Устройство для измерения нагрузки асинхронного электропривода подъемных машин

 

т,,н 5537)8

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских.

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.05.71 (21) 1657232/07 (51) М. Кл. Н 02Р 3/18

G 01R 19i00 с присоединением заявки . Й

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень ., 13

Дата онубликозапич описан::я 21.05.77 (53) УДК 621.316.71 (088.8) (72) Авторы изоорстения

И. С. Найденко, Г. Г. Измайлов, К. П. Бочаров, В. H. Волошин

Институт горной механики и технической кибернетики им. М. M. Федорова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗКИ

АСИ HXPOH НОГО ЭЛ ЕКТРО П Р И ВОДА ПОДЪЕМ Н ЫХ

МА1И И Н

Изобретение относится к элсктроприводам подьемных машин и может быть использовано в системах автоматического регулирования скорости подъемных машин с асинхронным приводом.

Известны устройства для измерения нагрузки подьемных машин по величине тока или потребляемой мощности приводного асинхронного двигателя. Таким устройством является аппарат автоматического контроля нагрузки шахтного подьемного электродвигателя (11.

В основу этого устройства положено применение маломощного серийно изготавливаемого электродвигателя типа УтЧТ-21. Статор его подключается к трансформатору напряжения, а якорь — к трансформатору тока цепи статора подъемного электродвигателя. Будучи уравновешенным пружиной, якорь не вращается, а поворачивается на угол, пропорциональный полной мощности, потребляемой приводным электродвигателем из сети. В момент начала замедления подъемный двигатель отключается, а якорь измерительного двигателя устройства затормаживается специальным электромагнитным тормозом. При этом он фиксируется в положении, соответствующем моменту начала замедления на весь период торможения. жестко связанный с якорем потенцпометр выдает в систему управления сигнал, пропорциональный измеренной нагрузке. Такое выполнение известного устройства имеет ряд существенны. недостатков.

Основным из пих является измерение нс ак5 тивной, пропорциональной нагрузки машины, а полной мощности, потребляемой двигателем из сети. Кроме того, устройство обладает нт1зкой чувствительностью и быстродействием. низкой надежностью и точностью работы.

10 Более совершенным устройством для измерения нагрузки является разработанный институтом «Гипроугстеазтоматизация» датчик начала замедления типа ДИЗ (2). Датчик предназначен для выбора точки нач",.ë,а замсд15 лснпя з режиме сттободного зыбега з занпсиXIOCTRI OT величины H i p$3Iill:,I;liLlllHbl. Он состоит из трех основных узлов: пзмсрнг. ля актпьной мощности дитгателя, зрсмязадающсго конденсатора и реле выбора точки начала

20 замедления. При этом конденсатор через коммутирующие элементы подключен параллельно к обмотке реле выбора точки начала замедления и к измерителю активной мощности.

25 Принципиально датчик начала замедления работает следующим образом. В каждом цикле измеряется активная мощность, пропорциональная нагрузке. Напряжением, пропорцпональным этой мощности, заряжается время30 задающий конденсатор. В заданный момент

553718 времени этот конденсатор отсоединяется от датчика активной мощности и разряжается через обмотку реле выбора точки начала замедления. При снижении напряжения разряда до величины отключения реле последнее, отключаясь, подает импульс на начало замедления. Чем больше измеряемая нагрузка, тем больше напряжение заряда конденсатора.

Следовательно и время разряда его будет больше, а начало замедления наступит позже. Таким образом, в зависимости от величины нагрузки датчик начала замедления позволяет выбирать точку начала замедления свободного выбега. Данное устройство является наиболее близким по технической сущности достигаемому результату к изобретению.

Существенным недостатком известного устройства измерения нагрузки является отсутствие узла фиксации сигнала, пропорционального измеренной нагрузке, на весь период замедления с последующим снятием этой фиксации в момент остановки машины. Отсутствие такого узла не позволяет использовать информацию о нагрузке в процессе регулирования скорости в период замедления.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения нагрузки асинхронного электропривода (подъемных машин) два последовательно включенных конденсатора узла памяти средней точкой соединены с катодами встречно-последовательно соединенных диодов, нулевым входом согласующего усилителя и положительным полюсом источника опорного напряжения, а крайними точками подключены к анодам первых разделительных диодов, катоды которых соединены с выходом датчика активного тока и анодами упомянутых встречно-последовательно включенных диодов, к катодам вторых разделительных диодов, аноды которых соединены со знакопеременными входами согласующего усилителя, к кагодам третьих разделительных диодов, аноды которых через нормально открытый контакт датчика начала и конца замедления соединены с отрицательным полюсом источника опорного напряжения, а через резистор — с положительным полюсом этого источника. Такое устройство позволяет фиксировать аналоговый разнополярной сигнал измеренной нагрузки на весь период замедления подъемной машины с последующим снятием этой фиксации после остановки машины путем подачи и снятия опорного напряжения с емкостного узла памяти.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик активного тока 1, согласующий усилитель 2 с большим входным сопротивлением, емкостной узел памяти 3, который содержит два последовательно включенных конденсатора 4, 5, средней точкой соединенных с катодами встречно-пос1О

65 ледовательно включенных диодов б, 7, нулевым входом согласующего усилителя 2 и положительным полюсом источника опорного напряжения 8, а крайними точками конденсаторы подключены к анодам первых разделительных диодов 9, 10, катоды которых соединены с выходами датчика активного тока 1 и анодами упомянутых встречно-последовательных диодов б, 7, к катодам вторых разделительных диодов 11, 12, аноды которых соединены со знакопеременными входами согласующего усилителя 2, к катодам третьих разделительных диодов 13, 14, аноды которых через нормально открытый контакт 15 датчика начала и конца замедления соединены с отрицательным полюсом источника опорного напряжения 8, а через резистор 16 — с положительным полюсом этого источника.

Устройство работает следующим образом.

От датчика активного тока 1 напряжение, пропорциональное нагрузке машины, поступает в узел памяти 3. С целью расширения возможности применения конденсаторов как бумажных, так и электролитических, на выход датчика активного тока 1 включены два встречно-последовательно соединенных диода

6 и 7, образующих искусственную среднюю точку. Это позволяет совместно с разделительными диодами 9 и 10 каждому конденсатору 4 и 5 заряжаться напряжением только одной полярности. Так, например, конденсатор 4 может заряжаться по цепи: датчик активного тока 1, диод б, конденсатор 5, диод 10, датчик активного тока 1. Конденсатор 4 при этой полярности заряжаться не может. Этому препятствуют диоды 9 и 7. При обратной полярности сигнала картина меняется на противоположную. Таким образом, один конденсатор может заряжаться только при двигательном, а другой — только при генераторном ражиме работы подъемного двигателя.

В процессе работы подъемной машины нагрузка меняется (перераспределение веса канатов, переменные сопротивления в стволе и др.). Вследствие этого меняется величина напряжения на выходе датчика 1. При повышении ее конденсатор 5 (4) может подзаряжаться, при понижении — разряжаться. Благодаря этому обеспечивается поддержание напряжения на конденсаторе соответствующего напряжениию датчика 1. Разряд конденсаторов происходит через резистор 16 и разделительные диоды 14 (13). При этом постоянная времени цепи разряда выбирается равной цепи заряда.

В момент начала замедления электродвигатель отключается от сети и выходное напряжение датчика активного тока 1 уменьшается до нуля.

Одновременно нормально открытым контактом датчика начала и конца замедления подключается источник опорного напряжения

8. B этом случае конденсатор 5 (4), потеряв источник заряда, также лишается и возможности разряжаться через резистор 16, Послед.

553718

30 нее обеспечивается подачей опорного напряжения, которое имеет встречную для напряжения заряженного конденсатора 5 (4) полярность, а по величине выбирается равной или несколько большей наибольшего вероятного напряжения на конденсаторе 5 (4).

Единственной цепью разряда остается согласующий усилитель 2. Его входное сопротивление выбирается настолько большим, что за время замедления (максимально возможное 40 сек.) конденсатор практически разряжаться не будует. В качестве согласующего усилителя может быть принят эмиттер ный повторитель, вели:ина входного сопротивления которого рассчитывается в зависимости от требуемой точности сохранения «памяти».

После остановки, подъемной машины нормально открытый контакт 15 размыкается и отключает источник опорного напряжения 8.

Это позволяет конденсатору 5 (4) разрядиться через резистор 1б. Величина последнего выбирается такой, при которой за время паузы в работе подъемной машины конденсатор разрядился бы полностью.

Применение данного устройства в системах автоматического регулирования скорости подъемных машин в период замедления позволяет повысить точность и надежность их работы и как следствие увеличить производительность подъемных установок в целом.

Формула изобретения

Устройство для измерения нагрузки асинхронного электропривода подъемных машин, содержащее датчик активного тока, емкост10

25 ной узел памяти и согласующий усилитель с большим входным сопротивлением, отл ичаю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, два последовательно включенных конденсатора узла памяти средней точкой соединены с катодами встречно-последовательно соединенных диодов, нулевым входом согласующего усилителя и положительным полюсом источника опорного напряжения, а крайними точками подключены к анодам первых разделительных диодов, катода которых соединены с выходом датчика активного тока и анодами упомянутых встречно-последовательно соединенных диодов, к катодам вторых разделительных диодов, аноды которых соединены со знакопеременными входами согласующего усилителя, к катодам третьих разделительных диодов, аноды которых через нормально открытый контакт датчика начала и конца замедления соединены с отрицательным полюсом источника опорного напряжения, а через резистор — с положительным полюсом этого источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Отчет «Аппарат автоматического контроля шахтного подъемного электродвигателя.

Свидетельство о регистрации Ме 10214 Комитета по делам изобретений и открытий при

Совете Министров СССР от 25.07.58.

2. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок. Издание «11едра», М. 1970, с. 291- — 29б.

553718

Редактор В. Фельдман

Заказ 1064/14 Изд. ¹ 26 Тираж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, ®-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Г

1

1

1

1 ! ! !! !

1 !

1 !

1 ! ! ! ! !

Составитель Т. Васильева

Техред И. Карандашова Корректор И. Позняковская