SU1511837A1 - Электропривод подъемной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в шахтных подъемных установках. Целью изобретени   вл етс  повышение плавности и точности управлени  подъемной машиной. Устройство содержит электродвигатель посто нного тока, управление которым осуществл етс  по цепи  кор  и по цепи возбуждени . Регул тор 6 скорости, регул тор 11 тока  кор  и регул тор 15 возбуждени  выполнены с управл емыми ключами в цеп х их обратных св зей. Кроме того, в устройство введены блоки 26,27 пам ти, подключенные к выходу регул тора 6 скорости, датчик 28 загрузки-разгрузки, логический элемент ИЛИ, входы которого через компараторы 20 и 21 соединены с задатчиком 3 и датчиком 16 скорости, а его выходной сигнал управл ет ключами в цеп х обратных св зей упом нутых регул торов, а также блоками пам ти. При управлении приводом учитываетс  состо ние тормоза, величина статической нагрузки, состо ние скипа. Изобретение позвол ет обеспечить плавное трогание машины и перемещение подъемных сосудов без рывков и обратного хода. 1 ил.

Description

20

Изобретение отлоситс  к электро- технике, а именно к области унравле- ни  механизмами, трогание и стоноре- ние которых должны производитьс  нлавно в услови х изменени  активной статической нагрузки в широких нре- делах,.такими как шахтные нодъемные машины, ма тниковые пассажирские канатные дороги, некоторые тины нодъ- емных кранов.

Цель изобретени  - повышение нлав- ности и точности управлени  подъемной мап1иной.

На чертеже приведена функциональ- на  схема электропривода. .

Электропривод содержит электродвигатель посто нного тока,  корь 1 которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю 2, в ка- иал управлепи  которого включены по- следоцателыю соединенные задатчик 3 скорости, функциональный преобразователь 4, задатчик..5 интенсивности, регул тор 6 скорости с первым управ- ключом 7 п цетн- обратной св -. ЗИ; Первый сумматор 8, выпр митель 9, второй управл емый ключ i О и регул тор 1 тока  кор , при этом выход - задатчика 3 скорости подсоединен через нелинейный блок 12 к регул тору б скорости, а выход 5 скоренн  задатчика 5 интеисивности -.к второму входу первого сумматора 8, обмотка 13 возбулэдеНи  электродвигател  под- ключена к реверсивному вентильному преобразователю l-i, к входу которого подсоединен через регул тор 15 возбуждени  выход первого сумматора 8, соединенные с вxoдa ш соответствую- щих регул торов датчики 16-18 соответственно скорости, тока  кор  и- тока возизокдени , а также, первый логический элемент ИЛИ 19, компараторы 20-22, первый элемент 23 выдерж- ки времени, инвертор 24 и блок 25 определени  режима, подключенный входа№1 к выходу сумматора 8 и датчику 18 тока возбулсдени , а выходом - к утгравл ющему входу управл емого хслюча Ю. Кроме того, в электропривод введены последовательно соединенные и охваченные обратной св зью блоки 26 и 27 пам ти, датчик 28 загрузки- разгрузки подъемных сосудов, управ- л емые ключи-29 и 30, логический элемент И 31, второй элемент 32 выдержки времени и второй логический злемент НШ 33, при этом вход первого блока 26 пам ти подключен к выходу регул тора 6 скорости, выход второго - к третьему входу сумматора 8, четвертый вход которого соединен с выходом да-тчика 28 . загрузки-разгруки подъемных сосудов, выход задатчи- KfL 3 скорости через комнаратор 20 подключен к одному из входов первого логического элемента ИЛИ 19, к второму входу которого через второй компаратор 21 подключен выход датчика 16 Скорости, а выход первого логичес- элемента ИЛИ 19 соединен непосредственно с управл ющими входами третьего 29, включенного в цепь обратной св зи регул тора 15 возбуждени , и четвертого 30, включенного в цепь обратной св зн регул тора 11 тока  кор , управл емых ключей, а также через первый элемент 23 выдержхси времени с управл ющим входом первого управл емого ключа 7 и с управл ющим входом второго блока 27 пам ти и через логический элеме гг И 31 и второй элемент 32 выдержки времени с управл ющим входом первого блока 26 пам ти , вход и выход задатчика 5 интенсивности через последовательно включенные второй.сy Jмaтo,p 34, третий компаратор 22, второй логический элемент ИЛИ 33 и инвертор 24 подсоединены к второму входу логического элемента И 31, а другой вход второго логического элемента ИЛИ подкл очен к выходу датчика 35 состо ни  механического тормоза.

Электропривод работает следующим образом.

Во врем  выполнени  ремонтных работ загрузка-разгрузка подъемных сосудов горной массой не производитс , т.е. если осущесивлена остановка подъемной ма1иины, то .в момент начала последующего движени  статическа  нагрузка сохран етс  такой же, какой она была в момент окончани  движени  Поэтому в процессе движени  осуществл етс  измерение статической нагрузки , а во врем  сто нки пропорциональный ей сигнал запоминаетс . При последующем трогании матины под .действием этого сигнала на валу электродвигател  создаетс  компенсирующий момент, равный по величине и противоположный по знаку статическому момен- ту. В этих услови х трогание машины может осуидествл тьс  плавно и с выходом на достаточно малую установив515

шугос  скорость. Если подъемна  установка работает в режиме вьщачи груза то загрузка-разгрузка подъемньпс сосудов горной массой производитс , но только по достижении ими фиксированных (обычно крайних положений. В этом случае блок датчиков контрол  загрузки и разг рузки подъемных сосудов вьщает информацию о заполнении сосудов горной.массой или освобождении от нее), котора  также может быть использована дл  создани  на валу электродвигател  момента, компен- сирзтощего вызванное загрузкой-разгрузкой изменение статического момента . Хот  известные конструкции блока датчиков загрузки и разгрузки подъемных сосудов выдают эту информацию с Невысокой точностью, но она вполне обеспечивает правильный выбор режима работы электропривода двигательный или тормозной ) в момент начала движени , что оказываетс  достаточным дл  трогани  машины с такой плавностью, котора  вполне приемлема дл  режимов подъема-спуска груза и перегона порожних сосудов. Осуществл етс  это так,

В исходном состо нии машина заторможена механическим тормозом, управл емые ключи 7,29 и 30 замкнуты и токи  кор  и возбуждени  равны нулю. На выходе блока 27 пам ти и на выходе датчика. 29 загрузки-разгрузки имеюс  сигналы, алгебраическа  сумма которых на выходе сумматора 8 пропоциональна статической нагрузке. Если подаетс  команда на начало движени , то задатчик 3 скорости выдает сигнал , который через компаратор 20 и .логический элемент ИЛИ 19 размыкает управл емые ключи 29 и 30 и дополнительно через элемент 23 выдержки времени обеспечивает выдержку времени пор дка О, с только при сн тии сигнала с его входа размыкает ключ 7, Кроме того, сигнал с выхода элемента 23 выдержки времени поступает на управл ющий вход блока 27 пам ти, перевод  его из пропорционального режима работы в режим пам ти (на чертеже сигналы, постзшающие на упрал ющие входы блоков 26 и 27 пам ти, показаны воздействующими на встроенные в ЭТИ1. блоки ключи; замкнутое состо ние ключей соответствует работе блоков в пропорциональном режиме с единичным коэффициентом передачи.

0

5

37

разомкнутое - в режиме пам ти; при этом управл ющий сигнал ключа показан действующим на его замыкание, если при подаче сигнала ключ замыкаетс , и, наоборот, действующим на его размыкание , если при подаче сигнала ключ размыкает ), Вследствие размыкани  ключей 29 и 30 и, следовательно , сн ти  гашени  регул торов 11 и 15 под действием выходного сигнала сумматора 8 на валу электродвигател  создаетс  момент, уравновешивающий статическую нагрузку. До начала движени  независимо от величины сигнала на выходе задатчит а 3 скорости выходные сигналь задатчика 5 интенсивности равны нулю. Поэтому дл  приведени  машины в движение относительно Небольша  часть выходного сигнала задатчика 3 скорости, котора  принимаетс  из услови  получени  скорости пор дка 0,1-0,2 м/с, подаетс  через Нелинейный блок 12 в регул тор б скорости, мину  задатчик 5 интенсивности . Одновременно производитс  и растормаживание машины механическим тормозом, которое в зависимости от прин той логики работы начинаетс  либо Б момент подачи, команды на начало движени , либо по достижении токами  кор  и возбуждени  заданных .- значений (управление -тормозом выполнено по одной из известных схем, котора  . на чертеже не приведена), В момент фиксировани  начала движени  задатчик 5 интенсивности вводитс  в работу, осуг1ествл   программирование процессов изменени  скорости с ограничением ускорени  и рывка, С его выхода ускорени  сигнал заданного ускорени  подаетс  через сумматор 8 на входы контуров регулировани  тока  кор  и возб уждени  и выбираете из услови  компенсации динамической составл ющей тока  кор . Поэтому электропривод отрабатывает сигнал заданной скорости практически без искажений и запаздываний, а выходной сигнал регул тора 6 скорости пропорционален статической нагрузке не только во врем  установившегос  движени , но с определенной степенью точности и в период разгона и замедлени ,

Блок 25 определени  режима удерживает своим выходным сигналом управл емый ключ 10 в замкнутом состо нии, если пол рности выходных сигналов сумматора В и датчика 18 тока возбуж0

5

0

5

0

5

дени  совпадают. Если в процессе движени  пол рность выходного сигнал сумматора 8 мен етс  и тем самым предписываетс  переход преобразовател  2 из выпр мительного режима в ин- йерторный или наоборот, то ключ 10 размыкаетс  и под действием выходного сигнала датчика 17 ток  кор  1 электродвигател  обращаетс  в нуль. Когда изменитс  направление тока в обмотке 13 возбуждени , ключ 10 внов замыкаетс . Благодар  этому улучшаетс  качество регулировани  скорости. Когда задатчик S интенсивности отработает поданный на его вход сигнал , а машина будет полностью растоможена , сигналы на выходе сумматора 34 и датчика 35 состо ни  механического тормоуа обращаютс  в нуль (в качестве датчика 35 может быть применен , напртшр, концевой выключатель, срабатывающий при перемещении исполнительного органа тормоза в положение полного растормаживани ). В результате обращаетс  в нуль выходной сигнал элемента ИЛИ 33 и по вл етс  сигнал на выходе инвертора 24. Так как сигнал на выходе, логического элемента ИЛИ 19 уже имеетс , то сигналы подаютс  на оба входа логического элемента И 31, поэтому его выходной сигнал через элемент 32 выдержки времени (обеспечивает выдержку времени пор дка 0,5 с только при подаче сигнала на его вход) поступает на.управл ющий вход блока 26 пам ти , перевод  его из режима пам ти в пропорциональный режим работы. К этому времени подъемна  машина уже достигает установившейс  скорости, поэтому формируема  сумматором 8 алгебраическа  сумма выходньп-: сигна- лов регул тора 6 скорости, блока 27 пам ти и датчика 28 загрузки-разгрузки пропорциональна статической нагруке . В процессе дальнейшего движени  с установиврл1мс  управл ющим воздействием регул тор б скорости компенсирует изменение статической нагрузки , а работающий з пропорциональном режиме блок 26 пам ти суммирует выходные сигналы регул тора 6 и блока 27 пам ти.

Остановка машины.осуществл етс  путем сн ти  сигнала задатчика 3 скорости. Если при этом движение производитс  с незначительной скоростью ниже порога срабатывани  компаратора

21, то в момент сн ти  вькодного сигнала задатчика 3 скорости обращаетс  в нуль выходной сигнал элемента ИЛИ 19 и одновременно происходит гашение регул торов Пи 15 с помощью ключей 29 и 30, перевод блока 26 в режим пам ти и наложение механического тормоза , а с выдержкой времени, опреде0 л емой элементом 23 - гашение регул тора 6 и перевод блока 27 пам ти в пропорциональный режим. Поэтому выходной сигнал блока 26 пам ти записываетс  и на выходе блока 27, а сум5 марный сигнал блока 27 и датчика 28 оказы ваетс  пропорциональным с высокой точностью статической нагрузке, котора  имела место н момент подачи команды.на остановку. Такой процесс

0 запоминани  статической нагрз зки имеет место, как правило, во врем  исполь.зовани  подъемпой машины дл  выполнени  ремонтных работ. При этом компенсаци  статической нагрузки при

5 следующем включении машины производитс  с высокой точностью и:, как следствие, обеспечиваетс  возможность перемещени  подъемных сосудов плавно и на небольшие рассто ни .

0 Если в момент подачи команды на остановку машина двигалась со значительной скоростью, то задатчиком 5 интенсивности программируетс  ее уменьшение до нул . Когда скорость уменьшитс  до величины пор дка .0,5 - 0,8 м/с, автоматически подаетс  команда на наложение механического тормоза . В этом случае блок 26 пам ти также переводитс  в режим пам ти в

Q момент сн ти  выходного сигнала задатчика 3 скорости (вследствие по влени  сигнала на выходе сумматора 34). Когда скорость станет ниже порога срабатывани  компаратора 21., аналогичс но описанному происходит гашение регул торов 11, 15 и 6 путем замыкани  ключей 30, 29 и 7 соответственно и перевод в пропорциональный режим блока 27 пам ти. Поскольку и в этом случае суммарный сигнал блока 27 и датчика 28 пропорционален статической нагрузке, котора  имела место в момент подачи комаьщы на остановку, то возможное в процессе замедлени  изменение статической нагрузки оказываетс  неучтенньм и при следздощем включении машины компенсаци  статической нагрузки будет неполной. Однако это несллцественно, так как подъ5

0 .

5

915

емна  машина в ходе ремонтных работ всегда эксплуатируетс  на малых скорост х, а другие режимы ее работы не нуждаютс  в комненсадии статичес- .кой нагрузки с высокой точностью.

Если во врем  сто нки машины произойдет изменение статической нагрузки вследствие загрузки-разгрузки подъемных сосудов, то соответствую- щим образом измен етс  выходной сигнал датчика 28 и происшедшие изменени  статической нагрузки учитываютс  с точностью, определ емой разрешающей способностью датчика 28. Если во врем  движени  машины машинист произведет ее подтормаживание механическим тормозом, то еще до начала торможени  на выходе датчика 35 по вл етс  сигнал, который вызывает мгно венный перевод блока 26 в режим пам ти . После сн ти  этого возмущени  блок 26 пам ти возвращаетс  в прпорциональный режим с выдержкой времени , определ емой элементом 32 и Необходимой дл  окончани  порожденного возмущением переходного процесса Аналогично происходит в случае изменени  машинистом уставки скорости. Кроме того, согласно изложенному логика управлени  блоками 26 и 27 пам ти исключает одновременную работу блоков.26 и 27 в пропорциональном режиме, так как в этом случае происходит искажение информации за счет действи  охватывающей блоки положительной обратной св зи, работу блока 26 в пропорциональном режиме при погашенном регул торе 6 скорости так как в этом случае записанна  на выходе блока 26 информаци  частично -утрачиваетс , перевод блока 27 в ;пропорциональный режим при., непогашенных регул торах 11 и 15, так как в этом случае в процессе движени  в систему авторегулировани  может быть подано ступенчатое приращение выходного сигнала блока 27, что нежелательно . При выполнении ремонтных работ в стволе предлагаема  схема компенсации статической нагрузки функционирует с высокой точностью благодар  использованию в ней в качестве первичной информации выходного сигнала регул тора 6 скорости, который автоматически компенсирует нестабильность параметров системы авторегулировани  скорости, а также их изменение при перенастройках.

5

1837

Q 15 20 25 30 , 0 .

50

55

10

Перемещению подъемных сосудов на небольшие рассто ни  без перерегулировани  способствует также примене- . ние нелинейного блока 12 и функционального преобразовател  4, которые обеспечивают возможность дозировани  с высокой точностью малых задающих сигналов на входе регул тора 6 скорости .

Claims (1)

1. Таким образом, предлагаемый электропривод обеспечивает простыми средствами повышение плавности и точности управлени  подъемной машиной. Формула изобретени 

   Электропривод подъемной машины, содержащий электродвигатель посто нного тока,  корь которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю , в канал управлени  которого включены последовательно соединенные задатчик скорости, функциональный преобразователь, задатчик интенсивности, регул тор скорости с п,ервым управл емым ключом в цепи, обратной св зи, первый сумматор, выпр митель , второй управл емый ключ и регул тор тока  кор , при этом выход задатчика скорости через нелинейный блок типа Зона нечувствительности подсоединен к регул тору скорости, а выход ускорени  задатчика интенсивности подсоединен к второмjr входу первого сумматора, обмотка возбуждени  электродвигател  подключена к реверсивному вентильному преобразователю , к входу которого подсоедиг нен через регул тор возбуждени  выход Первого сумматора, соединенные с входами соответствующих регул торов датчики скорости, тока  кор  и тока возбуждени , а также первый логический элемент 1ШИ, три компаратора , первый элемент выдержки ни, инвертор и блок определени  режима , подключенный вxoдa ш к выходу первого сумматора и датчику тока возбуждени , а выходом - к управл ющему входу второго управл емого ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  плавности и точности управлени  машиной, в него введены два последовательно соединенных и охваченных обратной св зью блокг пам ти, датчик загрузки-разгрузки подъемных сосудов, третий и четвертый управл емые ключи, логический элемент И, второй элемент вьщержки во мени и второй логический элемент ИЛИ при Э.ТОМ вход первого блока пам ти подключен к выходу регул тора скорости , выход второго - к третьему входу первого сумматора, четвертый вход которого соединен с выходом датчика загрузки-разгрузки подъемных сосу- д ов, выход, задатчика скорости через первый компаратор подключен к одному из входов.первого логического элемента ИЛИ, к второму входу которого через второй компаратор подключен выход датчика скорости, а выход первого логического элемента 1-ШИ соединен непосредственно с уПравл ю- ищми входами третьего, включенного в цепь обратной св зи регул тора воз- буждени , и четвертого, включенного

   в цепь обратной св зи регул тора тока  кор , управл емых ключей, а также через первый злемент выдержки времени с управл ющим входом первого управл емого ключа и с управл ющим входом второго блока пам ти и через логический элемент И и второй элемент выдержки времени с управл ющим

   входом первого блока пам ти, вход и выход задатчика интенсивности че-. рез последовательно включенные второй сумматор, третий компаратор, второй логический элемент ИЛИ и инвертор подсоединены к второму входу логического элемента И, а другой вход второго логического элемента РШИ подключен к выходу датчика состо ни  механического тормоза.