RU2057931C1 - Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization - Google Patents

Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2057931C1
RU2057931C1 RU92015225A RU92015225A RU2057931C1 RU 2057931 C1 RU2057931 C1 RU 2057931C1 RU 92015225 A RU92015225 A RU 92015225A RU 92015225 A RU92015225 A RU 92015225A RU 2057931 C1 RU2057931 C1 RU 2057931C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
link
combine
output
feed rate
Prior art date
Application number
RU92015225A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92015225A (en
Inventor
Я.П. Гринберг
В.С. Соловьев
Original Assignee
Гринберг Янкель Пинхосович
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 Гринберг Янкель Пинхосович filed Critical Гринберг Янкель Пинхосович
Priority to RU92015225A priority Critical patent/RU2057931C1/en
Publication of RU92015225A publication Critical patent/RU92015225A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2057931C1 publication Critical patent/RU2057931C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: settings rated and cut-off currents are specified, momentary current of electric motor of cutting drive of coal cutter-loader is measured and effective current is found by formula. Its value is compared with setting of rated current and momentary value of current is compared with specified cut-off current. Value of effective current is kept at level of rated current of electric motor of cutting drive. Instantaneous decrease of feeding rate is performed when current of electric motor of cutting drive exceeds cut-off current. Device for realization of method incorporates two channels. One of them includes squarer, aperiodic unit, square root computer, proportional unit with insensibility zone and adder connected in series. The other channel presents low-frequency filter which input is linked to output of current pickup. Output of filter is connected to input of proportional unit with insensibility zone which output is linked to mechanical unit controlling feeding rate of coal cutter-loader. EFFECT: enhanced reliability of automatic control over feeding rate. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к системе автоматического управления процессом выемки угля комбайнами и предназначено для автоматического управления процессом выемки угля комбайнами и, в частности, для автоматического управления приводом подачи угольного комбайна. The invention relates to a system for automatically controlling the process of coal mining by combines and is intended for automatic control of the process of coal mining by combines and, in particular, for automatically controlling the feed drive of a coal combine.

Известен способ управления горной машиной, обеспечивающий регулирование нагрузки путем изменения скорости подачи, включающий задание уставки тока, соответствующей номинальной нагрузке и уставки отсечки соответствующей холостому ходу электродвигателя, непрерывное измерение тока электродвигателя в заданном диапазоне частот, его сравнение с уставкой тока и уставкой отсечки. В указанном способе регулирования не учитывается изменчивость сопротивляемости резания разрушаемого материала и необходимость получения производной тока [1]
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ управления посредством регулятора нагрузки типа "Уран", включающий задание уставок номинального тока и тока отсечки и непрерывное измерение мгновенного тока электродвигателя привода резания горного комбайна. Данный способ может вызвать автоколебательные режимы, которые определяются низким быстродействием насоса электропривода подачи [2]
Известно устройство, включающее блок задания уставки тока, соответствующее номинальной нагрузке и уставка отсечки, соответствующая холостому ходу электродвигателя, блок измерения тока электродвигателя в заданном диапазоне частот, блок сравнения с уставкой тока и уставкой отсечки. В данном устройстве не учитывается функциональная зависимость между током двигателя и скоростью подачи.A known method of controlling a mining machine, providing load control by changing the feed rate, including setting the current setpoint corresponding to the rated load and the cutoff setpoint corresponding to the idle speed of the electric motor, continuously measuring the current of the electric motor in a given frequency range, comparing it with the current setpoint and the cutoff setpoint. The specified control method does not take into account the variability of the cutting resistance of the material being destroyed and the need to obtain a derivative of the current [1]
Closest to the proposed method is a control method using a load regulator of the type "Uranus", which includes setting the nominal current and cut-off current and continuous measurement of the instantaneous current of the cutting drive motor of a mining combine. This method can cause self-oscillating modes, which are determined by the low speed of the feed electric pump [2]
A device is known that includes a unit for setting the current setpoint corresponding to the rated load and a cutoff setpoint corresponding to the idle speed of the motor, a unit for measuring the motor current in a given frequency range, a unit for comparing with the current setpoint and the cutoff setpoint. This device does not take into account the functional relationship between the motor current and the feed rate.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство "Уран" содержащее датчики тока, элемент сравнения, подключенный к механизму регулирования скорости подачи. Данное устройство не защищает двигатель комбайна от недопустимого перегрева. Closest to the proposed device is "Uranus" containing current sensors, a comparison element connected to a feed rate control mechanism. This device does not protect the combine engine from unacceptable overheating.

Целью изобретения является повышение надежности системы автоматического управления скоростью подачи и электродвигателя резания угольного комбайна. The aim of the invention is to increase the reliability of the automatic control system for the feed rate and the cutting motor of a coal processor.

Достигается это тем, что в способе автоматического управления скоростью подачи угольных комбайнов, включающим задание уставок номинального тока и тока отсечки и непрерывное измерение мгновенного тока I/Р электродвигателя привода резания горного комбайна, определяет эффективный ток Iэ(Р) по формуле
Iэ(P)

Figure 00000001
где К коэффициент передачи апериодического звена;
Т постоянная времени апериодического звена, величина которого должна быть в 10.20 раз больше времени затухания корреляционной функции графика тока, и сравнивают его с уставкой заданного значения номинального тока и поддерживают их равенство изменением скорости подачи комбайна, сравнивают мгновенное значение тока электродвигателя привода резания горного комбайна с заданным током отсечки и при превышении мгновенного тока электродвигателя привода резания тока отсечки мгновенно снижают скорость подачи.This is achieved by the fact that in the method for automatically controlling the feed rate of coal combines, including setting the nominal current and cutoff current and continuously measuring the instantaneous current I / P of the cutting motor of the mining combine, determines the effective current I e (P) by the formula
I e (P)
Figure 00000001
where K is the transfer coefficient of the aperiodic link;
T is the time constant of the aperiodic link, whose value should be 10.20 times longer than the decay time of the correlation function of the current graph, and compare it with the setpoint of the set value of the rated current and maintain their equality by changing the feedrate of the combine, compare the instantaneous current of the electric motor of the cutting drive of the mining combine with the set the cutoff current and when the instantaneous current of the electric motor of the drive cutting the excess current is cut off, the cutoff current instantly reduces the feed rate.

Достигается это также тем, что в устройство, содержащее датчик тока и элемент сравнения, подключенный к механизму регулирования скорости подачи комбайна, введены последовательно соединенные квадратор, апериодическое звено, вычислитель квадратного корня, пропорциональное звено с зоной нечувствительности и последовательно соединенными фильтром низких частот и вторым пропорциональным звеном с зоной нечувствительности. Причем выход датчика тока подключен к первому и второму входам квадратора и к входу фильтра низких частот, а выходы пропорциональных звеньев с зоной нечувствительности подключены к входам элемента сравнения. This is also achieved by the fact that in a device containing a current sensor and a comparison element connected to the mechanism for controlling the feed rate of the combine, a quadrator, an aperiodic link, a square root calculator, a proportional link with a deadband and a series low-pass filter and a second proportional link with deadband. Moreover, the output of the current sensor is connected to the first and second inputs of the quad and to the input of the low-pass filter, and the outputs of the proportional links with the deadband are connected to the inputs of the comparison element.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 зависимости коэффициента формы, эффективного и среднего тока в функции скорости подачи Ксф f(Vп), Iэf(Vп), Iср (Vп), экспериментально полученные при натурных испытаниях горного комбайна МК-67.In FIG. 1 shows a block diagram of a device; in FIG. 2 dependences of the shape factor, effective and average current as a function of the feed rate K sf f (V p ), I e f (V p ), I cf (V p ), experimentally obtained during field tests of the MK-67 mountain combine.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные датчик тока 1, квадратор 2, апериодическое звено 3 для осреднения квадрата тока, блок извлечения квадратного корня 4, пропорциональное звено с зоной нечувствительности 5, настроенное на номинальный ток двигателя резания, последовательно соединенные с датчиком тока 1 фильтр низкой частоты 6, пропорциональное звено 7 с зоной нечувствительности, настроенное на максимально допустимый ток двигателя из условия отсутствия его опрокидывания. Выходы звеньев 5 и 7 соединены с элементом сравнения 8, выход которого соединен с механизмом регулирования скорости 9. Далее на фиг. 1 представлены электродвигатель 10 резания, звено 11 электродвигателя с коэффициентом передачи тока двигателя в момент на валу, передаточная функция от момента на валу в частоту вращения электродвигателя резания 12. Причем выход датчика тока соединен с первым и вторым входами квадратора, выход которого соединен с входом апериодического звена, выход которого соединен с входом вычислителя квадратного корня, выход которого соединен с входом пропорционального звена с зоной нечувствительности, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения. Кроме того, выход датчика тока соединен с входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с входом пропорционального звена с зоной нечувствительности, соответствующей максимально допустимому току двигателя из условия отсутствия его опрокидывания, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с механизмом регулирования скорости подачи комбайна. The device (Fig. 1) contains a series-connected current sensor 1, a square 2, an aperiodic link 3 for averaging the current squared, a square root extraction unit 4, a proportional link with a dead zone 5, tuned to the rated current of the cutting motor, connected in series with the current sensor 1 low-pass filter 6, proportional link 7 with dead band, tuned to the maximum allowable current of the motor from the condition that it does not tip over. The outputs of links 5 and 7 are connected to a comparison element 8, the output of which is connected to a speed control mechanism 9. Next, in FIG. 1 shows a cutting motor 10, a link 11 of an electric motor with a transmission coefficient of the motor current at the moment on the shaft, a transfer function from the moment on the shaft to the rotational speed of the cutting motor 12. Moreover, the output of the current sensor is connected to the first and second inputs of the quadrator, the output of which is connected to the aperiodic input link, the output of which is connected to the input of the square root calculator, the output of which is connected to the input of the proportional link with the deadband, the output of which is connected to the first input of the element comparisons. In addition, the output of the current sensor is connected to the input of the low-pass filter, the output of which is connected to the input of the proportional link with a dead zone corresponding to the maximum allowable current of the motor from the condition that it does not caps, the output of which is connected to the second input of the comparison element, the output of which is connected to the control mechanism combine feed rate.

Все вычислительные блоки выполняют на серийных микросхемах. Схема реализации представлена на фиг. 3. All computing units are performed on serial microcircuits. The implementation diagram is shown in FIG. 3.

Суть способа состоит в использовании автоматического регулирования скорости подачи по двум каналам. The essence of the method is to use automatic control of the feed rate through two channels.

При нормальной работе комбайна эффективный ток не должен превышать значение номинального тока электродвигателя резания. Автоматическое регулирование состоит в том, что при превышении эффективным током номинального значения тока двигателя резание комбайна включается отрицательная обратная связь, воздействующая на снижение скорости подачи. Схема автоматического управления не реагирует на кратковременное превышение эффективным током номинального тока двигателя и уступает в действие, если время превышения будет достаточно длительным и определяется 3-4 постоянными времени апериодического звена, постоянная времени которого должна быть равна 10-20-кратному значению времени затухания, значения которых составляют 0,5-1,5 с. During normal operation of the combine, the effective current should not exceed the value of the rated current of the cutting motor. Automatic regulation consists in the fact that when the effective current exceeds the rated current of the motor, the cutting of the combine turns on negative feedback, which affects the decrease in the feed rate. The automatic control circuit does not respond to a short-term excess of the rated current of the motor by the effective current and is inferior if the excess time is long enough and is determined by 3-4 aperiodic time constants, the time constant of which should be equal to 10-20 times the decay time value which are 0.5-1.5 s.

Сигнал отрицательной обратной связи поступает на элемент сравнения по первому входу и снижает скорость подачи комбайна до тех пор, пока эффективный ток двигателя резания комбайна не станет равным или меньшим зоны нечувствительности звена 5, которая настраивается на величину номинального тока двигателя резания, причем настройка может быть произведена в условиях завода-изготовителя. The negative feedback signal is fed to the comparison element at the first input and reduces the feed rate of the combine until the effective current of the cutting motor of the combine becomes equal to or less than the deadband of link 5, which is adjusted to the value of the nominal current of the cutting motor, and adjustment can be made in the manufacturer's conditions.

Зона нечувствительности звена 6 настраивается на величину максимально допустимого в конкретных условиях тока двигателя, чтобы исключить его опрокидывание. При превышении мгновенным значением тока уставки зоны нечувствительности происходит снижение скорости подачи. The deadband of link 6 is adjusted to the maximum current in the current conditions of the motor in order to prevent it from tipping over. If the instantaneous current exceeds the deadband setting, the feedrate decreases.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом. На элементах 1, 2, 3, 4 производится вычисление эффективного тока потребляемого двигателем комбайна. Вычисленный эффективный ток подается на вход звена 5, выполненного на пропорциональном усилителе с зоной нечувствительности, определяемой величиной номинального тока двигателя. При превышении эффективным током зоны нечувствительности сигнал с выхода звена 5 поступает на вход элемента сравнения 8 со знаком противоположным знаку (Uv зад) сигнала, пропорционального заданной скорости подачи комбайна, снижая тем самым скорость подачи до величины, при которой эффективный ток не снизится до значения равного номинальному значению тока двигателя комбайна. Элементы 1, 6, 7 осуществляют выделение мгновенного значения максимального тока двигателя, где на фильтре 6 ток формируется и выбросы тока низкой частоты, при которых возможны опрокидывания электродвигателя, сравниваются с зоной нечувствительности, пропорциональной максимально допустимому току двигателя, выполненному на звене 7.A device for implementing the method works as follows. On elements 1, 2, 3, 4, the calculation of the effective current consumed by the combine engine is performed. The calculated effective current is fed to the input of the link 5, which is made on a proportional amplifier with a deadband determined by the value of the rated motor current. If the effective current exceeds the dead zone, the signal from the output of link 5 is fed to the input of the comparison element 8 with a sign opposite to the sign (U v rear ) of the signal proportional to the specified feed rate of the combine, thereby reducing the feed rate to a value at which the effective current does not decrease to a value equal to the rated current value of the combine engine. Elements 1, 6, 7 carry out the extraction of the instantaneous value of the maximum motor current, where a current is generated on the filter 6 and low-frequency current surges, at which the motor can overturn, are compared with a dead zone proportional to the maximum permissible motor current performed on link 7.

При превышении зоны нечувствительности сигнал со звена 7 поступает на элемент сравнения 8 со знаком противоположным сигналу пропорциональным заданной скорости подачи (Uv зад). С выхода элементов сравнения 8 результирующий сигнал поступает в систему управления механизмом скорости подачи, осуществляя снижение скорости подачи.When the deadband is exceeded, the signal from link 7 is supplied to the comparison element 8 with a sign opposite to the signal proportional to the specified feed rate (U v ass ). From the output of the comparison elements 8, the resulting signal enters the control system of the feed rate mechanism, reducing the feed rate.

Использование предлагаемого способа и устройства позволяет повысить надежность привода комбайна, исключить возникновение автоколебаний скорости подачи, связанных с несоответствием способа регулирования, реализованных с помощью регулятора нагрузки "Уран" и характеристиками системы комбайн разрубаемый материал. Using the proposed method and device can improve the reliability of the drive of the combine, eliminate the occurrence of self-oscillations of the feed rate associated with a mismatch in the control method implemented with the Uran load regulator and the characteristics of the combine system cuttable material.

Claims (2)

1. Способ автоматического управления скоростью подачи угольных комбайнов, включающий задание уставок номинального тока и тока отсечки и непрерывное измерение мгновенного тока I(P) электродвигателя привода резания горного комбайна, отличающийся тем, что определяют эффективный ток Iэ(P) по формуле
Figure 00000002

где K коэффициент апериодического звена;
T постоянная времени апериодического звена, величина которого должна быть в 10 20 раз больше времени затухания корреляционной функции графика тока,
сравнивают его с уставкой заданного значения номинального тока, поддерживают их равенство изменением скорости подачи комбайна, сравнивают мгновенное значение тока электродвигателя привода резания горного комбайна с заданным током отсечки и при превышении мгновенного тока электродвигателя привода резания тока отсечки мгновенно снижают скорость подачи.1. A method for automatically controlling the feed rate of coal combines, including setting the nominal current and cut-off current and continuously measuring the instantaneous current I (P) of the cutting motor of the mining combine, characterized in that the effective current I e (P) is determined by the formula
Figure 00000002

where K is the coefficient of the aperiodic link;
T is the time constant of the aperiodic link, the value of which should be 10 20 times longer than the decay time of the correlation function of the current graph,
compare it with the setpoint of the set value of the rated current, maintain their equality by changing the feed rate of the combine, compare the instantaneous current of the mining machine cutting drive motor with a given cutoff current, and when the instantaneous current of the cutter drive cutting motor exceeds the cutoff current, they instantly reduce the feed speed. 2. Устройство автоматического управления скоростью подачи угольных комбайнов, содержащее датчик тока и элемент сравнения, подключенный к механизму регулирования скорости подачи комбайна, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными квадратором, апериодическим звеном, вычислителем квадратного корня, пропорциональным звеном с зоной нечувствительности и последовательно соединенными фильтром низких частот и входным пропорциональным звеном с зоной нечувствительности, причем выход датчика тока подключен к первому и второму входам квадратора и входу фильтра низких частот, а выходы пропорциональных звеньев с зоной нечувствительности подключены к входам элемента сравнения. 2. A device for automatically controlling the feed rate of coal combines, comprising a current sensor and a comparison element connected to a feed speed control mechanism of the combine, characterized in that it is equipped with a quadrator, an aperiodic link, a square root calculator, a proportional link with a dead zone and sequentially connected a low-pass filter and an input proportional link with a dead band, and the output of the current sensor is connected to the first and the second inputs of the quadrator and the input of the low-pass filter, and the outputs of the proportional links with the deadband are connected to the inputs of the comparison element.
RU92015225A 1992-12-04 1992-12-04 Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization RU2057931C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92015225A RU2057931C1 (en) 1992-12-04 1992-12-04 Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92015225A RU2057931C1 (en) 1992-12-04 1992-12-04 Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92015225A RU92015225A (en) 1995-05-20
RU2057931C1 true RU2057931C1 (en) 1996-04-10

Family

ID=20134675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92015225A RU2057931C1 (en) 1992-12-04 1992-12-04 Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2057931C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1105640, кл. E 21C 35/24, 1984. *
Стариков Б.Я., Азарх В.Л., Рабинович З.М. Асинхронный электропривод очистных комбайнов, -М.: Недра, 1981, с.195, рис. Х.9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1184272A (en) Combine speed control
EP0438059B1 (en) Reactive power compensation apparatus
TW361008B (en) Variable speed system
CA1073968A (en) Battery back-up system for electromagnets
GB2064164A (en) Operating turbo-compressors
RU2057931C1 (en) Method of automatic control over feeding rate of coal cutter-loader and device for its realization
US4087961A (en) Fuel control system for gas turbine engine operated on gaseous fuel
EP0048587B1 (en) Constant ship speed control method and apparatus
EP0122718B1 (en) Method and apparatus for automatic aircraft flight control
RU2066757C1 (en) Method for automatic speed control over feed of coal miners and device for implementing the same
KR870001551B1 (en) Adaptive gain compressor surge control system
RU2170820C2 (en) Method of automatic regulation of load of coal shearer cutting drive
JP2633842B2 (en) Power system stabilizer
EP0470195B1 (en) A method and an arrangement for controlling the tension of a band saw-blade
KR900005816B1 (en) Inverter
SU928007A1 (en) Device for automatic control of feed rate of coal-winning machine
SU1059270A1 (en) Method for controlling centrifugal compressor load
SU598205A1 (en) Arrangement for automatic control of synchronous electric motor excitation
US3334286A (en) Control circuit having excessive power load protection means
SU900364A1 (en) Method of automatic frequency relieving of power system
SU982834A1 (en) System for controlling mill with cutting rolled stock being moved
SU944035A1 (en) Device for two-zone control of dc electric drive field
JP3486112B2 (en) Automatic frequency control device for generator
SU1164095A2 (en) Device for controlling excitation of traction generator
SU1087676A1 (en) System for adjusting steam pressure in power unit