Электропривод лебедки экскаватора-драглайна

 

Использование: в лебедке устройства предельной погрузки экскаватора-драглайна . Сущность: для стабилизации натяжения в канате электропривод лебедки реализован по схеме подчиненного регулирования упругого момента и тока с параллельной коррекцией по произвольной упругого момента . Производная упругого момента используется в электроприводе в виде положительной обратной связи, что снижает колебательность упругого момента в переходных процессах, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„5U„„1775832 А1 (51)5 Н 02 P 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ч р;"яиц«.6

:;.-1, Фас.444

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912062/07 (22) 19.02.91 (46) 15.11,92,. Бюл, hL 42 (71) Карагандинский политехнический институт (72) И.В.Брейдо, А.Л.Демко, А.Г.Павлович и

Н.А.Серебренников (56) Перфенов Б.М.. Сахаров С.Б., ryMepoaa

C.Х., Мирова Н.Ф. Система электроприводов установок для сверхглубокого бурения. — Электротехника, 1986, М 10, с. t4-16.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в лебедке устройства прицельной погрузки экскаватора-драглайна.

Известны электроприводы грузоподьемных. механизмов, выполненные по схеме подчиненного регулирования и содержащие последовательно включенные регуляторы напряжения и тока, систему импульсно-фазового управления, реверсивный управляемый выпрямитель, датчики напряжения и тока, подключенные ко входам соответствующих регуляторов.

Наиболее близким по технической сущности является электропривод, содержащий последовательно включенные задатчик, регулятор скорости, регулятор тока, систему импульсно-фазового управления, реверсивный управляемый выпрямитель, электродвигатель, датчики (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ЛЕБЕДКИ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА (57) Использование: в. лебедке устройства предельной погрузки экскаватора-драглайна. Сущность: для стабилизации натяжения в канате электропривод лебедки реализован по схеме подчиненного регулирования упругого момента и тока с параллельной коррекцией по произвольной упругого момента. Производная упругого момента используется в электроприводе в виде положительной обратной связи, что снижает колебательность упругого момента в переходных процессах. 1 ил. скорости и тока, подключенные ко вторымвходам соответствующих регуляторов, логи- с ческое переключающее устройство, входом соединенное с выходом регулятора скоро- сти, а выходами — со вторым и третьим входами реверсивного управляемого выпрямителя.

Недостатки электропривода заключают- .. Ю ся в том, что в канате лебедки устройства прицельной погрузки возникают колебания усилий, что снижает надежность электро- д привода.

Целью изобретения является повышение надежности электропривода.

Введение отрицательной обратной связи по упругому моменту и положительной обратной связи по его производной стабилизирует натяжение каната лебедки в переходных и установившихся режимах работы, что повышает надежность электропривода, 1775832 формирование же сигналов, пропорциональных упругому моменту и его производной из сигналов имеющихся датчиков скорости электропривода лебедки и датчиков напряжения и тока электродвигателя механизма тяги уменьшает количество датчиков, что также повышает надежность электропривода.

Это достигается тем, что в электропривод лебедки экскаватора-драглайна, содержащий задатчик, первый регулятор, второй регулятор, соединенный с последовательно включенными системой импульсно-фазового управления, реверсивным управляемым выпрямителем и электродвигателем лебедки, логическое переключающее устройство, вход которого подключен к выходу первого регулятора, а выход- ко второму и третьему входам реверсивного управляемого выпрямителя, датчик тока электродвигателя лебедки, соединенный со входом второго регулятора, датчик скорости электродвигателя лебедки и датчики напряжения и тока электродвигателя механизма тяги экскаватора, блок включения тормоза и тормоз лебедки, дополнительно введены четыре сумматора, апериодическое звено, два интегратора, два блока коэффициентов, фильтр нижних частот и преобразователь полярности сигнала, причем датчик напряжения электродвигателя механизма тяги соединен с последовательно включенными третьим сумматором, апериодическим звеном, четвертым сумматором, вторым интегратором, вторым сумматором, первым блоком коэффициентов и первым интегратором, выход которого подключен ко второму входу первого регулятора, первый вход которого через преобразователь полярности сигнала соединен с выходом задатчика, а выход через первый сумматор — со вторым регулятором, выход второго интегратора через второй блок коэффициентов подключен ко второму входу третьего сумматора, выход второго сумматора соединен со вторым входом первого сумматора, датчик тока электродвигателя механизма тяги через фильтр нижних частот подключен ко второму входу . четвертого сумматора, датчик напряжения электродвигателя механизма тяги — к управляющему входу преобразователя полярности сигнала, а датчик скорости — ко второму входу второго сумматора.

При работе электропривода лебедки упругий элемент в операторной форме равен

МУ = — (а1 - Са)

С (1) ° где С вЂ” жесткость каната; В1 — частОта вращения электродвигателя лебедки; и — час5

15 тота вращения электродвигателя механизма тяги; P — оператор Лапласа.

В электроприводе лебедки введены следующие обратные связи: (mi -eZ) = — МУ

С (2) с(ан — вг) р У

Частота вращения электродвигателя механизма тяги определяется как

КФu„— R„r„P+1 М (КФ)) (т„т. p +т. Р +1) где От — напряжение электродвигателя механизма тяги; Ф вЂ” магнитный поток; К— постоянная электродвигателя; R< — сопротивление якоря; т и тэм — электромагнитная (3) и электромеханическая постоянные времени электродвигателя механизма тяги; Мс— момент сопротивления электродвигателя механизма тяги.

Для стабилизации натяжения в канате электропривод лебедки реализован по схеме подчиненного регулирования упругого момента и тока с параллельной коррекцией по производной упругого момента.

Производная упругого момента используется в электропри воде в виде положительной обратной связи, что снижает колебательность упругого момента в пере30 ходных процессах.

На чертеже представлена схема электропривода.

Электропривод содержит последовательно соединенные задатчик 1, преобразователь 2 полярности сигнала, первый регулятор 3, первый сумматор 4, второй регулятор5, систему6 импульсно-фазовогоуправления, реверсивный управляемый выпрямитель 7, электродвигатель 8 лебедки, датчик 9 скорости и второй сумматор 10, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 4 и через первый блок 11 коэффициентов и первый интегратор 12 — ко второму входу первого регулятора 3. Датчик

13 напряжения электродвигателя механизма тяги соединен с управляющим входом преобразователя 2 полярности сигнала и через последовательно включенные третий

0 сумматор 14, апериодическое звено 15, четвертый сумматор 16 подключен ко второму интегратору 17, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 10 и через второй блок 18 коэффициентов — ко второму входу третьего сумматора 14. Датчик 19 тока электродвигателя механизма тяги через фильтр 20 нижних частот соединен со вторым входом четвертого сумматора 16.

Датчик 21 тока электродвигателя лебедки подключен ко второму входу второго регуля1775832 тора 5, а логическое переключающее устройство 22 входом подключено к выходу первого регулятора 3, а выходами ко второму и третьему входам реверсивного управляемого выпрямителя 7. Блок 23 включения тормоза соединен с тормозом 24 лебедки.

Задатчик 1 момента может быть выполнен известным способом.в виде регулируемого делителя напряжения, блоки коэффициентов 11 и 18 — в виде масштабирующих усилителей. Фильтр 20 нижних частот выполнен известным способом, например, в виде активного R-С фильтра.

Логическое переключающее устройство

22 может быть выполнено известным способом, например, в виде ключей со взаимной блокировкой, подключающих при разной полярности выходного сигнала первого регулятора 3 анодную или катодную группу тиристоров в реверсивном управляемом выпрямителе 7.

Преобразователь 2 полярности сигнала может быть выполнен известным способом, например в виде ключа с замыкающим и размыкающим контактом, к которому подключен инвертор, а с управляющим входом ключа соединен диод.

При положительной полярности сигнала на управляющем. входе преобразователя

2 замыкается замыкающий контакт и на выходе преобразователя 2 — положительный сигнал, при отрицательной полярности замыкается размыкающий контакт и на выходе преобразователя 2 — сигнал отрицател ьн ы й.

Электропривод работает следующим образом.

В процессе работы сигнал с задатчика 1 через преобразователь 2 полярности сигнала, первый регулятор 3, первый сумматор 4, второй регулятор 5, систему 6 импульснофазового управления и реверсивный управляемый выпрямитель 7 поступает на электродвигатель 8, приводя его в движение.

Сигнал обратной связи через датчик 21 тока поступает на регулятор 5, обеспечивая регулирование тока.

Блоки 14, 15, 16, 17 и 18 имитируют электродвигатель механизма тяги.

Напряжение Ui на выходе второго инвертора 17 равно

0тКдн Кг — T) P+1 Kq U2

КЗ (Т1 T2 P +Тг P +1) где Ог — выходной сигнал фильтра 20 нижних частот; Кг — коэффициент передачи второго блока 20 коэффициентов; К1 и T>— коэффициент передачи и постоянная време5

55 ни апериодического звена 15; Тг — постоянная времени второго интегратора 17; Кднкоэффициент передачи датчика 13 напряжения, Сигнал датчика 19 тока электродвигателя механизма тяги поступает на вход фильтра 20 нижних частот, выходной сигнал которого Ог равен

0г = Кдтт Мс где Кдтт — коэффициент передачи датчика

19 тока электродвигателя механизма тяги.

При выходе коэффициентов и постоянных времени

Вя „К Ф

Кдтт Кдн

Т1 = Тд Тг = Тэм, Напряжение 01 пропорционально сщ.

Сигналы 01 и 0з датчика 9 скорости электродвигателя лебедки поступают на второй сумматор 10, напряжение U4 на выходе которого равно:

04 = Кз (Кдс ж1 К дн ez) где Кдс — коэффициент передачи датчика 9 скорости; Кз — коэффициент передачи второго сумматора 10., Если выбрать

Кз = 1 Кдн = ЯС то U4 пропорционально производнои упругого момента в соответствии с (2).

При выборе коэффициента передачи первого блока 11 коэффициентов К4 и постоянной времени первого интегратора 12 Тз равными:

К4= С Тз=1, напряжение на выходе первого интегратора

12 пропорционально упругому элементу в соответствии с (3).

Так как сигнал, пропорциональный упругому моменту, с выхода первого интегратора поступает на вход первого регулятора

3, а сигнал, пропорциональный производной упругого момента, с выхода второго сумматора 10 — на вход первого сумматора

4, то в электроприводе обеспечивается стабилизация упругого момента с коррекцией его производной.

При изменении знака сигнала датчика

20 напряжения, что соответствует переходу электропривода механизма тяги в генераторный режим, изменяется знак сигнала на выходе преобразователя 2 полярности сигнала, изменяется полярность выходного сигнала первого регулятора 3, переключается логическое переключающее устройство

22 и управляемый выпрямитель 7 переходит в инверторный режим, реверсируется, изменяются знаки на выходах второго сумматора 10 и первого интегратора 12.

1775832

В результате электропривод лебедки переходит в режим рекуперативного торможения.

При погрузке включается блок 23 включения тормоза и тормоз 24, электропривод останавливается, натягивая канат лебедки, и ковш экскаватора опрокидывается.

Составитель И,Брейдо

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 4040 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Электропривод лебедки экскаваторадраглайна, содержащий задатчик, первый регулятор, второй регулятор, соединенный с последовательно включенными системой импульсно-фазового управления, реверсивным управляемым выпрямителем и электродвигателем лебедкй, логическое переключающее устройство, вход которого подключен к выходу первого регулятора, а выход- к второму и третьему входам реверсивного управляемогого выпрямителя, датчик тока электродвигателя лебедки, соединенный с входом второго регулятора, датчик скорости электродвигателя лебедки и датчики напряжения и тока электродвигателя механизма тяги экскаватора, блок включения тормоза и тормоз лебедки, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения надежности электропривода, в него дополнительно введены четыре сумматора, апериодическое звено. два интегратора, два блока коэффициентов, фильтр нижних частот и преобразователь полярности сигнала, при5 чем датчик напряжения электродвигателя механизма тяги соединен с последовательно включенными третьим сумматором, апериодическим звеном, четвертым сумматором, вторым интегратором. вторым

10 сумматором, первым блоком коэффициен. тов и первым интегратором, выход которого 4 подключен к второму входу первого регулятора, первый вход которого через преобразователь полярности сигнала соединен с

15 выходом эадатчика, а выход через первый сумматор — с вторым регулятором, выход второго интегратора через второй блок коэффициентов подключен к второму входу . третьего сумматора, выход второго сумма20 тора соединен с вторым входом первого сумматора, датчик тока электродвигателя механизма тяги через фильтр нижних частот подключен к второму входу четвертого сумматора, датчик напряжения электродвигате25 ля механизма тяги — к управляющему входу преобразователя полярности сигнала, а датчик скорости — к второму входу второго сумматора.