Устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫБОРА ЗАЗОРОВ В МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПОВОРОТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигателями постоянного, тока, управляемьш преобразователем, звеном ограничения; интегральным регулятором тока, датчиком тока и ключом, о т л и чающееся тем, что, с целью упрощения и.повышения надежности устройства, оно снабжено датчиками ускорения каждого двигателя и блоком выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков ускорения соединены с входами блока выделения наибольшего сигнала, а выход блока (Л выделения наибольшего сигнала соединен с входом звена ограничения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу датчика тока . воСП с сд :

(1Ю (И) СОЮ) СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3321781/29-03 .(22) 24.07.81 (46) 30.04.83. Бюл. В 16 (72) Ю.Я.Вуль, Н.A.Ñåðîâ, Ю.В.Симонов, A .Â.Сапилов, Ю.Т.Калашников и М.М.Кошевой (71) Государственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Гипроуглеавтоматизация и Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения Ново-Краматорский машиност оительный завод (53) 621.879.34(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 225978, кл. Н 02 Р 5/00,. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 459384 кл. Н 82 Р 5/22, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

В 412358 кл..Е 02 F 9/20, 1972.

4. Авторское свидетельство -СС Р

В 785438, кл. Е 02 Р 9/20, 1978 (прототип).

3(5D E 02 F 9 20 H 02 P 5 00... (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫБОРА ЗАЗОРОВ В МНОГОДВИГА-, ТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПОВОРОТНЫХ

МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый злектропривод с двигателями постоянного. тока, управляемым. преобразователем, звеном ограничения; интегральным регулятором тока, датчиком тока и ключом, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и,повышения надежности устройства, оно снабжено датчиками ускорения каждого двигателя и блоком выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков ускорения соединены с входами блока выделения наибольшего сигнала, а выход блока выделения наибольшего сигнала сое- динен с входом звена ограничения через ключ, управляющий вход кото. рого подключен к выходу датчика тока.

1015053.

Изобретение относится к регулируемым электроприводам постоянного тока поворотных механизмов экскаваторов и может быть применено для ограничения величин динамических нагрузок, возникающих в процессе выбора зазоров в упругих элементах по- воротных механизмов одноковшовых экскаваторов, а также в опорно-поворотных механизмах кранов и других машин с относительно большими значенияь:и маховых масс и приведенного к валу двигателя зазора, где суммарный момент инерции приводимых во вращение масс во много (10-20 и более) раз превышает момент инерции l5 двигателя.

Известны устройства управления процессом выбора зазоров в передачах электропривода постоянного тока поворотного механизма экскаватора, в которых с целью ограничения динамичес ких нагрузок, возникающих в р езультате удара в процессе выбора зазоров,задают малую скорость изменения ЭДС преобразователя (генератора постоян- 25 ного тока) на период выбора зазоров с помощью сильной гибкой отрицательной связи по ЭДС преобразователя f2) и (2) или с помощью малой величины задания, подаваемого на вход интегрального регулятора тока на период выбора зазоров 3 .

Фиксация момента окончания выбора зазоров в устройствах (1) и (3) производится по значительному увеличению тока главной цепи благодаря многократному увеличению маховых масс привода после окончания выбора зазоров.

Так как во всех перечисленных выше устройствах от управляемого 40 преобразователя (генератора постоянного тока или тиристорного преобразователя), получает питание только один двигатель постоянного тока, задание малой скорости изме- 45 .нения ЭДС преобразователя при выборе зазоров одновременно означает

" задание малой величины ускорения двигателя в процессе выбора зазоров.

Однако на практике все одноковшовые экскаваторы с ковшом 4 м и более оборудуются многодвигательным электроприводом поворота, причем в одну силовую цепь включают последовательно не менее двух двигателей. При последовательном включении двух и более двигателей в одну силовую цепь, после окончания выбора зазоров в передаче одного двигателя (например в процессе пуска привода), этот двигатель останавливается, а 60 к остальным двигателям, в передачах которых зазоры еще открыты, приклапывается все напряжение преобразователя и ускорение этих двигателей существенно увеличивается ° Возрастают и динамические нагрузки, возникающие в результате удара после окончания выбора зазоров в передачах последующих (после первого) двигателей.

Недостаток перечисленных выше устройств заключается в том, что они не обеспечивают поддержание постоянства ускорения двигателей при выборе зазоров в многодвигательном приводе поворотного механизма, что приводит к существенному увеличению ускорения и величин динамических нагрузок при неодновременном закрытии зазоров в передачах разных двигателей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигателями постоянного тока, управляемым преобразователем, звеном ограничения, интегральным регулятором тока,. датчиком тока и ключом (4).

Укаэанное устройство обеспечивает закон изменения ЭДС преобразователя, необходимый для поддержания постоянной величины ускорения двигателей, при неодновременном выборе зазоров в передачах многодвигательного привода поворота.

Недостаток известного устройства заключается в его черезмерной сложности, связанной с необходимостью применения дополнительной цепи отрицательной связи по току с очень большим коэффициентом усиления и дополнительных задающих цепей на входе интегрального регулятора тока, а также с необходимостью фиксации моментов окончания выбора зазоров каждым двигателем, При этом в моменты окончания выбора зазоров каждыьЧ из двигателей должно происходить одновременное скачкообразное изменение на определенную величину сигнала задания на входе интегрального регулятора тока и замыкания дополнительной цепи отрицательной связи по току. Перечисленные дополнительные связи и устройства требуют большого количества дополнительных цепей, содержащих ключевые элементы и нуждающихся в индивидуальной настройке.

Кроме того, указанное устройство характеризуется недостаточной надежностью, определяемой необходимостью измерения малых вели ин моментов в валопроводах механизма поворота.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности устройства.

Для достижения указанной цели устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных

1015053

3 электроприводах поворотных механиз- мов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигателями постоянного тока, управляемьм преобразователем, звеном ограничения, интегральным регулятором тока, датчи ком тока и ключом, снабжено датчиками ускорения каждого двигателя и блоком выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков уско- 10 рения соединены с входами блока выделеьия наибольшего сигнала, а выход блока выделения наибольшего сигнала соединен с входом звена ограничения через ключ, управляющий вход 15 которого подключен к выходу датчика тока.

На чертеже показана блок-схема устройства управления процессом выбора зазоров. 20

Устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включает регулируемый электропривод с двигателями 1 и 2 постоянного тока, управляемым преобразователем 3, звеном 4 orpa,Hè÷åíèÿ, интегральным регулятором 5 тока, датчиком 6 тока и ключом 7.

Устройство снабжено датчиками 8. и 9 ускорения каждого двигателя, блоком 10 выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков 8 и:9 ускорения соединены с входами .блока 10 выделения наибольшего сигнала, а выход блока 10. выделения наибольшего сигнала соединен с входом звена 4 ограничения через ключ 7, управляющий вход которого подключен 40 к выходу,цатчика б тока.

В устройстве управляемый преобразователь 3 может быть тиристорным преобразователем или генератором постоянного тока, звено 4 ограничения, 45 регулятор 5 тока, датчик б тока и датчики 8 и 9 ускорения могут быть выполнены на основе операционных усилителей постоянного тока на микросхемах, ключ.-7 может быть транзисторным ключом (полевым транзистором), блок 10 вьщеления наибольшего сигнала может быть выполнен на диодах и операционных усилителях, причем, если преобразователь 3 — генератор постоянного тока, то регулятор 5—

55 тиристорный преобразователь.

Устройство работает следующим образом.

При открытых зазорах действует .сильная отрицательная связь по

60 ускорению двигателей 1 и 2. Сигнал этой связи поступает с-выходов датчиков 8 и 9 ускорения через блок 10 выделения наибольшего сигнала и ключ

7 на вход звена 4 ограничения, где 65 сравнивается с сигналом задания скорости тока.

Если ускорение не равно заданному, на вход звена 4 ограничения воз- действует разность сигналов задания и отрицательной связи по ускорению, которая с помощью регулятора 5 тока, в свою очередь, воздействует на управляемый преобразователь 3 и приводит к изменению ускорения двигателей, приближая его к заданной величине.

После закрытия зазоров ток главной цепи существенно увеличивается благодаря многократному увеличению маховых масс привода поворота после окончания выбора зазоров. Сигнал, поступающий при этом с выхода"датчика б тока на управляющий вход ключа 7, закрывает ключ 7, разрывая цепь обратной связи по ускорению . двигателей. В цепи отрицательной связи по ускорению в качестве сигнала обратной связи используют наибольший из сигналов, поступающих с выходов датчиков 8 и 9 ускорения. Выделение наибольшего из сигналов датчиков 8 и 9 производят с помощью блока 10.

В предлагаемом устройстве нет необходимости в изменении парамет- ров системы при выборе зазоров каждым очередным. двигателем, что позволяет существенно упростить его.

В таком устройстве управления про1 гцессом выбора зазоров вместо скорости изменения ЭДС преобразователя регулируется максимальная скорость изменения ЭДС двигателя; ЭДС преобразователя при этом становится не контролируемой, а промежуточной величиной.

При этом используется то обстоятельство, что максимальной ускорение при выборе зазоров всегда имеет один из двигателей, зазор в валопроводе которого еще не выбран. Двигатели, выбравшие зазор, имеют заведомо малое ускорение. Именно поэтому для контроля ускорения двигателей при выборе зазоров достаточно выделить максимальное ускорение и ограничить его. Постоянство максимального ускорения двигателей - необходимое и достаточное условие ограничения динамических нагрузок при выборе зазоров . Поскольку устройство управления процессом выбора зазоров обеспечивает постоянство максимального ускорения беэ фиксации момента выбора зазора очередчым двигателем, то необходимость измерения упругого момента в валопроводах отпадает.

Нет необходимости и перестраивать систему в зависимости от числа двигателей, выбравших зазор. Кроме того, отпадает необходимость в до-, полнительной токовой связи (связь по максимальному ускорению сама

1015053

Составитель Р.Гладун

Техред A,Áàáèíåö Корректор С.Шекмар

Редактор A.Ìîòûëü

Заказ 3161/29 Тираж 673 .- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 справится с возможными выбросами тока и исключит резкие изменения скорости двигателей). уменьшение величин динамических нагрузок упругих элементов механизма поворота процессе выбора зазоров после внедрения предлагаемого устройства обеспечит уменьшение износа механизма поворота, увеличение его долговечности и межремонтного срока службы и, таким образом, увеличит 10 производительность экскаватора.

Повышение производительности экое каватора при внедрении предлагаемоro устройства обусловлено увеличением коэффициента использования экскаватора во времени {благодаря увеличению долговечности механизма поворота экскаватора) за счет уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах механизма поворота более чем в 1,5 раза.

Сокращение времени на ремонт механизма поворота и металлоконструкций поворотной платформы и опор. ной базы экскаватора составит не менее 2%.