Устройство для управления механизмом поворота драглайна

 

Изобретение относится к управлению экскаваторами. Цель изобретения - повьшение надежности за счет повышения эффективности гашения колебаний ковша. Устройство содержит регулятор 3 тока,, подключенньш к входу преобразователя 2 двигателя поворота, регулятор 4 напряжения. сумматор 6, датчик 5 тока, соединенные соответственно с тремя входами регулятора 3. Устройство имеет дополнительно датчик- 7 напряжения двигателя и пропорционально-интегральное звено 8. В начале разгона платформы скачкообразный сигнал регулятора 4 поступает на регулятор 3 и одновременно с выхода сумматора 6 на вход регулятора 3 поступает дополнительный сигнал, который изменяется во времени. Дополнительный сигнал из сумматоров вычитается на входе регулятора 3 из выходного сигнала регулятора 4. В результате этого на входе регулятора 3 формируется cyMNiapHbtfi сигнал управления, которьй обеспечивает практически монотонный характер изменения угла отклонения ковша от вертикальной плоскости без колебаний и перерегулирования. 2 шт. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (51) 4 Е 02 Г 9 20

Л р

) ».

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4071255/29-03 (22) 26.05.86 (46) 30,03.88. Бюл. 1(- 12 (71) Московский инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (72) В.Я.Ткаченко (53) 622,022.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 682615, кл. E 02 F 9/20, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

М -1209783, кл. Е 02 F 9/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ 1"БХАНИЗМОИ ПОВОРОТА ДРАГЛАЙНА (57) Изобретение относится к управлению экскаваторами. Цель изобретения — повышение надежности за счет повышения эффективности гашения колебаний ковша. Устройство содержит регулятор 3 тока, подключенный к входу преобразователя 2 двигателя поворота, регулятор 4 напряжения, сумматор 6, датчик 5 тока, соединенные соответственно с тремя входами регулятора 3. Устройство имеет дополнительно датчик. 7 напряжения двигателя и пропорционально-интегральное звено 8. В начале разгона платформы скачкообразный сигнал регулятора 4 поступает на регулятор 3 и одновременно с выхода сумматора 6 на вход регулятора 3 поступает дополнительный сигнал, который изменяется во времени. Дополнительный сигнал из сумматоров вычитается на входе регулятора 3 из выходного сигнала регулятора 4. В результате этого на входе регулятора 3 формируется а ф суммарный сигнал управления, который обеспечивает практически монотонный характер изменения угла отклонения ковша от вертикальной плоскости без колебаний и перерегулирования.

2 ил.

1384682

Устройство работает следующим образом.

Переменная времени Т„„ пропорционально-интегрального звена 8, передаточная функция которого определяется выражением

40

W = к + пи(р1. пи f пи выбирается равной времени разгона поворотной платформы до максимальной скорости Q.„,„„, с заданным сред45 ним ускорением f т. е. мокс

Т вЂ” Т пн р

Коэффициент усиления Кпи по пропорциональной составляющей, обеспечивающей компенсацию падения напряжения на сопротивлении якорной цепи двигателя, выбирается равным ди

К R пи «Я %

Ят гд(. )1„„- сопротивление якорной цепи двигателя 1, 55

Изобретение относится к управлению экскаваторами и может применяться на мощньгх драглайнах.

Цель изобретения — повышение на5 дежности за счет повышения эффективности гашения колебаний ковша.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг..2 — графики изменения во времени при разгоне поворотной 10 платформы драглайна суммарного сигнала на входе регулятора тока 3 (график 9), угла (отклонения ковша от вертикальной плоскости (график 10) и угловой скорости Я. вокруг оси 15 поворотной платформы (график 11).

Устройство для управления мехаfiHзмом поворота драглайна содержит питающий двигатель 1 механизма поворота, преобразователь 2 (например, 20 тнрнсторный преобразователь или генератор) с подключенным к его входу регулятором 3 тока, включенные на входе регулятора 3 тока, регулятор 4 напряжения, датчик 5 тока и сумматор 25

6, подключенный к входу регулятора

4 напряжения, датчик 7 напряжения двигателя, пропорционально-интегральное звено 8, вход которого соединен с выходом датчика 5 тока, а выход подключен к первому входу сумматора

6. Второй вход последнего соединен с выходом датчика 7 напряжения.

4 К Т К (К +, ) «дт пи

Р

- K«(Ez + R, õ )j, где Š— электродвижущая сила двиА гателя 1;

К вЂ” коэффициент усиления сумK матора 6 по обоим входам, который для обеспечения гашения колебаний ковша с желаемым значением относительного коэффициента затухания (,« выбирается из выражения (для полного исключения колебаний ковша значение коэффициента (следует принять равным единице) пл

К =2 — — — (," - ) Т ю

Е к к р где Т п„и I „MoMeHT i HHepiiHH поворотной платформы и ковша;

Ик — собственная частота колебаний ковша;

1.—

„ — относительный коэффициент затухания колебаний ковша, который обычно не превышает величины 0,05.

Учитывая, что зависимость ЭДС двигателя от токо-якорной цепи характеризуется передаточной функцией

Кди — — — х р-т, Кдт к (1+- — — — ) р 2.пЛ

«1+ р+

2Fк, 1

Ь к к

»1к 1 2

1+ =-,-- p + --;-!l . к (д

Кди и Кд передаточные коэффициенты датчиков напряжения 7 и тока 5.

Сигнал с выхода датчика 5 тока, пропорциональный величине тока I> якорной цепи двигателя 1, через пропорционально-интегральное звено 8 поступает на первый вход сумматора

6, на второй вход которого с противоположным знаком поступает выходной сигнал, датчика 7 напряжения,, При этом на выходе сумматора 6 формируется дополнительный сигнал воздействия на вход регулятора тока 3, определяемый зависимостью

1384687 имеет апериодический характер (график 11), определяемый ныражевиом

Q = — — — -2(1- )+t u + к ( к к

° (2(! („! + (3-2(. ), и.1е

При приближении скорости поворота платформы к установившемуся значении выходной сигнал регулятора напряжения уменьшается до нуля и в результате переходных процессов, аналогичных указанным, угол отклонения ковша.от вертикальной плоскости плавно, без колебаний и перерегулиронаний, уменьшается до нулевого значения (фиг.2). Аналогичные процессы происходят при торможении и реверсе поворотной платфор(ы. а также то обстоятельство, что инерционность контура регулирования тока и якорной цепи двигателя значительно меньше периода колебаний ковша, получают, что величина дополнительного сигнала UA на выходе сумматора

8 относительно выходного сигнала регулятора напряжения Брс характеризуется передаточной функцией

2((!к- (к) .

А к

; — 1ж 1 2

1О

Црс

В устройстве формирование дополнительного сигнала U на входе реА гулятора 3 тока, обеспечивающего гашение колебаний ковша (нернее, исключающего возникновение этих колебаний), осуществляется в функции .сигналов, пропорциональных току и напряжению двигателя механизма поворота драглайна и учитывающих реальную (а не расчетную, как в прототипе) собственную частоту колебаний конша.

В то же время обеспечивается эффек"блинное гашение колебаний ковша в условиях меняющейся н процессе работы собственнойчастоты колебаний ковша, для чего указанное значение коэффициента усиления сумматора 6

К целесообразно выбирать для минимального значения желаемого коэффициента затухания колебаний, (например, для,к = 0,6, при котором геререгулирование не превышает lOX)

:при максимальной частоте колебаний и „ и минимальном моменте инерции ковша Л„ (например, при положении переднего ковша вблизи блоков наводки).

Тогда возможные в процессе работы уменьшение частоты колебаний и увеличение момента инерции ковша будут лишь увеличивать эффективность гашения колебаний за счет увеличения фактического значения относительного коэффициента затуханий колебаний ковша по сравнению с расчетным (величина коэффициента К обеспечивает при этом некоторую избыточность по требованию исключения колебаний). т.е. характер изменения дополнительного сигнала такой же, как и в про- 30 тотипе, но получен значительно более простыми средствами.

Дополнительный сигнал UA с выхода сумматора 6 вычитается на входе регулятора 3 тока иэ выходного сигнала

U „ регулятора 4 напряжения. В результате на входе регулятора 3 тока формируется суммарный сигнал управления (график 9), который обеспечи- 40 вает практически монотонный характер изменения угла (у отклонения ковша от вертикальной плоскости без колебаний и перерегулирования (график 10) н соответствии с зависимо- 45 стью !! - !!„„(!-(! + iи„)е "j, которая следует из решения дифференциального уравнения

1 d Ч к dg

50 — 2-- + 2 +(= я„dt С к dt ((Рк А) где К(, — коэффициент пропорциональности.

При этом угловая скорость вращения вокруг оси поворота платформы

В начале разгона платформы практически скачкообразный выходпой сигнал регулятора 4 напряжения U „ поступает на вход регулятора 3 тока. Одновременно с выхода сумматора 6 íà 20 вход регулятора 3 тока поступает дополнительный сигнал UA с противоположным знаком, которнй, как следует из указанной передаточной функции, при (», = 1 изменяется во времени и 25 в соответствии с выражением

БА = — У „ 2 (1 — „) цк. е

1384682

Составитель О.Капканец

Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Редактор И.Касарда

Тираж б37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1386/23

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проекгна», Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение схемы устройства для управления механизмом поворота драглайна и его наладки Йри одновременном обеспечении эффективного гашения колебаний ковша.

Формула изобретения

Устройство для управления механизмом поворота драглайна содержащее регулятор тока, подключенный к входу преобразователя двигателя поворота, регулятор напряжения, сумматор, датчик тока, соединенные соответственно с тремя входами регулятора тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет

5 повышения эффективности гашения колебаний ковша, оно дополнительно снабжено датчиком напряжения двигателя и пропорционально-интегральным звеном, причем выход датчика тока соединен с входом пропорциональноинтегрального звена, выход которого подключен к первому входу сумматора, при этом выход датчика напряжения двигателя соединен с вторыми входами сумматора и регулятора напряжения.