Устройство контроля за электромагнитным приводом постоянного тока тормоза
1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬШ ПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА ТОРМОЗА, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем получения информации о износе фрикционных накладок и срабатывании тормоза, оно снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуктивности электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом. I 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором , двумя пороговыми элементами, элементом «ИЛИ и двумя элементами памяти , при этом выход мостовой схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговых ключей элемента , сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент ИЛИ с первым входом интегратора и первыми входами каждого элемента памяти, выход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а блок управления электроприво дом тормоза соединен с выходами первого СП и второго элемента памяти элемента сравО нения. СО Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1075031
3(5и F16 D 6600 GOi1 528
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
CO 3
С
Ю нос ладол" ооою. абото"
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3479975/25-27 (22) 06.08.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) В. П. Диденко и В. А. Куленцов (71) Производственное объединение «Ждановтяжмаш» (53) 62-592 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 442952, кл. В 60 Т 17/22, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР № 640068, кл. F 16 D 66/00, 1977 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ 3А
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ
ПОСТОЯННОГО ТОКА ТОРМОЗА, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля путем получения информации о износе фрикционных накладок и срабатывании тормоза, оно снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуктивности электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом.
Г
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором, двумя пороговыми элемента ми, элементом «ИЛИ» и двумя элементами памяти, при этом выход мостовой схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговых ключей элемента. сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент ИЛИ с первым входом интегратора и первыми входами каждого элемента памяти, выход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого порогового элемента. выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а блок управления электроприводом тормоза соединен с выходами первого и второго элемента памяти элемента сравнения.
107503!
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для контроля за рабочим состояни-, ем коло 101ных тормозов с электромагнитами постоянного тока и может быть использоваII0 в системах управления электроприводами горнорудного, транспортного, подъемнограпспортпого и другого оборудования.
Известно устройство для контроля одно:1роводной цепи управления электропневматическим тормозом поезда, содержащее фазочувствительный приемник с путевой цепью, получающей питание через ограничивающее сопротивление, включенное последовательно в однопроводную цепь управления, смонтированное на локомотиве, и конденсаторы, включенные в однопроводную цепь управления па каждом вагоне, в том числе и I1ÿ хвостовом (1).
Недостатком устройства является OTcy 1c Iвие контроля срабатывания механической части тормоза. 20
Наиболее близким к изобретению BIIляется устройство зашиты тормоза, содержащее задающий и дублирующий сельсины, роторы которых жестко взаимосвязаны, блок управления тормозом, электрически связанНпе с пим реле времени, апериодическое звено второго порядка и элемент сравнения.
Элемент сравнения выполнен в виде двух треxollìoòo÷Hûх реле, четыре обмотки которых соединены попарно с выходами олока 30 управления тормозом и а периодического звена второго порядка и вклк>чены встречно-параллельно, и две обмотки соР.11IHciII, с обмоткой статора задающего сельсипа и включены согласно-параллельно (2).
Недостатком известного устройства является отсутствие получения достоверной информации о срабатывании тормоза и о состоянии его механической части, так как устройство контролирует только форму на- 4О пряжения на воде блока управления тормозом, которым может быть, например, индукционный тормоз или асинхронный двигатель в режиме торможения подачей постоянного тока в цепи статора.
При этом не контролируется исправность собственно электрической цепи торможения и механическое состояние электрических ма1пин, используемых в качестве тормоза (отсутствие разрушения подшипников, задевание ротора за статор вследствие выработки посадочных мест подшипников, плотность посадки бочки ротора на валу для асинхронных двигателей и т.д.).
Сельсины, используемые в качестве зад.1ющих элементов, требуют квалифицированногоо периодического обслуживания, так как относятся к устройствам точной механики, ITo снижает надежность устройства защиты тормоза.
Недостатком устройства также является его низкое быстродействие, так как сигнал о неисправности работы тормоза или апериодического звена второго порядка может появляться только по истечении выдержки времени, что в приводах подъема может оказаться совершенно недопустимым.
Кроме того, устройство сложно, в связи с чем его нецелесообразно применять в многодвигательных приводах, имеющих большое количество тормозов постоянного тока.
Целью изобретения является повышение эффективности контроля путем получения информации об износе фрикционных накладок и сраба гывании тормоза.
Поставленная цель дocTH."ается тем, что устройство контроля за работой электромагнитным приводом постоянного тока тормоза, содержащее блок управления электроприводом тормоза и связанный с ним элемент сравнения сигналов, снабжено двумя сопротивлениями, дополнительной индуктивностью, соединенной с катушкой индуKTHBHocTH электромагнитного привода и двумя сопротивлениями в мостовую схему, выход которой соединен с входом элемента сравнения сигналов, при этом отношение индуктивности к сопротивлению в одном плече схемы равно отношению индуктивности к сопротивлению в другом.
При этом устройство снабжено формирователем сигнала, формирователем импульса, двумя аналоговыми ключами, элементом вычитания, интегратором, двумя пороговыми элементами, элементом ИЛИ и двумя элементами памяти. при этом выход мостовои схемы соединен с входом формирователя сигнала и с вторыми входами аналоговы. ключей элемента сравнения сигнала, выход формирователя сигнала соединен с входом формирователя импульса, а через элемент
ИЛИ с первым входом интегратора и первь:ми входами каждого элемента памяти, вь;— ход формирователя импульса соединен с первыми входами каждого аналогового ключа, выходы аналоговых ключей соединены с входами элемента вычитания, выход элемента вычитания соединен с вторым входом интегратора и с входом первого пороговог<1 элемента, выход первого порогового элемента соединен с вторым входом первого элемента памяти, выход интегратора через второй пороговый элемент соединен с вторым входом второго элемента памяти, выход первого элемента памяти соединен с вторым вхо. дом элемента ИЛИ, а блок управления электроприводом тормоза соединен с выходами первого и второго элемента памяти элемента сравнения.
На фиг. 1 изображена структурная схсма предлагаемого устройства: на фиг. 2 —— временные диаграммы работы устройства. а именно: На фиг. 2а — диаграмма напряже1075031
2 — при износе его фрикционных накладок; на фиг. 2е — то же, на выходе интегратора:
1 — для нормальной работы тормоза, 2 — 10 при износе его фрикционных накладок.
Устройство контроля за работой электромагнитного привода постоянного тока тормоза содержит мостовую схему, образованную катушкой 1 электромагнита тормоза, 15 являющеися основнои индуктивностью в мостовой схеме дополнительной индуктивнос20
55 ния на входе мостовой схемы устройства; на фиг. 26 — то же, на выходе формирователя сигнала «Сброс»; на фиг. 2в — то же, на выходе формирователя импульса «Счет»; на фиг. 2 г — то же, на вторых входах первого и второго аналоговых ключей; на фиг. 2д — то же, на выходе элемента вычитания: 1 — для нормальной работы тормоза, тью 2 и сопротивлениями 3 и 4 и элемент 5 сравнения сигналов. Катушка 1 электромагнита тормоза с сопротивлением 3 и дополнительная индуктивность 2 с сопротивлением 4 расположены в прилежащих плечах моста и их общая точка является общей точкой электрической схемы устройства, а отношение индуктивностей к сопротивлениям в разных плечах моста равны. Элемент 5 сравнения сигналов состоит из формирователя 6 сигнала «Сброс», формирователя 7 импульсов «Счет», первого 8 и второго 9 аналоговых ключей, элемента 10 вычитания, интегратора 1, первого 12 и второго 13 пороговых элементов, первого 14 и второго 15 элементов памяти, элемента ИЛИ 16.
Вход формирователя 6 сигнала «Сброс» соединен с входом мостовой схемы, выход с входом формирователя 7 импульсов «Счет» через элемент ИЛИ 16 с входом интегратора 11 и первыми входами элементов памяти 14 и 15. Выход формирователя 7 импульсов «Счет» соединен с первыми входами ключей 8 и 9, вторые входы которых соединены с выходом мостовой схемы. Выходы ключей 8 и 9 соединены с входами элемента 10 вычитания, выход которого подключен к входам интегратора 11 и первого порогового элемента 12. Выход первого порогового элемента 12 соединен с вторым входом первого элемента памяти 14. Выход интегратора 1 через второй пороговый элемент 13 соединен с вторым входом второго элемента памяти 15. Выходы первого 14 и второго 15 элементов памяти соединены с блоком управления электроприводом тормоза, например, лебедки подъема стрелы роторного экска ватора. Выход первого элемента памяти 14 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 16.
Для включен ия тормоза и устройства контроля его срабатывания служит контактор 17.
Устройство работает следующим образом.
В отключенном состоянии тормоза мостовая схема сбалансирована по постоянному току.
При включении тормоза в момент времени li (фиг. 2а) контактором 17 на вход мостовой схемы подается постоянное напряжение ()„„которое поступает на вход формирователя 6 сигнала «Сброс», вырабатывающего узкий импульс напряжения U g> (фиг. 2б), поступающего на входы формирователя 7 импу.тьса «Счет», через элемент
ИЛИ 16 на вход интегратора 11 и íà первые входы элементов памяти 14 и 15. В момент времени (1 происходит сброс элемента 5 сравнения сигналов в исходное состояние, при этом напряжение на выходе интегратора 11 (1инг. устанавливается равным нулю (фиг. 2е).
В момент времени t формирователь 7 импульса «Счет» вырабатывает широкий импульс (4чет (фиг. 2в), ширина которого определяется настройкой формирователя 7 импульса «Счет» и должна превышать время нормального электромеханического пс реходного процесса в тормозе.
При подачс на первые входы кл|очей 8 и 9 напряжения () счет на Вторь1е ВхОды ко торых поступают напряжения V и V со ответственно (фнг. 2г), ключи 8 и 9 открываются и HY выходные сигналы поступают на вход элемента !О вычитания, iäå происходит их вычитание.
При равенстве сигналов ()в и Ug с выхода мостовой схемы, поступающих на вторые входы ключей 8 и 9, что соответствует нарастанию магнитного потока в разомкнутом сердечнике катушки 1 электромагнита тормоза, сигнал на выходе элемента 10 вычитания U равен нулю (фиг. 2д).
При трогании сердечника катушки 1 электромагнита тормоза в момент времени
t3, в связи с увеличением индуктивности катушки 1 происходит разбаланс мостовой схемы и на выходе мостовой схемы появляется несбалансированное напряжение, в результате чего на выходе элемента вычитания 10 появляется напряжение, (фиг. 2д), пропорциональное разности напряжений с выхода мостовой схемы, которое поступает на вход интегратора 11 и первого порогового элемента 12. При нормальной работе тормоза (фиг. 2д, 1) в момент времени t4, которое соответствует конечному (втянутому) положению сердечника катушки 1 тормоза, на выходе элемента 10 вычитания появляется максимальный по амплитуде сигнал (, превышающий порог срабатывания первого порогового элемента 12 фиг. 2д, 1). Сигнал с выхода порогового элемента 12 запоминается в элементе памяти 14, который через элемент ИЛИ 16 обрабатывает интегратор 11. На вход схемы управления электроприводом, например, лебедки подъема стрелы роторного экскавато1075031
1 д т
L 1г
ti tz tç
tz Йз Йм Йь
Фиг. Е
ВНИИПИ Заказ 229/31 Тираж 913 Подписное
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра поступает сигнал, свидетельствующий о нормальной работе тормоза.
В случае механических помех движению тормоза, что соответствует замедлен ному перемещению сердечника катушки 1, напряжение на выходе элемента 10 вычитания не достигнет порога срабатывания элемента 12 и на вход схемы управления электроприводом сигнал не поступит, что соответствует ненормальной работе тормоза.
В случае износа тормозных накладок выше допустимого в момент времени t4, соответствующий вытянутому положению сердечника, увеличенный ход сердечника катушки 1, а, следовательно, увеличенное,напряжение на выходе интегратора 11, U« q (фиг. 2е, 2) за время от начала движения сердечника t3 до его втянутого положения
tq превысит порог срабатывания второго порогового элемента !3, U
Использование устройства позволит получить достоверную информацию о моменте включения о срабатывании механической части тормоза и о состоянии фрикционных накладок, что позволит повысить эффективность контроля, позволит повысить падеж.>0 ность электропривода в целом за счет дистанционного бесконтактного контроля состояния тормоза, и увеличить быстродействие электропривода за счет сокращения релейной паузы до минимума.
Ожидаемый годовой экономический эффект по сравнению с базовым объектом с системой управления электроприводом роторного экскаватора ЭРП вЂ 25, составит
4970 руб. на один экскаватор.
