Способ защиты горной машины от динамических перегрузов и устройство для его осуществления

 

1. Способ защиты горной машины от динамических перегрузов, заключающийся в формировании прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна скорости враще.ния ротора электродвигателя защищаемой машины , формировании пилообразного напряжения по переднему фронту этих прямоугольных импульсов и формировании управлягацего сигнала на защитное отклонение и торможение электродвигателя этой машины, отличающийся тем, что, с целью noEbmie- ния эффективности защиты за с чет увеличения быстродействия и обеспечения работы 13 переходных режимах, формируют по заднему фронту прямоугольных импульсов импульсы пилообразного напряжения , скорость нарастания которых выбирают равной скорости нарастания импульсов пилообразного напряжения. сформированных по переднему фронту прямоугольных импульсов, затем сравнивают амплитуды двух пилообразных напряжений, предварительно изменив скорость нарастания того пилообразного напряжения, которое сформирова-. но по переднему фронту прямоугольных импульсов, в пределах 1 Т 1 п -, где п - величина изменения скорости нарастания пилообразного напряжения , Т - период прямоугольных импульсов при равномерном вращении электродвигателяJ t - длительность паузы между прямоугольными импульсами, а формирование управляющего сигнала на защитное отключение и торможение электродвигателя машины производят, если величина пилообразного напряжения , сформированного по заднему фронту прямоугольных импульсов, превьшает величину пилообразного напряжения , сформированного по переднему фронту прямоугольных импульсов. 2. Устройство для защиты горной машины от динамических перегрузов, содержащее силовой коммутатор, включенный в цепь статора электродвигателя защищаемой машины, датчик скорости вращения .ротора электродвигателя, триггер, один из выходов которого соединен с генератором пилообразноро напряжения, узел сравнения, отличающее с я тем, что, в него введены инвертор, два дополнительных генератора пилообразного напряжения. с ю (Л to Ub to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Т

I g и с °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822422/22-03 (22) 06.12.84 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И.Т.Сидоренко и К.H.Ìàðåíè÷ (53) 621.3.072.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

733078, кл. Н 02 Р 5/28, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 817955, кл. Н 02 P 5/28, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1056351, кл. Н 02 Н 7/085, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 746851,. кл. Н 02 P 5/28, 1978. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГОРНОЙ МАШИНЫ ОТ

ДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕГРУЗОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ защиты горной машины от динамических перегрузов, заключающийся в формировании прямоугольных импульсов, частота Которых пропорциональна скорости вращения ротора электродвигателя защищаемой машины, формировании пилообразного напряжения по переднему фронту этих прямоугольных импульсов и формировании управляющего сигнала на защитное отклонение и торможение электродвигателя этой машины, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты за счет увеличения быстродействия и обеспечения работы в переходных режимах, формируют по заднему фронту прямоугольных импульсов импульсы пилообразного напряжения,. скорость нарастания которых выбирают равной скорости нарастания импульсов пилообразного напряжения, „„SU„„1242612 А 1 (50 4 Е 21 С 35/24, Н 02 Р 5/28, B 65 G 23 00 сформированных по переднему фронту прямоугольных импульсов, затем сравнивают амплитуды двух пилообразных напряжений, предварительно изменив скорость нарастания того пилообразного напряжения, которое сформировано по переднему фронту прямоугольных импульсов, в пределах где п — величина изменения скорости нарастания пилообразного напряжения, Т вЂ” период прямоугольных импульC сов при равномерном вращении электродвигателя, — длительность паузы между прямоугольпыми импульсами, а формирование управляющего сигнала на защитное отключение и торможение Я электродвигателя машины производят, если величина пилообразного напряжения, сформированного по заднему фрон- р ту прямоугольных импульсов, превыша- р ет величину пилообразного напряже- © ния, сформированного по переднему фронту прямоугольных импульсов.

2. Устройство для защиты горной машины от динамических перегрузов, содержащее силовой коммутатор, включенный в цепь статора электродвигателя защищаемой машины, датчик скорости вращения ротора электродвигателя, «Ь триггер, один из выходов которого Ъ. соединен с генератором пилообразного напряжения, узел сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в него введены инвертор, два дополнительных генератора пилообразного напряжения, 1242612 делитель напряжения, два развязывающих диода, причем вход инвертора и счетный вход триггера соединены с выходом датчика скорости вращения ротора электродвигателя, другой выход триггера соединен с входом одного из дополнительных генераторов пилообразного напряжения, к выходам генератора пилообразного напряжения и одного из дополнительных генераторов пилообразного напряжения подключены одноименИзобретение относится к электроприводу горных машин и может быть использовано для защиты шахтных конвейеров и других горных машин от резких динамических перегрузов, на- 5 пример, вызванных заклиниваниями.их тяговых рабочих органов.

Цель изобретения — повышение эффективности защиты за счет увеличения быстродействия и обеспечения работы в переходных режимах.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — 4 временные диаграммы, поясняющие рабо- 15 ту устройства в различных режимах. о

Способ защиты горной машины от динамических перегрузов заключается в формировании прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна скорости вращения ротора электродвигателя защищаемой машины, формировании пилообразных напряжений по переднему и заднему фронтам этих прямоугольных импульсов, причем

25 скорость нарастания пилообразных напряжений выбирается одинаковой. Затем производится сравнение сформирован,ных гтилообразных напряжений, предварительно уменьшив скорость нараста- о ния того пилообразного напряжения, которое сформировано по переднему фронту прямоугольных импульсов в пределах

1(п(— ) 35 где и — величина изменения скорости нарастания пилообразного напряжения, ными электродами диоды, другие электроды которых соединены между собой и с входом делителя напряжения, выход инвертора соединен с входом другого дополнительного генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов узла сравнения, другой вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход — с управляющим входом силового коммутатора..

Т вЂ” период прямоугольных импуль< ов при равномерном вращении электродвигателя — длительность паузы между прямоугольными импульсами.

В результате сравнения производится формирование. управляющего сигнала на защитное отключение и торможение электродвигателя машины, если величина пилообразного напряжения, сформированного по заднему фронту прямоугольных импульсов, превысит величину пилообразного напряжения, сформированного по переднему фронту прямоу:ÃОльных импульсов.

Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг.1) содержит силовой коммутатор 1 (например управляемый тиристорный коммутатор), включенный в статорную цепь электродвига— теля 2 защищаемой горной машины. На валу ротора этого электродвигателя установлен датчик 3 скорости вращения ротора. Выход датчика 3 подключен к входу инвертора 4 и счетному входу, триггера 5. Выходы триггера 5 соединены с входами генераторов 6 и 7 пилообразного напряжения, выходы которых соединены с анодами диодов соответственно 8 и 9. Катоды последних соединены между собой и с входом делителя 10 напряжения, который может состоять, например, из двух, включенных последовательно, резисторов 1 и 12. Выход инвертора 4 соединен с входом генератора 13 пилообразного напряжения. Сигналы с выходов делителя 10 напряжения и генератора 13 пилообразного напряжения подаются на

3 1242 входы узла 14 сравнения (компаратора), выход которого соединен с управляющим входом силового коммутатора 1.

Устройство работает следующим образом.

Во время вращения вала ротора приводного электродвигателя 2 защища— емой машины с датчика 3 скорости вращения ротора снимаются прямоугольные

10 импульсы 0 (фиг.2), которые инвертируются инвертором 4 (U ). Импульсы

U подаются на счетный вход триггера з

5. С его выхода Ц снимаются импульсы а с выхода Ц вЂ” импульсы U . Им5 7 пульсы П запускают генератор 6 пи- .

5 лообразного напряжения, а импульсы генератор 7 пилообразного на5 пряжения.

Скорости нарастания выходных напряжений (U и Б ) этих генераторов с устанавливают одинаковыми. Напряжения 0 и LI через диоды соответ-

6 т ственно 8 и 9 подаются на делитель

10 напряжения. С выхода этого дели25 теля снимаются пилообразные импульсы

U совпадающие по фазе с напряжения<о ми L и 0 . Величина этих импульсов по сравнению с напряжениями U и О„ уменьшена максимум в n . раз, где и„— отношение периода повторения прямоугольных импульсов U датчика 3 ско3 рости к значению интервала времени между этими импульсами (длительность импульсов 04 ) при равномерном вращении вала этого датчика. В обшем слу- 3s чае, если длительность прямоугольных импульсов и при равномерном вра3 щении вала датчика 3 равна длительности интервалов между ними (", ), то величину импульсов U уменьшают 40

Ы по сравнению с соответствующими на— пряжениями V и 0 не более чем в

2 раза. Снимаемые с инвертора 4 прямоугольные импульсы LI запускают тре4 тий генератор 13 пилообразного напря- 5 жения. Скорость нарастания выходных импульсов U, этого генератора устанавливают равной углу наклона напряжения и

Пилообразные импульсы U подаются 5

13 на первый вход узла 14 сравнения, на второй вход которого подаются пилообразные импульсы U с делителя

10 напряжения. Узел 14 сравнения вырабатывает импульс 0„4 на аварийное отключение и торможение электродвигателя 2, если величина импульсов И„ превысит величину импульсов V, 40

612

При разгоне электродвигателя (участок 0 — диаграммы фиг.2) дли1 тельность каждого последующего импульса серии U,LI, меньше предыдущего.

Поэтому к концу импульса U4 величина пилообразного импульса 0 меньше имМ пульсов Н (У. ), уменьшенных в п раз. Узел 14 сравнения не формирует сигнал на защитное отключение и торможение привода горной машины.

При установившемся режиме (участок, — 7 диаграммы фиг.2) импульсы LI и Ц, равны по длительности и к концу импульса U, величина пилообразного импульса .L1 будет в п„ раз мень13 ше величины импульса 0 (U ) . Защитное отключение также не произойдет.

При резком,. динамическом перегрузе (заклинивание рабочего органа машины) длительность каждого последующего импульса из серии U (U4 ) становится больше предыдущего (фиг.2, участок диаграммы правее момента 7 ). В этом т случае к концу каждого импульса UÄ величина импульсов 0 становится

13 большей, чем величина напряжений (U ), уменьшенных в и, раэ, т.е. превышает величину напряжений U на м выходе делителя 10. Узел 14 сравнения (компаратор) формирует сигнал д, продолжительность которого определяется длительностью превышения над u, . Сигнал I„„ подается на вход управления коммутатора 1. Последний отключает двигатель 2 от сети и переводит его в режим торможения, например индукционно-динамического.

Если величину импульсов U умень16 шить по сравнению с соответствующими импульсами V, и 0 в и раз, то устройство реагирует на любое уменьшение скорости вращения ротора приводного электродвигателя горной машины.

Если же величину импульсов LI@ уменьшить в и, раз, где 1 <и «с п то устройство отключает электродвигатель только при определенной интенсивности снижения его скорости. Оно позволяет снижать скорость вращения электродвигателя машины в зависимос- ти от технологических условий, отключит двигатель при резких уменьшениях его скорости, которые будут иметь место при динамических перегрузках машинь (фиг. 3, фиг. 4).

На фиг.3 проиллюстрированы процессы, происходящие в устройстве при

"технологическом" снижении скорости электродвигателя, характеризуемом сравнительно малой интенсивностью.

При этом величина импульсов U ниже величины импульсов 0 и U„, уменьшенных в и, раз, и срабатывания защиты не произойдет.

При заклинивании рабочего органа машины. интенсивность снижения ско1242б12 Ь рости ее приводного электродвигателя возрастает (фиг. 4). В результате величина импульсов U превышает ве 3 личину импульсов 0 и (1, уменьшен„ ных в и, раз, и узел 14 сравнения

5 сформирует импульсы U на защитное отключение и торможение приводного электродвигателя машины.

i 242612

Ъ

Составитель И.Назаркина

Техред Н.Бонкало Корректор Е.Рашко

Редактор Н.Данкулич

Заказ 3675/31 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4