Способ дискретного управления тормозом шахтной подъемной машины

 

Изобретение относится к шахтному подъему, в частности к способам управления их торможением. Цель изобретения - повышение точности управления. Сущность способа заключается в формировании и подаче на тормоз сигналов управления, величине которых соответствуют одинаковые по величине тормозные моменты. При этом управляющие сигналы подают с постоянным периодом, меньшим постоянной времени тормоза, с амплитудами, соответствующими максимальному тормозному моменту, и со скважностью, пропорциональной необходимому тормозному моменту. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0 ) (1Î (51>5 В 66 В 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4756333/03 (22) 25.09.89 (46) 29.02.92. Бюл.М8 (71) 1(онотопский электромеханический завод "Красный металлист" (72) В,И.Васильев, Н,П,Матвиенко и В.M.×åðìàëûx (53) 621,86.07 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 611845, кл. В 66 В 1/32, 1976. (54) СПОСОБ ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗОМ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ

МАШИНЫ

Изобретение относится к шахтным подъемам и, в частности, к способам управления их торможением.

Известен способ торможения подъемных машин, при котором последовательно с выдержкой по времени сначала включают первую и вторую ступени тормозного момента, причем вторую ступень тормозного момента, равную по величине первой ступени, включают с интервалом времени равным полупериоду собственных продольных колебаний каната, а затем при определенной минимальной скорости подъемной машины отключают вторую ступень тормозного момента до полной остановки подъемной ма. шины, при котором вновь включают вторую ступень.

Известен также способ управления рабочим торможением шахтных подъемных машин, согласно которому торможение про; изводят в несколько ступеней путем изменения тормозного момента в соответствии с (57} Изобретение относится к шахтному подъему, в частности к способам управления их торможением. Цель изобретения— повышение точности управления. Сущность способа заключается в формировании и подаче на тормоз сигналов управления, величине которых соответствуют одинаковые. по величине тормозные моменты. При этом управляющие сигналы подают с постоянным периодом, меньшим постоянной времени тормоза, с амплитудами, соответствующими максимальному тормозному моменту, и со скважностью, пропорциональной необходимому тормозному моменту. 3 ил. заданной программой, причем на первой. ступени тормозной момент увеличивают до величины, соответствующей условиям набегания подъемного сосуда на канат, на второй ступени оставляют его постоянным и равным его максимальному значению на первой ступени до останова подъемной машины, а на третьей ступени увеличивают без ограничения скорости его нарастания до максимального значения, соответствующего стопорению подъемной машины.

Известен также способ управления тормозом шахтной подъемной машины, при котором преобразуют непрерывный сигнал управления в пропорциональный ему тормозной момент.

Наиболее близким к изобретению является способ управления тормозом, при котором торможение производят в соответствии с заданной программой, а диапазон тормозного момента разделяют на ряд одинаковых ступеней и для исключения

1715705 скачкообразного изменения динамических нагрузок формируют дополнительный аналоговый управляющий сигнал, который подают на один исполнительный элемент одновременно с дискретным включением ряда исполнительных элементов, на которые подают дискретный управляющий сигнал, причем выбирают постоянные пороги срабатывания дискретно включаемых исполнительных элементов и определяют количество последних по соотношению между уровнем сигнала заданной программы и постоянными порогами срабатывания, а величину дополнительного аналогового управляющего сигнала определяют по разности между уровнем сигнала заданной программы и сигналом, пропорциональным максимальному порогу срабатывания включенных в данный момент дискретно управляемых элементов.

Недостатком способа является низкая точность работы, поскольку он не учитывает реальных характеристик тормозных устройств, имеющих, неоднозначные нелинейные характеристики типа "гистерезис", обусловленные наличием сил трения и люфтов в приводном цилиндре и шарнирах устройства. Это приводит к тому, что одному и .тому же значению управляющего сигнала соответствуют различные значения тормозных моментов в зависимости от направления выхода на значение управляющего сигнала (в сторону увеличения или уменьшения). Наличие такой неоднозначной характеристики снижает также безопасность работы тормоза, поскольку, управляя изве, стными способами, при определенныхусловиях могут возникнуть автоколебания в системе управления тормозом.

Цель изобретения — повышение точности управления тормозом.

Поставленная, цель достигается тем, что управляют тормозом путем формирования и подачи на тормоз сигналов управления, величине которых соответствуют одинаковые по величине тормозные моменты, причем управляющие сигналы подают с постоянным, меньшим постоянной времени тормоза, с амплитудами, соответствующими максимальному тормозному моменту, и со скважностью, пропорциональной необходимому тормозному моменту, т.е. величине заданного тормозного момента М> будет соответствовать следующее выражение:

M8 = ((Т - tpj)/Tj Мт где Т = taj + tpj — постоянный период следования управляющих сигналов, c„

taj — длительность j-ого управляющего сигнала с амплитудой, соответствующей

На фиг.2 обозначены: 6 — генератор тактовых импульсов периода Т; 7 — преобразователь амплитуда — длительность импульса;

8 — выходной усилитель мощности; 9 — устройство преобразователя реализующего предлагаемый способ; 10 — тормоз.

На фиг.3 обозначены: 11 —. зависимость тормозного момента от входного сигнала Мт = <(u„); 12 — зависимость среднего значения управляющего сигнала от входного сигнала !упр.ср = f(Uax); 13,14— значения тока, соответственно при расторможенном lynpp и заторможенном !упрз со- . стоянии подъемной машины; 15 — значение тОКа lynp1 = Uex1 arCtg а; ГДЕ а — УГОЛ наклона 12 к оси 14х, 16 — осциллограмма максимальному тормозному моменту

Мтаахс, с1

tpj — длительность паузы j-ого управляющего сигнала, с.

5 Длительность периода следования Т определяется инерционностью механической системы тормоза. Поэтому, для исключения вибраций, частота следования управляющих сигналов должна превышать собствен10 ную частоту механической системы тормоза в несколько раз, например, в 5 раз. Верхний предел частоты следования сигналов управления ограничивается потерями мощности управляющего сигнала за счет искажения в

15 реактивных элементах управления системы, например, емкостях и индуктивностях.

На фиг.1 приведены диаграммы,,поясняющие работу способа управления тормозом при трапецеидально изменяющемся во

20 времени управляющем сигнале; на фиг.2— пример реализации способа в устройстве; на фиг.3 — диаграммы, поясняющие работу устройства (фиг.2) для двух значений управляющих сигналов и влияние их величин на

25 скважность управляющих сигналов и влияние их величин на скважность управляющих тормозом сигналов.

На фиг. обозначены: 1 — диаграмма изменения тормозного усилия (статическая ха30 рактеристика торморзного устройства) при плавном изменении управляющего сигнала

От 1ynp min ДО 1УПР maXC (1 ) И ОбРатНО От

1упрвзхс ДО 1ynpmln (1"); 2 — ДИаГРаММа ИЗМЕнения тормозного усилия при управлении

35 по предлагаемому способу; 3 — диаграмма изменения управляющего сигнала !упр, формирующегося при трапецеидально изменяющемся во времени уровне входого задания; 4-среднее значение управляюще40 го сигнала lynpcp за )-ый период следования управляющих сигналов при увеличении во времени входного задания; 5 — то же, при уменьшении во времени входного задания, 1715705

35

45

55 тока lynp1, подаваемого в катушку управления тормозом; 17- значение тока lynp2= Usx1, .агсЩ G; 18 — осциллогРамма тока lynp2, подаваемого в катушку управления тормо; зом. 5

Приведенные на фиг.1 диаграммы ил- люстрируют способ. Диаграмма 1, представляющая собой статическую характеристику тормоза, состоит из двух ча-. стей: 1 — диаграммы изменения тормозного 10 момента при нарастании управляющего сигнала 1упр и 1" — диаграммы изменения тормозного момента при снижении управляющего сигнала Iynp. Эта диаграмма показывает, что при известных способах 15 управления точность управления определяется областью 1. Диаграмма 2 представляет собой статйческую характеристику тормоза при управлении по предлагаемому способу;

Эта диаграмма представляет собой усред- 20 ненную диаграмму от 1 и 1", и получается она при формировании и подаче на тормоз управляющего сигнала в виде одинаковых тормозных моментов с постоянным периодом, величина которого меньше собствен- 25 ной постоянной времени тормоза, а амплитуды соответствуют максимальному тормозному моменту. Скважность управляющих сигналов пропорциональна необходимому тормозному моменту. Диаграмма 3 иллюстрирует формирование управляющего сигнала lynp для трапецеидально изменяющегося во времени уровня тормозного момента. При этом формируются импульсы постоянного периода Т с соответственно заданию изменяющейся скважностью. Iloскольку между задающим сигналом и скважностью имеется однозначная линейная зависимость, то такая же зависимость будет иметь место и между скважностью импульсов lynp и средним значением тока управления. Поэтому среднее значение то-. ка управления lynp ср (поз.4 и 5) и тормозного момента М> за период также будет изменяться пропорционально задающему сигналу. Но, так как в течение периода выходной сигнал изменяется от О до Mrmaxc и снова до

О, то из-за инерционности тормозной системы истинное значение тормозного момента

Mr будет иметь среднее значение (диаграм- 50 ма 2) между характеристиками 1 и 1".

Изобретение может быть осуществлено в утройстве, приведенном на фиг.2. Генера- тор тактовых импульсов 6 формирует импульсы периода Т, которые поступают на тактовый вход блока преобразователя амплитуда — длительность импульса 7. На его управляющий вход подается сигнал задания Uex Выход блока 6 подключен к входу усилителя мощности 8 с выхода которого, являющегося выходом преобразователя 9 формируется управляющий сигнал lynp и подается в катушку управления тормозом 10.

Для иллюстрации работы способа в устройстве предлагается пример, приведенный на фиг.3 для значений 0вх1 и Овх2.

Определенному значению U

Таким образом, если перенести величину среднего значения тока управления Iynp за период Т на ось ly фиг.1, то получим на оси Мт (ly) соответствующее значение тормозного усилия, величина которого определяется средним значением характеристик 1 и 1", т.е. на характеристике 2.

Формула изобретения

Способ дискретного управления тормозом шахтной подъемной машины, заключающийся в формировании и подаче на тормоз сигналов управления, величины которых соответствуют одинаковым по величине тормозным моментам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, управляющие сигналы подают с постоянным периодом, меньшим постоянной времени тормоза, с амплитудами, соответствующими максимальному тормозному моменту, и со скважностью, пропорциональной необходимому тормозному моменту.

1715705 пр

1715705

Редактор М. Товтин

Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

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

Заказ 573 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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