SU1388377A1 - Устройство дл управлени электроприводом шахтной подъемной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматическому управлению электроприводом шахтных подъемных машин. Цель - повышение точности управлени  путем снижени  динамических нагрузок в подъемных канатах подъемной установки при их противофазных колебани х (ПФК). Дл  этого устр-во снабжено блоком 23 определени  величины ПФК канатов и подъемных сосудов (ПС) и блоком 24 формировани  сигнала обратной св зи . Блок 23 состоит из датчика 23.1 скорости обводного шкива 21.3 и сумматора 23.2. Выход датчика 23.1 подключен к первому входу сумматора 23.2, к второму входу которого подключен выход датчика 20 скорости барабана подъемной машины. Выход сумматора 23.2 через блок 24 подключен к одному из входов сумматора 3. К другим входам сумматора 3 подключены выходы задатчи- ка 2 программы движени , датчика 20 и блока 21 определени  разности перемещений ПС 27.1 и 27.2 через блок 22 формировани  сигнала коррекции. Выход блока сравнени  соединен с входом регул тора 4 скорости. По сигналу пуска блоком 19 формируетс  ступенчатый сигнал, пропорциональный величине загрузки ПС и имеющий пол рность в зависимости от заданного направлени  движени . Блок 22 формирует сигнал гибкой обратной св зи по синфазным колебани м скорости движени  ПС, а блок 24 - по противофазным . При по влении ПФК канатов и ПС 27.1 и 27.2 возникает знакопеременное напр жение, которое, проход  через блок 24, подаетс  на вход регул тора 4 и отрабатываетс  им. Напр жение, подаваемое на двигатель 12, а значит, и его скорость, измен ютс  т. обр., что ПФК канатов уменьшаютс . 1 ил. (Л ос 00 00 00 rff.Z

Description

Изобретение относитс  к подъемным установкам , а именно к системам автоматического управлени  электроприводом посто нного тока шахтных подъемных машин, и может быть использовано в системах автоматизации шахтных подъемных установок.

Цель изобретени  - повышение точности управлени  путем снижени  динамических нагрузок в подъемных канатах подъемной установки при их противофазных колебани х .

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  управлени  электроприводом шахтной подъемной машины состоит из последовательно соединенных блока 1 пуска, задатчика 2 программы движени , первого сумматора 3, регул тора 4 скорости, второго сумматора 5, формировател  6 статических характеристик, ограничител  7, третьего сумматора 8, регул тора 9 тока  кор  двигател , тиристорного преобразовател  10, датчика 11 тока  кор , выход которого соединен с вторым входом сумматора 8, подъемного двигател  12. Второй выход формировател  6 статических характеристик соединен с последовательно соединенными четвертым сумматором 13, регул тором 14 тока возбуждени  и тиристорным преобразователем 15. Датчик 16 тока возбуждени  соединен с вторым входом сумматора 13 и включен в цепь обмотки 17 возбуждени  подъемного двигател  12. Выходы датчиков 18.1 и 18.2 загрузки, установленных в погрузочном пункте, св заны с первым входом блока 19 выбора направлени  движени , второй вход которого соединен с вторым выходом блока 1 пуска, а выход - с вторым входом сумматора 5.

Выход датчика 20 скорости барабана подъемной машины соединен с вторым входом первого сумматора 3. Выход блока 21 определени  разности перемещений подъемных сосудов соединен через блок 22 формировани  сигнала коррекции с третьим входом первого сумматора 3.

Выход блока 23 определени  величины противофазных колебаний канатов и подъемных сосудов, который состоит из датчика 23.1 скорости обводного шкива 21.3 и п того сумматора 23.2, подключен через блок 24 формировани  сигнала обратной св зи к четвертому входу первого сумматора 3.

На чертеже показаны также контрольные канаты 21.1, нат жное устройство 21.2, обводной шкив 21.3, датчик 21.4 перемещени  шкива, барабан 25 подъемной машины, копровые шкивы 26.1 и 26.2, подъемные сосуды 27.1 и 27.2 и подъемные канаты 28.1 и 28.2.

Функци  блока 19 заключаетс  в формировании по сигналу пуска ступенчатого сигнала , пропорционального величине загрузки подъемного сосуда и имеющего пол рность в зависимости от заданного направлени 

движени  (вперед - плюс, назад - минус). Формирование этого сигнала необходимо дл  того, чтобы за врем  растормаживани  подъемной машины ток двигател , а соот- 5 ветственно, и движущийс  момент на его валу возросли до величины, необходимой дл  поддержани  груженого сосуда на весу. Блоки 22 и 24 по выполн емым функци м аналогичны, и  вл ютс  блоками формировани  гибких обратных св зей контура регу0 лировани  скорости. При этом блок 22 формирует сигнал гибкой обратной св зи по синфазным колебани м скорости движени  подъемных сосудов, а блок 24 - по противофазным .

5 Функции, реализуемые этими блоками, и, соответственно их структуры и схемы определ ютс  в результате синтеза системы подчиненного регулировани . При этом результат синтеза САР зависит от параметров конкретной подъемной установки (глубина шах0 ты, мощность подъемной машины, вид органа навивки, массы вращающихс  частей и т. п.). В каждом конкретном случае структуры и схемы блоков различные.

Учитыва  то, что датчик 23.1 формирует сигнал, пропорциональный скорости вращени  щкива 21.3, а следовательно, и скорости движени  подъемных сосудов, и то, что сигнал с блока 24 поступает на вход первого сумматора 3, блок 24 может представл ть собой обычный усилитель посто нного тока

Q с коэффициентом усилени , определ емым дл  конкретной подъемной установки.

На вход блока 22 с датчика 21.4 поступает сигнал, пропорциональный синфазным колебани м перемещени  подъемных сосудов . Учитыва , что сигнал, поступающий

5 на вход сумматора 3 регул тора 4 скорости с выхода блока 22 должен иметь размерность скорости, то блок 22 может представл ть собой дифференцирующее звено (скорость  вл етс  производной от перемещени ). Устройство работает следующим образом.

0 С выхода блока 1 подаетс  сигнал начала движени . Задатчик 2 программы движени  начинает формировать программу движени  подъемного сосуда в функции времени. Одновременно с входным сигналом на вход

с блока 19 поступает сигнал с датчиков 18 загрузки, и на выходе блока 19 формируетс  сигнал, пол рность которого определ етс  заданным направлением движени , а величина - приложенным статическим моментом . При поступлении указанного ступенча0 того сигнала на вход сумматора 5 формировател  6 статических характеристик на его выходах формируютс  сигналы управлени  током  кор  и током возбуждени . В результате этого происходит нарастание тока возбуждени  и тока  кор  подъемного двига5 тел , а следовательно, и нарастание момента ограничиваетс  только посто нными времени регул торов тока  кор  9 и тока возбуждени  14. Врем  нарастани  момента меньше

времени растормаживани  подъемной машины , поэтому происходит подхватывание груза, а просадки подъемного сосуда не происходит. Рывок в устройстве также исключаетс , так как контур регулировани  скорости поддерживает скорость всегда на заданном уровне, начина  с нул .

В дальнейшем на разгон и замедление подъемной машины ступенчатый сигнал не вли ет, так при выходе из зоны действи  датчиков 18 загрузки он снимаетс , а регул тор 4 скорости поддерживает величину скорости на уровне, который задаетс  задат- чиком 2 программы движени . При допущении отсутстви  упругости подъемных канатов во врем  работы подъемной уста- новки линейные перемеш.ени  обоих сосудов относительно точки начала их движени  равны, следовательно, длина набегаюпдей на обводной шкив 21.3 ветви контрольного каната 21.1 строго равна длине сбегаюшей ветви и поэтому обводной шкив 21.3 удержи- ваетс  в одном и том же положении по вертикали . В реальной системе канат обладает упругими свойствами, в св зи с чем обводной шкив испытывает посто нные перемещени  по вертикальной оси, величина кото- рых зависит от выт жки грузовых канатов. Пружинное нат жное устройство 21.2 обеспечивает необходимый ход шкива при требуемом нат жении контрольных канатов. Перемещени  обводного шкива 21.3 вызывают перемещение подвижной части, например индуктивного датчика 21.4 который, дает на выходе знакопеременное посто нное напр жение , величина которого пропорциональна этому перемещению, а знак определ етс  направлением движени  шкива относительно своего исходного положени . Сигнал с датчика 21.4 поступает на вход блока 22, который содержит динамические звень  и формирует требуемый дл  каждого конкретного привода и установки свой закон изменени  сигнала обратной св зи. Далее сигнал поступает на вход первого сумматора 3, регул тора 4 скорости, обрабатываетс  он и системой регулировани  в целом, в результате чего двигатель 12 вырабатывает момент стрем щийс  погасить колебани  подъемных канатов 28.1 и 28.2 и тем самым устранить вертикальные перемещени  обводного шкива 21.3.

При колебани х подъемных канатов и сосудов возникает такой режим, когда, предположим , сначала канат 28.1 сжимаетс , а канат 28.2 раст гиваетс , затем наоборот, т. е. по вл ютс  противофазные колебани  канатов. В этом случае перемещени  подъемных сосудов относительно своего исходного положени  в каждый момент времени могут быть одинаковыми и поэтому верти- кальные перемещени  обводного щкива отсутствуют . Следовательно, не действует и обратна  св зь, направленна  на устранение

разности в перемещени х подъемных сосудов . Однако противофазные колебани  подъемных канатов и сосудов в данном режиме устран ютс  по цепи обратной св зи через блоки 23 и 24. Это осуществл етс  следующим образом.

Датчик скорости 23.1 обводного щкива 21.3 при работе подъемного барабана 25 выдает сигнал, который суммируетс  с обратным знаком на блоке 23.2 с сигналом датчика 20 скорости барабана 25 подъемной машины. Когда скорости вращени  обводного шкива 21.3 и барабана 25 одинаковые, то на выходе блока 23.2 напр жение равно нулю, а при по влении противофазных колебаний подъемных сосудов 27.1 и 27.2 возникает знакопеременное напр жение, которое, проход  через блок 24 формировани  сигнала обратной св зи, подаетс  на вход регул тора скорости и затем им отрабатываетс . В результате этого напр жение, подаваемое на двигатель, а значит, и скорость двигател  измен ютс  таким образом, что противофазные колебани  канатов уменьшаютс . Введение в известное устройство блока 23 определени  величины противофазных колебаний канатов и сосудов, а также заведение с его выхода через блок 24 обратной св зи на вход регул тора 4 скорости позвол ет снизить противофазные колебани  подъемных сосудов и канатов, а следовательно, уменьшить динамические нагрузки в подъемных канатах, повысить точность и надежность управлени  шахтной подъемной машиной , позвол ет снизить величину суммарных нагрузок на канат, определ емых противофазными колебани ми канатов в зависимости от типа подъемной установки в пределах от I до 2%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  электроприводом шахтной подъемной машины, содержащее блок пуска, задатчик программы двигател , первый сумматор, регул тор скорости , второй сумматор, формирователь статических характеристик, ограничитель, третий сумматор, регул тор тока, тиристор- ный преобразователь тока  кор  электродвигател , соединенные последовательно, датчик тока  кор  электродвигател , выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, подъемный электродвигатель, второй выход формировател  статических характеристик через четвертый сумматор и регул тор тока возбуждени  подключен к тиристорному преобразователю тока возбуждени , при этом выход датчика тока возбуждени  подключен к второму входу четвертого сумматора, два датчика загрузки подъемных сосудов, выходы которых подключены к первому входу блока выбора направлени  двигател , к второму входу которого подключен второй выход блока пуска.

   а выход блока выбора направлени  двигател  подключен к второму входу второго сумматора, блок определени  разности перемещений подъемных сосудов, выход которого через блок формировани  статических характеристик подключ.ен к третьему входу первого сумматора, датчик скорости барабана подъемной машины, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности управлени  путем снижени  динамических нагрузок в подъемных канатах при их противофазных колебани х, оно снаб

   жено блоком определени  величины противофазных колебаний канатов и подъемных сосудов, содержащим датчик скорости обводного шкива и п тый сумматор, и блоком формировани  сигнала обратной св зи, при этом выход датчика скорости обводного щкива подключен к первому входу п того сумматора, к второму входу которого подключен выход датчика скорости барабана подъемной машины, а выход п того сумматора через блок формировани  сигнала обратной св зи подключен к четвертому входу первого сумматора.