Claims (3)
30 между подъёмным канатом и стрелой, т говыми канатом и ст релой, косинуса суммы угла наклона стрелы к горизонту и угла между стрелой и подъ39 емным канатом и синуса суммы углов между стрелой и подъемными и т говыми канатами, далее определ ют отноше ние между вычисленными косинусом и синусом, вычитают из него посто нную величину и при изменении знака разности подают на привод т 17и сигнал , пропорциональный этой разности и вызывающий снижение скорости привода т ги 2. Однако данный способ имеет сущест венные недостатки, заключающиес в необходимости выполнени операции не посредственного измерени угла, дл реализации которой примен ютс достаточно сложные механические устройства и электрические аппараты. В этом случае невозможно обойтись без механической св зи между канатом и измерительным устройством, что снижа ет надежность способа. Кроме того, этот способ требует синусно-косинусные преобразователи и блок делени , которые как в аналоговом исполнении так и в цифровом представл ют собой сложные устройства, не отличающиес высокой надежностью, особенно в услови х эксплуатации экскаваторов-дра лайнов. И наконец, при этом способе не учитываетс скорость, с которой ковш входит в зону саморазгр зки, и в динамике либо возможны опрок1 дывани ковша, либо требуетс заблаговременное торможение т ги и подъем ковша будет происходить на некотором удалении от границы саморазгрузки, при больших нат жени х канатов, чем это требуетс дл оптимального управлени . Наиболее близким к предлагаемому способу вл етс способ управлени движением ковша драглайна, заключающийс в измерении величин нат жени подъемных и т говых канатов и изменении скорости приводов подъема и т ги ОЗНедостатком этого способа вл етс то, что он предполагает ручное уп равление подъемом груженого ковша. Так как ковш драглайна от цикла к циклу загружен неодинаково, вес его колеблетс в довольно широких пределах . При этом машинист не может выбрать точно заданное нат жение канатов при котором их нат жение будет минимальным. Кроме того, из специфики работы драглайна следует, что при регулировании нат жени канатов вручную провести ковш вдоль границы 3 саморазгрузки сложно; при этом машинисту придетс часто работать командоконтроллерами приводов подъема т ги . В результате возрастут динамические токи в корных цеп х электроприводов , а следовательно, увеличатс и потери электроэнергии. Цель изобретени - повышение точности управлени электроприводами при подъеме груженого ковша драглайна . Поставленна цель достигаетс тем, что величины нат жени подъемных и т говых канатов измер ют по величине усилий в опорах подшипников траверсы следующих блоков, измер ют величину и направление текущей скорости приводов подъема и т ги, определ ют величину характеризующую положение ковша в рабочей зоне по сумме измеренных величин усили и скоростей, сравнивают ее с заданной величиной, характеризующей зону саморазгрузки и по величине рассогласовани корректируют скорость привода т ги. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, дл реализации способа оптимального управлени электроприводами драглайна; на фиг. 2 - схема установки датчиков усилий в опорах подшипников траверсы след щих блоков; на фиг. 3 - статическа граница введени коррекции скорости т ги , траектории подъема груженного ковша и приближенна граница саморазгрузки ковша; на фиг. - принципиальна схема устройства. Устройство содержит магнитоупругие датчики 1 и 2 усилий в опоре подшипников траверсы след щих блоков , включенные в измерительный мост 3, датчики k и S скорости привода подъема и. т ги, промежуточный усилитель 6 со своим источником 7 питани , фазочувствительный детектор 8, потенциометры 9 и 10 смеще-. ни , суммирующий магнитный усилитель . 11, питающий трансформатор 12 и привод 13 т ги. Способ осуществл етс следующим образом. По мере перемещени ковша кгранице зоны саморазгрузки, котора практически представл ет собой луч, обозначенный цифрой 1 на фиг. 3. из мер ют датчиками 1 и 2 силу реакции в опоре подшипников траверсы след щих блоков (фиг. 2). Датчики Т и 2 мен ют свое сопротивление пропорционально величине своей упругой дефо мации и, следовательно, силе реакции . Датчики включены в мостовую сх му 3 выход которой через промежуточный усилитель 6 подключен на вхо фазочувствительного детектора 8. На выходе детектора при отсутствии смещени сигналы измен ютс пропорционально разности упругих деформаций .датчиков 1 и 2, котора измен етс в зависимости от угла между подъемным канатом и стрелой и от нат жени подъемного каната по следующему закону и K§Fn(sinV siriy), где Fp - нат жение подъемного каната; Ур - угол между нижней ветвью подъемного каната и стрелой ; -jp - угол между ветвью подъемного каната и стрелой; К - коэффициент, завис щий от величины упругих деформаций в узле след щих блоков и пропорциональный коэффициенту передачи датчиков, моста, усилител и фазрчувс вительного детектора; а,Ь - конструктивные размеры подшипников траверсы след щих блоков. Сигнал и, который без учета сигнала смещени по мере увеличени ц принимает нулевое значение О при п уи нарастает до своего максималы ного значени при вертикальном положении подъемного каната. При наличии сигнала Ул смещени , устанавливаемого потенциометрами 9 и 10 сигнал и-и.. принимает нулевые значени при vM заданном смещением угле , близком к значению, соответствующему границе саморазгрузки ковша. Сигнал ФЧД поступает на управл ющую обмотку МУН, на две других управл ющих обмотки поступают сигналы с датчиков и 5 скоростей и приводов подъема и т ги, С выхода МУ11 сигнал поступае на вход привода 13 т ги. Сигналом и-и формируетс статическа граница введени коррекции скорости т ги, обозначенна цифрой 2 на фиг. 3 В динамике сигналами с датчиков А и 5 скоростей приводов эта граница деформируетс , отклон с вправо или влево от статической в за висимости от соотношени скоростей приводов, и формируетс динамическа граница введени коррекции. Таким образом, при подъеме груженого ковша до пересечени им динамической границы введени коррекции суммарные управл ющие ампервитки нереверсивного МУ11 отрицательны и на вход привода т ги корректирующий сигнал не поступает. При пересечении ковшом указанной границы знак ампервитков мен етс и сигнал коррекции, поступающий с выхода МУП на вход привода 13 т ги, ьызывает изменение скорости т ги пропорционально рассогласованию с учетом соотношени скоростей приводов, что приводит к подъему ковша вдоль границы его саморазгрузки с минимальными потер ми электроэнергии . Пример такой траектории показан на фиг. 3 под номером 3. На фиг. 3 приведены две траектории подъема груженого ковша из верхней точки забо , как наиболее часто повтор ющемс варианте. Траектори получена при таком подборе скорости т ги от себ , что достаточно было лишь одной перестановки командоаппаратов приводов в начальной точке подъема . К такой настройке соотношени скоростей стрем тс при наладке дл облегчени работы машиниста, при этом генератор т ги недоиспользуетс по напр жению. Траектори 3 получена при полном использовании генератора т ги ° напр жению дл ускорени вывода ковша к границе саморазгрузки. Траектори 3 экономичнее траектории Ц за счет более быстрого выхода ковша в зону малых нат жений подъемного каната и конечной жесткости механической характеристики привода подъема. При ручном управлении осуществить подъем ковша по траектории 3 машинист не может из-за сложности удержани ковша от опрокидывани в зоне малых нат жений т гового каната. Таким образом, применение способа позвол ет автоматически обеспечить подъем ковша по траектории, при котором нат жение в канатах минимально, что сопровождаетс экономией электроэнергии , ростом производительности снижением нагрева электрических машин , а значит возможностью уплотнить цикл и подн ть дополнительно производительность , улучшени,ем управл емости экскаватора, снижением утомл емости машиниста. 7 Формула изобретени Способ оптимального управлени электроприводами драглайна, заключаю щийс в измерении величин нат жени подъемных и т говых канатов и измене нии скорости приводов подъема и т ги отличающийс тем, что, с целью повышени точности управлени при подъеме груженого ковша, величины нат жени подъемных и т говых канатов измер ют по величине усилий в опорах подшипников траверсы след щих блоков, измер ют величину и направление текущей скорости приводов подъема и т ги, определ ют величину, характеризующую положение ковша в рабочей зоне по сумме измеренных вел 38 чин усили и скоростей, сравнивают ее с заданной величиной, характеризующей зону саморазгрузки, и по величине рассогласовани корректируют скорость привода т ги. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Исследование на цифровой модели рабочих режимов, взаимосв занных электроприводов подъема и т ги экскаватора драглайна. Труды Московского энергетического института 1979 № 400, с. 51-56. 30 between the lifting cable and the boom, the hauling cable and the steel, the cosine of the sum of the boom angle to the horizon and the angle between the boom and the lifting cable and the sine of the sum of the angles between the boom and the hoisting and traction cables, then the ratio between the calculated cosine and sine, subtract a constant value from it and, when the difference sign changes, the signal is applied to a drive 17 and a signal proportional to this difference and causing a decrease in the drive speed of train 2. However, this method has significant drawbacks that bhodimosti performing operations not mediocre measurement angle for the implementation of which are used quite complex mechanical devices and electric devices. In this case, it is impossible to do without a mechanical connection between the rope and the measuring device, which reduces the reliability of the method. In addition, this method requires sine-cosine transducers and a dividing unit, which, both in analogue and digital versions, are complex devices that do not differ in high reliability, especially under the conditions of use of drill lines. Finally, this method does not take into account the speed at which the bucket enters the self-unloading zone, and in the dynamics either bucket tipping is possible or early braking is required and the bucket lift will occur at some distance from the self-unload limit x ropes than is required for optimal control. The closest to the proposed method is the method of controlling the movement of the dragline bucket, which consists in measuring the tension values of the lifting and traction ropes and changing the speed of the lifting drives and the thrust pull. The disadvantage of this method is that it involves manual control of the lifting of the loaded bucket. Since the dragline bucket is loaded unequally from cycle to cycle, its weight varies within fairly wide limits. In this case, the driver cannot choose the precisely set tension of the ropes at which their tension will be minimal. In addition, it follows from the specifics of the work of the dragline that when adjusting the tension of the ropes manually, it is difficult to hold the bucket along the border 3 of self-unloading; at the same time, the driver will often have to work with the controllers of the lifting rod drives. As a result, dynamic currents in the armature circuits of electric drives will increase, and consequently, electric power losses will also increase. The purpose of the invention is to improve the control accuracy of electric drives when lifting a loaded dragline bucket. This goal is achieved by the fact that the tension values of the lifting and traction ropes measure the amount of effort in the bearing bearings of the traverse of the following blocks, measure the magnitude and direction of the current speed of the lifting drives and draws, determine the value characterizing the position of the bucket in the working area by the sum The measured values of force and velocity are compared with a predetermined value characterizing the self-unloading zone, and the speed of the drive train is adjusted according to the mismatch value. FIG. 1 shows a block diagram of a device for implementing a method for optimal control of a dragline electric drive; in fig. 2 is a diagram of installation of force sensors in bearing supports of the traverse of the following blocks; in fig. 3 — static limit for the introduction of the correction of the thrust speed, the trajectory of lifting of the loaded bucket and the approximate self-unloading limit of the bucket; in fig. - a schematic diagram of the device. The device contains magnetoelastic sensors 1 and 2 of force in the bearing support, traverses of the following blocks, included in measuring bridge 3, sensors k and S of lifting drive speed and. ti, intermediate amplifier 6 with its own power supply 7, phase-sensitive detector 8, potentiometers 9 and 10 offset. nor, summing magnetic amplifier. 11, the supply transformer 12 and the drive 13 t gi. The method is carried out as follows. As the bucket moves to the edge of the self-unloading area, which is practically a beam, indicated by 1 in FIG. 3. Measured by sensors 1 and 2, the reaction force in the bearing support is the crosshead of the following blocks (Fig. 2). Sensors T and 2 change their resistance in proportion to the magnitude of their elastic deformation and, consequently, the reaction force. Sensors are included in bridge circuit 3 whose output through an intermediate amplifier 6 is connected to the input of a phase-sensitive detector 8. At the output of the detector, in the absence of displacement, the signals change in proportion to the difference in elastic deformations of sensors 1 and 2, which varies depending on the angle between the hoisting cable and by an arrow and from the tension of a hoisting rope according to the following law and K§Fn (sinV siriy), where Fp is the tension of the hoisting rope; Ur - the angle between the lower branch of the hoisting rope and the boom; -jp is the angle between the branch of the hoisting rope and the boom; K is a coefficient depending on the magnitude of the elastic deformations in the node of the following blocks and is proportional to the transmission coefficient of the sensors, the bridge, the amplifier, and the phase-sensitive detector; a, b - structural dimensions of bearings of the traverse of the following blocks. The signal and, which, without taking into account the bias signal, as it increases, takes a zero value. As the distance increases to its maximum value with the vertical position of the lifting rope. In the presence of an offset signal UL, set by potentiometers 9 and 10, the signal and-and ... takes zero values at vM given by the offset angle close to the value corresponding to the bucket self-unloading boundary. The PDF signal is fed to the control winding of the MOAT, the other two control windings receive signals from sensors and 5 speeds and lifting drives and pull, From the output of MU11, the signal arrives at the input of the drive 13 tons. The signal I-and forms a static limit for the introduction of the correction speed of pu-gi, denoted by 2 in FIG. 3 In the dynamics, signals from sensors A and 5 speeds of the drives are deformed, deviated from the right or left of the static one depending on the ratio of the speeds of the drives, and a dynamic boundary for the introduction of the correction is formed. Thus, when the loaded bucket is lifted before it crosses the dynamic boundary of the introduction of the correction, the total control amplitudes of the non-reversible MU11 are negative and a correction signal is not received at the drive input. When the bucket crosses the indicated boundary, the sign of the ampervit changes and the correction signal from the output of the CBM to the drive input 13 ti, causes a change in the pulling speed proportional to the mismatch, taking into account the ratio of the speeds of the drives, which leads to raising the bucket along the border of its unloading with minimal losses electricity. An example of such a trajectory is shown in FIG. 3 at number 3. In FIG. Figure 3 shows two trajectories of lifting the loaded bucket from the top of the bottom, as the most frequently repeated variant. The trajectory was obtained with such a selection of the speed of gi from itself, that it was enough just one permutation of the actuators' control devices at the starting point of the ascent. For this adjustment, the speed ratio is adjusted during adjustment to facilitate the driver's work, and the power generator is under-used for voltage. Trajectory 3 is obtained by fully using the generator of gi ° voltage to accelerate the output of the bucket to the self-discharge boundary. Trajectory 3 is more economical than trajectory C due to a faster exit of the bucket to the zone of low tension of the hoisting rope and the final rigidity of the mechanical characteristic of the hoist drive. With manual control, the driver cannot lift the bucket along the path 3 because of the difficulty of keeping the bucket from tipping over in the area of low tension of the traction rope. Thus, the application of the method allows the bucket to be lifted up automatically along the trajectory at which the tension in the ropes is minimal, which is accompanied by energy saving, increase in performance by decreasing the heating of electric machines, and therefore the ability to compact the cycle and increase performance, improve control excavator, reducing driver fatigue. 7 Claims The method of optimal control of a dragline electric drive, which consists in measuring the tension of the hoisting and traction ropes and changing the speed of the hoist drives and traction, characterized in that, in order to improve the control accuracy when lifting a loaded bucket, the tension of the hoist and the traction ropes measure the magnitude of the forces in the bearings of the bearings, the traverse of the following blocks, measure the magnitude and direction of the current speed of the lifting drives and draft, determine the value characterizing the position of the forks and in the work area by the sum of the measured force rank led 38 and velocities, compare it with a predetermined quantity characterizing the self discharge zone and the largest skew corrected speed of the drive rod. Sources of information taken into account in the examination 1. Investigation on the digital model of operating modes, interconnected lifting electric drives and the dragline excavator drawbar. Proceedings of the Moscow Energy Institute 1979 No. 400, p. 51-56.
2.Авторское свидетельство СССР № 627219, кл. Е 02 F ЗЛ8, 1978. 2. USSR author's certificate number 627219, cl. Е 02 F ЗЛ8, 1978.
3.Авторское свидетельство СССР № ,.кл. Е 02 F , 1976 (прототип).3. USSR author's certificate №, .kl. E 02 F, 1976 (prototype).
А-АAa
ЖF
Фиг. гFIG. g