SU1277332A1 - Электропривод шахтной подъемной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в шахтных подъемных машинах, в скоростных лифтах и т. д. Целью изобретени   вл етс  повышение плавности и точности управлени  в период трогани  и стопорени  машины. Данное устройства позвол ет обеспечить плавное трогание подъемной машины за счет выбора желаемой величины момента до начала трогани , а также быстр€ е ее стопорение в заданной точке при любом положении подъемных сосудов. 2 ил.

Description

to

оо

00

ю

Изобретение относитс  к электротехнике, а -именно к унравлению механизмами, трогание и стонорение которых должны нроизводитьс  нлавно в услови х изменени  статической нагрузки в широких пределах. К таким механизмам относ тс  maxTHii ie подъемные маншны, ма тниковые пассажирские канатные дороги, скоростные лифты, некоторые типы подъемных кранов.

Цель изобретени  - повышение нлавности и точности управлени  в периоды трогани  и стопорени  машины.

На фиг. 1 приведена функциональпа  схема электропривода; на фиг. 2 - принципиальна  схема узла выдержки зремепи, вариант.

Электропривод (фиг. I) содержит электродвигатель , подключепный к вегггильному преобразователю 2, в цепь управлепи  которого включен нелинейный блок 3, носледовательно соединенные функциональный преобразователь 4, задатчик 5 иптенсивности , снабженный двум  шунтируюи:,ими его выходы ключами 6 и 7 с логическим элементом ИЛИ 8 на их унравл юших входах, регул тор 9 скорости с параллельпо включенными в цепь его обратной св зи блоком 10 ог)аничени  и управл емым ключо.м 11, и регул тор 12 тока, а также датчик 13 и 14 скорости и тока, нодключепные к входам соответствующих регул торов, реле 15 и 16 режимов работы и блок 17 управлепи  механическим тормозом. В электропривод введены нуль-комнаратор 18, выпр митель 19, компараторы 20 и 21, первый из которых с разнопол рными выходами, узел 22 выдержки времени и разв зывающие диоды 23 28: нелинейный блок 3 выполнен в виде последовательно соед пненных звена 29 ограничени  и инвертирующих усилителей 30 и 31, соединенных своими выходами с входами двух узлов определени  знака, первый из которых выполнен на диодах 32 и 33, а второй - на диодах 34 и 35. Выходы узлов определени  знака образуют разнонол рпые выходы нелинейного блока 3. нри этом выход звена 29 ограничени  нелинейно1-о б.тока 3 соединен с входом задатчика 5 интенсивности , выход инвертирующего усилител  30 св зан с входом регул тора 9 скорости. разнопол рные выходы нелинейного блока 3 через разв зывающие диоды 23 и 24 подключены к унравл ющему входу блока 10 ограничени  в цени обратной св зи регул тора 9 скорости, один из разнонол рных выходов через нуль-комнарато) 18 и разв ш вающий диод 25 нол,ключен к уг::равл 1ощему входу унравл емого ключа I к цепи обратной св зи регул тора 9 скорости, а выход датчика 13 скорости через вынр мите.чь 19 подключен к входам компараторов 20 и 21, разнонол рные выходы первого из которых через разв зывающие диоды 26 и 27 подключены к унравл ющему входу блока 10 ограничени  в цени обратной св зи регул тора 9 скорости, а один из выходов комнаратора 20 через разв зывающий диод 28 донолнительно подключен к управл ющему входу управл емого ключа 11 в цепи обратной св зи регул тора скорости, через контакты 36 и 37 реле 15 и 16 режимов работы -- к одному из входов логического элемента ИЛИ 8 и непосредственно - к одному из входов узла 22 выдержки времени, другие входы которого св заны с выходами функционального преобразовател  4, нулькомпаратора 18 и компаратора 21, выход которого соединен также с вторым входом логического элемента ИЛИ 8 и е входом блока 17 унравлени  механическим тормозом, а .выход узла 22 выдержки времени подключен к входу комнаратора 20.

Узел 22 выдержки времени (фиг. 2) содержит усилитель 38, резисторы 39-44, конденсатор 45, вентили 46-48, транзисторы 49-51.

Иа чертежах обозначены также сигналы унравлени : входной UBX системы, уставки скорости иФм па В1)1ходе функционального преобразовател  4, заданной скорости и„ и зада} ного рывка U|- на выходах задатчика 5 интенсивности, промежуточные и ДЬч. и разнопол рные +ину и -Уну на выходах нели} ейного блока 3, выходной регул тора 9 скорости, действительной скорости LJ на выходе датчика 13 скорости, выходной LJim нуль-компаратора 18, разнопол рные -|-ljK| и -UK) па выходах компаратора 20, выходной L.IXJ, колшаратора 21, выходной --IJii узла 22 выдержки времени, выходной LKii усилител  38.

Пол рности сигналов управлени  предс1авлены на чертежах дл  с,:1уча  подачи i;a входы соот1 етств юпи1х элементов достаточных дл  их срабатывани  входных сигналов .

Предлагаемый электропривод работает следующим образом.

Claims (1)

1. В исходном состо нии манп-1на застопорена механнчески.м тормозом, ключи 6, 7 и 11 замкнуты, а сигналь; управлени  U«, ALJnx, ли., -fUny, --Uny, L.K и,, и,, U,,c, и.), -и равны нулю. Дл  приведени  машины в движение на вход систе.м)з1 унравлени  подаетс  сигнал IJn.., зеличина и пол рность которого  вл ютс  функцией неремен ени  руко тки управлени  из нулевого положени . В результате на вход задатчика 5 интенсивности, ограничивающего скорость, ускорение и рывок и выполненного по одной из известных схем, поступает относительно небольпюй сигнал Ui и может поступать основной Uon при достаточной ве.Н1чине сигнала Un-s поскольку характеристики вход --- выход узла 29 ограничени  и функционального преобразоватап  4 согласовапы таким образом, что вначале доетигает максимальной величины сигнал , а зате.м по вл етс  сигнал иФь. Под действием сигнала ALb-x устанавливаютс  равные между собой по абсолютной величине сигналы +ину и -Uin и сигнал Ur заданной величины и пол рности , а сигнал и„ сохран етс  равным нулю , так как ключи 6 и 7 замкнуты и интеграторы задатчика 5 интенсивности погаше ны. Нуль-компаратор 18 имеет высокую чувствительность к сигналу , поэтому даже при относительно небольшой его величине на выходе нуль-компаратора устанавливаетс  положительный сигнал UHK, который размыкает ключ 11. В результате под действием сигнала Ur сигнал UPC благодар  интегрирующему действию регул тора 9 скорости, возрастает до значени , определ емого сигналом +ичу или , которые используютс  в выполненном по известной схеме блока 10 ограничени  в качестве опорных потенциалов. Так как по отношению к контуру тока сигнал UPC  вл етс  задаюпдим, то устанавливаютс  пропорциональные ему ток и момент электродвигател  1. Поскольку сигнал Up выбираетс  из услови  компенсации ошибки системы по заданию рывка, то его величина может оказатьс  недостаточной дл  получени  желаемого темпа возрастани  сигнала LJpc и, соответственно, момента неподвижного двигател . Поэто.му на вход регул тора 9 скорости дополнительно подаетс  относительно небольшой сигнал Ди, который в период трогани  машины арифметически суммируетс  с сигналом Ur. Таким образом, при неподвижной машине система управлени  работает в режиме регулировани  момента двигател . Необходима  величина момента задаетс  сигналом LJnx, а его максимальное значение в этом режиме определ етс  максимальной величиной сигналов -|-ииу и -UHV и выбираетс  из услови  предотвращени  обратного проворота барабанов при подъеме т желого груза. Это позвол ет выбрать желаемую величину момента до начала движени  машины и тем самым обеспечить ее плавное трогание. Растормаживание машины механическим тормозом при автоматическом управлении начинаетс  в зависимости от прин той логики его работы либо одновременно с подачей сигнала UDX, либо после срабатывани  некоторых блокировок (например, после достижени  токами  кор  и возбуждени  электродвигател  1 заданных значений), а при ручном управлении осуществл етс  оператором. Фиксирование начала движени   вл етс  наиболее достоверной информацией , свидетельствующей о полном растормаживании машины, а значит и ее готовности к дальнейшему наращиванию скорости . Осуцдествл етс  это компаратором 20, имеющим высокую чувствительность к сигналу действительной скорости Ud, поступающему на его вход через выпр митель 19. Поэтому сразу же после трогани  машины на выходах компаратора 20 устанавливаютс  сигналы +IJK| и -UK|, которые через разв зываюпдие диоды 26-28 поступают на входы блока 10 ограничени  и управл емого ключа 11. Эти сигналы равны между собой по абсолютной величине и выбираютс  из услови  ограничени  тока двигател  максимально допускаемой дл  режима движени  величиной. В результате диоды 23 и 24 запираютс , воздействие сигналов +lJiiy и -Уму на работу систе.мы прекращаетс  и она начинает функционировать в режиме регулировани  скорости. Сигнал + UK, через замкнутый контакт 36 или 37 реле направлени  движени  и логический элемент ИЛИ 8 размыкает ключи 6 и 7 и задатчик 5 интенсивности вводитс  в работу. Поэтому сигнал заданной скорости U;. на его выходе, соответственно скорость машины и пропорциональный скорости сигнала U.) начинают возрастать. При скорости пор дка 0,5- 0,8 м/с включаетс  компаратор 21 и положительный сигнал UK на его выходе включает блок 17 управлени  механическим тормозом , который вводит в релейную схему управлени  команду на поддержание машины в расторможенном состо нии независимо от положени  руко тки управлени . При ручном управлении машиной оператор может задать руко ткой управлени  сигнал UBX недостаточной величины, и в момент трогани  машины под действием статического усили  произойдет ее кратковременный проворот в обратную сторону, который может вызвать включение компаратора 20. В этом случае нецелесообразно возвращать компаратор в исходное (т.е. соответствующее неподвижной машине) состо ние в момент реверса сигнала U.), так как факт полного растор.маживани  машины уже зафиксирован. С этой целью сигнал -|-UKI подаетс  с выхода компаратора 20 в узел 22 выдержки времени. Так как транзистор 49 заперт положительным сигналом UHK, то конденсатор 45 зар жаетс  сигналом -f через резистор 42 и вентиль 47. По мере возрастани  напр жени  на конденсаторе возрастает ток транзистора 50 и резистора 43. Когда этот ток превзойдет ток резистора 44, транзистор 51 выключитс  и на вход компаратора 20 поступит сигнал -UB, удерживающий компаратор во включенном состо нии при Uri 0. В услови х конкретной установки существует веро тность кратковременного включени  компаратора 20 сигналом помехи, который имеет относительно высокую частоту. Дл  исключени  фиксировани  компаратора 20 во включенном состо нии сигналом -Un посто нна  времени зар да конденсатора 45 сигналом -|-U4 принимаетс  не пропускающей сигнал помехи . При подъеме сосуда, установленного на посадочные балки и чрезмерно груженого, выбранные максимальные значени  сигна ..lOB --j-lJiiy i-i I/;. MOiAT оказатьс  недостаTO4n iMH д.л  созд ин  необходимых) д.л  начала движени  двигате.чьного момента, а их увеличенне сверх указанных значений нецелесообразно. В этих услови х перевод системы из режима регл.1Ироза1И1Я тока в режим регу: ир0)ани  С1;()1)ости целесообразно производить, не только по фиксированию начала движени , ио параллельно е выдержкой времени, отсчит1)Шаемой от момента 1ю  5лени  сигнала Uqn: достаточной величины и несколько нреиьппаюний максимальную продол ж нте.пьность растормаживани  маншны. С этой целью сигнал иФ11 подаетс  в узел 22 выдержки времени на вход комнаратора-вынр мител , выполненного на усилите.ю 38. Ко1да сигнал 1,ф:; превысит порог срабатыгинш  комиаратора-вынр мите;1Я , на eio Г5ыходе уста1 О итс  .ноложителыц 1Й сигнал , который через вентиль 46 и резистор 39 :iaр дит конденсатор 45. В результате на выходке узле 22 с выдержкой времени, онредел емой посто  ной времени зар да конденсатор; 45. установитс  сигнал -- LJu наратор 20. Дальнейн1ий процесс движени  мапиинэ определ етс  программой нзменен1-;  сигнала LJnx несоответственно, сигна.ла Г;,. Команда на замедление маьнины с последуюН1ИМ ее стонорением механическим тормозом вводитс  путем отключении снгна,1а Ui«. В результате обран1аюте  в iiy.io сигналы AlJHN, AIJ;,, -f lJiiN,---lJiib l,b|s сигнал UKM становитс  отрицате.тьиым и запирает вентиль 46, а сигнал LiiK также становитс  отрицательным , открывает транзистор 49 н таким образом б.юкирует цепь зар да KOH;ieiicaTOра 45 си|-налом +ljK|. Однако конденсатор 45 продолжает оставатьс  зар жснпым благодар  его подпитке положительным сигналом UKV через вентиль 48 и ро.чисторы 41 и 39. П)н этом возможны два варианта стопорепи . По первому варианту, например, в )ежкме автоматического управлени  подч емные сосуды пеобходимо остановнть но технологическим нричинам в промежуточной точке ствола с заноминаннем заданного направлени  движени  (т.е. при сохранни г;о включенном еосто нии реле 15 и:1и 6), чтобы носле устранени  указанных нричин машина могла завершить прерванный цик.л. Так как команда на выполнение этого варианта BISOдитс  во врем  движени  манжнь со значительной скоростью и высоких TpefioBainni к точности остановки НОДЬСМНЬГХ CCJCyдOB в заданной точке ство;1а не нрсдь вл етс ., то возможно ocyiH,ecTii;ieHHe iipoii.ecca стонорени  при обеснечепни минимальных динамических усилий Б механических узлах подъемной установки. Осун1.ествл етс  это путем отключени  в процессе замедлени  при определеппой скорости компаратора 21 и, соответственпо, блока 17 .ленк  механнческим тормозом. Ве.::ичина этой скорости (пор дка 0,5--0,8 м/с) устанавливаетс  из стопорени  .машнны механическим TOi;iAir)30M, обладающим значите.пьной инерннопюстыо , в момент достижени  подъемHbiMM сосудами нулевой скорости. В момент отк;почени  компарато)а 21 его выходной сигнал UK.J становитс  отрицательным, венгил1 48 запираетс  и начинаетс  разр д конденсатора 45 через резисторы 39 и 40. ПостоЯШа  времени разр да онредел ет выдержку времени на отключение сигнала -UB. Эта выдержка в|1емени принимаетс  такой, чтоби сигнал - I..в был отк.тючен уже носле стонорени  мап1ины механическим тормозом, т.е. нрн Ui 0. Поэтому компаратор 20 отклкучаетс  уже пои зас опоренной и Hpoiiccc уме1-ни11ени  скорости до нул  про|-раммируетс  задатчикэм 5 интенсивности и отрабатываетс  системой управлени  в режиме регу,1ировани  скорости. В результате отк, к;чепн  компаратора 20 к..:1ючп 6, 7 н 11 замыкаюте  и система управлени  приводд-пс  в исходное состо пие. По liTopoMy ва)иан1у ман1ину необходимо застопорит г,, например, гфи достижеliHH нодьемн1)1ми сосудами крайних ноложений jHi6o но звуковолу сигналу во врем  выполпени  маневровых операций. Команда па CToriopeiH-ie но этому варианту ноетунает , как правило, во врем  движени  ма 11ии1з1 с небольнюй cKOf остью (пор дка 0,3- 0,4 м/с и менее, т.е. нри отключенных комнарачоре 21 и блоке Г) и подъемные сосуды должны быть останов.лены без запомимаин  нанравле1Н1  движенн.  с возможно MCHbHSHM OTK.ioHeiH-ieM от п,оложени , в котором они находились в MOMCIJT поступлепн  KOviaibibi. В этом случае отключег1ие сигча .;1а 1)« сопровождае:с  отключением реле 15 или 16. Соответственно, замыкаютс  ключи 6 и 7, сигнал L скачком обращаетс  I нуль и электродвигатель 1 нереводитс  в режим электрического торможени . Так как б.чол 17 уже отключен, то одновременно вводитс  в работу механический тормоз. Компаратор 20 отключаетс  как и по первому ва|:) уже при заетопоренной ма1нине. По второму варианту процесс остановки ма;|н-;ны максимально и}Г1енси(|)ицирован с целые достижени  возможно больн1ей точносЛ стонорени , но вcJЗникaюпu e при этом динамические усили  невелики, так как не| елика исходна  скорость нодт емных сосудов. Очевидно, дл  других режимов работы ман1И1Пм может быть BIJ бран одип из рассмотрсн;-:ых вариантов стонорени , учитыва  включение контактов соотзететвую цих реле ме/кду выходом KOMiiafiaTopa 20 и входом .чо|-ичеекого элемента ЛИ 8 в дополнение к контактам 36 и 37 реле на правлени  движени . Таким образом, предлагаема  система управ.тени  обеснечиваег сочетание н.павно1 .:ти и точности стопоренн  машины. 7 Формула изобретени  Электропривод шахтной подъемной машины , содержаш.ий электродвигатель, подключенный к вентильному преобразователю , в цепь управлени  которого включен нелинейный блок, последовательно соединенные функциональный преобразователь, задатчик интенсивности, снабженный двум  шунтирующими его выходы ключами и логическим элементом ИЛИ на их управ- 10

   л ющих входах, регул тор скорости с параллельно включенными в цепь его обратной св зи блоком ограничени  и третьим управл емым ключом и регул тор тока, а также датчики скорости и тока, подключенные к входам соответствующих регул торов , реле режимов работы и блок управлени  механическим тормозом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  плавности и точности управлени  в периоды трогани  и стопорени  машины, в него введены нуль-компаратор, выпр митель, два компаратора , первый из которых с разнопол рными выходами, узел выдержки времени и шесть разв зывающих диодов, а нелинейный блок выполнен в виде последовательно соединенных звена ограничени  и двух инвертирующих усилителей, соединенных своими выходами с входами двух узлов определени  знака, выходы которых образуют разнопол рные выходы нелинейного блока, при этом выход звена ограничени  нелинейного блока соединен с входом задатчика интенсивности, выход первого инвер12773

   выпр митель подключен к входам двух компараторов, разнопол рные выходы первого из которых через четвертый и п тый разв зывающие диоды подключены к управл ющему входу блока ограничени  в цепи обратной св зи регул тора скорости, а один из разнопол рных выходов первого компаратора дополнительно через шестой разв зывающий диод подключен к управл ющему входу управл емого ключа в цепи обратной св зи регул тора скорости, через контакты реле режимов работы - к одному из входов логического элемента ИЛИ и непосредственно - к одному из входов узла выдержки времени, другие входы которого св заны с выходами функционального преобразовател , нуль-компаратора и второго компаратора, выход которого соединен также с вторым входом логического элемента ИЛИ и с входом блока управлени  механическим тормозом, а выход узла выдержки времени подключен к входу первого компаратора. тирующего усилител  св зан с входом регул тора скорости, разнопол рные выходы нелинейного блока через первый и второй разв зывающие диоды подключены к управл ющему входу блока ограничени  в цепи обратной св зи регул тора скорости, один из разнопол рных выходов через нуль-комнаратор и третий разв зывающий диод подключен к управл ющему входу управл емого ключа в цепи обратной св зи регул тора скорости, а выход датчика скорости через

   Cffus.Z