Устройство управления электроприводом одноковшового экскаватора

 

Сущность изобретения: устройство управления электроприводом одноковшового экскаватора содержит командоаппарат, сумматор, возбудитель и генератор с присоединенным к нему двигателем, датчик напряжения возбуждения, датчик тока возбуждения, датчик возбуждения тока якоря , датчик скорости, блок производной тока якоря, регулятор, который ограничивает ток стопорным значением и формирует оптимальный характер переходных процессов. 1 ил.

союз соеетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„!Ж „„1781392 А1 (sl)5 Е 02 F 9/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ. ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР " : . :,)ц -.. :,.".а;,, "(ГОСПАТЕНТ СССР) .. -: " гФ :,, -".„ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2

1 !

Ю ! .ь

i с©

1 (21) 4718437/03 (22) 31.05.89 (46} 15.12.92. Бюл, N. 46 (71) Красноярский политехническйй институт и Приморское производственное объединение по добыче угля "Приморскуголь" (72) В.П.Кочетков, B.В.Мадудов, П.P.Хаспеков и В,Н.ÁëîõèH (56) Чиликин M.ÄÊëe÷åâ B.È„Ñàíäîð А.С, Теория автоматизированного электропривода, M.; Энергия, 1979, с. 288-290.

Авторское свидетельство СССР

М 1420127, кл, Е 02 F 9/20, 1986, Изобретение относится к управлейию горной техникой, а именно к управлению электроприводами главных механйзмов одноковшовых 3KGK388TopoB.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности экскаватора путем снижения динамических нагрузок в механической части.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления электроприводом одноковшового экскаватора, Устройство включает в себя последовательно соединенные командоаппарат 1, сумматор 2, возбудитель 3 и генератор 4 с присоединенным к нему двигателем 5., Выходы д:, тчиков напряжения возбуждения (ЛНВ) 6, тока возбуждения (ДТВ) 7, тока якоря(ДТЯ) 8, скорости (ДС) 9, блок производной тока якоря (БПТ} 10, соединены соответственно к входам вх,1, вх.2, вх.3, ех,4, вх.5 регулятора 11, который ограничи(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ОДНОКОВШОВОГО 3КСКАВАТОРА (57) Сущность изобретения: устройство управления электроприводом одноковшового экскаватора содержит командоаппарат, сумматор, возбудитель и генератор с присоединенным к нему"двигателем, датчик напряжения возбуждения, датчик тока возбуждения, датчик возбуждения тока якоря, датчик скорости, блок производной тока якоря, регулятор, который ограничивает ток стопорным значением и формирует оптимальный характер переходных процессов. 1 ° г. вает ток стопорным зйачением, формирует оптимальнйй характер переходных процессов, выход регулятора 11 соединен со вторым входом сумматора 2, кроме того выход (ДТЯ) 8 соединен с входом (ДПТ) 10. Ре;улятор 11 состоит из пяти интеграторов 12-16, инвертирующих усйлителей 17-22 и двух усилителей 23, 24. Вход (вх.1) регулятора 11 присоединен к входу первого интегратора

12, в цепь обратной связи которого включен усилитель инвертирующий 17, выход первоro интегратора 12 соединен с выходом регулятора 11, вход (вх.2) регулятора 11 соединен с первым входом второго интегратора 13, в цепи обратной связи которого включен усилитель инвертирующий 18, выход второго интегратора 13 соединен с третьим входом первого. интегратора 12, четвертый вход которого через усилитель 23 соединен с выходом четвертого интегратора 15, в цепи обратной связи которого включен усилитель

1781392 инвертирующий 22, второй вход интегратора 15 соединен с входом (вх.5) регулятора

11, выход четвертого интегратора 15 через усилитель инвертирующий 19 соединен с третьим входом интегратора 13, четвертый вход которого соединен с выходом интегратора 14, в цепи обратной связи которого включен усилитель инвертирующий 20, второй вход интегратора 14 соединен с входом . (вх.3) регулятора 11, третий вход через усилитель инвертирующий 21 с выходом интегратора 15, четвертый вход интегратора 14 соединен с выходом интегратора 16, один вход которого соединен с выходом интегратора t4 через усилитель 24, второй вход интегратора 16 соединен с входом (вх.4) регулятора 11.

Блок проиЗводной тока якоря осуществляет преобразование сигнала тока и является составной частью регулятора, Устройство работает следующим образом, "

Сигналы обратных связей по напряжению возбуждения, току возбуждения, току якоря, производной тока якоря и скорости двигателя поступают в регулятор 11. вырабатывающий оптимальнбе управляющее воздействие и воспроизводящий сигналы внешней, выходной и четырех внутреннйх координат, которые получаются на выходах соответственно интеграторов 12, 13, 14, 15 и 16. Все интеграторы являются инвертирующими, а первые четыре интегратора являются форсирующими за счет наличия в цепях обратной связи усилителей инвертирующих 17, t8, 20, 22, Сигнал выходной координаты регулятора получают после форсированного интегрирования в интеграторе 12 сигналов с датчика напряжения возбуждения 6, первой внутренней координаты с интегратора 13 и усиленного в усилителе

23 сигнала третьей внутренней координаты с интегратора 15. Сигнал первой внутренней координаты регулятора получают после форсированного интегрирования в ййтеграторе 13 сигналов с датчика тока возбуждения 7, второй внутренней координаты и третьей внутренней координаты, усиленно-. го в инвертирующем усилителе 19. Сигнал второй внутренней координатй с интегратора 14 получают после форСирбванного интегрирования сигналов "с дэтчйка тока якоря, третьей внутренней координаты, усиленного в инвертирующем усилителе 21, и четвертой внутренней координаты. Сигнал третьей внутренней координаты получают после форсированного интегрирования с интегратора 15 сигнала с датчика производной тока якоря, Сигнал четвертой внутренней координаты регулятора получают интегрированием в интеграторе 16 сигнала с датчика скорости и сигнала второй внутренней координаты, усиленной в усилителе

24. Сигнал оптимального управляющего

5 воздействия с выхода регулятора суммируется в сумматоре 2 с задающим сигналом, поступающим с командоаппаратэ 1. Сигнал рассогласования с выхода сумматора 2 является управляющим воздействием, 10 приходящем йа вход возбудителя 3, управляющего генератором 4, от которого получает питание якорная цепь двигателя 5.

Алгоритм оптимального регулятора определяется на основании математической

15 теории оптимального управления.

Электропривод по системе СМУ-Г-Д с датчиком производной тока в относительных единицах может быть представлена системой дифференциальных уравнений: .

20 х1 = — а»Х1+ bU, Х2 = 821Х! 822Х2, хЗ -- 83гх2 — аЗЗхЗ вЂ” 834Х4, х4 =. 843хЗ, . (1)

Х5 = 851Х! 852Х2 — 853ХЗ вЂ” 855X5 .

25 где х1. х2, х3, х4, х5 — соответственно напряжение возбуждения, ток возбуждения, ток якоря, скорость двигателя, производная тока якоря в относительных единицах а11, 821, 822, 832. 833, а34 Ь, a43 — параметры электро30 привода в относительных единицах, 851 =

= 832821, 852 = 832822, 853 = 834843, 855 = 843.

u — управляющее воздействие.

Критерий оптимальности имеет вид

1 00

I= — (Х1 +Х2 +ХЗ +Х4 +Х5 +0)от, 2 2 2 2 2 2

2р

Составим функцию Лагранжа:

F*= — (x1 +х +х3 +х4 +О )+

* 2 2

40, 2

+ Л! (xi+ 811х1,bU) + Л2 (х2 — a21x1+ a22x2) +

+ A3 (x3 — 832x2+ аззхз+ аз4х4) +

+ 4 (х4 843x3) + 4 (х5 851xi+ 852х2+

+ 853ХЗ + 855x5), 45 где 21,i(2,АЗ, l4,45 — неопределенные множители Лагранжа и =be!.

Решая систему уравнений Эйлера д aF*-RF* 0

50 от д xi д х;

Определим систему уравнений связи

55 ф =໠— 82142 — 851Л5+ х! 2 = 822 2 83243 + 8524 + x2

ХЗ = 833 МЗ. 843 44 + 853 5 + хЗ

i4 = а34 Й + х4 5 = 855 5 + х5 (2) 1781392

f !

Составитель А,Мартынов

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор

Заказ 4260 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

Система уравнений связи является основанием для построения структурной схемы оптимального регулятора, Формула иэобpereíèÿ

Устройство управления электроприводом одноковшового экскаватора, включающее датчики тока возбуждения генератора, тока якоря, скорости двигателя, соединенные с регулятором, выполненным на интеграторах с обратной связью, количество которых равно числу датчиков, выход регулятора соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого соединен с командоаппаратом, а выход через возбуди- тель с электроприводом системы Г-Д, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

5 надежности и производительности экскаватора путем снижения динамических нагрузок, в него введены датчик напряжения возбуждения генератора и блок производной тока якоря, которые подключены к до10 полнительным входам регулятора, при этом вход блока производной тока якоря соединен с выходом датчика тока якоря.