Устройство для автоматического управления перемещением землесосного снаряда

 

О Г) И С А Н И Е 250750

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ЗО.Ч.1968 (лЪ 1248497/29-14) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 84с1, 3/78

МПК E 02f

Комитет по лелем изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.Ч11!.1969. Бюллетень № 26 УДК 621.879.455(088.8)

Дата опубликования описания 16.1.1970

Автор изобретения

Заявитель

А. Я. Левин

Центральное проектно-конструкторское бюро Министерства речного флота

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА

Изобретение принадлежит к устройствам для автоматического управления перемещением землесосного снаряда, имеющего привод по системе генератор — двигатель.

Известные устройства такого рода, содержащие грунтомер, вакуумметр, манометр и тягомер, недостаточно надежны и вызывают значительные колебания скорости перемещения землесосного снаряда, что приводит к снижению его производительности.

Цель изобретения — предотвращение резких колебаний скорости перемещения, улучшение динамических характеристик устройства, а также уменьшение расхода электроэнергии.

Достигается это тем, что в цепь формирования электрического сигнала, управляющего скоростью, включен интегрирующий электрический фильтр, а последовательно с обмоткой возбуждения ротора генератора привода включен тиристорный преобразователь импульсного действия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— формирователь управляющего сигнала.

Устройство включает тягомер 1, измеряющий напряжение в тросе и снабженный потенциометром 2, при помощи которого величина напряжения, преобразуется в напряжение пропорциональной величины, грунтом ер 8, вакуум м етр 4 и м анометр 5.

Грунтомер 8 измеряет процентное содержание грунта в пульпе, проходящей по трунто:проводу, и снабжен двумя контактами: контакт ГБ («грунта больше») замыкается при

5 увеличении насыщения выше заданного уровня на 2 — 3%,,контакт ГМ («грунта меньше») замыкается при снижении насыщения ниже заданного уровня на 2 — 3%. Вакуумметр 4 устройства измеряет вакуум во всасывающей

10 части грунтопровода и снабжен двумя контактами, один из которых ВБ («вакуум больше»)

=-амыкается при превышении вакуума над заданным значением на 10 — 20 мм рт. ст., а другой ВМ («вакуум меньше») — при падении ва15 куума ниже заданного уровня на 10—

20 мм рт. ст. Манометр 5 измеряет давление в напорной части грунтопровода и снабжен двумя контактами; верхний контакт МБ замыкается при роете давления выше заданного

20 уровня на 0,2 — 0,3 кг/сме, нижний ММ вЂ” при падении давления ниже заданного уровня на

0,1 — 0,2 кг/см- .

Для получения сигналов о нарушениях нормального режима работы землесоса, характе25 ризующихся замыканием контактных групп датчиков в определенных сочетаниях, предназначены логические схемы б, 7 и 8.

Для индикации забоя грунтопровода (ЗГ), характеризующегося замыканием контактов зо ГБ, ВМ и МБ датчиков, используется схема б

250750 реализующая логическую функцию М («меньше») и имеющая три входа. Сигнал на выходе схемы появляется только при наличии сигналов одновременно на всех трех входах и поступает на индикаторную лампочку 9, включение которой сигнализирует о забое грунтопровода.

Для индикации засорения сосуна (ЗС), характеризующегося замыканием контактов ВБ и ГМ датчиков, служит логическая схема, реализующая функцию М на два входа, работающая аналогично схеме б. Индикаторная ламгочка 10 сигнализирует о засорении сосуна, При обвале всасывающей части грунтопровода (обвал грунта на сосун — ОС) происходит замыкание контактов ВБ и ММ датчиков.

Для индикации обвала используется логическая схема 8, реализующая функцию H u имеющая два входа. На выходе схемы включена индикаторная лам,почка 11, сигнализирующая о происшедшем нарушении при появлении сигнала на выходе схемы 8.

С выходов схем б, 7 и 8 сигналы поступают также на вход схемы 12, реализующей логическую функцию ИЛИ и имеющей три входа.

Сигнал на выходе схемы появляется только тогда, когда имеется сигнал хотя бы на одном из входов, т. е. при наличии любого нарушения режима работы (3I, ЗС или ОС). Выходной сигнал схемы 12 поступает на вход схемы Г8 формирования управляющего сигнала и вызывает остановку землесосного снаряда.

С помощью логических схем 18, 14 и 15 и лампочек Iб и 17 выполнена схема, облегчающая настройку устройства автоматического управления землесосом на заданный режим.

При .недостаточно высокой средней скорости перемещения землесосов, относительно которой регулируется скорость при автоматическом управлении, характеризующейся низким вакуумом и насыщением, сигналы датчиков оо уменьшении содержания грунта в пульпе и падении вакуума ниже заданного уровня, поступающие на вход схемы 18, реализующей функцию ИЛИ, вызывают появление сигнала на ее выходе, поступающего далее на вход схемы 14, реализующей логическую функцию запрета.

Сигнал на выходе схемы 14 появляется одновременно с входным при отсутствии запрещающего сигнала на входе. Если запрещающего сигнала нет, на выходе схем 18 и 14 появляется сигнал, и загорается лампочка Iб, сигнализирующая о низкой скорости перемещения землесоса.

При слишком высокой средней скорости перемещения землесоса, характеризующейся высоким вакуумом и насыщением, сигналы датчиков об увеличении содержания грунта в пульпе и повышении вакуума выше заданного уровня поступают на входы схемы 15, реализующей функцию ИЛИ. Выходной сигнал этой схемы вызывает зажигание лампочки 17, сигнализируя о .слишком высокой средней скорости перемещения землесоса. Этот сигнал также поступает на запрещающий вход схемы 14, вызывая гашение лампочки 1б.

15 го гь зо

В качестве регулирующих датчиков в устройстве имеются тягомер I, вакуумметр 4 и грунтомер 8, сигналы которых поступают на вход формирователя 18 управляющего сигнала, вырабатывающего результирующее напряжение, определяющее величину скорости землесоса.

Схема содержит два четырехзвенных делителя напряжения, управляемых транзисторами, которые, открываясь, шунтируют плечи делителя и изменяют его коэффициент передачи.

На фиг. 2 первый делитель, содержащий резисторы 19 — 22, управляется сигналами грунтомера 8. При падении насыщения замыкается контакт ГМ, через который положительный потенциал поступает на базу открытого транзистора 28, шунтирующего своим низким внутренним сопротивлением резистор 22, и закрывает его, вследствие этого внутреннее сопротивление транзистора резко возрастает и перестает шунтировать резистор 22. Так как cOIlpoтивление всей цепочки резисторов 19 — 22 возрастает, ток делителя падает, в результате уменьшается падение напряжения на резисторе 19 и,повышается потенциал, поступающий на базу транзистора 24.

При росте насыщения размыкается контакт ГМ и замыкается контакт ГБ, что вызывает подачу положительного потенциала на базу открытого транзистора, закрывающего его. Запирание инвертирующего транзистора 25 вызывает появление на его коллекторе отрицательного потенциала, отпирающего нормально закрытый транзистор 2б, который своим низким внутренним сопротивлением зашунтирует резисторы 21 и 22, вызывая возрастание тока делителя, содержащего резисторы

19 — 22, в результате чего увеличивается падение напряжения на резисторе 19 и понижается потенциал на базе транзистора 24. Таким образом, с помощью первого делителя формируются три ступени управляющего сигнала: контакт ГМ замкнут — выходной сигнал на базе транзистора 24 и на его эмиттере соответственно имеет наибольшую величину: контакты

ГМ и ГБ разомкнуты, что соответствует нормальному насыщению пульпы грунтом,— выходной сигнал снижается; контакт ГБ замк- нут — выходной сигнал принимает наименьшее значение.

С выхода транзистора 24, являющегося усилителем мощности, выходной сигнал поступает на второй делитель, содержащий резисторы 27 — 80, управляемый с помощью вакуумметра 4 аналогично первому делителю. При гадении вакуума положительный потенциал поступает на базу транзистора 81 и закрываег его, вследствие чего выходной сигнал на базе эмиттерного повторителя 82 возрастает. При росте вакуума замыкается контакт ВБ, положительный потенциал поступает на базу транзистора 88, что вызывает отпирание транзистора 84 и, в конечном счете, падение напряжения на базе повторителя 82 и íà его эмит250750

60 тере, в цепи которого включен потенциометр 85 регулировки уровня выходного сигнала.

В цепи базы выходного повторителя включен фильтр, содержащий резистор 8б и конденсатор 87, сглаживащий резкие изменения выходного сигнала и тем самым предотвращающий рывки и броски тока в схеме привода становой лебедки.

При возникновении аварийных режимов работы землесоса, на выходе схемы 12, осуществляющей логическое суммирование всех аварийных сигналов, появляется положительный сигнал, который, поступая на базу открытого транзистора 88, закрывает его, что вызывает в свою очередь отпирание транзистора 89. Последний своим низким внутренним сопротивлением шунтирует резисторы 20, 21 и 22, вследствие чего потенциал на базе транзистора 24 становится равным нулю. Напряжение, подаваемое на делитель, содержащий резисторы

27 — 80, и на базу транзистора 81, также становится равным нулю, а следовательно, выходной управляющий сигнал приобретает нулевое значение, в результате чего землесос остановится.

Схема регулирования по тяге содержит потенциометр 2 — датчик натяжения станового троса, вмонтированный в тягомер 1 (угол поворота оси потенциометра пропорционален натяжению троса), задатчик предельной величины натяжения троса — потенциометр 40, установленный на пульте управления землесоса, с помощью которого задается предельная величина натяжения станового троса,-и суммирующий делитель, содержащий резисторы 41, 42 и 48, регулирующий транзистор 44.

Работает схема следующим образом.

Если величина напряжения, снимаемого с движка потенциометра 40, больше, чем величина напряжения, снимаемого с движка потенциометра 2, с общего транзистора 28 суммирующего делителя, содержащего резисторы 41, 42 и 48, на базу транзистора 44 поступает положительный потенциал, т. е. потенциометр 40 питается напряжением положительной полярности, а потенциометр 2 — отрицательной.

Если же напряжение, снимаемое с потенциометра 2, становится больше по абсолютной величине, на базе транзистора 44 появляется отрицательный потенциал, открывающий его тем сильнее, чем больше величина отрицательного потенциала. По мере открывания транзистора 44 резисторы 20, 21 и 22 все более шунтируются его внутренним сопротивлением, что вызывает пропорциональное снижение уровня выходного сигнала на эмиттере транзистора 24 и затем на выходе всего формирователя управляющего сигнала. В результате этого скорость движения землесоса уменьшается в зависимости GT силы натя?кения троса или он совсем останавливается.

6

При ручном управлении землесосом реостат 45 возбуждения системы генератор — двигатель вращают вручную с помощью рукоятки 4б ручного управления. При,переходе на автоматическое регулирование обмотки 47 возбуждения генератора с помощью переключателя 48 отключается от реостата возбуждения и подключается к выходу тиристорного преобразователя 49. Тиристорный преобразователь содержит кремниевый управляемый вентиль (тиристор), включаемый и выключаемый счастотой несколько десятков герц, с помощью которого .постоянное .напряжение бортового источника землесоса преобразуется в последовательность импульсов постоянного напряжения, воздействующих на обмотку 47.

Величина постоянной составляющей тока,,протекающей по обмотке 47, зависит от величины скважности приложенных импульсов напряжения.

Схема тиристорного преобразователя позволяет изменять длительность импульсов напря?кения, воздействующих на обмотку 47 при постоянной их частоте (т. е. регулировать .их

cKBB?KHocTb) в широких пределах, что обеспечивает необходимый диапазон регулирования скорости землесоса. Вся схема преобразователя 49 выполнена на бесконтактных элементах.

Управление преобразователем производится изменением величины управляющего напряже. ния, поступающего на вход преобразователя.

При изменении входного сигнала от нуля до максимума скважность импульсного напряжения, воздействующего на обмотку 47, изменяется в диапазоне, обеспечивающем необходимую регулировку скорости землесоса.

Преобразователь 49 получает управляющий сигнал с выхода схемы формирователя 18 управляющего сигнала, управляемого в свою очередь сигналами датчиков тягомера 1, грунтомера 8, вакуумметра 4, манометра 5 и схемы 12 логического суммирования.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического управления перемещением землесосного снаряда, имеющего привод по системе генератор †двигате, включающее грунтомер, вакуумметр, манометр и тягомер, отличающееся тем, что, с целью предотвращечия резких колебаний скорости перемещения, улучшения динамических характеристик устройства и уменьшения расхода электроэнергии, в цепь формирования электрического сигнала, управляющего скоростью, включен интегрирующий электрический фильтр, а последовательно с обмоткой гозбуждения ротора генератора привода включен тиристорный преобразователь импульсного действия.

250750 Риз. 2

Составитель Б. Мардер

Редактор Н. Г. Михайлова Техред Л. В. Куклина Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод

Заказ 3631/18 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2