Способ контроля параметров экскаваторного электропривода

 

Устройство, поясняющее способ, содержит узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи, узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи, узел 3 интегрирования переменной составляющей тока и определения ее среднего значения, узел 4 интегрирования переменной составляющей напряжения и определения ее среднего значения, узел 5 определения средней мощности переменной составляющей тока, узел 6 формирования сигнала неисправности, узел 7 управления 1-3-5-6, 2-4-5-6, 8-7-5-6. 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 02 F 3/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г,ф

g I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793119/03 (22) 25.12.89 (46) 15.06.92. Бюл. ¹ 22 (71) Кемеровское научно-п роизводствен ное объединение "Промавтоматика" и Государ- . ственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт по автоматизации угольной промышленности (72) И.P.Áó÷èí, Г.И..Разгильдеев и А,И.Филиппенко (53) 622.325(088.8) (56) Гаврилов В.Д., Потапов В.Н. Критерии оценки технического состояния скользящего контакта электрической машины постоянного тока. — В сб, научн. трудов:

Повышение эффективности эксплуатации авиационного и радиоэлектронного оборудования гражданской авиации, Рига, 1987, с.34 — 37.

Авторской свидетельство СССР

¹ 1587181, кл. Е 02 F 3/14. 06.03.89.

„, Ы„„1740737 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ l1APAMETPOB

ЭКСКАВАТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Устройство, поясняющее способ, содержит узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи. узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи, узел 3 интегрирования переменной составляющей тока и определения ее среднего значения, узел 4 интегрирования переменной составляющей напряжения и определения ее среднего значения, узел 5 определения средней мощности переменной составляющей тока, узел 6 формирования сигнала неисправности, узел 7 управления 1 — 3 — 5 — б, 2 — 4 — 5 — б, 8 — 7 — 5 — б. 3 ил.

1740737

Изобретение относится к автоматическим измерениям эксплуатационных характеристик экскаваторного электропривода и, в частности, может быть использовано для автоматического определения неисправности электрической машины экскаваторного электропривода в процессе его эксплуатации.

Известны различные способы контроля параметров экскаваторного электропривода.

Однако известный способ имеет суще-, ственный недостаток: при оценке технического состояния щеточно-коллекторного узла используется интегральное значение переменной составляющей пульсаций тока якорной цепи, что не позволяет выявить неисправность одной или нескольких коллекторных пластин с приемлемой точностью и надежностью, Наиболее близким к изобретению является способ контроля параметров экскаваторного электропривода, включающий измерение переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрацию, выпрямление и интегрирование, задание предельного значения измеряемой величины и формирование сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величиной предельного значения.

Однако известный способ не позволяет с достаточной точностью и надежностью определить неисправность одной или нескольких пластин, характеризующихся высоким уровнем искрения. Кроме того, неисправность может быть определена только на участках электромеханической характеристики, непосредственно прилегающих к точкам излома экскаваторной характеристики.

Цель изобретения — увеличение точности контроля состояния щеточно-коллекторного узла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля параметров экскаваторного электропривода, основанному на измерении переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрации, выпрямлении и интегрировании, задании предельного значения измеряемой величины и формировании сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величиной предельного значения, измеряют переменную составляющую напряжения якорной цепи, фильтруют, выпрямляют и интегрируют ее на интервале, принимаемом в пределах 1 — 10 коллекторных пластин углового перемещения якоря, при принятом режиме работы электромашины, принимают таким же интервал интегрирования переменной составляющей якорноготока. определяютсредние

15

25

30 прямленных переменных составляющих то50 ка li и напряжения Ui якорной цепи на ин55

45 значения переменной составляющей тока и напряжения на принятом интервале интегрирования, определяют среднее значение мощности переменной составляющей якорной цепи на том же интервале интегрирования, а сигнал неисправности коллектора формируют при превышении средним значением мощности переменной составляющей якорной цепи заданного ее предельного значения, Предлагаемый способ обеспечивает с большей точностью автоматическое определение неисправности щеточно-коллекторного узла и (или) магнитопровода электрической машины за счет измерения среднего значения мощности переменной составляющей якорного тока на интервале

1 — 10 коллектарных пластин углового перемещения якоря и последующего его сравнения с заданным предельным значением измеряемой величины.

На фиг,1 показан характер изменения мощности переменной составляющей якорной цепи электрической машины; на фиг.2— структурная схема устройства, реализующего способ контроля параметров экскаваторного электропривода.. на фиг. 3 а. б, a— структурные схемы функциональных узлоь устройства.

Предлагаемый способ включает следующие основные операции.

Устанавливают интервалы Т1 измерения тока и напряжения переменной составляющей якорной цепи в пределах 1 — 10 коллекторных пластин углового перемещения якоря при принятом режиме работы электрической машины. Измеряют переменную составляющую якорного тока 7. электрической машины. а также переменную составляющую напряжения ее якорной цепи 6, Затем усиливают, фильтруют, выпрямляют переменную составляющую якорного тока электрической машины, т,е, определяют К а также усиливают, фильтруют, выпрямляют переменную составляющую напряжения якорной цепи электрической машины. т.е. определяют О .

Интегрируют мгновенные значения вытервалах Т1 при работе электрической машины и находят их средние значения:

<2

J Мz ц !Т1

t2

I.

Т1 !

1740737 ц . Т1

1З

U jt

t2

Т1 где t2 — т1 = сз — t2 =...= Т1.

Далее определяют на каждом интервале среднюю мощность переменной составляющей якорной цепи

I gj = I I 0

Р +1 = 1 +.1 О ;+1 . (3) и задают предельное значение мощности переменной составляющей якорной цепи

Рз.

Далее формируют сигнал неисправности щеточно-коллекторного узла и (или) магнитопровода электрической машины при превышении средним значением мощности переменной составляющей на интервале интегрирования Т1 заданного предельного значения изме яемой величины Р:

1, если Р ) Р3

sign I

0 в противном случае

Пример технической реализации способа показан на фиг.2, 3.

Устройство содержит узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи электрической машины, узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи, узел 3 интегрирования переменной составляющей тока и определения ее среднего значения, узел 4 интЕгрирования переменной составляющей напряжения и определения ее среднего значения, узел 5 определения средней мощности переменной составляющей якорной цепи, узел 6 формирования сигнала неисправности sign Н, узел 7 управления, задающий генератор 8. Узлы 1, 2 подключены выходами соответственно к входам узлов 3 и 4, выходы которых подключены к входам узла 5. Выход узла 5 подключен к входу узла

6. Выходы узла 7 связаны с соответствующими входами узлов 3 — 6. К входу узла 7 подключен выход узла 8.

Узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи содержит

- (фиг,За) узел 9 гальванической развязки электрической цепи, подключенный выходом к усилителю 10, выход которого через фильтр 11 подключен к выпрямителю 12.

Узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи содержит (фиг.Зб) узел 13 гальванической развязки электрической цепи, подключен(2) ный выходом к усилителю 14, выход которого через фильтр 15 подключен к выпрямителю 16, Узел 5 определения интегральной мощ5 ности переменной составляющей якорной цепи содержит (фиг,Зв) коммутатор 17, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к входу цифрового перемножителя 19.

10 Работа устройства, Устанавливают необходимый интервал интегрирования Т1 и предельное значение Р> измеряемой величины — мощности переменной составляющей якорного тока.

15 При работе электромашины на входы узлов 1, 2 поступают соответствующие сигналы Ij, Uj, которые преобразуются гальва- . ническими развязками 9, 13 (фиг.За, б) в выходные сигналыТ *, Uj*, Эти сигналы уси20 лива ются усилителями 10, 14 (выходные сигналы К11<, K2U; J, фильтруются (фильтры 11, 15, выходные сигналы *, Oj*) и выпрямляются (выпрямители 12, 16, выходные сигналы T;, U;).

25 Выходные сигналы узлов 1, 2 I;, Uj поступают на входы узлов 3, 4, на выходе которых формируются сигналы: .

13 ;4т J Ис

30 1< 1 <2

Т1 Т1 2 1З

f uj:à f uj<>

t1 <2

Т1 :" Т1 гдЕ T2 — т1 = тЗ вЂ” тг =...= Т1 — фсрмируЕтСя узлом управления 7.

Выходные сигналы узлов 3, 4 поступают на входы узла 5 (фиг,Зв), в котором коммутатор 17 периодически подключает к аналого40 цифровому преобразователю 18 сигналы 1,„

Uz, в результате чего на его выходе формируются цифровые эквиваленты указанных сигналов, которые поступают на цифровой перемножитель 19 и на его выходе формируется сигнал Р (формула 3). Выходной сигнал узла 5 поступает на вход узла 6, которым формируется сигнал неисправности sign Н =

= 1, если выполняется условие (4).

Указанная последовательность работы узлов 1 — 6 (выполнение операций интегрирования величин Т, 0ь определение из средних значений, определение Р„ на интервалах Т1 и осуществление операции сравнения P-. с предельным значением Рэ) обеспечивается узлом 7 управления, взаимосвязанным с задающим генератором 8.

Таким образом, при работе электрической машины автоматически формируется сигнал неисправности щеточно-коллектор1740737

45

55 ного узла и (или) магнитопровода электриче- . ской машины при возникновении соответствующего состояния указанных узлов.

Рассмотренное устройство реализует предложенный способ аппаратными средствами. Однако способ может быть реализован и с использованием, например, и рограммируемого. контроллера общепромышленного назначения путем разработки и применения соответствующей програм- 1р мы.

Технико-экономические преимущества способа заключаются в следующем, Использование формируемой информации в процессе эксплуатации экскаватора позволяет своевременно обнаружить возникающую неисправность электрической машины и тем самым предотвратить развитие неисправности. Это обстоятельство обуславливает в итоге сокращение длительности и снижение стоимости ремонта электрооборудования экскаватора.

Кроме того, по указанной причине сокращаются простои экскаватора и, как следствие, сокращаются вынужденные простои 25 технологического оборудования смежных процессов. Способ может быть успешно применен для контроля качества ремонта электромашины при поверочных стендовых испытаниях, что также способствует сокра- З0 щению простоев экскаваторов по причине неисправности электрооборудования.

По предварительной оценке экономическая эффективность от использования способа на драглайне ЭШ20.90 определяется 35 по формуле:

Эг = Се Куп Vr Здоп, где С вЂ” средняя стоимость переработки

1 м горной массы;

Кул — коэффициент увеличения производител ь ности, Чг — годовая (средняя) производительность экскаватора;

Здор — ориентировочные дополнительные затраты, связанные с оснащением экскаватора техническими средствами и их эксплуатацией.

Формула изобретения

Способ контроля параметров экскаваторного электропривода, включающий измерение переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрацию, выпрямление и интегрирование, задание предельного значения измеряемой величины и формирование сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величины предельного значения, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности контроля состояния щеточно-коллекторного узла, измеряют переменную составляющую напряжения якорной цепи, фильтруют, выпрямляют и интегрируют ее на интервале, принимаемом в пределах 1 — 10 коллекторных пластин углового перемещения якоря при принятом режиме работы электромашины, принимают таким же интервал интегрирования переменной составляющей якорного тока, определяют средние значения переменной составляющей тока и напряжения на принятом интервале интегрирования, определяют среднее значение мощности переменной составляющей якорной цепи на том же интервале интегрирования, а сигнал неисправности коллектора формируют при превышении средним значением мощности переменной составляющей якорной цепи заданного ее предельного значения, 1740737

1740737

Составитель О. Капканец

Редактор М, Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 2066 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