деления 25 имеем сигнал пропорциональный энергоемкости очистного комбайна - Y, который поступает на вход блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода 16, где сравнивается с пороговым значением энергоемкости Yпор, хранящимся в блоке опорных сигналов 14.In block 24, the performance of the shearer is calculated - the denominator (4). As a result, at the output of the division unit 25, we have a signal proportional to the energy consumption of the shearer - Y, which is fed to the input of the control and forecast unit of the parameters of the elements of the electric drive 16, where it is compared with the threshold value of the energy intensity of Y pores stored in the block of reference signals 14.

На энергоемкость разрушения и погрузки угля очистного комбайна влияет следующие факторы: сопротивляемость угля резанию и износ резцов на исполнительном органе. С увеличением сопротивляемости угля резанию энергоемкость увеличивается. При работе исполнительного органа режущие пластины резцов изнашиваются и образуются площадки износа. Чем выше износ, тем выше площадки износа на резцах, тем выше силы резания, при одной толщине стружки, и тем выше энергоемкость процесса разрушения угля. Результаты эксперимента подтверждают связь износа и поломок режущего инструмента в процессе эксплуатации комбайна с величиной энергоемкости разрушения угля.The energy intensity of the destruction and loading of coal from a shearer is affected by the following factors: the resistance of coal to cutting and the wear of cutters on the executive body. With increasing resistance to coal cutting energy intensity increases. When the executive body is working, the cutting inserts of the cutters wear out and wear pads form. The higher the wear, the higher the wear area on the cutters, the higher the cutting force, with one chip thickness, and the higher the energy intensity of the process of coal destruction. The experimental results confirm the relationship between wear and breakage of the cutting tool during operation of the combine with the energy intensity of the destruction of coal.

Таким образом, сравнение текущего значения энергоемкости разрушения с его пороговым значением позволяет судить о техническом состоянии горнорежущего инструмента очистного комбайна.Thus, a comparison of the current value of the energy intensity of destruction with its threshold value allows us to judge the technical condition of the cutting tool of a shearer.

Таким образом, введение в устройство дополнительного блока вычисления энергоемкости разрушения 17 позволяет прогнозировать значение технического состояния исполнительного органа очистного комбайна на предмет достижения пороговых (критических) значений. По результатам прогноза выдаются упреждающие рекомендации по техническому обслуживанию исполнительного органа. В результате повышается надежность и производительность очистного комбайна, за счет увеличения продолжительность времени его безаварийной работы.Thus, the introduction into the device of an additional unit for calculating the energy intensity of destruction 17 allows us to predict the value of the technical state of the executive body of the shearer for the achievement of threshold (critical) values. According to the results of the forecast, proactive recommendations for the maintenance of the executive body are issued. As a result, the reliability and productivity of the shearer increases due to the increase in the duration of its trouble-free operation.

При практической реализации блока вычисления энергоемкости разрушения 17 в качестве датчиков активной мощности 18, 19 можно применить измерительные преобразователи активной мощности типа Е848/7ЭС. При построении блоков умножения 20, 21 можно использовать перемножители напряжений на микросхеме КР525ПС3. Блок суммирования 22 представляет собой обычный сумматор на операционном усилителе (ОУ). Блок деления 25 можно выполнить на ОУ, включив перемножитель напряжений в цепь его отрицательной обратной связи. Для реализации блока вычисления производительности комбайна 24 можно использовать умножители напряжения.In the practical implementation of the unit for calculating the energy intensity of destruction 17 as sensors of active power 18, 19, it is possible to use measuring transducers of active power of type E848 / 7ES. When building multiplication blocks 20, 21, you can use voltage multipliers on the KR525PS3 microcircuit. The summing unit 22 is a conventional adder on an operational amplifier (op amp). The division unit 25 can be performed on the op-amp by including a voltage multiplier in the circuit of its negative feedback. To implement the unit for calculating the performance of the harvester 24, voltage multipliers can be used.

Claims (2)

1. Устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока двигателей резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока двигателей резания, блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации, причем выход блока задания тока двигателей резания соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока двигателей резания, выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока, второй вход регулятора нагрузки соединен с первым выходом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока датчиков и блока пороговых сигналов, а его второй выход соединен с входом блока сигнализации, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик тока двигателей подачи, два датчика напряжения соответственно двигателей резания и подачи и блок вычисления энергоемкости разрушения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами датчиков тока двигателей резания и подачи, а выходы датчиков напряжения двигателей резания и подачи соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока вычисления энергоемкости разрушения, выход которого соединен с первым входом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода.1. The control device of the electric drive of the shearer, comprising two asynchronous cutting motors connected to an alternating current network, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, comprising a current sensor of the cutting motors, a load regulator, a comparison unit, the output of which is connected to the first input of the regulator loads, a unit for setting the current of cutting motors, a unit for monitoring and predicting the parameters of electric drive elements, a sensor unit, a threshold signal unit, and a signal unit lysing, and the output of the cutting motor current setting unit is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the cutting motors current sensor, the output of the load regulator is connected to the second input of the frequency converter, the first input of which is connected to the AC mains, the second input of the load regulator connected to the first output of the control and forecasting unit of the parameters of the electric drive elements, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the sensor unit and the threshold unit with of signals, and its second output is connected to the input of the alarm unit, characterized in that it additionally includes a current sensor for the feed motors, two voltage sensors for the cutting and feed motors, respectively, and a failure energy calculation unit, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the current sensors cutting and feeding engines, and the outputs of voltage sensors of cutting and feeding engines are connected respectively to the third and fourth inputs of the fracture energy intensity calculation unit, the output of which is It is connected to the first input of the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements. 2. Устройство управления электроприводом очистного комбайна по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления энергоемкости разрушения содержит два датчика активной мощности соответственно двигателей резания и подачи, два блока умножения, блок суммирования, блок опорных сигналов, и блок вычисления производительности комбайна, и блок деления, причем первый и второй входы блока вычисления энергоемкости разрушения соединены соответственно с первым и вторым входами датчика активной мощности двигателей резания, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, третий и четвертый входы блока вычисления энергоемкости разрушения соединены соответственно с первым и вторым входами датчика активной мощности двигателей подачи, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, выход источника опорных сигналов соединен со вторыми входами соответственно первого и второго блоков умножения и входом блока вычисления производительности комбайна, выходы первого и второго блоков умножения соединены соответственно с первым и вторым входами блока суммирования, выход которого подключен к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления производительности комбайна, а выход блока деления является выходом блока вычисления энергоемкости разрушения.2. The control device of the electric drive of the shearer according to claim 1, characterized in that the unit for calculating the energy intensity of destruction contains two sensors of active power, respectively, of the cutting and feed engines, two multiplication units, a summing unit, a block of reference signals, and a unit for calculating the performance of the combine, and a unit division, the first and second inputs of the unit for calculating the energy intensity of destruction are connected respectively with the first and second inputs of the sensor of active power of cutting engines, the output of which is connected from the first m input of the first block of multiplication, the third and fourth inputs of the unit for calculating the energy intensity of destruction are connected respectively to the first and second inputs of the sensor of active power of the feed motors, the output of which is connected to the first input of the second block of multiplication, the output of the source of reference signals is connected to the second inputs of the first and second blocks, respectively multiplication and the input of the unit for calculating the productivity of the combine, the outputs of the first and second blocks of the multiplication are connected respectively to the first and second inputs of the block the output of which is connected to the first input of the division unit, the second input of which is connected to the output of the processor capacity calculation unit, and the output of the division unit is the output of the destruction energy intensity calculation unit.
RU2016151439U 2016-12-26 2016-12-26 ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE RU169576U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151439U RU169576U1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151439U RU169576U1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU169576U1 true RU169576U1 (en) 2017-03-23

Family

ID=58449345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151439U RU169576U1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU169576U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747136C1 (en) * 2020-10-26 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Automatic load control device for a coal miner
CN113882856A (en) * 2020-07-03 2022-01-04 郑州煤机智能工作面科技有限公司 Coal cutter memory coal cutting method and system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4741577A (en) * 1984-02-24 1988-05-03 Zaidan Hojin Sekitan Gijutsu Kenkyusho Double ranging drum cutter having load controller
DE4215785A1 (en) * 1992-05-13 1993-11-18 Eickhoff Geb Braking controller for roller-cutter in mining operation - imposes limit on frequency of supply from inverter to traction motors until brake release is signalled e.g. by proximity sensors
RU2066757C1 (en) * 1993-04-28 1996-09-20 Санкт-Петербургский горный институт им.Г.В.Плеханова Method for automatic speed control over feed of coal miners and device for implementing the same
RU2170820C2 (en) * 1999-10-06 2001-07-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive
RU164927U1 (en) * 2016-04-20 2016-09-27 Дмитрий Маркович Шпрехер ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4741577A (en) * 1984-02-24 1988-05-03 Zaidan Hojin Sekitan Gijutsu Kenkyusho Double ranging drum cutter having load controller
DE4215785A1 (en) * 1992-05-13 1993-11-18 Eickhoff Geb Braking controller for roller-cutter in mining operation - imposes limit on frequency of supply from inverter to traction motors until brake release is signalled e.g. by proximity sensors
RU2066757C1 (en) * 1993-04-28 1996-09-20 Санкт-Петербургский горный институт им.Г.В.Плеханова Method for automatic speed control over feed of coal miners and device for implementing the same
RU2170820C2 (en) * 1999-10-06 2001-07-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive
RU164927U1 (en) * 2016-04-20 2016-09-27 Дмитрий Маркович Шпрехер ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113882856A (en) * 2020-07-03 2022-01-04 郑州煤机智能工作面科技有限公司 Coal cutter memory coal cutting method and system
CN113882856B (en) * 2020-07-03 2024-05-17 郑州煤机智能工作面科技有限公司 Coal cutter memory coal cutting method and system
RU2747136C1 (en) * 2020-10-26 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Automatic load control device for a coal miner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113447290B (en) Engineering machinery fault early warning method and device and engineering machinery
CN111989459B (en) Load management algorithm for optimizing engine efficiency
RU169576U1 (en) ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE
US9800195B2 (en) Predicting motor failure based on relationship of motor pair characteristics
CN111151833B (en) Wire breakage prediction device for electrode wire
US20190012411A1 (en) Rig systems self diagnostics
US20120310561A1 (en) Methods and systems for estimating battery health
KR101570944B1 (en) Peak cut system
CN112727965A (en) Fault monitoring method and device for brake of coal mining machine
CN105393422B (en) Electrical management device
CN116316613A (en) Power equipment operation monitoring method, system, electronic equipment and storage medium
US20140286792A1 (en) Pump Control
KR102251476B1 (en) Method for estimating the capacity of an energy storage system associated with renewable energy and apparatus therefor
DE102019107426B3 (en) Energy storage with prediction control
CN117171590B (en) Intelligent driving optimization method and system for motor
CN116990619B (en) Intelligent monitoring method of mine frequency conversion integrated machine
RU164927U1 (en) ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE
KR102114709B1 (en) Energy-saving smart freeze protection system
JP6885975B2 (en) Wire disconnection predictor
CN102638218B (en) Motor driving control apparatus for controlling motor output according to power characteristics of AC power supply
EP2691924A1 (en) Cane preparation unit and method of operation
RU183468U1 (en) Automated system for monitoring and managing energy consumption of enterprises
SE543007C2 (en) Methods and devices for power control in mining machines
US11353863B2 (en) Trajectory based maintenance
CN204327190U (en) A kind of coal-winning machine condition monitoring system based on black box

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20171227