SU1015053A1

SU1015053A1 - Apparatus for controlling the process of taking up play in multimotor electric drives of excavator slewing mechanisms

Info

Publication number: SU1015053A1
Application number: SU813321781A
Authority: SU
Inventors: Юрий Яковлевич Вуль; Николай Александрович Серов; Юрий Васильевич Симонов; Алексей Васильевич Сапилов; Юрий Тимофеевич Калашников; Михаил Максимович Кошевой
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-04-30

Abstract

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫБОРА ЗАЗОРОВ В МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПОВОРОТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигател ми посто нного, тока, управл емьш преобразователем, звеном ограничени ; интегральным регул тором тока, датчиком тока и ключом, о т л и чающеес тем, что, с целью упрощени и.повышени надежности устройства, оно снабжено датчиками ускорени каждого двигател и блоком выделени наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков ускорени соединены с входами блока выделени наибольшего сигнала, а выход блока (Л выделени наибольшего сигнала соединен с входом звена ограничени через ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу датчика тока . воСП с сд :THE DEVICE OF MANAGEMENT OF THE PROCESS OF SELECTION OF GASES IN MULTIPLE-ELECTRIC ELECTRIC DRIVES OF ROTARY MECHANISMS OF EXCAVATORS, containing one power circuit, including an adjustable electric drive with engines of direct, current, control of converter, link of limiting; integral current controller, current sensor and key, which is so that, in order to simplify and improve the reliability of the device, it is equipped with acceleration sensors for each engine and a high signal extraction unit, while the outputs of the acceleration sensors are connected to the outputs of the allocation unit the largest signal, and the output of the block (L of the selection of the largest signal is connected to the input of the limiting element via a key, the control input of which is connected to the output of the current sensor. VSOP sd:

Description

Изобретение относитс к регулируемым электроприводам посто нного тока поворотных механизмов экскаваторов и может быть применено дл ограничени величин динамических нагрузок , возникающих в процессе выбора зазоров в упругих элементах поворотных механизмов, одноковшовых экскаваторов, а также в опорно-поворотных механизмах кранов и других машин с относительно большими значени ми маховых масс и приведенного к валу двигател зазора, где суммарный момент инерции приводимых во вращение масс во много (10-2.0 и более ) раз превышает момент инерции двигател .The invention relates to adjustable DC drives of the rotary mechanisms of excavators and can be applied to limit the magnitudes of the dynamic loads that occur during the selection of gaps in the elastic elements of the rotary mechanisms, single-bucket excavators, as well as in support-and-turn mechanisms of cranes and other machines with relatively large values mirovkhova masses and reduced to the shaft of the engine gap, where the total moment of inertia of the rotational masses in many (10-2.0 or more) times the moment engine inertia.

Известны устройства управлени процессом выбора зазоров в передачах электропривода посто нного тока поворотного механизма экскаватора , в которых с целью ограничени динамических нагрузок/возникающих в р зультате удара в процессе выбора зазоров .задают малую скорость изменени ЭД преобра:- овател (генератора посто нного тока) на период выбора зазоров с помощью сильной гибкой отрицательной св зи по ЭДС преобразовател I и 2 или с помощью малой величины задани , подаваемого на вход интегрального регул тора тока на период выбора зазоров C3J.Control devices are known for selecting gaps in direct current drive transmissions of an excavator rotary mechanism in which, in order to limit dynamic loads / arising as a result of an impact, during the selection process of gaps, a small rate of change of the inverter ED changes: - the overhead generator () the period of the choice of gaps using a strong flexible negative connection by the EMF of the converter I and 2 or by using a small value of the reference supplied to the input of the integral current controller for the period of the selection of the gap oors C3J.

Фиксаци момента окончани выбора зазоров в устройствах 1 и 3J производитс по значительному увеличению тока главной цепи благодар многократному увеличению маховых масс привода после окончани выбора зазоров.The fixing of the moment when the selection of gaps in devices 1 and 3J is completed is made at a significant increase in the main circuit current due to a multiple increase in the actuating weight of the drive after the selection of gaps.

Так как во всех перечисленных выше устройствах от управл емого преобразовател (генератора посто нного тока или тиристорного преобразовател ) , получает питание только один двигатель посто нного тока, задание малой скорости изме . нени ЭДС преобразовател при выборе зазоров одновременно означает задание малой величины ускорени двигател в процессе выбора зазоров, Однако на практике все одноковшовые экскаваторы с ковшом 4 м и более оборудуютс многодвигательным электроприводом поворота, причем в одну силовую цепь включают последовательно не менее двух двигателей . При последовательном включении двух и более двигателей в одну силовую цепь, после окончани выбора зазоров в передаче одного двигател (например s процессе пуска привода), этот двигатель останавливаетс , а к остальным двигател м, в передачах которых зазоры еще открыты, прикладываетс все напр жение преобразовател и ускорение этих двигателей существенно увеличиваетс . Возрастают и динамические нагрузки, возникающие в результате удара после окончани выбора зазоров в передачах последующих (после первого) двигателей.Since in all the devices listed above, from a controlled converter (a DC generator or a thyristor converter), only one DC motor is powered, the setting of the low speed is variable. When selecting gaps, the EMF of the transducer simultaneously means setting a small amount of engine acceleration in the selection of gaps. However, in practice all single-bucket excavators with a bucket of 4 m and more are equipped with a multi-motor electric turn, and at least two engines are connected in series in one power circuit. When two or more motors are connected in series in one power circuit, after the selection of gaps in the transmission of one motor (for example, the drive start-up process) is completed, this motor stops, and the rest of the motors, in the gears of which the gaps are still open, apply all the voltage of the converter and the acceleration of these engines increases substantially. The dynamic loads resulting from the impact after the selection of gaps in the gears of subsequent (after the first) engines also increase.

Недостаток перечисленных выше устройств заключаетс в том, что они не обеспечивают поддержание посто нства ускорени двигателей при, выборе зазоров в многодвигательном приводе поворотного механизма, что приводит к существенному увеличению ускорени и- величин динамических нагрузок при неодновременном закрытии зазоров в передачах разных двигателей.The disadvantage of the above devices is that they do not maintain the acceleration constancy of the motors when selecting gaps in the multi-motor drive of the rotary mechanism, which leads to a significant increase in the acceleration and dynamic load values with non-simultaneous closure of the gaps in the transmissions of different engines.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство управлени процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигател ми посто нного тока, управл емым преобразователем , звеном ограничени , интегральным регул тором тока,, датчиком тока и ключом С 4.The closest to the proposed technical essence is a device for controlling the gap selection in multi-motor electric drives of the rotary mechanisms of excavators containing one power circuit including an adjustable electric drive with direct current motors controlled by a converter, a limiting link, an integral current regulator, a sensor current and key C 4.

Указанное устройство обеспечивае закон изменени ЭДС преобразовател необходимый дл поддержани посто нной величины ускорени двигателей при неодновременном выборе зазоров передачах многодвигательного привода поворота.This device ensures the law of variation of the emf of the converter required to maintain a constant value of the motor acceleration with a non-simultaneous selection of gaps in the transmissions of the multi-motor rotation drive.

Недостаток известного устройства заключаетс в его чрезмерной сложности , св занной с необходимостью применени дополнительной цепи отрицательной св зи по току с очень большим коэффициентом усилени и дополнительных задающих цепей на входе интегрального регул тора тока, а также с необходимостью фиксации моментов окончани выбора зазоров каждым двигателем. При этом в моменты окончани выбора зазоров кажды из двигателей должно происходить одновременное скачкообразное изменение на определенную величину сигнала задани на входе интегрального регул тора тока и замыкани дополнительной цепи отрицательной св зи по току. Перечисленные дополнительные св зи и устройства требуют большого количества дополнительных цепей, содержащих ключевые элементы и нуждагацихс в индивидуальной настройкеA disadvantage of the known device lies in its excessive complexity associated with the need to use an additional negative current coupling circuit with a very large gain factor and additional driver circuits at the input of the integral current regulator, as well as the need to fix the end points of the choice of gaps by each engine. At the same time, at the end of the choice of gaps, each of the motors should have a simultaneous abrupt change by a certain amount of the reference signal at the input of the integral current regulator and the closure of the additional negative current coupling circuit. The listed additional connections and devices require a large number of additional circuits containing key elements and need to be customized.

Кроме того, указанное устройство характеризуетс недостаточной надежностью , определ емой необходимостью измерени малых величин моментов в валопроводах механизма поворота.In addition, this device is characterized by insufficient reliability, determined by the need to measure small torques in the shafting of the turning mechanism.

Цель изобретени - упрощение и повышение надежности устройства.The purpose of the invention is to simplify and increase the reliability of the device.

Дл достижени указанной цели устройство управлени процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемай электропривод с; двигател ми посто нного тока, управл емЕл преобразователем , звеном ограничени , ин тегральным регул тором тока, датчиком тока и ключом, снабжено датчиками ускорени каждого двигател и блоком вьщёлени наибольшего сигнала , при этом выходы датчиков ускорени соединены с входами блока выделени наибольшего сигнала, а выход блока выделени наибольшего сиг нала соединен с входом звена ограни чени через ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу датчика тока. На чертеже показана блок-схема устройства управлени процессом выбора зазоров. Устройство управлени процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включает регулируемый электропривод с двигател ми 1 и 2 посто нного тока, yпpaвл e лм .преобразователем 3, звеном 4 огра ничени , интегральным регул тором 5 тока, датчиком 6 тока и ключом 7. Устройство снабжено датчиками 8. и :9 ускорени каждого двигател , блоком 10 выделени наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков и 9 ускорени соединены с входами блока 10 выделени наибольшего сигнала , а выход блока Ю вьщёлени на ибольшего сигнала сГоёдИнен с входом звена 4 ограничени через ключ 7, управл ющий вход которого подключен к выходу датчика б тока. В устройстве управл емый преобразователь 3 может быть тиристорным преобразователем или генератором по сто нного тока, звено 4 ограничени регул тор 5 тока, датчик б тока и датчики 8 и 9 ускорени могут быть выполнены на основе операционных усилителей посто нного тока на миKpocxefMax , ключ.7 может быть транзисторным ключом (полевым транзисто ром) , блок 10 вьщёлени наибольшего сигнала может быть выполнен на диод и операционных усилител х, причем, если преобразователь 3 - генератор посто нного тока, то регул тор 5 тиристормый преобразователь. Устройство работает следующим об разом. При открытых зазорах.действует сильна отрицательна св зь по ускорению двигателей 1 и 2. Сигнал ЭТОЙ св зи поступает с выходов датчиков 8 и 9 ускорени через блок 10 выделени наибольшего сигнала и клю 7 на вход звена 4 ограничени , гдеTo achieve this goal, the device controls the selection of gaps in multi-motor electric drives of the rotary mechanisms of excavators containing one power circuit, including an adjustable electric drive; DC motors, a converter, a limiting link, an integral current controller, a current sensor and a key, are equipped with acceleration sensors of each motor and a maximum signal output unit, while the outputs of the acceleration sensors are connected to the inputs of the separation unit of the largest signal, and the output The largest signal extraction unit is connected to the input of the limiting element via a key, the control input of which is connected to the output of the current sensor. The drawing shows a block diagram of a gap selection control device. The control unit for the selection of gaps in the multi-motor electric drives of the rotary mechanisms of excavators containing one power circuit includes an adjustable electric drive with engines 1 and 2 of direct current, a control e lm converter 3, link 4 limit, integral regulator 5 current, sensor 6 current and key 7. The device is equipped with sensors 8. and: 9 accelerations of each engine, unit 10 for extracting the largest signal, while outputs of sensors and acceleration 9 are connected to the inputs of unit 10 for extracting the largest signal, and The output of the unit is installed on a larger signal and is warranted with the input of the link 4 through the key 7, the control input of which is connected to the output of the current sensor b. In the device, the controlled converter 3 can be a thyristor converter or a generator of a current, a link 4, a limiter, a current controller 5, a sensor 6 of the current, and sensors 8 and 9 of acceleration can be made on the basis of operational amplifiers of direct current on miKpocxefMax, key 7 can be a transistor switch (field-effect transistor), the unit 10 for distributing the largest signal can be performed on a diode and operational amplifiers, and if the converter 3 is a dc generator, then the controller 5 is a thyristor converter. The device works as follows. With open gaps, the negative acceleration of the engines 1 and 2 is strong. The signal of this connection is received from the outputs of the acceleration sensors 8 and 9 through the selection block 10 of the largest signal and the key 7 to the input of the link 4, limiting

1015053 равниваетс с сигналом задани скоости тока.. : Если -ускорение не равно заданноу/ на вход звена 4 ограничени возействует разность сигналов задани и отрицательной св зи по ускорению, котора с помощью регул тора 5 тока, в свою очередь, воздействует на управл емый преобразователь 3 и приводит к изменению ускорени двигателей, приближа его к заданной величине. После закрыти зазоров ток главной цепи существенно увеличиваетс благодар многократному увеличению маховых масс привода поворота после окончани выборазазоров. Сигнал, поступающий при этом с выхода датчика б тока на управл ющий вход ключа 7, закрывает ключ 7, разрыва цепь обратной св зи по ускорению . двигателей. В цепи отрицательной св зи по ускорению в качестве сигнала обратной св зи используют наибольший из сигналов, поступающихс выходов датчиков 8 и 9 ускорени . Выделение наибольшего из сигналов датчиков 8 и 9 производ т с помощью блока 10. В предлагаемом устройстве нет необходимости в изменении параметров системы при выборе зазоров каждым очередным, двигателем, что позвол ет существенно упростись его. В таком устройстве управлени процессом выбора за зоров вместо скорости изменени ЭДС преобразовател регулируетс максимальна скорость изменени ЭДС двигател . ЭДС преобразовател при этом становитс не контролируемой , а промежуточной величиной . При этом используетс то обсто тельство , что максимальное ускорение при выборе зазоров всегда имеет один из двигателей, зазор в валопроводе которого еще не выбран. Двигатели , вы.бравшие зазор, имеют заведомо малоб у ;корение. Именно поэтому дл контрол ускорени двигателей при выборе зазоров достаточно выделить максимальное ускорение и ограничить его. Посто нство максимального ускорени двигателей - необходимое и достаточное условие ограничени динамических нагрузок при выборе зазоров. Поскольку устройство управ .лени процессом выбора зазоров обеспечивает посто нство максимального ускорени без фиксации момента выбора зазора очередным двигателем, то необходимость измерени упругого момента в валопроводах отпадает. Нет необходимости и перестраивать систему в зависимости от числа двигателей , выбравших зазор. Кроме того , отпадает необходимость в до- . полнительной токовой св зи (св зь по максимальному ускорению сагла1015053 equals the speed reference signal ..: If the acceleration is not equal to the reference / to the link 4 input, the difference between the reference signals and the negative coupling on the acceleration acts, which by means of the current regulator 5, in turn, acts on the controlled converter 3 and leads to a change in the acceleration of the engines, approaching it to a predetermined value. After the gaps are closed, the main circuit current increases significantly due to a multiple increase in the swing weight of the rotational drive after the end of the selection of gaps. The signal, which comes from the output of the current sensor b to the control input of the switch 7, closes the switch 7, breaking the feedback circuit for acceleration. engines. In the negative feedback circuit, the highest signal from the outputs of the acceleration sensors 8 and 9 is used as a feedback signal. The selection of the largest of the signals of the sensors 8 and 9 is made using block 10. In the proposed device, there is no need to change the system parameters when selecting gaps with each successive engine, which allows it to be significantly simplified. In such a control device, the selection process for gaps instead of the rate of change of the EMF of the converter is regulated by the maximum rate of change of the EMF of the engine. In this case, the emf of the converter becomes uncontrollable, but an intermediate value. It uses the fact that the maximum acceleration when selecting gaps always has one of the engines, the gap in the shafting of which is not yet selected. Engines that have picked up the gap are obviously not very good; That is why to control the acceleration of the engines when choosing gaps, it suffices to single out the maximum acceleration and limit it. Permanent motor acceleration is a necessary and sufficient condition for limiting dynamic loads when selecting gaps. Since the control unit of the gap selection process ensures the constancy of maximum acceleration without fixing the moment of the choice of the gap by the next engine, there is no need to measure the elastic moment in the shafts. There is no need to rebuild the system depending on the number of engines that have chosen the gap. In addition, there is no need for up to-. complementary current connection (connection to the maximum acceleration of the sag

справитс с возможными выбросгмй тока и исключит резкие измеиени скорости двигателей).copes with possible current surges and eliminates sudden changes in motor speed).

Уменьшение величин динамических нагрузок упругих элементов механизма поворота а процессе выбора зазоров после внедрени предлагаемого устройства обеспечит уменьшение износа механизма поворота, увеличение его долговечности и межремонтного срока службы и, таким образом, увеличит производительность экскаватора.Reducing the dynamic loads of the elastic elements of the pivoting mechanism and the process of selecting gaps after introducing the proposed device will reduce the wear of the pivoting mechanism, increase its durability and the overhaul life and thus increase the productivity of the excavator.

Повышение производительности экслкаватора при внедрении предлагаемого устройства обусловлено увеличением коэффициента использовани экскаватора во времени (благодар увеличению долговечности мехаиизма поворота экскаватора) за счет уменьшени динамических нагрузок в упругих элементах мехаиизма поворота более чем в 1,5 раза.The increase in productivity of the excavator when introducing the proposed device is due to an increase in the utilization rate of the excavator over time (due to an increase in the durability of the excavator turning mechanism) by reducing the dynamic loads in the elastic elements of the turning mechanism by more than 1.5 times.

Сокращеиие времеии на ремонт механизма поворота и металлоконструкций поворотиой платформы и onopt ной базы экскаватора составит не менее 2%. .The shortening time for repairing the turning mechanism and metal structures of the turntable and the onopt base of the excavator will be at least 2%. .

Claims

DEVICE FOR CONTROL PROCESS OF SELECTION OF CLEARANCES IN MULTI-MOTOR- _λ BODY ELECTRIC DRIVES OF ROTARY 'EXCAVATOR MECHANISMS, containing one power circuit including an adjustable electric drive with DC motors, controlled by a converter, even of restriction; an integral current regulator, a current sensor and a key, which is so that, in order to simplify and improve the reliability of the device, it is equipped with acceleration sensors of each engine and a signal extraction unit, while the outputs of the acceleration sensors are connected to the inputs of the extraction unit I of the largest signal, and the output of the block of extraction of the largest signal is connected to the input of the limiting link through a key, the control input of which is connected to the output of the current sensor.