Электропривод с ограничением динамических усилий в механизмах экскаватора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах подъема и напора экскаваторов. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 задающего напряжения, регулятор 2 частоты вращения, регулятор 3 тока якоря и реверсивный тиристорный преобразователь 4, выход которого подключен к якорю двигателя 5. Датчики 6 и 7 частоты вращения и тока якоря, соединенные с входами соответствующих регуляторов, последовательно соединенные первый диод 8, датчик 9 ускорения, второй диод 10 и нелинейный элемент 11 с зоной нечувствительности, выход которого подключен к входу регулятора 2 частоты вращения. Использование в данном устройстве блока 20 поддержания постоянства запаса прочности канатов позволяет обеспечить постоянство запаса прочности канатов и тем самым повысить надежность. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Д1) H 02 P 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4328330/24-07 (22) 16. 11,87 (46) 30.07.90. Бюл. Р 28 (71) .Производственное объединение пУралмаш", Всесоюзный научно-исследовательский и.проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте и Харьковский автомобильно-дорожный институт им, Комсомола Украины (72) Д.А.Каминская, П.M.Квитницкий, А,Б,Розенцвайг, Е,M.Садовников и И,Б.Гутман (53) 621.316.7)8(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 866074, кл. H 02 P 5/06, .1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 743148, кл. Н 02 Р 5/06, 1980. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ОГРАНИЧЕНИЕМ

ДИНАМИЧЕСКИХ УСИЛИЙ В МЕХАНИЗМАХ

ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к электро2 технике и может быть использовано в электроприводах подъема и напора экскаваторов. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 задающего напря кения, регулятор 2 частоты вращения, регулятор 3 тока якоря и реверсивный тиристорный преобразователь 4, выход которого подключен к якорю двигателя

5, датчики 6 и 7 частоты вращения и тока якоря, соединенные с входами соответствующих регуляторов, последовательно соединенные первый диод 8, датчик 9 ускорения, второй диод 10 и нелинейный элемент 11 с зоной нечувствительности, выход которого подключен к входу регулятора 2 частоты вращения. Использование в данном устройстве блока 20 поддержания по-. стоянства запаса прочности канатов позволяет обеспечить постоянство эапаса прочности канатов и тем самым повысить надежность, 1 ил.

1582314

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в .рлектроприводах подъема и напора экскаваторов.

5

Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже приведена схема электропривода.

Электропривод содержит последова- 1р амелько соединенные источник:1 задаю< его напряжения, регулятор 2 частоты ращения, регулятор 3 тока якоря и еверсивный тиристорный преобраэоваель 4, выход которого подключен к ,корю электродвигателя 5, датчики частоты вращения 6 и тока якоря 7, соединенные с входами регуляторов 2 и 3 соответственно .частоты вращения тока, подключенные к выходу дат- 20 чика 6 частоты вращения последовательЙо соединенные первый диод 8, датчик ускорения, второй диод 10 и нелинейный элемент 11 с зоной нечувствительности, выход которого подключен 25 к входу регулятора 2 частоты вращеНия, а

Электропривод также содержит аналоговый запоминающий блок 12, 3р

Нуль-орган !.3, первый сумматор 14, формирователи 15 и 16 импульсов, функциональный преобразователь 17 и второй сумматор 18 ° Блок 19 ограничения в цепи обратной связи регуля- 35 .тора 2 частоты вращения выполнен

;управляемым, при этом информационный вход аналогового запоминающего блока

12 и вход нуль-органа 13 соединены с входом датчика 9 ускорения. Управ- 40 ляющий вход аналогового запоминающего блока 12 подключен к выходу первого. сумматора 14, входы которого соединены с выходами первого 15 и второго

16 формирователей импульсов, вход . 45 формирователя 15 импульсов подключен к выходу нелинейного элемента 11 с зоной нечувствительности; вход формирователя 16 импульсов соединен с выходом нуль-органа 13»,и выход анало-5О гового запоминающего устройства 12 подключен через функциональный преобразователь 17 к .первому входу второго сумматора 18, второй вход которого соединен с источником постоянного

55 напряжения U à выход сумматора 18

1» подключен к блоку 19 управляемого ограничения в цепи обратной связи регулятора 2 частоты вращения, Совокупность блоков 12-19 образует блок 20 поддержания постоянства запаса прочности канатов, Электропривод работает следующим образом, В нормальном режиме работы, т,е, при отсутствии стопореиия, устройство функционирует как обычная двухконтурная система подчиненного регулирования с внутренним контуром регулирования тока якоря и внешним контуром регулирования частоты вращения, Диоды 8 и 10 обеспечивают появление сигнала на входе нелинейного элемента 11 только при замедлении двигателя в режиме копания, либо подъема ковша (выдвижение рукояти). При опускании ковша (втягивании" рукояти) заперт диод 8; при открытом диоде 8 и ускорении двигателя заперт диод 10.

Нелинейный элемент 11 настраивается так, чтобы сигнал с выхода датчика

9 ускорения при максимально возможных величинах замедления, возникающих при нормальной работе (т.е. при отсутствии стопорения), был меньше эоны нечувствительности нелинейного элемента 11, При этом напряжения на выходе аналогового запоминающего устройства 12 и на выходе функционального преобразователя 17 равны нулю, поэтому напряжение ограничения блока

19 регулятора 2 частоты вращения зависит только от напряжения U, поступающего на второй вход сумматора

18» и соответствует заданию на статическое стопорное значение усилия дви-. гателя, В режиме стопорения сигнал на выходе датчика 9 ускорения становится больше зоны нечувствительности нелинейного элемента 11, В .результате этого на выходе нелинейного элемента 11 появляется напряжение отрицательной полярности, которое поступает на вход регулятора

2 частоты вращения и превышает вели-. чину напряжения положительной полярности, поступающего на вход регулятора 2 от источника 1 задающего напряжения.

Результирующий сигнал задания на входе регулятора 2 частоты вращения становится существенно отрицательным, на его выходе появляется максимальное напряжение, задающее отрицательное ,значение тока якоря, Под действием этого напряжения ток якоря изменяет

)58?3 направление и наступает режим рекуперативного торможения электродвигателя.

В режиме рекуперативного торможения часть кинетической энергии, накопленной в электроприводе перед началом процесса стопорения, преобразуется в электрическую энергию и возвращается (рекуперируется) в сеть, что. обеспечивает снижение динамических усилий в упругой связи при стопорении, Поскольку в режиме- рекуперативного торможения при стопорении регулятор

2 частоты вращения работает в режиме ограничения, задание на усилие двигателя в этом режиме пропорционально неличине напряжения ограничения регулятора 2 частоты вращения, которое регулируется блоком 19 ограничения в цепи обратной связи этого регулятора, 2О

Напряжение с выхода нелинейного элемента 11 поступает на нход формиронателя 15 импульсов, и на выходе формирователя 15 появляется импульс напряжения, который поступает через 25 сумматор 14 на управляющий вход аналогового запоминающего блока 12, При поступлении этого импульса происходит запись и запоминание в блоке 12 напряжения, поступающего на информацион- 3р ный вход этого устройства от датчика

6 частоты вращения. Таким образом, после поступления импульса от формирователя 15 на выходе аналогового запоминающего блока 12 появляется

35 неизменное напряжение, пропорциональное начальной скорости двигателя в режиме стопорения Vö, .

Это напряжение поступает на вход функционального преобразователя 17, 4О выходное напряжение-которого подается на сумматор 18. Напряжение с выхода сумматора 18 равно напряжению ограничения блока 19, т.е, оно задает величину усилия двигателя Р4 в 45 режиме рекуперативного торможения.

Характеристика функционального преобразователя 17 обеспечивает изменение усилия двигателя .Р др н функции начальной .приведенной скорости двигателя Ч .

Этот закон соответствует неизменному максимальному динамическому усилию в упругой связи механизма

Fа „ независимо от величины начальм«кс ной приведенной скорости двигателя

1О

Благодаря поддержанию з аданного значения F обеспечивается пос то янс т«м цс где К

fo

1 7 с Al заданное значение коэффициента динамичности усилия .в упругой связи при стопорении; начальная приведенная скорость двигателя в режиме стопорения; статическое стопорное усилие; приведенная масса вращающихся частей электропривода; эквивалентная жесткость упругой связи; усилие двигателя н режиме рекуперативного торможения при стопорении.

14 6 во запаса прочности канатон и рабочего оборудования экскаватора при стопорении, что повышает надежность.

В течение всего режима стопорения поддерживается неизменное значение усилия двигателя н режиме рекуперативного торможения F><, поскольку напряжение на ныходе аналогоного запоминающего блока 12 остается при этом постоянным.

В конце процесса стопорения при снижении частоты вращения днигателя до нуля появляется напряжение на выходе нуль-органа 13,. которое поступает на вход формирователя 1б импульсов, и на выходе формирователя 16 воз. никает импульс напряжения, Этот импульс передается через сумматор 14 на управляющий вход аналогового запоминающего блока 12. В момент поступления импульса от формирователя 16 в блоке 12 происходит запись и запоминание напряжения, поступающего на его информационный вход от датчика б частоты вращения, которое в этот момент времени раино нулю, Поэтому на выходах устройства 12 и преобразователя 17 напряжение также становится равным нулю, на ныходе сумматора 18 устанавливается исходное напряжение, которое зависит только от напряжения U íà его входе и равно

1 напряжению ограничения блока 1 9 регулятора,2, соответствующему заданию на статическое стопорное усилие двигателя F ст

Характеристика функционального преобразонателя 17 определяется исходя из соотношения

1582314

Формула изобретения

Составитель В,Трофименко

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Редактор А, Лежнина

Заказ 2095

Тираж 460

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Приведенное выше соотношение при.менительно к функциональному преобразователю 17 может быть записано следующим образом:

AU„- В

5

Гpe U U< — соответственно выходной и входной сигналы функционального преабразователя; 10

А и В - константы.

Б устройстве осуществляется автоатическое изменение усилия двигателя режиме рекуперативного торможения функции начальной скорости двигате- 15 я при стопорении, причем это изменение осуществляется по закону, обеспеивающему постоянство максимального инамического усилия в упругой связи в режиме стопорения независимо т начальной скорости двигателя, т.е. езависимо от начального запаса кинетической энергии привода.

Благодаря этому обеспечивается постоянство запаса прочности канатов 25

Н рабочего оборудования, что повышает надежность работы механизмов экскаватора.

Электропривод с ограничением динамических усилий в механизмах экскаватора, содержащий последовательно, соединенные источник задающего напряжения, регулятор частоты вращения с ,блоком ограничения в цепи обратной связи, регулятор тока якоря и реверсивный тиристорный преобразователь, выход которого подключен к якорю дви- 40 гателя, датчики частоты вращения и тока якоря, соединенные с входами соответствующих регуляторов, а также подключенные к датчику частоты вращения последовательно соединенные диод, датчик ускорения, второй диод и нелинейный элемент с зоной нечув1 ствительности, выход которого подключен к входу регулятора частоты вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, ан дополнительно снабжен блоком поддержания постоянства запаса прочности канатов, содержащим аналоговый запоминающий блок, нуль-орган, информационный вход которого соединен с входами датчика ускорения и аналогоного запоминающего блока, первый сумматор,два формирователя импульсов, функциональный преобразователь и второй сумматор, причем блок ограничения в. цепи обратной связи регулятора частоты вращения вь полнен управляемым, управляющий вход аналогового запоминающего блока подключен к выходу первого сумматора, входы которого соединены с выходами первого и второго формирователей импульсов, вход первого формирователя импульсов подключен к выходу нелинейного элемента с зоной нечувствительности, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом нуль-органа, выход аналогового запоминающего блока подключен через функциональный преобразователь к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с источником постоянного напряжения, выход второго сумматора подключен к блоку управляемого ограничения в цепи обратной связи регулятора частоты вращения, причем функциональный преобразователь реализует функцию U =- АЬ „- В, где U и U —. соот- L ветственно сигналы на выходе и входе функционального преобразователя;

А и  — константы.