Устройство для управления и стабилизации нагрузки главного двигателя

 

l85 378

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Ф

Заявлено 19.VI,1965 (№ 1013650/24-7) Кл. 21с, 59/01 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 13.VIII.1966. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 11.Х.1966

МПК Н 02р

УДК 621.316.728:621.313.. .323 (088.8) Комитет по делатл нзобрвтениб и открытий при Совете Министров

СССР

Бс.. \ Ы:it. .Я

М. Б. Милич, В. А. Березкин, 3. А. Соскин, Г. П. Тряпичниковй;1р II .ÒI:ltTt"0- 1кт 1

И, В. Рикман и Ф. 3. Масович

I вС

Государственные институты Тяжпромэлектропроект и Гипроугл маш ь" " 110т ""

Авторы изобретения

Заявители

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ

НАГРУЗКИ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Известны устройства для управления и стабилизации нагрузки главного двигателя, например горных машин, содержащие электромагнитную муфту скольжения в приводе подачи, усилитель, включенный в цепь возбуждения муфты, с источником опорного напряжения и измеритель тока нагрузки в цепи главного двигателя, Предложенное устройство отличается тем, что ко входу усилителя подсоединены измеритель тока нагрузки через элемент, возводящий напряжение, пропорциональное току нагрузки, в квадрат, и интегрирующее звено. ЭТим достигается более полное использование мощности главного двигателя и соответственно повышение производительности машины.

Ко входу усилителя предложенного устройства может быть присоединен датчик усилия подачи. Благодаря этому форма механической характеристики более приближается к прямоугольной и усилие подачи — к предельному в области высоких скоростей подачи, предотвращая тем самым падение производительности машин.ы.

При необходимости ко входу усилителя подсоединяют датчик скорости подачи. Это позволяет увеличить жесткость механических характеристик при малых нагрузках (например, при маневровом ходе).

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит следующие основные узлы: электромагнитную муфту скольжения 1, усилитель 2, включенный в цепь возбуждения муфты, источник опорного напряжения 8, измеритель тока нагрузки 4 в цепи главного двигателя б, элемент б, возводящий сигнал в квадрат, интегрирующее звено 7, датчик уси10 лия подачи 8 и датчик скорости подачи 9.

Электромагнитная муфта скольжения применена в устройстве для регулирования усилия и скорости подачи. Она присоединяется входным валом к приводному двигателю, а

15 выходным к механизму подачи. Приводной двигатель может быть электрическим или неэлектрическим и используется для привода только механизма подачи или группы механизмов. В последнем случае в качестве при20 водного двигателя может быть применен, например, главный двигатель.

Усилитель, включенный в цепь возбуждения муфты, служит для усиления сигналов управления, а также изменения формы механиче25 ской характеристики привода подачи. При необходимости усилитель имеет несколько каскадов усиления. Возможно применение как усилителя постоянного тока, так и переменного. Обмотка возбуждения муфты в случае ис30 пользования усилителя переменного тока при185378

45 соединяется к выходу его через BbllipSIMHTc;Ib.

Сравнение сигналов па входе усилителя может быть осуществлено любым способом, например электрическим или магнитным.

Источник опорного напряжения предназначен для подачи задающего сигнала на вход усилителя и эталонных сигналов и узлы сравнения.

Измеритель тока нагрузки в цепи главного двигателя обеспечивает на выходе постоянный сигнал, зависящий от тока в цепи главного двигателя. В случае использования главного двигателя переменного тока измеритель содержит выпрямитель.

Элемент, возводящий сигнал в квадрат, предусмотрен для получения квадратичной зависимости сигнала от величины тока главного двигателя, что позволяет более точно учесть

его тепловые потери, определяющиеся квадратом тока в цепи двигателя. При необходимости элемент может содержать усилитель.

Сигнал на выходе элемента сравнивается с эталонным, соответствующим заданной величине квадратичного тока, zi разность этих сигналов подается на вход интегрирующего звена.

Интегрирующее звено обеспечивает получение сигнала, пропорционального отклонению фактической величины энергии потерь в главном двигателе от заданного допустимого значения. Выход интегрирующего звена подключен к входу усилителя так, что в случае излишнего выделения энергии потерь в главном двигателе сигнал па выходе интегрирующего звена вычитается из задающего сигнала, что вызывает уменьшение возбуждения муфты и соответственно скорости и усилия подачи.

При недостаточном использовании главного двигателя по нагреву сигнал складывается с задающим сигналом. Благодаря этому увеличивается возбуждение муфты и соответственно скорость и усилие подачи.

Датчик усилия подачи используют тогда, когда форма естествешюй механической характеристики привода с электромагнитной муфтой скольжения недостаточно прямоугольна. В этом случае датчик обеспечивает отсечку по усилию, уменьшающую возбуждение муфты при превышении заданной величины усилия. Выход датчика присоединяется ко входу усилителя полярностью встречно с создаваемым на основе источника опорного напряжения источником эталонного сигнала, соответствующего задаваемой величине усилия.

Чтобы размагпичивающийся сигнал имел место лишь в случае превышения заданной величины усилия, при электрическом сравнении сигналов выход датчика соединяется с источником эталонного сигнала через электрический вентиль. Магнитное же сравнение сигналов осуществляется на элементе с резко различной иптенсив iocTbio выходного сигнала в

65 зависимости от полярности результирующего входного сигнала (например, па магнитном усилителе с положительной обратной связью по току нагрузки). Дагчик может производить косвенное измерение усилия (папример, по величине тока в цепи индивидуального приводного двигателя) или непосредственное (например, с помощью магнитоупругого датчика) .

Последнее необходимо при пеэлектрическом или групповом приводе.

Датчик скорости подачи предусмотрен для поддержания заданных скоростей при усилиях подачи, меньших заданного. Oi- необходим при маневровом ходе и для возможности ограничения скорости при проходе мест, где отсутствует вырабатываемый массив. Выходдатчика присоединяется ко входу усилителя полярностью встречно с создаваемым па основе источника 8 источником задающего сигнала, который в такой модификации устройства соответствует требуемой скорости подачи. Превышение требуемой скорости исключается размагничиванием муфты. Для этого при электрическом сравнении сигналов выход датчика соединяется с источником задающего сигнала через электрический вентиль. Магнитное сравнение в этом случае осуществляется на элементе с резко различной интенсивностью выходного сигнала в зависимости от полярности результирующего входного сигнала.

При работе устройства сигнал на выходе интегрирующего звена об излишнем выделениии потерь и главном двигателе позволяет автоматически уменьшить заданную величину усилия и (при данной крепости разрабатываемого массива) скорости подачи. В результате этого уменьшается усилие резания, соответствеш:о загрузка главного двигателя и отклонение величины выделившихся в двигателе потерь GT заданного значения, Сигнал противоположного знака па выходе интегрирующего звена увеличивает заданную величину усилия подачи, соответственно усилие резания и загрузку главного двигателя, в результате чего уменьшается отклонение величины выделившихся в главном двигателе потерь от заданного з ачения.

Описанная коррекция по отклонению фактической ьеличины выделившихся в главном двигателе потерь позволяет повысить производительность машины благодаря более полному использованию мощности главного двигателя. В отличие от известной коррекции по току двигателя при ней наиболее полно учитываются отклонения нагрузки главного двигателя от оптимальной (в том числе и малые отклонепия в пределах 5 — 70/О, пиковые сбросы и пабросы погрузки, быстроменяющиеся отклонения). Кроме того, при описанной коррекции, автоматически поддерживающей заданную среднеквадратичную величину тока главного двигателя, в отличие от известной, когда примерно поддерживается среднее зна185378

Предмет изобретения

m прМодтг0 Ииекани му

Тогтпепя тбаии пЫаю

Составитель Ь. Минц

Редактор И. С. Грузова Техред Г. Е. Петровская Корректоры: Е. Д. Курдюмова

В и Ю. М, Федулова

Заказ 3006/3 Тираж 1550 Формат бум. 60> 90 /q Объем 0,3 пзд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открыгий ирп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 чение тока, нет необходимости вводить непроизводительные запасы по мощности главного двигателя для учета отклонения средней величины or среднеквадратичной., определяющей нагрев главного двигателя.

Создаваемая устройством механическая характеристика привода подачи, близкая по форме к прямоугол»ой, обеспечивает примерно постоянное усилие подачи при скорости подачи ниже заданной максимальной величины.

Это также в значительной мере стабилизирует загрузку главного двигателя, так как и при неизме»ном усилии подачи ее скорость уменьшается с ьозрасга«ием крепости разрабатываемого массива и увеличивается»ри снижении крепости массива.

Описа ная коррекция может быть примене«а и при замене привода с электромагнитной муфтой другими типами регулируемого привода, например, системой Г-Д (в том числе с трехобмоточным генератором) .

1. Устройство для управления и стаб»лизации нагрузки главного двигателя, например горных машин, содержащее электромагнитную муфту скольжения в приводе подачи, усилитель, включенный в цепь возбуждения муфты, с источником опорного напряжения и измеритель тока нагрузки в цепи главного двигателя, 10 отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения использования мощности машины, ко входу указанного усилителя подключены измеритель тока нагрузки через элемент, возводящий напряжен»е, пропорциональное току нагрузки, 15 ь квадрат, интегрирующее звено и датчик ус»лия подачи.

2. Устройство по и. 1, от,гиаагощееся тем, что, с целью увеличения жесткости механических характеристик, во входную цепь усили20 теля включен датчик скорости подачи, действующий при малых нагрузках машины.