Устройство для управления электроприводом поворота экскаватора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОВОРОТА ЭКСКАВАТОРА , содержащее двигатель постоянно-в го тока, подключенный через датчик тока к тиристорному преобразователю, датчик скорости, соединенный с двигателем постоянного тока и подключенный через регулятор скорости к первому входу пропорционально-интегрального регулятора тока, второй вход которого подключен к датчику тока, отличаю5цееся тем, что, с целью сокращения времени переходных процессов за счет компенсации влияния ЭДС двигателя, устройство снабжено блоком компенсации динамической составляющей тока с обратной связью, вход которого подключен к датчику скорости, а выход - к третьему входу пропорционально-интегрального регулятора тока, который выполнен на двух параллельно включенных операционных усилителях (П интегральном и пропорциональном, подключенных соответственно к первому и второму входам тиристорного преобразобателя, при этом выход датчика тока соединен с четвертым входом пропорхщонально-интегрального регулятора тока. о: 4ib ОО 09

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„116437

4(51) Е 02,F 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ОСУДАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3428919/29-03 (22) 27.04.82 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) Б.В.Ольховиков, Д.А.Каминская, А.Б.Роэенцвайг и Л.И.Ушаков (71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения "Уралмаш" и Харьковский автомобильно-дорожный институт (53) 621.878(088.8) (56) Лебедев Е.Д. Управление вентильным электроприводом постоянного тока. М., Энергия, 1970.

Реферативный научно-техническими сборник. "Электротехническая промышленность . Сер . электропривод", 1975, У 6 (41 ). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОВОРОТА ЭКСКАВАТОРА, содержащее двигатель постоянно-о

ro тока, подключенный через датчик тока к тиристорному преобразователю; датчик скорости, соединенный с двигателем постоянного тока и подключенный через регулятор скорости к первому входу пропорционально-интег- рального регулятора тока, второй вход которого подключен к датчику тока, о т л и ч а ю 1ц е е с я тем, что, с целью сокращения времени .переходных процессов за счет компенсации влияния ЭДС двигателя, устройство снабжено блоком компенсации . динамической составляющей тока с обратной связью, вход которого подключен к датчику скорости, а выход — к третьему входу пропорционально-интегрального регулятора тока, который выполнен на двух параллельно включенных операционных усилителях— интегральном и пропорциональном, подключенных соответственно к первому и второму входам тиристорного преобразователя, при этом выход датчика тока соединен с четвертым входом пропорционально-интегрального регулятора тока.

1 164373. Изобретение относится к строительному и горному машиностроению, например к экс."аваторам.

Цель изобретения — сокращение времеви переходных процессов эа счет компенсации влияния ЭДС двигателя.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства. Уст10 ройство для управления электроприводом поворота экскаватора содержит двигатель 1, подключенный к управляемому преобразователю 2, двухконтурную систему 3 подчиненного

15 регулирования с пропорциональным регулятором скорости, имеющим огра- . ничение в цепи обратной связи, и пропорционально-интегральным регулятором 4 тока, который содержит два параллельно включенных операционных

20 усилителя — пропорциональный и интегрирующий датчиками тока 5 и скорости .(ЭДС ) двигателя 6. Двигатель 1 через редуктор приводит во вращение

25 поворотную платформу экскаватора 7, с которой связан упругой связью 8.

Формирующее устройство 9, выпол-. ненное на операционных усилителях и имеющее передаточную функцию рт . рт

% (р) К 1-, (!

= Ф 1+рт 1+ðò подключено к пропорциональному операционному усилителю регулятора 4 тока, а его вход соединен с выходом 35 датчика 6 скорости (ЭДС ) двигателя.

Устройство работает следующим образом, В процессе разгона и торможения формирующее устройство 9 осуще- 40 ствляет компенсацию влияния внутренней обратной связи по ЭДС двигателя на динамическую составляющую тока якоря, т.е. на время разгона и торможения.

Эта компенсация происходит sa счет того, что вход формирующего устройства 9 подключен к датчику 6 скорости двигателя, сигнал которого пропорционалей ЭДС двигателя Е>, т.е. на выходе форми ующего устройства вырабатывается сигнал рт рТ< Ед ." ()="ф " — kAe ()

1+рТ< 8+pe, . е где К - коэффициент усиления датчика 6 скорости;

Ке коэффициент пропорциональ ности между.ЭДС двигателя

ЕА и скоростью двигателя.

Выходной сигнал датчика 6 скорости содержит две составляющие — основнув, пропорциональную средней скорости двигателя, и дополнительную, периодическую, обусловленную возмущающими моментами s редукторах.

Постоянные времени Тф формирующего устройства оказывают влияние только на периодическую составляющую выходного сигнала датчика 6 скорости, которая в зоне резонанса является относительно .высокочастотной.

Вместе с тем, постоянные времени

Т не оказывают практически влияния на основную составлякицую сигнала датчика скорости (пропорциональную средней скорости двигателя ), поскольку эта сост авляющая медленно нарастает s процессе разгона практичесKM по линейному закону. Поэтому для основной составляющей сигнала датчика 6 скорости напряжение на выходе форьжрующего устройства определяется приближенной зависимостью

EA

К4у -) ф1 де —" . Ж

Выход формирующего устройства— подключен к пропорциональндйу операционному усилителю регулятора 4 тока, поэтому на выходе этого усилителя при введении предлагаемого способа компенсации ЭДС двигателя появляется дополнительный сигнал где К„- коэффициент усиления пропорционального усилителя регулятора тока.

Этот сигнал проходит через тиристорный преобразователь 2 с передаточной функцией ка

nn(p) 1+ 7„

Без учета влияния малой постоянной времени Т получают уравнение цля сигнала на выходе преобразователя 2, осуществляющего компенсацию влияния ЭДС двигателя

Е

Сигнал д()„по формуле (6 ) равен по величине ЭДС двигателя Е и име4. ет обратный знак, т.е. компенсирует влияние противо-ЭДС двигателя

3 ll на динамическую составляющую якоря в режимах разгона и торможения ме ханизма поворота. Равенство этих сигналов имеет место при коэффициенте усиления формирующего устройства е ф K„K K

Поскольку периодическая составляющая выходного сигнала формирующего устройства 9 в области резонансных частот. практически равна нулю, введенная компенсирующая связь-:не ослабляет демпфирования электроприводом механических колебаний в ре;жиме резонанса, вызванных периодическими возмущающими моментами в редукторах. . Эффективность предлагаемого устройства иллюстрируется кривыми фиг .2> где представлена зависимость относительной амппитуды момента в упругой связи механизма М,,/М б и относительной амплитуды момента двигателя М*/Мв в режиме резонанса от постоянной speмеии Т формирующего устройства.

М вЂ” аиплнтуда периодического возмущающего иомента.

Зависимость фиг. 2 получены для механизма поворота мощного одноковшового экскаватора, на котором предполагается внедрение изобретения.

64373

Как следует из кривых фиг. 2, при Тф=О, т.е. при компенсацки:вли- яния ЭДС двигателя существующим устройством, происходит резкое ухудшение демпфирования электроприводом мехаьических колебаний в режиме резонанса. В связи с этим резко возрастают резонансные колебания момента механизма М., и двигателя М, т,е.

10 устройство оказывается практически неработоспособным.

При компенсации влияния ЭДС двигателя предлагаемым устройством обеспечивается сохранение эффективного

15 демпфирования электроприводои резонансных механических колебаний..

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает увеличение производительности экскаватора вследствие сокращения времени разгона и торможения и, одновременно, не снижает демпфирующую способность электропрнвода.

Экономический эффект при применении предлагаемого устройства достига:ется за счет йовышения производительности экскаватора при обеспечении высокой надежности механизма поворота и ориентировочно составляет

50-60 тыс. руб. на один экскаватор типа ЭКГ-20 или аналогичный.

I ) 64373

7ф(с а/ аг аз аа

ИД мв

Тд (с) Составитель Л. Виноградов

Редактор Н.Киштулинец Техред И.Асталош

Корректор F,.ÐîøêÎ

Заказ 4)63/29 Тираж 649

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное. 1; инл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Мв мв

РОО а/ п а îèå.2