Устройство для управления лебедками грейферного крана

 

Изобретение относится к подъемным устройствам. Устройство содержит два реверсивных тиристорных преобразователя 1 и 12, подключенных каждый к электродвигателям 2 и 13 с тахогенераторами 3 и 14 и датчиками 9 и 20 тока якоря поддерживающей и замыкающей лебедок и для каждой из них систему управления электроприводом, у которой последовательно включены командоаппарат 4 (15), сумматор 5 (16) сигналов задания на скорость и тахогенераторы 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I l) (51)5 В 66 D 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

Ы

СР

О

Ю (21) 4659621/11 (22) 07.03.89 (46) 30,04.92. Бюл, ¹ 16 (72) Т.А.Васильева, В.А.Хомяк, T.À.×óðcèíà и B.À.Ôèëèïïoâ (53) 621.864(088.8) (56) Э кспресс-информация. Автоматизированный электропривод, электротехнология, энергоснабжение, силовая и реобразовательная техника. М-1975, № 27 (4877 АЭЭ

27), с. 10 — 11, рис. 5 и 6. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕБЕДКАМИ ГРЕЙФЕРНОГО КРАНА (57) Изобретение относится к подъемным устройствам. Устройство содержит два реверсивных тиристорных преобразователя 1 и 12, подключенных каждый к электродвигателям 2 и 13 с тахогенераторами 3 и 14 и датчиками 9 и 20 тока якоря поддерживающей и замыкающей лебедок и для каждой из. них систему управления электроприводом, у которой последовательно включены командоаппарат 4 (15), сумматор 5 (16) сигналов задания на скорость и тахогенераторы 3 (14), регулятор 6 (17) скорости с платой 7 (18) ограничения выходного сигнала, сумматор 8 (19) сигналов задания на ток якоря и датчика

9 (20) тока якоря, регулятор 10 (21) тока якоря и система 11 (22) фазоимпульсного управления, а также датчик 25 закрытия грейфера.

Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к устройствам управления электрическими лебедками, Цель изобретения — повышение надежности работы лебедок, На фиг.1 изображена электрическая схема устройства для управления лебедками грейферного крана; на фиг.2 — электрическая схема набора режима работы

В устройство введены плата 24 набора режимов, две платы 26 и 27 логики и четыре электронных ключа 34, 35, 28 и 29, причем по три входа платы 24 соединены с соответствующими командоаппаратами 4 и 15, а выход этой платы соединен с одним из входов каждой платы 26 (27), вторые входы этих плат соединены сдатчиком 25, третьи входы — с переключателем 23задания функции управления электроприводом лебедок, первые выходы каждой из плат 26 (27) соединены с первыми входами третьего 28 и четвертого 29 электронных ключей, вторые и третьи входы которых соединены соответственно между собой и подключены к двум источникам 30 и 31 опорного напряжения, выход третьего ключа 28 подключен непосредственно и через инвертор 32 к плате 7 ограничения выходного сигнала регулятора 6 скорости поддерживающей лебедки, а выход четвертого ключа 29 подключен непосредственно и через инвертор 33 к плате

18 ограничения выходного сигнала регулятора 17 скорости замыкающей лебедки, вторые выходы каждой из плат 26 (27) соединены с входами первого 34 и второго

35 электронных ключей, по два выхода каждого ключа 34 (35) соединены соответственно с регуляторами 6 (17). 7 ил.

Ь электропривода лебедок грейфера; на фиг.3 — плата логики; на фиг.4 — механические характеристики электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок при зачерпывании; на фиг.5 — механические характеристики электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок при подъеме заполненного грейфера, на фиг.б— механические характеристики электродви1730021 гателей поддерживающей и замыкающей лебедок при спуске порожнего грейфера; на фиг.7 — таблица истинности платы логики, Устройство для управления лебедками грейферного крана состоит из реверсивного тиристорного преобразователя 1 для питания электродвигателя 2 поддерживающей лебедки с тахогенератором 3 и системы управления электроприводом поддерживающей лебедки, у которой последовательно включены командоаппарат 4, сумматор 5 сигналов задания на скорость и тахогенератора 3, регулятора 6 скорости электродвигателя 2, платы 7 ограничения выходного сигнала регулятора 6 скорости, сумматора 8 сигналов задания на ток якоря и датчика 9 тока якоря поддерживающей лебедки, регулятора 10 тока якоря и системы 11 фазоимпульсного управления. Реверсивный тиристорный преобразователь 12 для питания электродвигателя 13 замыкающей лебедки с тахогенератором 14 содержит систему управления электроприводом замыкающей лебедки, у которой последовательно включены командоаппарат 15, сумматор 16 сигналов задания на скорость и тахогенератора 14, регулятор 16 скорости, плата 18 ограничения выходного сигнала регулятора 17 скорости, сумматор 19 сигналов задания на ток якоря и датчика 20 тока якоря, регулятор 21 тока якоря и система 22 фазоимпульсного управления, В качестве связующего звена между системой управления поддерживающей и замыкающей лебедок установлены переключатель 23 задания функции управления электроприводом лебедок, плата 24 набора режимов, датчик 25 закрытия грейфера, платы 26, 27 логики.

Первые выходы плат 26, 27 соединены с первыми входами третьего и четвертого электронных ключей 28, 29. Вторые и третьи входы третьего и четвертого электронных ключей 28, 29 соединены соответственно между собой и подключены к двум источникам 30 и 31 опорного напряжения. Каждый из выходов третьего и четвертого электронных ключей 28 и 29 соединен непосредственно и через инверторы 32 и 33 с платами

7 и 18 ограничения выходных сигналов регуляторов 6 и 17 скорости поддерживающей и замыкающей лебедок. Второй выход платы 26 логики соединен с входом первого электронного ключа 34, а второй выход платы 27 логики соединен с входом второго электронного ключа 35. Выход первого электронного ключа 34 соединен с регулятором 6 скорости поддерживающей лебедки, а выход второго электронного ключа 35 соединен с регулятором 17 скорости замыкающей лебедки, 5

Электрическая схема набора режима работы электропривода лебедок грейфера (фиг,2) содержит командоаппарат 4 поддерживающей лебедки, у которого установлены микропереключатели 36 подъема и 37 спуска, и командоаппарат 15 замыкающей лебедки с микропереключателями 38 подъема и 39 спуска, а также плату 24 набора режима, которая содержит комплект реле, Два реле 40, 41 с катушками, токовая цепь которых замыкается при нейтральном положении рукоятки управления командоаппаратов 4 и 15, соответствующие им контакты 42, 43, Два реле 44 и 45 с катушками, токовая цепь которых замыкается при установке рукоятки управления командоаппарата в положение "Подъем", и соответствующие им контакты 46, 47. Два реле 48, 49 с катушками, токовая цепь которых замыкается при установке рукоятки управления командоаппарата в положение "Спуск" и соответствующие им контакты 50, 51, а также выходное реле 52 с катушкой и контактами 53, 54.

Устройство для управления лебедками грейферного крана работает следующим образом, Рассматриваем работу грейфера с момента, когда раскрытый грейфер лежит на материале зачерпывания. Оба командоаппарата управления 4 и 15, поддерживающей и замыкающей лебедок находятся в нейтральном положении, В соответствии со схемой фиг,2 платы 24 набора режимов реле 40, 41 находятся под током, реле 52 обесточено, и на выходе платы находится логическая единица.

Под логической единицей подразумевается высокий уровень напряжения или обрыв цепи, под логическим нулем понимается низкий уровень напряжения.

Переключатель 23 задания функции управления приводом лебедок установлен в положении, изображенном на фиг.1, Это означает, что электродвигатель 2 управляет поддерживающей лебедкой, а электродвигатель 13 — замыкающей лебедкой. На плату

26 логики поддерживающей лебедки поступает логический нуль, а на плату 27 логики замыкающей лебедки — логическая единица.

Перед началом пуска лебедок для обоих электродвигателей устанавливается необходимая величина ограничения тока якоря, равная 1,5 IH, где н — номинальный ток электродвигателя. Это осуществляется установкой величины сигнала источника 30 опорного напряжения, который проходит через третий и четвертый электронные ключи 28 и 29 непосредственно и инверторы 32 и 33 и попадает на входы плат 7 и 18 ограничения выходного сигнала регуляторов 6 и

1730021

10

30

40

17 скорости поддерживающей и замыкающей лебедок, и, тем самым, устанавливается необходимая величина ограничения тока якоря, равная пусковому. Инверторы 32 и 33 с коэффициентом усиления, равным единице, необходимы для обеспечения ограничения выходных сигналов регуляторов 6 и 17 скорости по "пл юсу"и "минусу", Платы 26и 27 логики вводятся в систему автоматического регулирования электроприводами лебедок для связанного управления замыкающей и поддерживающей лебедками двухканатного грейфера и по командам задания технологического режима работы лебедок вырабатывают команды на 15 формирование механических характеристик электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок, Плата 26 (27) логики содержит комбинационную схему, изображенную на фиг.3. На вход платы логики поступает три сигнала, X1 — сигнал задания, поступающий с платы 24 набора режима, при этом Х1 —. О (логический нуль) соответствует работе с открытым грейфером, X1 = 1 (логическая единица) — работе с закрытым .25 грейфером. Под работой с закрытым грейфером понимается зачерпывание, подъем закрытого грейфера, а под работой с открытым грейфером — открытие грейфера, спуск открытого грейфера, подъем открытого грейфера.

X2 — сигнал с датчика 25 закрытия грейфера, при этом Х2 = О соответствует условию: челюсти грейфера закрыты.

X2 = 1 — челюсти грейфера раскрыты.

X3 — сигнал с переключателя 23 задания функции управления приводом лебедок, при этом X3 = О соответствует управлению приводом электродвигателя 2 поддерживающей лебедки, X3 = 1 — управлению приводом электродвигателя 13 замыкающей лебедки.

На выходе каждой из плат 26, 27 логики два выхода, при этом выход 1 платы 26 логики соединен с третьим электронным ключом 28, а выход 2 — с первым ключом 34;

Выход 1 платы 27 логики соединен с четвертым электронным ключом 29, а выход 2 — с вторым электронным ключом 35.

Команды управления четырьмя электронными ключами 28, 29, 34 35 формируются следующим образом.

Зачерпывание материала грейфером осуществляется при переводе командоаппарата 15 замыкающей лебедки в положение "Подъем". С выдержкой времени в положение "Подъем" переводится командоаппарат 4 поддерживающий лебедки. На входе платы 27 логики замыкающей лебедки будут сигналы: X1 = 1, X2 = 1, ХЗ = 1, на выходе 1 — 1, на выходе 2 — 1 (см, фиг.7— таблицу истинности платы логики). Электродвигатель замыкающей лебедки при таких условиях работает на жесткой характеристике с ограничением тока якоря на уровне

1 = 1,51н.

На входе платы 26 логики поддерживающей лебедки будут сигналы: X1 = 1, Х2 =1, X3 = О, на выходе 1 = О, на выходе 2 — 1.

С выхода 1 платы 26 логики поддерживающей лебедки поступает сигнал (логический нуль) на третий электронный ключ 23, который производит переключение, отключая источник 30 опорного напряжения и подключая источник 31 опорного напряжения, тем самым изменяется ограничение задания тока якоря поддерживающей лебедки на уровне 10% от номинального тока электродвигателя, Следовательно, электродвигатель 8 поддерживающей лебедки работает с ограничением тока якоря 10% от IH, а электродвигатель 13 замыкающей лебедки работает на жесткой характеристике с ограничением тока якоря равным 1,5l<. Ограничение тока якоря поддерживающей лебедки происходит после установки командоаппарата 4 в положение "Подъем".

Вид механических характеристик обеих лебедок при зачерпывании приведен на фиг.4, При поступлении сигнала о закрытии грейфера (логический нуль) от датчика 25 закрытия грейфера на входе платы 26 логики поддерживающей лебедки будут сигналы: Х1 = 1, на выходе 2 = О, при этом с выхода

1 сигнал (логическая единица) поступает на третий электронный ключ 28 и производит переключение, подключая источник 30 опорного напряжения, тем самым изменяется ограничение тока якоря электродвигателя поддерживающей лебедки и устанавливается первоначальное ограничение на уровне 1 = 1i51<, Одновременно с переключением ограничения якоря электродвигателя поддерживающей лебедки с выхода 2 платы 26 логики поступает сигнал

"логический нуль" на первый электронный ключ 34, который до этого, момента времени находился в открытом состоянии, что вызывает замыкание ключа. Это приводит к шунтированию части резисторов, включенных в цепи обратной связи регулятора 6 скорости и изменению (уменьшению) коэффициента усиления регулятора 6 скорости поддерживающей лебедки, На выходе платы 27 логики замыкающей лебедки после окончания режима зачерпывания будут сигналы: X1 = 1, X2 = О, Х3

= 1, на выходе 1 = 1, на выходе 2 = 1. Так как выходы платы 27 логики до зачерпывания и

1730021 после закрытия грейфера не изменились, то и режим работы замыкающей лебедки не изменился.

При работе обеих лебедок на подъем механические характеристики электродвигателя поддерживающей лебедки имеют больший наклон, чем механические характеристики замыкающей лебедки, так как коэффициент усиления регулятора скорости поддерживающей лебедки меньше коэффициента усиления регулятора замыкающей лебедки. Жесткость характеристик выбирается из условия, чтобы при подъеме полного грейфера момент в поддерживаю цей лебедке составлял 40, а замыкающей — 60 от момента, необходимого для поднятия полного грейфера, Такое распределение момента обеспечивает надежное закрытие грейфера при подъеме. Вид механических характеристик электродвигателей обеих лебедок при подъеме полного грейфера приведен на фиг.5.

При поднятии грейфера на заданную высоту оба командоаппарата устанавливаются в нейтральное положение. Для раскрытия грейфера в поднятом состоянии необходимо командоаппарат 15 замыкающей лебедки перевести на "Спуск" при нейтральном положении командоаппарата 4 поддерживающей лебедки или командоаппарат 4 перевести в положении командоаппарата 15 замыкающей лебедки, При этом схема набора режима формирует на выходе сигнал X1 = О. На вход платы 26 логики поступают сигналы: Х1 = О, Х2 = О, ХЗ = О. На выходе 1 = 1, на выходе 2 = 1. На втором выходе "Вых.2" платы 26 вместо логического нуля появилась логическая единица, Это приводит к тому, что первый электронный ключ 34 размыкается и подключается часть резисторов в цепи обратной связи регулятора 6 скорости, увеличивая тем самым коэффициент усиления регулятора, На вход платы 27 логики поступают сигналы: X1 = О, Х2 = О, ХЗ = 1, На первом выходе платы 27 логики "Вых.1" появляется логический нуль, поступающий на четвертый электронный ключ 29, который производит переключение источника 30 опорного напряжения на источник 31 опорного напряжения и, тем самым, на замыкающей лебедке ток якоря ограничивается на уровне

10 от номинального тока.

При полном раскрытии грейфера с датчика 25 закрытия грейфера поступает сигнал о раскрытии. На входе платы 26 логики появились сигналы: X1 = О, Х2 = 1, ХЗ = О, на выходе 1 = 1, на выходе 2 = 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился.

На входе платы 26 логики появились сигна5

55 лы; Х1 = О, Х2 = 1, ХЗ = О, на выходе 1 = О, на выходе 2 = 1, режим работы замыкающей лебедки не изменился.

Для спуска раскрытого грейфера командоаппарат 15 замыкающей лебедки устанавливается в положение "Спуск". С выдержкой времени устанавливается в положение "Спуск" командоаппарат 4 поддерживающей лебедки, при этом схема набора режима выдает сигнал Х1= О. На входе платы 26 логики присутствуют сигналы: Х1 = О, Х2 = 1, X3 = О, на выходе 1 = 1, на выходе 2

= 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился. На входе платы 27 логики входные сигналы; Х1 = О, Х2 = 1, ХЗ = 1, на выходе 1 = О, на выходе 2 = 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился, Спуск происходит при жесткой механической характеристике двигателя поддерживающей лебедки и с ограничением тока якоря на уровне 0,1tH электродвигателя замыкающей лебедки.

Формула изобретения

Устройство для управления лебедками грейферного крана, содержащее системы управления электродвигателями поддерживающей и замыкающей лебедок, каждая из которых снабжена реверсивным тиристорным преобразователем, подключенным к электродвигателю соответствующей лебедки, тахогенератором, датчиком тока якоря, а также последовательно включенными командоаппаратом, сумматором сигнала командоаппарата задания на скорость и сигнала тахогенератора, регулятором скорости с платой ограничения выходного сигнала, сумматором сигнала платы задания на ток якоря и сигнала датчика тока якоря, регулятором тока якоря и системой фазоимпульсного управления, при этом устройство снабжено датчиком закрытия грейфера, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы лебедок, устройство снабжено платой набора режимов, двумя платами логики, переключателем задания функции управления электродвигателями лебедок, двумя источниками опорного напряжения и четырьмя электронными ключами, при этом каждые три входа платы набора режимов соединены с соответствующим командоаппаратом, выход этой платы соединен с одним из входов каждой платы логики, вторые входы плат логики соединены с переключателем задания функции управления электродвигателями лебедок, первые выходы каждой из плат логики соединены с первыми входами третьего и четвертого электронных ключей, вторые выходы каждой из плат логики соединены с входами первого и второго электронных

1730021

10

Фиг, Х1

55 ключей, при этом вторые и третьи входы третьего и четвертого электронных ключей соединены соответственно между собой и подключены к двум источникам опорного напряжения, выход третьего ключа подключен непосредственно и через инвертор к плате ограничения выходного сигнала регулятора скорости поддерживающей лебедки, а выход четвертого ключа подключен непосредственно и через инвертор к плате ограничения выходного сигнала регулятора скорости замыкающей лебедки, причем по

5 два выхода каждого из электронных ключей соединены соответственно с регуляторами скорости поддерживающей и замыкающей лебедок.

1730021

П

О п

1730021

1730021

1730021

40.

Составитель А.Проворов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Тупица

Редактор Н.Коляда

Заказ 1482 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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