Устройство управления электроприводами копающих механизмов экскаватора

 

Изобретение относится к управлению электроприводами механизмов одноковшовых экскаваторов. Цель - повышение надежности работы экскаватора путем снижения динамических нагрузок в копающем механизме. Для этого устройство снабжено датчиком (Д) 14 упругого элемента (УЭ) 5, входы которого подключены к Д тока 12 и скорости 13, а выход - к третьему входу регулятора (Р) 7 снижения динамических нагрузок, к двум другим входам которого подключены выходы Д тока 12 и скорости 13. Выход Р 7 подключен к одному из входов сумматора 2, к другому входу которого подключен командоаппарат 1. Выход сумматора 2 соединен с преобразователем 3 электродвигателя 4, связанного механически с УЭ 5. Текущие значения скорости и тока и вычисленные значения усилия в УЭ 5 подаются на Р 7, который формирует управляющее воздействие, минимизирующее квадратичные отклонения тока, скорости и усилия в УЭ 5 от их установившихся значений при минимуме расхода энергии. С выхода Р 7 управляющий сигнал поступает на второй вход сумматора 2 и осуществляет снижение динамических усилий в УЭ 5. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (И) (51) 4 E 02 F 9/20

Рг(",0Ц3НДЯ

ПАТг."1 - i. л Л АЯ

L ., Ь! . 1О, L ; А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4114918/29-03 (22) 09.09.86 (46) 23.08.89. Бюл. И - 31 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" и

Красноярский политехнический институт (72) В.П.Кочетков, Н.Б.Лыков и 10.М.Гаврилов (53) 621.879(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 412354, кл. Е 02 F 9/20, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1432150, кл. Е 02 F 9/20, 1987. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ КОПАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к управлению электроприводами механизмов одноковшовых экскаваторов; Цель повышение надежности работы экскаватора путем снюкения динамических нагрузок в копающем механизме. Для этого устр-во снабжено датчиком (Д) 2

14 упругого элемента (УЭ) 5, входы которого подключены к Д тока 12 и скорости 13, а выход — к третьему входу регулятора (P) 7 снюкения динамических нагрузок, к двум другим входам которого подключены выходы Д тока 12 и скорости 13. Выход P 7 подключен к одному из входов сумматора

2, к другому входу которого подключен командоаппарат 1. Выход сумматора 2 соединен с преобразователем 3 электродвигателя 4, связанного механически с УЭ, 5. Текущие значения скорости и тоха и. вычисленные значения усилия в УЭ 5 подаются на P 7, который формирует управляющее воз— действие, минимизирующее квадратичные отклонения тока, скорости и усилия в УЭ 5 от их установившихся значений при минимуме расхода энергии.

С выхода P 7 управляющий сигнал поступает на второй вход сумматора 2 и осуществляет снижение динамических усилий в УЭ 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

3 1502727

Изобретение относится к управлению электроприводами механизмов одноковшовых экскаваторов и может найти применение на драгах и других горных машинах.

Целью изобретения является повышение надежности работы экскаватора путем снижения динамических нагрузок в копающем механизме. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема электропривода и устройства ограничения динамических нагрузок, на фиг. 2 — принципиальная схема регулятора ограничения динамических нагрузок.

Устройство содержит последовательно соединенные командоаппарат 1 и сумматор 2, который подключен к электроприводу в составе преобраэова- 20 теля 3, электрически соединенного с ним двигателя 4, который механически соединен через упругий элемент 5 с рабочим органом копающего механизма

6. К упругому входу сумматора 2 под- 25 ключен выход регулятора 7 снижения динамических нагрузок, состоящего из первого 8, второго 9, третьего 10 интеграторов и инвертирующего усилителя 11, причем входы первого интег- 30 ратора соединены с выходами датчика

12 тока, второго интегратора 9 и инвертирующего усилителя 11, вход которого соединен с выходом первого интегратора 8, являющегося выходом

35 регулятора 7, входы второго интегратора 9 соединены с выходами датчика

13 скорости, инвертирующего усилителя 11 и третьего интегратора 10 входы которого соединены с выходами второго интегратора 9 и датчика 14 усилия в упругом элементе, к входам которого подключены выходы датчиков тока 12 и скорости 13.

Первый интегратор 8 (фиг. 2) состоит из операционного усилителя 15, конденсатора 16 в цепи обратной связи операционного усилителя 15, резисторов 17-19, подсоединенных к инвертирующему входу операционйого усилителя 15. 50

Второй интегратор 9 состоит из операционного усилителя 20, конденсатора 21 в цепи обратной связи операционного усилителя 20, резисторов

22-24, подсоединенных к инвертирующе-55 му входу операционного усилителя 20.

Третий интегратор 10 состоит из операционного усилителя 25, конденаф аф у аф а — коэффициенты, определяются параметрами электропривода и равны:

КТд х ф а = †- + () 1 У = 7 9 °

0,7 3 4

СмМГд МюТл а = — — —; a =а — --=1

° ф= zz > c1 93 z = 1

С.з даТ э U Tp а Ь

М М Ыр

z ada

Tg — — - М = С?Ю и)д = м

Мд

I p мак где Tp, Z, я, Мд. — базовые значения времени, тока, скорос ти и момента двигателя, — активное и инR 1 дуктивное сопротивления якорной цепи двигателя, 4 сатора 26 в цепи обратной связи операционного усилителя 25, резисторов .

27 и 28, подсоединенных к инверти- рующему входу-операционного усилителя 25.

Инвертирующий усилитель 11 состоит из операционного усилителя 29, резистора 30 в цепи обратной связи операционного усилителя 29 и резистора 31, подсоединенного к инвертирующему входу операционного усилителя 29.

Текущие значения скорости и тока, вычисленные значения усилия в упругом элементе подаются на регулятор снижения динамического усилия, реализующий следующую систему уравнений: . = а„,"л — а „ + х, = a«1,— а Л + х

"з= ааъ 1 + х где х, х „ х — соответственно ток, скорость и усилие в упругом элементе в относительных единицах; „Л 7 ь — неизвестные переменные сопряженной системы урав-. нений;

5 15027

1 — суммарный приведенный момент инерции привода;

С вЂ” конструктивная постоянная двигателя, С вЂ” жесткость упругого элемента.

Регулятор формирует управляющее воздействие, минимизирующее квадратичные отклонения тока, скорости и усилия в упругом элементе от их установившихся значений при минимуме расхода энергии и равное

1 т где Ь вЂ” коэффициент управляющего воздействия, которое сумми- 20 руют с задающим воздействием.

Устройство работает следующим образом.

При наборе нагрузки во время реэ- 25 кого стопорения привода сигнал на выходе датчика тока возрастает и, поступая.на вход первого интегратора

8 через резистор 17, увеличивает напряжение на его выходе, которое через инвертирующий усилитель 11 поступает на вход первого интегратора 8 через резистор 19, осуществляя положительную обратную связь. Происходит формированное увеличение напряжения на выходе первого интегратора 8 и, следовательно, регулятора 7, которое, вычитаясь в сумматоре 2 из задающего воздействия с выхода командоаппарата

1, форсированно снижает управляющее

40 напряжение на выходе преобразователя

3 и скорость двигателя 4, предотвращая таким образом динамические брос/ ки тока. Напряжение с выхода второго интегратора 9 с полярностью,противоположной полярности сигнала с датчика 12 тока, по мере интегрирования входного результирующего сигнала компенсирует изменения сигнала с датчика 12 тока. !

27 6

Таким образом, происходит формирование сигнала на выходе регулятора, который поступает на второй вход сумматора и осуществляет снижение динамических нагрузок в упругом элементе.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Устройство управления электроприводами копающих механизмов экскаватора, содержащее командоаппарат, соединенный последовательно через первый вход сумматора и тиристорный преобразователь с электродвигателем, а второй вход сумматора соединен с выходом регулятора снижения динамических нагрузок, второй вход которого соединен с датчиком скорости, датчик тока, выход которого соединен с первым входом регулятора снижения динамических нагрузок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что„ с целью повышения надежности работы экскаватора, оно снабжено датчиком усилия в упругом элементе, первый вход которого соединен с датчиком тока, второй— с датчиком скорости, а выход — с третьим входом регулятора снижения динамических нагрузок.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что регулятор состоит из трех интеграторов и инвертирующего усилителя, причем первый вход первого интегратора является первым входом регулятора снижения динамических нагрузок, второй вход связан с выходом второго интегратора, а третий вход через инвертирующий усилитель — с выходом первого интегратора, первый вход второго интегратора является вторым входом регулятора, второй вход связан с выходом третьего интегратора, а третий вход — с выходом первого интегратора, первый вход третьего интегратора является третьим входом регулятора, второй вход связан с выходом второго интегратора, а выход первого интегратора является выходом регулятора снижения динамических нагрузок.

1502727

Составитель А.Мартынов

Техред М.Лидык Корректор М. Васильева

Редактор Н.Гунько

Заказ 5054/40 Тирах 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. Гагарина, 101