Устройство для управления приводом шахтной подъемной машины

 

Изобретение относится к технике управления шахтным подъемом, может быть использовано для управления тормозом шахтных подъемных машин и лебедок и позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации подъемной машины. Для этого в устройство, содержащее подъемную машину (ПМ) 1, датчик 2 скорости, регуляторы рабочего 3 и предохранительного 4 торможения , механический тормоз 24, задатчики максимально возможного ускорения 13 и заданного замедления 14, блок 17 ручного управления тормозом, сумматор 16, приводы рабочего 18 и предохранительного 23 торможения , электромеханический переключатель 19 и контакт 20 реле предохранительного торможения, дополнительно введены два нелинейных элемента 15 и 22 и второй сумматор 21. С датчика 2 сигнал поступает на регуляторы 3 и 4, в которых обрабатывается в зависимости от соотношения с сигналами задатчиков 13 и 14. В режиме рабочего торможения контакт 20 замкнут. Поэтому управление тормозом 24 идет как от регулятора 3 через элемент 15, ограничивающий скачок управляющего сигнала, сумматор 16, привод 18 и переключатель 19, так и от блока 17 путем уменьшения его выходного напряжения, поступающего на один из входов сумматора 16. В режиме предохранительного торможения контакт 20 разомкнут, что обеспечивает переключение переключателя 19. Управление тормозом 24 происходит от регулятора 4 через элемент 22, ограничивающий скачок управляющего сигнала , сумматор 21, привод 23 и переключатель 19. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л 4 4ik 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1447743 А1 (5!) 4 В 66 В 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4274502/29-03 (22) 01.07.87 (46) 30.12.88. Бюл. № 48 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской Социалистической революции (72) В. И. Васильев, В. Г. Дубовик и В. М. Чермалых (53) 621.864 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 643412, кл. В 66 В 15/00, 1962.

Авторское свидетельство СССР № 1296500, кл. В 66 В 5/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРИВОДОМ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к технике управления шахтным подъемом, может быть использовано для управления тормозом шахтных подъемных машин и лебедок и позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации подъемной машины. Для этого в устройство, содержащее подъемную машину (ПМ) 1, датчик 2 скорости, регуляторы рабочего 3 и предохранительного 4 торможения, механический тормоз 24, задатчики максимально возможного ускорения 13 и заданного замедления 14, блок 17 ручного управления тормозом, сумматор 16, приводы рабочего 18 и предохранительного 23 торможения, электромеханический переключатель

19 и контакт 20 реле предохранительного торможения, дополнительно введены два нелинейных элемента 15 и 22 и второй сумматор 21. С датчика 2 сигнал поступает на регуляторы 3 и 4, в которых обрабатывается в зависимости от соотношения с сигналами задатчиков 13 и 14. В режиме рабочего торможения- контакт 20 замкнут.

Поэтому управление тормозом 24 идет как от регулятора 3 через элемент 15, ограничивающий скачок управляющего сигнала, сумматор 16, привод 18 и переключатель 19, так и от блока !7 путем уменьшения его Ж выходного напряжения, поступающего на один из входов сумматора 16. В режиме +) предохранительного торможения контакт 20 у разомкнут, что обеспечивает переключение переключателя 19. Управление тормозом 24 происходит от регулятора 4 через элемент 22, 2 ограничивающий скачок управляющего сигнала, сумматор 21, привод 23 и переклю- р чатель 19. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

4й

1447743

Изобретение относится к управлению шахтным подъемом и может быть использовано для управления тормозом шахтных подъемных машин и лебедок.

Цель изобретения — повышение надежности и безопасности эксплуатации подъемной машины.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для управления приводом шахтной подъемной машины; на фиг. 2— диаграммы скорости, ускорения и рывка (приняты обозначения U," — напряжение на а выходе -го блока).

Устройство для управления приводом шахтной подъемной машины (фиг. 1) содержит подъемную машину 1, соединенной с датчиком 2 скорости, выход которого соединен с входами регулятора 3 рабочего торможения и регулятора 4 предохранительного торможения. Регулятор 3 рабочего торможения содержит сумматоры 5 и 6, нелинейный элемент 7, сумматор 8, нелинейный элемент 9, интеграторы 10 и ll и пропорциональный усилитель 12.

Кроме того, устройство содержит задатчик 13 максимального ускорения и задатчик 14 замедления. Выход регулятора 3 рабочего торможения подключен через нелинейный элемент 15 со вторым входом сумматора 16, первый вход которого соецинен с блоком 17 ручного управления тормозом, а выход — через привод 18 рабочего торможения с первым входом электромеханического переключателя 19, управляющий вход которого соединен через контакт 20 реле предохранительного торможения с источником постоянного напряжения, а также первым входом сумматора 21, второй вход которого через нелинейный элемент 22 соединен с выходом регулятора 4 предохранительного торможения, а выход — через привод 23 предохранительного торможения со вторым входом электромеханического переключателя 19, выход которого соединен с механическим тормозом 24, который воздействует на подъемную машину 1. Регулятор 4 предохранительного торможения, как и регулятор 3, содержит аналогичные сумматоры 25 и 26, нелинейный элемент 27, сумматор 28, нелинейный элемент 29, интеграторы 30 и 31, пропорциональный усилитель 32, Поскольку элементы 5 — 15 регулятора 3 аналогичны соответствующим элементам

25 — 32 регулятора 4, то для упрощения описания 1 аботы устройства рассматривается работа элементов 5 — 12 регулятора 3.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме подъемной машины 1 напряжение Uz с выхода датчика 2 скорости подается на регулятор 3 рабочего торможения 3 и регулятор 4 предохрани.тельного напряжения, а именно на сумматор

5 с характеристикой У =С4 — Ul I. На выходе сумматора 5 напряжение Uo будет равно нулю, так как напряжение действительной скорости U и заданной скорости Ul примерно равны. Напряжение Us через сумматор 6 с характеристикой U = Us — Ul; поступает на нелинейный элемент 7 с характеристикой

g UIB при Uo)0

0 при UIo=O

UI4 при Uo 0

Задатчиком 13 максимального ускорения устанавливается напряжение UIq, пропорциональное максимально возможному ускорению а подъемной машины 1, UI>=

=а, задатчиком 14 заданного замедления устанавливается напряжение UI4, пропорциональное заданному замедлению, необходимому по условиям технологии работы подъемной машины 1, UI4=az. В процессе работы Ulo и UI4 для принятой подъемной машины практически не изменяются. На20 пряжение (l через сумматор 8 с характеристикой (/8=07 — Ulo подается на нелинейный элемент 9 с характеристикой

+Ug при UII.)0 э Оо при (/8=0

Уо при У8(0

Напряжение Uo пропорционально величине ограничиваемого рывка (У =р ), которое выбирается в зависимости от параЗ0 метров подъемной машины 1 по условиям минимальных динамических нагрузок.

В процессе работы напряжение U> не изменяется для данной подъемной машины, оно подается на интегратор 10 с характеристикой UIo=KloUot, где Klo — коэффициент передачи интегратора 10, Klo ==

Pò ц U 1 0m» максимально Воз(бlîmax К 1 можное напряжение на выходе интегратора 10, и пропорционально максимальному ускорению Ulo.,=Уд, Kl I — коэффициент передачи интегратора 11.

Напряжение UIo, пропорциональное заданному ускорению, подается на интегратор

11 с характеристикой UII=KII(UIO, KII=

Ui3

Пропорциональный усилитель 12 имеет характеристику Ulq=UIoKIp, где Кы — коэффициент передачи усилителя 12, Кд= — -, X„

2KIo

Как видно регуляторы 3 и 4 обеспечивают формирование заданного закона изменения скорости в виде напряжения Ull c ограничением величин ускорения и рывка.

В установившемся режиме с блока 17 ручного управления тормозом снимается напряжение UI>, которое через сумматор 16 с характеристикой UIq=UI +UIs подается на

1447743

30

I привод 18 рабочего торможения с характеристикой Uie=Ui5A i5, Кie — коэффициент передачи привода 18, а далее на электромеханический переключатель 19 с характеристикой

p «, 0)8 при 020= U„

pU23 при 020=0, U„ — напряжение на контакте 20 реле предохранительного торможения, обеспечивающее работоспособность электромеханического переключателя 9, U„=UP .

Привод 23 предохранительного торможения имеет характеристику U23= U2I К2з, К2з — коэффициент передачи привода 23.

Сумматор 21 имеет характеристику, аналогичную сумматору 16 U2i=U20+U22

Нелинейные элементы 15, 22 имеют идентичные характеристики

И5К15 при — ЛУ5(У5(0

rs Ui5 пРи U5(— ЛИ5тах

О при U5)0

К 5 — коэффициент передачи элемента 15

ПРИ U5) ЛU5max 5тах 25

A l 5= та» > U5max= U2max 1, " U5max

U2max НаПряжЕНИЕ На ВЫХОДЕ датЧИКа 2, пропорциональное максимально допустимой скорости подъемной машины 1. 5К22 при — AU5max(U5(0

»22 ПРИ 05(— ЛИ5тах

0 при U5)0

К22 — коэффициент передачи элемента 22 при U5) — A 5тах 35

U5max

К22= — — —. 5тах

U22=U15 — напряжение, пропорциональное перемещению приводов !8, 23 для растормаживания подъемной машины 1.

49

При воздействии машиниста подъемной машины 1 на блок 17 ручного управления тормозом с целью осуществления замедления напряжение Uis устанавливается меньше напряжения Ui При этом умень- 45 шается напряжение на выходе сумматора 16, что приводит к перемещению привода 18, который через электромеханический переключатель 19 воздействует на механический тормоз 24, который имеет обратную зависимость от входного сигнала Ущ и обеспечивает торможение подъемной машины 1.

При этом напряжение U2 датчика 2 скорости уменьшается, что приводит к появлению отрицательного напряжения U5 на выходе сумматора 5, которое подается на нелинейный элемент 15, а с его выхода напряжение Ui5 подается на сумматор 16 и увеличивает выходное напряжение, что приводит к уменьшению воздействия механического тормоза

24 на подъемную машину 1. В начале замедления отрицательное напряжение Usrsoдается на сумматор 6, на выходе которого напряжение U, становится отрицательным и нелинейный элемент 7 переключается с нуля до — U 4 (U = — U ) .

Это напряжение через сумматор 8 подается на нелинейный элемент 9, который также переключается с нуля до — U9 по линии КЕ (фиг. 2). При этом напряжение на выходе интегратора 10 начинает изменяться по линии е, а на выходе соединенного с ним интегратора 11 — по линии ab.

При достижении равенства входных напряжений сумматора 8 на его выходе напряжение станет равным нулю и нелинейный элемент 9 переключится в нуль (линия AfN).

Напряжение на выходе интегратора 0 перестанет изменяться, а на выходе интегратора 11 будет уменьшаться по прямой bc.

Это напряжение U«, воздействуя на сумматор 5, будет изменять его выходное напряжение и в итоге тормозное воздействие на подъемную машину 1. На выходе сумматора 5 напряжение сначала уменьшится до нуля, а далее станет положительным. На выходе сумматора 6 напряжение U5 станет положительным, нелинейный элемент 7 переключится и на его выходе установится напряжение Ui5, станет при этом также положительным напряжение на выходе сумматора 8, и нелинейный элемент 9 переключится (линия РР„фиг. 2) и на его выходе установится напряжение +U9, а на выходе интегратора 1О напряжение будет уменьшаться по линии дЬ, а на выходе интегратора 11 по линии cd (фиг. 2). При остановке подъемной машины 1 на выходе датчика 2 напряжение U2 становится равным нулю, такое же напряжение будет на выходе сумматора 5, происходит стопорение подъемной машины 1 напряжением Ui; блока 17 ручного управления тормозом (точка d, фиг. 2). При этом на выходе элементов регуляторов 3 и 4 устанавливаются нулевые напряжения.

В режиме предохранительного торможения контакт 20 реле предохранительного торможения размыкается, что обеспечивает переключение электромеханического переклю чателя 19 и управление режимом торможения происходит от регулятора 4 предохранительного торможения. Привод 23 предохранительного торможения по сигналу от регулятора 4 предохранительного торможения воздействует на механический тормоз 24, который замедляет подъемную машину I в режиме с ограничением ускорения и рывка до полной остановки.

Работа регулятора предохранительного торможения происходит аналогично рассмотренному для случая рабочего торможения.

Формула изобретения

1. Устройство для управления приводом шахтной подъемной машины, содержащее

1447743 и, г =o .rp09= Р

QlV7. Z

Составитель В. Чуприн

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор С. Черни

3а к аз 6799/23 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 механический тормоз, воздействующий на привод подъемной машины, с которым соединены датчик скорости, выход которого подключен к первым входам регуляторов рабочего и предохранительного торможения, блок ручного управления тормозом, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен через привод рабочего торможения с первым входом электромеханического переключателя, второй вход которого соединен с выходом привода предохранительного торможения, выход — с входом механического тормоза, а управляющий вход — с одним контактом реле предохранительного торможения, другой контакт которого соединен с источником постоянного напряжения, выходы задатчиков максимально возможного ускорения и заданного замедления подъемной машины соединены соответственно с вторыми и третьими входами регуляторов рабочего и предохранительного торможений, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности эксплуатации подъемной машины, оно снабжено двумя нелинейными элементами и вторым сумматором, причем выходы регуляторов рабочего и предохранительного торможений соответственно через первый и второй нелинейный элементы соединены с вторыми входами первого и второго сумматоров соответственно, первый вход последнего соединен с управляющим входом электромеханического переключателя, а выход — с входом привода предохранительного торможения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из регуляторов рабочего и предохранительного торможений содержит три сумматора, два нелинейных элемента, два интегратора и пропорциональный усилитель, причем входы сложения первых сумматоров являются первыми входами регуляторов, вторыми и третьими входами которых являются соответственно первые и вторые входы первых нелинейных элементов, а выходами— выходы первых сумматоров, входы вычитания которых соединены с выходами вторых интеграторов, а выходы — с входами сложения вторых сумматоров, выходы которых соединены с управляющими входами первых нелинейных элементов, выходы которых соеди2О иены с входами сложения третьих сумматоров, выходы которых соединены с управляющими входами вторых нелинейных элементов, выходы которых соединены с входами первых интеграторов, выходы которых соединены с входами вторых интеграторов, входами вычитания третьих сумматоров и через пропорциональные усилители с входами вычитания вторых сумматоров.