SU1064408A1

SU1064408A1 - Drive of hoist engine with variable radii of rope coiling

Info

Publication number: SU1064408A1
Application number: SU823447433A
Authority: SU
Inventors: Виктор Сергеевич Хилов; Дмитрий Кузьмич Крюков; Юрий Тимоффевич Калашников; Михаил Максимович Кошевой; Михаил Дмитриевич Таранов
Original assignee: Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Артема; Производственное Объединение "Ново-Краматорский Машиностроительный Завод"
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-12-30

Abstract

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ С ПЕРЕМЕННЫМИ РАДИУСАМИ НАВИВКИ КАНАТОВ, содержаций электродвигатель nocTOHHiioro тока с независимым возбуждением , корь которого подключен к нереверсивному вентильному пре- образователю, в цепь управлени которого включены последовательно соединенные регул тор частоты вращени , исполнительные цепи первого переключающего блока, цепь управлени которого подключена к выходу датчика тока возбуждени , и регул тор тока кор , при этом вход обратной св зи регул тора тока кор соединен с датчиком тока кор , вход обратной св зи регул тора частоты . вращени через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращени опускающейс и поднимающейс ветвей каната, а обмотка возбуждени электродвигател подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю,- в цепь управлени которого включены последовательно соединенные регул тор ЭДС и регул тор тока возбуждени с подключенными к их входам соответственно датчиками тока возбуждени , причем последний подключен через исполнительные цепи второго переключающего блока, цепь i управлени которого подключена к задающему входу регул тора частоты (Л С вращени ., отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и улучшени энергетических характеристик электропривода; в него введены блок задани номинальной величины ЭДС и третий переключающий блок, через исполнительные цепи которого блок задани .номинальной величины ЭДС соединен с реО гул тором ЭДС, при этом цепь управ лени третьего переключающего блока подключена к выходу регул торачас4 О 00 тоты вращени .ELECTRIC DRIVE OF THE LIFTING MACHINE WITH VARIABLE RADIUS OF CANVELING, containing current nocTOHHiorior electric motor with independent excitation, which is connected to an irreversible valve converter, the control circuits of which are connected in series with a frequency switch of the first switching unit. the output of the excitation current sensor, and the current regulator cor, while the feedback input of the current regulator cor is connected to the current sensor to op, frequency control feedback input. rotation through the discriminator is connected to the rotational speed sensors of the descending and ascending branches of the rope, and the excitation winding of the electric motor is connected to a reversing valve converter, in the control circuit of which the series-connected EMF regulator and regulator of the excitation current are connected with the excitation current sensors connected to their inputs, the latter is connected via the executive circuits of the second switching unit, the control circuit i of which is connected to the driver input p frequency knob (LC rotation., characterized in that, in order to improve speed and improve the energy characteristics of the electric drive, a nominal EMF value setting unit and a third switching unit, through which the nominal EMF nominal value setting circuit is inserted, is inserted an emulator with an emulator, in this case the control circuit of the third switching unit is connected to the output of the regulator at an hour of rotation.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение в подъемных машинах с бобинным органом навивки и плоским т говым органом или бицилиндроконическим органом навивки и стальным круглым канагс м .The invention relates to electrical engineering and can be used in lifting machines with a bobbin winding body and a flat traction body or a bicylinro-conical winding body and a steel round canal.

Известеы электропривод подъемной машины., который состоитиз нереверсивного вентильного преобразователи соединенного с корной цепью двигател . В канал управлени преобразовател включены регул тор частоты вращени , переключающее устройство, регул тор производнбй тока и регул тор тока. Реверсивный вентильный преобразователь питает обмотку возбуждени двигател , в канал управлени которого включены.регул тор тока возбуждени и согласующий усилитель , причем вход последнего соединен с выходом регул тора частоты вращени Cl3.Lime electric motor hoist., Which consists of non-reversible valve converters connected to the engine crankshaft. The control channel of the converter includes a speed regulator, a switching device, a derivative of the derived current and a current regulator. A reverse valve converter feeds the motor excitation winding, the control channel of which includes an excitation current regulator and a matching amplifier, the latter being connected to the output of the speed regulator Cl3.

Однако использование известного электропривода дл подъемной мшлинь с переменными радиусами навивки приводит к увеличенному потреблению реактивной мощности не только в период пуска и торможени сосуда, наход щегос на большем радиусе навивки , но и во врем установившегос его движени . Дополнительное потребление реактивной мощности объ сн етс повышенным диапазоном регулировани частоты за счет посто нно мзмен ющихс радиусов навивки , это приводит к снижению средневзвешенного коэффициента мощности вентильного привода, что в услови х эксплуатации мощного привода недопустимо . Кроме того, при недогруне скипов двигатель работает с потоком возбуждени , величина которого меньше номинального значени , что ухудшает коммутационные процессы коллектора машины посто нного тока.However, the use of a known electric drive for lifting a variable with varying radii of winding leads to an increased consumption of reactive power not only during the start-up and deceleration of the vessel, which is located on a larger radius of winding, but also during its steady state movement. The additional consumption of reactive power is explained by the increased frequency control range due to the constantly changing winding radii, which leads to a decrease in the weighted average power factor of the valve drive, which is unacceptable under the conditions of operation of a powerful drive. In addition, at low skips, the motor operates with an excitation flow whose value is less than the nominal value, which impairs the switching processes of the collector of the DC machine.

Эффективным способом улучшени энергетических характеристик привода подъемных машин с переменными радиусами навивки вл етс применение комбинированного управлени приводом посто нного тока путем воздействи как на корное напр жение, так и на поток возбуждени двигател .An effective way to improve the energy performance of a drive of hoists with variable winding radii is to apply a combined control of a direct current drive by affecting both the stresses and the motor excitation flow.

Наиболее близок к предлагаемогч / по технической сущности и достигаемому результату вл етс электропривод подъемной машины ,с переменными радиусами навивки канатов, содержащий электродвигатель посто нного тока с независимьм возбуждением, кор которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю, в цепь управлени которого включены последовательно соединенные регул тор частоты вращени , исполнительныеThe closest to the proposed / technical essence and the achieved result is the electric drive of the lifting machine, with variable radii of winding of the ropes, containing a DC motor with independent excitation, the core of which is connected to a non-reversible valve converter, in the control circuit of which serially connected frequency regulator is connected rotational executive

цепи первого переключающего блока,, управл ющие цепи которого подключены к выходу датчика возбуждени , и регул тор тока кор , при этом вход обратной св зи регул тора тока кор соединен с датчиком тока кор ,, вход обратной св зи регул тора частоты вращени через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращени опускающейс и поднимающейс ветвей каната, а обмотка возбулодени электродвигател подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю, в цепь управлени которого включены последовательно соединенные регул тор ЭДС и регул тор тока возбуждени с подключенными к их входам соответственно датчиками ЭДС и тока возбуждени , причем последний включен через исполнительные цепи -второго переключающего блока, цепь управлени которого подключена к задающему входу регул тора частоты вращени . Кроме того,The circuits of the first switching unit, the control circuits of which are connected to the output of the excitation sensor, and the current regulator of the core, while the feedback input of the current regulator of the core is connected to the current sensor of the core, feedback input of the frequency regulator of rotation through the discriminator with the rotational speed sensors of the descending and ascending branches of the rope, and the excitation winding of the electric motor is connected to a reversible valve converter, the control circuit of which includes series-connected regulator E C and regulator drive current with their inputs connected to the sensors respectively EMF and drive current, the latter being included through executive -sec circuit switching unit, wherein the control circuit is connected to the master controller input rotational frequency of the torus. Besides,

между регул тором частоты вращени и регул тором тока кор включены регул тор производной тока кор и блок выделени модул С2.between the speed regulator and the core current regulator, the core current derivative regulator and the release unit of module C2 are turned on.

Наличие контура регулировани производной корного тока существенно уменьшает быстродействие системы управлени ,что сказываетс на точности воспроизведени выходного сигнала задатчика скорости системой реrytiHpoBaHHH . Кроме того, при неполной загрузке скипов система электропривода работает с пониженным потоком возбуждени в период пуска и торможени установки, что ухуддиает энергетические характеристики приводной системы.The presence of the control circuit for the derivative of the main current significantly reduces the speed of the control system, which affects the reproduction accuracy of the output signal of the speed setter by the recrytiHpoBaHHH system. In addition, with incomplete loading of the skips, the electric drive system operates with a reduced excitation flow during the start-up and braking period of the installation, which degrades the energy characteristics of the drive system.

Цель изобретени - повышение быст родействи и улучшение энергетических характеристик эле.ктропривода в . период пуска и торможени установки при недогруженных скипах путем поддержани в этих режимах потокаThe purpose of the invention is to increase the speed and improve the energy characteristics of the electric drive. the start-up and braking period of the installation under underloaded skips by maintaining in these flow modes

возбуждени на г-инимальном уровне.arousal at r-minimal level.

Поставленна цель достигаётс . . тем, что в электроцривод подъемной машины с переменными радиусами навивки канатов, содержащий электродвигатель посто нного тока с независимьт1 . возбуждением, корь которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю, в цепь управ .пени которого включены последовательно соединенные регул тор частоты вращени , исполнительные цепи первого переключающего блока, управл юща цепь которого подключена к выходу датчика тока возбуждени , и регул тор тока кор , при .этом вход обратной св зи регул тора тока кор соединен с датчиком тока кор , вход обратной св зи регул тора частоты вращени через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращени опускающерЧс и поднимающейс ветвей, каната, а обмотка возбуждени электродвигател подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю, в цепь управлени котсэрого включены последовательно соединенные регул тор ЭДС ирегул тор тока возбуждени с подключенными к их входам соответственн о Да тчиками ЭДС и точка возбуждени , причем последний подключен через исполнительные цепи второго переключающего блока, цепь управлени которого подключена к задающему входу регул тора частоты вращени , введены блок задани номинальной величины ЭДС и .третий переключающий блок, через исполнительные цепи которого блок задани номинальной величины ЭДС соединен с регул тором ЭДС, при этом, цепь управлени третьего переключающего блока подключена -к выходу регул тора частоты вращени ,.The goal is achieved. . by the fact that the electric hoist with variable radii of winding of the ropes, containing a direct current motor with independent 1. excitation, the measles of which are connected to a non-reversible valve converter, in the control circuit of which power the series-connected rotational speed controller is connected, the executive circuits of the first switching unit, the control circuit of which is connected to the output of the excitation current sensor, and the current regulator cor, with this The feedback input of the current regulator of the core is connected to the current sensor of the core, the feedback input of the speed regulator through the discriminator is connected to the sensors of the frequency of rotation and lowering The existing branches, the rope, and the motor winding are connected to a reversible valve converter; in the control circuit of an old one are connected in series the EMF regulator and the exciter current regulator with the EMF Terminals connected to their inputs, and the latter is connected through the executive circuits of the second the switching unit, the control circuit of which is connected to the master input of the rotational speed regulator, a nominal value setting unit EMF and a third the switching unit, through the executive circuits of which the nominal value setting unit EMF is connected to the EMF regulator, while the control circuit of the third switching unit is connected to the output of the rotational speed regulator,.

На чер1теже изображена функциональна схема электропривода, вариант .The blackboard shows a functional drive circuit, an option.

Электропривод содержит электродвигатель посто нного-тока с независимым возбуждением, корь 1 которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю 2, в цепь управлени которого включены посЛедовательно соединенные регул тор 3 частоты вращени , исполнительные цепи 4 первого переключающего блока цепь 5 управлени которого подключена к выходу датчика б тока возбуждени , и регул тор 7 тока кор , при этом вход обратнойсв зи регул тора 7 тока кор соединен с датчиком 8 тока кор , вход обратной св зи регул тора 3 частоты вращени через .дискриминатор 9 соединение датчиками 10 и 11 частоты вращени опускающейс и поднимающейс ветвей каната а обмотка 12 возбуждени электродвигател подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю 13, в цепь управлени которого включены последовательно соединенные регул тор 14 ЭДС и регул тор 15 тока возбуждени с подключенными к их входам соответственно датчикам 16 ЭДС и датчиком б тока возбуждени , причем последний подключен через исполнительные цепи 17 второго переключающего блока, цепь 18 упр влени которого подключена к задающему- входу регул тора 3 частоты вращени . Кроме того, электропривод содержиГ блок 19 задани номинальной величины ЭДС и третий переключающий блок, через исполнительные цепи 20 которого блок 19 з дани номинальной величины ЭДС соединен с регул тором .14 ЭДС, при этом цепь 21 управлени третьего переключающего блока подключена к выходу регул тора 3 частоты вращени . Вал электродвигател механически со.единен с валом подъемной машины 22, т говые органы которой отклон ютс шкивами 23 и 24,. 5 Датчики 10 и 11 механически св заны с отклон ющими шкивами 23- и 24.The electric drive contains a DC motor with independent excitation, the measles 1 of which is connected to a non-reversible valve converter 2, the control circuit of which is connected to consecutively connected speed regulator 3, the executive circuits 4 of the first switching unit of the control circuit 5 are connected to the output of current sensor b excitation, and the regulator 7 current cor, while the feedback input regulator 7 current cor is connected to the sensor 8 current cor, the feedback input of the regulator 3 frequency is rotated through the discriminator 9, the connection by the sensors 10 and 11 of the rotation frequency of the descending and ascending branches of the rope and the motor winding 12 is connected to a reversing valve converter 13, in the control circuit of which the series-connected EMF regulator 14 and the regulator 15 of the field current are connected with their inputs respectively, the EMF sensors 16 and the excitation current sensor b, the latter being connected through the executive circuits 17 of the second switching unit, the control circuit 18 of which is connected to the control input of the regulator 3 speed. In addition, the electric drive contains a nominal value EMF unit 19 and a third switching unit, through executive circuits 20 of which the unit 19 defining a nominal EMF value is connected to the regulator .14 EMF, while the control circuit 21 of the third switching unit is connected to the output of the regulator 3 rotational speed. The motor shaft is mechanically connected to the shaft of the lifting machine 22, the traction bodies of which are deflected by the pulleys 23 and 24. 5 Sensors 10 and 11 are mechanically coupled to deflecting pulleys 23 and 24.

В предлагаемом варианте выполнени электропривода исполнительные цепи переключающих блоков и кх цепи 0 управлени выполнены идентично. Перва исполнительна цепь 4 первого .переключающего блока содержит контакт 25, втора - контакт 26 и инвертор 27; перва исполните71ьна цепь 5 17 второго,переключающего. блока содержит контактИ 8, втора .- контакт .29 и инвертор 30; перва исполнительна цепь 20 третьего переключающего блока содержит контакт 31, втора контакт 32 и инвертор 33.In the proposed embodiment of the electric drive, the executive circuits of the switching blocks and the kx control circuit 0 are identical. The first actuating circuit 4 of the first switching unit contains contact 25, the second contact 26 and the inverter 27; First, execute 71 on the chain 5 17 of the second, switching. the block contains contacts 8, the second .- contact .29 and inverter 30; The first execution circuit 20 of the third switching unit comprises a contact 31, a second contact 32 and an inverter 33.

00

Цепь 5 управлени первого переклю- чающего блока содержит обмотки 34 и 35 реле, подключенные к датчику б тока возбуждени через усилитель с 36 Мощности и диоды 37 и 38; цепь 18 управлени второго переключающего блока содержит обмотки 39 и 40 реле, через усилитель 41 мощности и диоды 42 и 43 подключенные к задающему входу регул тора 3 частоты The control circuit 5 of the first switching unit contains the windings 34 and 35 of the relay connected to the excitation current sensor b via an amplifier with 36 Power and diodes 37 and 38; The control circuit 18 of the second switching unit contains the windings 39 and 40 of the relay, through the power amplifier 41 and the diodes 42 and 43 connected to the master input of frequency regulator 3

0 вращени ; цепь 21 управлени третьего переключающего блока содержит обмотки 44 и 45, подключенные через усилитель 46 мощности и диоды 47 и 48 к выходу регул тора 3 частоты 0 rotation; The control circuit 21 of the third switching unit contains windings 44 and 45 connected via power amplifier 46 and diodes 47 and 48 to the output of frequency control 3

5 вращени . Датчик 16 ЭДС своими вхо- дами подключен к датчику 8 тока кор , и датчику 49 напр жени .5 rotations The sensor 16 of the EMF with its inputs is connected to the sensor 8 of the current core, and the sensor 49 voltage.

Предлагаемый электропривод работает следующим образом.The proposed drive works as follows.

00

При отсутствии сигнала на задающем входе регул тора 3 частоты вращени корна - цепь и обмотка 12 вйзбулсдени двигател обесточены. Задающие сигналы на контуры регулировани корного тока и тока воз5 буждени по вл ютс при наличии напр жени на входе регул тора 3.Напр жение с выхода и входа регул то ра 3 поступает на входы усилителей 41 и 46 мощности, которые запиты0 вают обмотки 39 или 40 и 44 или 45, что зависит от пол рности сигналов. Обмотки 39 и 40 замыкают контакты 28 или 29, а обмотки 44 и 45 замыкают контакты 31 или 32(в зависимос5 ти от того, какое реле, срабатывает/ и подключают задающий вход и вход обратной св зи регул тора 14 ЭДС непосредственно или через инверторы 33 и 30 к блоку 19 задани номиналь0 ной ЭДС и датчику 16 ЭДС. При нали- . чии тока возбуждени через усилитель 36 мощности запитываетс обмотка 34 или 35, что зависит от пол рности сигналов. Реле замыкающими контак5 тами 25 или 26 (в зависимос ти от того , какое реле срабатывает) подключает регул тор 7 тока кор на выходное напр жение регул тора 3 частоты вращени непосредственно или через инвертор 27, После этого сис- тема регулировани собрана и происходит движение подъемной установки в соответствии с задающим сигналом на входе регул тора 3.In the absence of a signal at the driver input of the regulator 3, the rotational frequency of the root — the circuit and the winding 12 of the engine span are de-energized. Driving signals to the control circuits of the crust current and the excitation current appear in the presence of a voltage at the input of the regulator 3. The voltage from the output and input of the regulator 3 is fed to the inputs of the power amplifiers 41 and 46, which power the windings 39 or 40 and 44 or 45, which depends on the polarity of the signals. The windings 39 and 40 close the contacts 28 or 29, and the windings 44 and 45 close the contacts 31 or 32 (depending on which relay triggers / and connect the master input and the feedback input of the regulator 14 EMF directly or through inverters 33 and 30 to the nominal EMF setting unit 19 and the EMF sensor 16. In the presence of the excitation current, the winding 34 or 35 is powered through the power amplifier 36, which depends on the polarity of the signals. The relay is closed with contacts 25 or 26 (depending on what relay is triggered) connects the current regulator 7 core to the output April voltage regulator 3, the rotational frequency, directly or through the inverter 27, Thereafter systemic theme adjusting collected and there is a movement of the elevator installation in accordance with the setpoint signal at the input of regulator 3.

При поступлении сигнала с выхода регул тора 3 частоты вращени на реверс крут щего момента приводнойWhen a signal comes from the output of the regulator 3 speed to the reverse of the torque, the drive

системы исполнительными цеп ми 20 третьего переключающего блока устанавливаетс задалие .на реверс потока возбуждени путем размыкани замкнутого контакта и замыкани разомкнутого, контакта обмоток 44 и 45 в функции выходного напр жени регул тора 3. В соответствии с заиасом по возбулудению тиристорного преобразовател 13 начинает реверсироватьс поток возбуждени двигател , ,The system of the executive circuits 20 of the third switching unit establishes the task for reversing the excitation flow by opening the closed contact and closing the closed contact of the windings 44 and 45 as a function of the output voltage of the regulator 3. In accordance with the excitation signal of the thyristor converter 13, the excitation current is reversed engine,,

Одновременно сигнал с выхода регул тора 3 частоты вращени поступает на регул тор 7 тока кор ,At the same time, the signal from the output of the speed regulator 3 is fed to the current regulator 7 core,

который, обнул ет ток кор двигател и запирает преобразователь 2, Формируетс бестокова пауза, в момент которой поток возбуждени двигател достигает нулевого значени , а затем начинает реверсироватьс . После реверса потока возбуждени исполнительными цеп ми 4 переключающего блока подключаетс положительное задание на -регул тор 7 тока кор путем замыкани разомкнутого и размыкани замкнутого контактов 25 и 26 обмоток 34 и 35 в функции потока возбуждени двигател ,which, zeroing the current of the motor core and locking the converter 2, a dead current pause is formed, at the moment of which the motor excitation flow reaches zero, and then begins to reverse. After the excitation flow is reversed by the actuating circuits 4 of the switching unit, a positive reference to the auxiliary current control core 7 is connected by closing the open and opening the closed contacts 25 and 26 of the windings 34 and 35 as a function of the motor driving current,

5 В период бестоковой в результате значительной инерционности шахтной подъемной машины ее частота вращени практически не измен етс ,, что после окончани бестоковой пау0 зы не приводит к значительному изменению частоты вращени . После окончани бестоковой паузы скачок тока кор не сказываетс на динамике системы регулировани , так как поток5 During the current-free period, as a result of the inertia of the mine hoist, its rotational speed practically does not change, which, after the end of the current-free pause, does not lead to a significant change in the rotation frequency. After the end of the current-free pause, the current surge of the core does not affect the dynamics of the control system, since the flow

5 двигател в этот момент практически равен нулю.5 engine at this moment is almost zero.

Claims

ELECTRIC DRIVE OF A LIFTING MACHINE WITH VARIABLE ROPES OF ROPE WINDING, comprising a DC motor with independent excitation, the armature of which is connected to a non-reversible valve converter, the control circuit of which includes a speed controller connected in series, the executive circuits of the first switching unit, the control circuit of which is connected to the output of the current sensor excitation, and the armature current controller, while the feedback input of the armature current controller is connected to the armature current sensor, Frequency controller feedback input. rotation through the discriminator is connected to the speed sensors of the lowering and rising branches of the rope, and the field winding of the electric motor is connected to a reversible valve converter, the control circuit of which includes ^- 'series-connected EMF regulator and excitation current regulator with EMF sensors connected to their inputs respectively. and excitation current, the latter being connected through the executive circuits of the second switching unit, the control circuit of which is connected to § the input input p speed regulator, characterized in that, in order to increase speed and improve the energy characteristics of the electric drive; a unit for setting the nominal value of the EMF and a third switching unit are introduced into it, through the executive circuits of which the unit for setting the nominal value of the EMF is connected to the EMF controller, while the control circuit of the third switching unit is connected to the output of the speed controller.