SU1731946A1 - Устройство управлени многоприводным механизмом подачи горной машины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к средствам автоматического управлени  электроприводами угледобывающих комбайнов, и позвол ет повысить их производительность и надежность Датчик 3 нагрузки электропривода резани , источник 5 опорного сигнала и регул тор 4 нагрузки задают величину скорости электроприводам 13 и 14 рабочей и холостой ветви т говой цепи, обеспечива  номинальную нагрузку электропривода резани . Датчики 1 и 2 контролируют нагрузку электроприводов 13 и 14. Блок 10 выравнивани  нагрузки и сумматоры 8 и 9 обеспечи- вают равенство значений нагрузки электроприводов 13 и 14 путем регулировани  их скорости. Узел 11 выделени  максимального сигнала выдел ет большую величину из значений нагрузки электроприводов 13 и 14, котора  сравниваетс  с максимально допустимым значением, заданным источником 5 опорного сигнала, и при его превышении скорость подачи комбайна резко снижаетс  и снижаетс  нагрузка электроприводов 13 и 14. 1 ил. СП С

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано в системе автоматического регулировани  и управлени  электроприводами угопьных комбайнов.

Известно устройство управлени  с вынесенной системой подачи очистного комбайна , содержащее электромагнитную муфту скольжени  т нущего привода, соединенную с регул тором нагрузки и скорости , электромагнитную муфту скольжени  подт гивающего привода, соединенную с регул тором тока.блок сравнени , задатчик усили , вычитающий блок, датчик мощности подт гивающего привода, датчик давлени  в гидродомкрате подт гивающего привода. При этом выход датчика мощности подт гивающего привода соединен с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом датчика давлени  в гидродомкрате подт гивающего привода, выход вычитающего блока соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика усили , а выход - с входом регул тора тока. Применение в известном устройстве электромагнитных муфт скольжени  приводит к повышенным потер м электрической энергии, особенно на низких скорост х работы; нагрузка привода холостой ветви не зависит от нагрузки т нущего привода, а определ етс  заданным значением нат жени , что приводит к тому, что неэффективно используетс  привод холостой ветви, присс

Ј о

воды рабочей и холостой ветвей т говой цепи загружены неравномерно.

Наиболее близок к предлагаемому устройство управлени  многоприводным вынесенным механизмом подачи горной машины, содержащее приводы рабочей и холостой ветвей т говой цепи, датчик нагрузки электропривода резани , присоединенный к первому входу регул тора нагрузки, элемент сравнени , регул тор тока , датчики нагрузки приводов рабочей и холостой ветвей, выходы которых присоединены через элемент сравнени  к регул тору тока привода холостой ветви т говой цепи.

В данном устройстве нагрузка приводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи в статике и динамике неравномерна, поэтому привод ветви т говой цепи недоиспользуетс  по мощности в статике; в динамических режимах пуска, наброса и сброса нагрузки один из приводов периодически может переходить в генераторный ре- жим, т.е. также использоватьс  неэффективно; схема рассчитана на устранение перегрузки привода рабочей ветви т говой цепи, и при перегрузке привода холостой ветви т говой цепи нагрузка не выравниваетс  из-за несимметричности системы управлени ; при быстрой перегрузке любого из приводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи их нагрузка не ограничиваетс .

Цель изобретени  - повышение производительности и надежности горной машины за счет выравнивани  нагрузки приводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи в статике и динамике.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство управлени  многоприводным механизмом подачи горной машины, содержащее датчики нагрузки электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи, датчик нагрузки электропривода резани , регул тор нагрузки, первый и второй источники опорного сигнала, первый элемент сравнени , второй вход которого соединен с вторым источником опорного сигнала, дополнительно введены два сумматора, блок выравнивани  нагрузки, узел выделени  максимального сигнала, диод. При этом первый и второй входы регул тора нагрузки соединены соответственно с датчиком нагрузки электропривода резани  и первым источником опорного сигнала, выход регул тора нагрузки соединен с первым входом первого и второго сумматоров, выходы которых соединены соответственно с управл ющим входом электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи, выход датчика нагрузки электропривода рабочей ветви

т говой цепи присоединен к первому входу блока выравнивани  нагрузки и первому входу узла выделени  максимального сигнала , выход датчика нагрузки электропривода холостой ветви т говой цепи - к второму входу блока выравнивани  нагрузки и второму входу узла выделени  максимального сигнала, первый выход блока выравнивани  нагрузки - к вторым входам первого и вто0 рого сумматоров, а второй выход - к третьему входу первого и второго сумматоров, выход узла выделени  максимального сигнала - к первому входу первого элемента сравнени , а выход элемента сравнени  че5 рез диод - к четвертому входу первого и второго сумматора. Кроме того, блок выравнивани  нагрузки включает второй элемент сравнени , первый и второй компараторы, узел выделени  модул , регул тор выравни0 вани  нагрузки, первый и второй ключи, при этом первый вход блока выравнивани  нагрузки присоединен к первому входу второго элемента сравнени , выход которого через первый компаратор присоединен к

5 управл ющему входу первого ключа, через второй компаратор - к управл ющему входу второго ключа, и через последовательно соединенные узел выделени  модул , регул тор выравнивани  нагрузки - к входам

0 первого и второго ключей, выход первого ключа  вл етс  первым выходом блока выравнивани  нагрузки, а выход второго ключа - вторым выходом блока выравнивани  нагрузки.

5 Устройство управлени  многоприводным механизмом подачи горной машины содержит датчики нагрузки электроприводов рабочей 1 и холостой 2 ветвей т говой цепи, датчик 3 нагрузки электропривода резани ,

0 регул тор 4 нагрузки, первый 5 и второй 6 источники опорного сигнала, первый элемент сравнени , второй вход которого соединен с вторым источником 6 опорного сигнала, два сумматора 8, 9, блок 10 вырав5 нивани  нагрузки, узел 11 выделени  максимального сигнала, диод 12. При этом первый и второй входы регул тора 4 нагрузки соединены соответственно с датчиком 3 нагрузки электропривода резани  и первым

0 источником 5 опорного сигнала, выход регул тора 4 нагрузки соединен с первым входом первого 8 и второго 9 сумматоров, выходы которых соединены соответственно с управл ющим входом электроприводов

5 13, 14 рабочей и холостой ветвей т говой цепи. Выход датчика 1 нагрузки электропривода 13 рабочей ветви т говой цепи присоединен к первому входу блока 10 выравнивани  нагрузки и первому входу узла 11 выделени  максимального сигнала,

выход датчика 2 нагрузки электропривода 14 холостой ветви т говой цепи присоединен к второму входу блока 10 выравнивани  нагрузки и второму входу узла 11 выделени  максимального сигнала, первый выход блока 10 выравнивани  нагрузки присоединен к вторым входам первого 8 и второго 9 сумматоров , а второй выход - к третьим их входам. Выход узла 11 выделени  максимального сигнала присоединен к первому входу первого элемента 7 сравнени , а выход элемента 7 сравнени  через диод 12 присоединен к четвертому входу первого 8 и второго 9 сумматоров.

Блок 10 выравнивани  нагрузки включает второй элемент 15 сравнени , первый 16 и второй 17 компараторы, узел 18 выделени  модул , регул тор 19 выравнивани  нагрузки, первый 20 и второй 21 ключи. При этом первый вход блока 10 выравнивани  нагрузки присоединен к первому входу второго элемента 15 сравнени , выход которого через первый компаратор 16 присоединен к управл ющему входу первого ключа 20, через второй компаратор 17 - к управл ющему входу второго ключа 21 и через последовательно соединенные узел 18 выделени  модул , регул тор 19 выравнивани  нагрузки - к входам первого 20 и второго 21 ключей, выход первого ключа 20  вл етс  первым выходом блока 10 выравнивани  нагрузки, а выход второго ключа 21 - вторым выходом последнего. Рабоча  ветвь т говой цепи - 22, холоста  ветвь -23.

Момент электродвигателей приводов 13, 14 преобразуетс  в усилие в рабочей 22 и холостой 23 ветв х т говой цепи с помощью звездочек 24, 25, вращающихс  через редукторы (они не показаны на чертеже ) от электроприводов 13, 14.

Устройство работает следующим образом . В нормальном режиме работы горной машины скорость перемещени  комбайна и скорость перемещени  рабочей 22 и холостой 23 ветвей т говой цепи определ етс  сигналом с выхода регул тора 4 нагрузки, подаваемым, соответственно, через первый сумматор 8 на электропривод 13 рабочей ветви и через сумматор 9 - на электропривод 14 холостой ветви. Сигнал на выходе регул тора 4 нагрузки зависит от разности между заданным значением тока з электродвигател  резани  комбайна, подаваемым с источника 5 опорного сигнала, и фактическим значением ф электродвигател  резани , измер емым датчиком 3 тока. Если фактический ток превышает заданный (повышение крепости угл  в зоне работы ир- полнительного органа комбайна), регул тор

4 нагрузки выдает сигнал на регулируемые электроприводы 13, 14, обеспечивающие снижение скорости перемещени  комбайна , и тем самым обеспечиваетс  снижение

толщины стружки, момента сопротивлени , тока электродвигател  резани  комбайна. В случае уменьшени  фактического тока, например , из-за снижени  крепости гул , регул тор 4 нагрузки обеспечивает снижение

скорости перемещени  комбайна, т.е. стабилизацию тока электродвигател  резани  комбайна, путем изменени  скорости подачи или толщины стружки исполнительного органа комбайна. Особенность данной системы управлени  заключаетс  в том, что задание скорости на электроприводы 13,14 от регул тора 4 нагрузки выдаетс  одной величины , т.е. это должно способствовать поддержанию нагрузки (тока) электроприводов

13, 14 на одинаковом уровне.

В процессе работы электропривода сопротивление перемещению рабочей 22 и холостой 23 ветвей может мен тьс , причем случайным образом - перекос цепи на отдельных секци х, заштыбовка участка цепи и т.д.; при этом мен етс  усилие в ветв х рабочей ветви и токи электродвигателей приводов 13, 14. Дл  выравнивани  нагрузок электроприводов 13, 14 предназначен

блок 10 выравнивани  нагрузки, на вход которого с датчиков 1 и 2 тока поступают сиг- налыфактическойнагрузки

электроприводов 13, 14 - Н; 12. В блоке 10, в элементе 15 сравнени , эти токи сравниваютс , и на его выходе по вл етс  сигнал ДНН2. Этот сигнал поступает на компаратор 16 положительного знака Д1 , сигнал на выходе которого равен единице, если , на компаратор 17 отрицательного знака Д|,

сигнал на выходе которого равен единице, если Д 0, и узле 18 выделени  модул }А1(. Сигнал | Д | с выхода узла 18 поступает на регул тор 19 выравнивани  нагрузки, который по одному из типовых знаков (пропорционально-интегральный-дифференциаль - ный) формирует выходной сигнал, поступающий на ключи 20 и 21.

Если Д 0, это означает, что электропривод 13 загружен больше, чем электропривод 14, ключ 20 открыт единичным сигналом с выхода компаратора 16, и выходной сигнал регул тора 19 поступает на второй вход сумматора 8 со знаком -, на второй вход сумматора 9 - со знаком +.

При этом скорость (частота вращени ) электропривода 13 и звездочки 24 уменьшаетс , а скорость электропривода 14 и звездочки 25 повышаетс , и поэтому нат жение рабочей ветви 22 ослабевает, а нат жение холостой ветви 23 увеличиваетс . В соответствии с этим выравниваютс  нагрузки электроприводов 13, 14, так как ток электропривода 13 уменьшаетс , а ток электропривода 14 увеличивает до их выравни- вани , когда Д1 становитс  равным нулю.

Если ДI 0, это значит, это электропривод 14 загружен больше электропривода 13. Единичный сигнал с выхода компаратора 17 открываетс  ключ 21, и выходной сигнал с регул тора 19 поступает на третий вход сумматора 8 со знаком + и на третий вход сумматора 9 - со знаком -. При этом скорость (частота вращени ) электропривода 13 и звездочки 24 увеличиваетс , а скорость электропривода 14 и звездочки 25 уменьшаетс , и поэтому нат жение рабочей ветви 22 цепи увеличиваетс , а нат жение холостой ветви 23 уменьшаетс . В соответствии с этим выравниваютс  нагрузки электропри- водов 13 и 14, так как ток электропривода 13 увеличиваетс , а ток электропривода 14 уменьшаетс , пока не станет .

При перегрузке любого из электроприводов 13, 14 сигнал на выходе блока 11 вы- делени  максимального сигнала, равный току наиболее загруженного электропривода , поступает на элемент 7 сравнени , на другой вход которого подаетс  сигнал от источника 6 опорного сигнала, равный нэпе- редзаданной максимальной величине перегрузки , котора  не может даже кратковременно действовать, например 1,2-1,4, от номинального тока электроприводов 13. 14. При превышении током любого из электроприводов 13,14 величины 1,2-1,4 их номинального значени  на выходе элемента 7 сравнени  по вл етс  положительный сигнал, который через диод 12 поступает со знаком - на четвертые входы сумматоров 8 и 9, что обеспечивает быстрое одновременное снижение скоростей электроприводов 13,14, а значит и скорости подачи комбайна, толщины стружки и нагрузки (тока) этих электроприводов.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение отличаетс  новыми признаками - двум  сумматорами 8, 9, блоком 10 выравнивани  нагрузки, узлом 1 выделени  максимального сигнала, элемен- том 7 сравнени , диодом 12 и их св з ми с перечисленными в ограничительной части формулы изобретени , и между собой.

Положительный эффект технического решени  по сравнению с прототипом за- ключаетс  в повышении производительности и надежности комбайна, причем весь эффект достигаетс  за счет новых признаков .

Действительно, так как выходной сигнал с регул тора  вл етс  одним дл  электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи, то нагрузка этих электроприводов в статике одинакова. Кроме того, введение блока выравнивани  нагрузки с его выходом на электроприводы рабочей и холостой ветвей т говой цепи в статике и переходных режимах под действием возмущений, действующих на исполнительный орган комбайна. В прототипе нагрузки электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи разные (у привода рабочей ветви в статике всегда больше, а в динамике любой из них может иметь большую нагрузку ), и поэтому один из них недоиспользуетс  по нагрузке, а в целом недоиспользуетс  по нагрузке весь привод вынесенного механизма подачи комбайна. Поэтому производительность комбайна определ етс  по приводу рабочей ветви, а привод холостой ветви выполн ет функцию прот гивани  ее и недоиспользуетс  по мощности.

В предлагаемом техническом решении использование электроприводов по нагрузке как в статике, так и в динамике одинаковое , при этом привод холостой ветви т говой цепи воспринимает часть нагрузки привода рабочей ветви и его полезна  мощность всегда больше, чем у прототипа. Поэтому при отсутствии ограничений по мощности привода резани  производительность комбайна с предлагаемым устройством управлени  выше, чем у прототипа, за счет более полного использовани  мощности привода подачи.

Применение в предлагаемом техническом решении узла 11 выделени  максимального сигнала, элемента 7 сравнени , диода 12 и сумматоров 8, 9 по сравнению с прототипом обеспечивает быстрое снижение линейных скоростей рабочей и холостой ветвей т говой цепи, а значит и снижение перегрузок трансмиссий и электроприводов 13, 14 т говой цепи и привода резани  комбайна , за счет чего повышаетс  надежность привода.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство управлени  многоприводным механизмом подачи горной машины, содержащее датчики нагрузки электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи, датчик нагрузки электропривода резани , регул тор нагрузки, первый и второй источники опорного сигнала, элемент сравнени , первый вход которого соединен с первым источником опорного сигнала , о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  производительности и надежности , оно дополнительно снабжено двум  сумматорами, блоком выравнивани  нагрузки , узлом выделени  максимального сигнала и диодом, при этом первый и второй входы регул тора нагрузки соединены соот- ветственно с датчиком нагрузки электропривода резани  и вторым источником опорного сигнала, выход регул тора нагрузки соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, выходы которых соеди- нены соответственно с управл ющими входами электроприводов рабочей и холостой ветвей т говой цепи, выход датчика нагрузки электропривода рабочей ветви т говой цепи соединен с первыми входами блока выравнивани  нагрузки и узла выделени  максимального сигнала, выход датчика нагрузки электропривода холостой ветви т говой цепи соединен с вторыми входами блока выравнивани  нагрузки и узла выде- лени  максимального сигнала, первый выход блока выравнивани  нагрузки соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров , второй выход блока выравнивани  нагрузки соединен с третьим входами пер-

   вого и второго сумматоров, выход узла выделени  максимального сигнала соединен с вторым входом элемента сравнени , выход которого через диод соединен с четвертыми входами первого и второго сумматоров.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что блок выравнивани  нагрузки содержит элемент сравнени , первый и второй компараторы, узел выделени  модул , регул тор выравнивани  нагрузки, первый и второй ключи, при этом первый и второй входы блока выравнивани  нагрузки соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнени , выход которого через первый компаратор соединен с управл ющим входом первого ключа, через второй компаратор - с управл ющим входом второго ключа и через последовательно соединенные узел выделени  модул  и регул тор выравнивани  нагрузки - с информационными входами первого и второго ключей, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами блока выравнивани  нагрузки .

   22

   w.