Устройство для управления приводом шахтной подъемной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 В 66 В 5/00 ПИСАНИ АВТОРСКОМУ Я ЕТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской Социалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к технике управления шахтным подъемом, может быть использовано для управления тормозом шахтных подъемных машин и лебедок и позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации подъемной машины. Для этого в устройство, содержащее подъемную машину (ПМ) 1, датчик 2 скорости, регуляторы рабочего 3 и предохранительного 4 торможения, механический тормоз 24, задатчики 801447743 максимально возможного ускорения 13 и заданного замедления 14, блок 17 ручного управления тормозом, сумматор6, приводы рабочего 18 и предохранительного 23 торможения, электромеханический переключатель 19 и контакт 20 реле предохранительного торможения, дополнительно введены два нелинейных элемента 15 и 22 и второй сумматор 21. С датчика 2 сигнал поступает на регуляторы 3 и 4, в которых обрабатывается в зависимости от соотношения с сигналами задатчиков 3 и 14. В режиме рабочего торможения контакт 20 замкнут.Поэтому управление тормозом 24 идет как от регулятора 3 через элемент 15, ограничивающий скачок управляющего сигнала, сумматор 16, привод 18 и переключатель 19, так и от блока 7 путем уменьшения его Ж выходного напряжения, поступающего на один из входов сумматора 16. В режиме Ц) предохранительного торможения контакт 20 уеразомкнут, что обеспечивает переключение переключателя 19. Управление тормозом 24 происходит от регулятора 4 через элемент 22, е ограничивающий скачок управляющего сигнала, сумматор 21, привод 23 и переклю- р чатель 19. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.ьЬИзобретение относится к управлению шахтным подъемом и может быть использовано для управления тормозом шахтных подъемных машин и лебедок.Цель изобретения - повышение надежности и безопасности эксплуатации подъемной машины.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для управления приводом шахтной подъемной машины; на фиг. 2 - диаграммы скорости, ускорения и рывка (приняты обозначения У," - напряжение на а выходе 1-го блока).Устройство для управления приводом шахтной подъемной машины (фиг. 1) содержит подъемную машину 1, соединенной с датчиком 2 скорости, выход которого соединен с входами регулятора 3 рабочего торможения и регулятора 4 предохранительного торможения. Регулятор 3 рабочего торможения содержит сумматоры 5 и 6, нелинейный элемент 7, сумматор 8, нелинейный элемент 9, интеграторы 10 и 11 и пропорциональный усилитель 12,Кроме того, устройство содержит задатчик 13 максимального ускорения и задатчик 14 замедления. Выход регулятора 3 рабочего торможения подключен через нелинейный элемент 15 со вторым входом сумматора 16, первый вход которого соецинен с блоком 17 ручного управления тормозом, а выход - через привод 18 рабочего торможения с первым входом электромеханического переключателя 19, управляющий вход которого соединен через контакт 20 реле предохранительного торможения с источником постоянного напряжения, а также первым входом сумматора 21, второй вход которого через нелинейный элемент 22 соединен с выходом регулятора 4 предохранительного торможения, а выход - через привод 23 предохранительного торможения со вторым входом электромеханического переключателя 19, выход которого соединен с механическим тормозом 24, который воздействует на подъемную машину 1. Регулятор 4 предохранительного торможения, как и регулятор 3, содержит аналогичные сумматоры 25 и 26, нелинейный элемент 27, сумматор 28, нелинейный элемент 29, интеграторы 30 и 31, пропорциональный усилитель 32,Поскольку элементы 5 - 15 регулятора 3 аналогичны соответствующим элементам 25 - 32 регулятора 4, то для упрощения описания работы устройства рассматривается работа элементов 5 - 12 регулятора 3.Устройство работает следующим образом, В установившемся режиме подъемной машины 1 напряжение Уг с выхода датчика 2 скорости подается на регулятор 3 рабочего торможения 3 и регулятор 4 предохрани.- тельного напряжения, а именно на сумматор 5 с характеристикой Уз=юг - 011. На выходе сумматора 5 напряжение У 5 будет равно нулю, так как напряжение действительнойскорости Уг и заданной скорости С 11 примерно равны. Напряжение 05 через сумматор 6 с характеристикой Уо= Уз - Ь 1 г поступает на нелинейный элемент 7 с характеристикой ц 01 з пРи Уб)0 0 при У 1 о=О014 пРи Уо 0Задатчиком 13 максимального ускорения устанавливается напряжение 01 з, пропорциональное максимально возможному ускорению а подъемной машины 1, с 11 з= =а , задатчиком 14 заданного замедления устанавливается напряжение 014, пропорциональное заданному замедлению, необходимому по условиям технологии работы подъемной машины 1, 014=аз. В процессе работы с 11 з и 014 для принятой подъемной машины практически не изменяются. На пряжение (l через сумматор 8 с характеристикой (/о=1".17 - У 1 о подается на нелинейный элемент 9 с характеристикой+09 при Уз.)0 э Оо при С/о=О- Уо при Уз(0Напряжение К пропорционально величине ограничиваемого рывка (У 9=р ), которое выбирается в зависимости от пара- ЗОметров подъемной машины 1 по условиям минимальных динамических нагрузок.В процессе работы напряжение с 19 не изменяется для данной подъемной машины, оно подается на интегратор 10 с характеристикой У 1 о=К 1 ос 1 о 1, где К 1 о - коэффициент передачи интегратора 10, К 1 о =- рпУ 1 Ма МаКСИМаЛЬНО ВОЗ(11 о пах К 11 можное напряжение на выходе интегратора 10, и пропорционально максимальному ускорению 1.,11 о .,=Од, К 11 - коэффициент передачи интегратора 11.Напряжение У 1 о, пропорциональное заданному ускорению, подается на интегратор 11 с характеристикой 011=К 1101 о , К 11=: а (13 Пропорциональный усилитель 12 имеет характеристику (/1 г=У 1 оК 1 г, где Кгг - коэф. 50 фициент передачи усилителя 12, К 1 г= - -,2 К 1 о Как видно регуляторы 3 и 4 обеспечи. вают формирование заданного закона изменения скорости в виде напряжения 011 с ограничением величин ускорения и рывка. 55 В установившемся режиме с блока 17 ручного управления тормозом снимается напряжение 017, которое через сумматор 16 с характеристикой Ь 1 о=У 17+У 1 з подается на1447743 20 30 3привод 18 рабочего торможения с характеристикой У 1 в=У 15 К 1 в, К 1 в - коэффициент передачи привода 18, а далее на электромеханический переключатель 19 с характе- ристикой Ц, О 1 в при 020= К/23 ПрИ 020=0,0 - напряжение на контакте 20 реле предохранительного торможения, обеспечивающее работоспособность электромеханического переключателя 9, 0 =017.Привод 23 предохранительного торможения имеет характеристику 1.125= У 21 Кгз, Кгз - коэффициент передачи привода 23.Сумматор 21 имеет характеристику, аналогичную сумматору 16 О 21=025+УггНелинейные элементы 15, 22 имеют идентичные характеристики(75 К 5 ПрИ - ЛУ 5 тах( У 5(01 К 015 ПРИ У 5( - Л(75 тах 0 при У 5)0 К 15 - коэффициент передачи элемента 15ПРИ 05) - Л/5 та5 тах 25К 15 - та15 тах=гтах - 1," 75 та Уг- напряжение на выходе датчика 2,пропорциональное максимально допустимойскорости подъемной машины 1. 5 К 22 ПрИ - Л 05 тах ( 5(0 2 /22 ПРИ С 5( - М 75 та 5 0 при У 5)0Кгг - коэффициент передачи элемента 22 Лрн У 5) - Л У 5 та 35 05 тахКгг= --- .ЛС 5 тах(/22=015 - напряжение, пропорциональное перемещению приводов 8, 23 для растормаживания подъемной машины 1, 40При воздействии машиниста подъемной машины 1 на блок 17 ручного управления тормозом с целью осуществления замедления напряжение 017 устанавливается меньше напряжения 01. При этом умень шается напряжение на выходе сумматора 16, что приводит к перемещению привода 18, который через электромеханический переключатель 19 воздействует на механический тормоз 24, который имеет обратную зависимость от входного сигнала 019 и обеспечивает торможение подъемной машины 1. При этом напряжение с 1 г датчика 2 скорости уменьшается, что приводит к появлению отрицательного напряжения О 5 на выходе сумматора 5, которое подается на нелинейный элемент 15, а с его выхода напряжение 015 подается на сумматор 16 и увеличивает выходное напряжение, что приводит к уменьшению воздействия механического тормоза 24 на подъемную машину 1. В начале замедления отрицательное напряжение 115 подается на сумматор 6, на выходе которого напряжение 1, становится отрицательным и нелинейный элемент 7 переключается с нуля до - Ь 14 (1, = - Бм ) Это напряжение через сумматор 8 подается на нелинейный элемент 9, который также переключается с нуля до - О 9 по линии КЕ (фиг, 2). При этом напряжение на выходе интегратора 10 начинает изменяться по линии е, а на выходе соединенного с ним интегратора 11 - по линии аЬ. При достижении равенства входных напряжений сумматора 8 на его выходе напряжение станет равным нулю и нелинейный элемент 9 переключится в нуль (линия МЛ). Напряжение на выходе интегратора0 перестанет изменяться, а на выходе интегратора 11 будет уменьшаться по прямой 6 с. Это напряжение 11, воздействуя на сумматор 5, будет изменять его выходное напряжение и в итоге тормозное воздействие на подъемную машину 1. На выходе сумматора 5 напряжение сначала уменьшится до нуля, а далее станет положительным. На выходе сумматора 6 напряжение Св станет положительным, нелинейный элемент 7 переключится и на его выходе установится напряжение У 1 з, станет при этом также положительным напряжение на выходе сумматора 8, и нелинейный элемент 9 переключится (линия Рйфиг. 2) и на его выходе установится напряжение +Я, а на выходе интегратора 1 О напряжение будет уменьшаться по линии дЬ, а на выходе интегратора 11 по линии сд (фиг. 2). При остановке подъемной машины 1 на выходе датчика 2 напряжение Ог становится равным нулю, такое же напряжение будет на выходе сумматора 5, происходит стопорение ПОдЪЕМНОй МаШИНЫ 1 НанряжЕНИЕМ С 112 бЛО- ка 17 ручного управления тормозом (точка а, фиг. 2). При этом на выходе элементов регуляторов 3 и 4 устанавливаются нулевые напряжения. В режиме предохранительного торможения контакт 20 реле предохранительного торможения размыкается, что обеспечивает переключение электромеханического переклю чателя 19 и управление режимом торможения происходит от регулятора 4 предохранительного торможения. Привод 23 предохранительного торможения по сигналу от регулятора 4 предохранительного торможения воздействует на механический тормоз 24, который замедляет подъемную машину 1 в режиме с ограничением ускорения и рывка до полной остановки.Работа регулятора предохранительного торможения происходит аналогично рассмотренному для случая рабочего торможения.формула изобретения 1. Устройство для управления приводомшахтной подъемной машины, содержащее1447743 Составитель В. ЧупринТехред И. Верес Корректор С. ЧерниТираж 691 Подписноего комитета СССР по делам изобретений и открытийква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5фическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А. ДолиничЗаказ 6799/23ВНИИПИ Государственно113035, МоПроизводственно.полигр механический тормоз, воздействующий на привод подъемной машины, с которым соединены датчик скорости, выход которого подключен к первым входам регуляторов рабочего и предохранительного торможения, блок ручного управления тормозом, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен через привод рабочего торможения с первым входом электромеханического переключателя, второй вход которого соединен с выходом привода предохранительного торможения, выход - с входом механического тормоза, а управляющий вход - с одним контактом реле предохранительного торможения, другой контакт которого соединен с источником постоянного напряжения, выходы задатчиков максимально возможного ускорения и заданного замедления подъемной машины соединены соответственно с вторыми и третьими входами регуляторов рабочего и предохранительного торможений, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности эксплуатации подъемной машины, оно снабжено двумя нелинейными элементами и вторым сумматором, причем выходы регуляторов рабочего и предохранительного торможений соответственно через первый и второй нелинейный элементы соединены с вторыми входами первого и второго сумматоров соответственно, первый вход последнего соединен с управляющим входом электромеханического переключателя, а выход - с входом привода предохранительного торможения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что каждый из регуляторов рабочего и предохранительного торможений содержит три сумматора, два нелинейных элемента, два интегратора и пропорциональный усилитель, причем входы сложения первых сумматоров являются первыми входами регуляторов, вторыми и третьими входами которых являются соответственно первые и вторые входы пер.вых нелинейных элементов, а выходами - выходы первых сумматоров, входы вычитания которых соединены с выходами вторых интеграторов, а выходы - с входами сложения вторых сумматоров, выходы которых соединены с управляющими входами первых нелинейных элементов, выходы которых соеди иены с входами сложения третьих сумматоров, выходы которых соединены с управляющими входами вторых нелинейных элементов, выходы которых соединены с входами первых интеграторов, выходы которых соединены с входами вторых интеграторов, входами вычитания третьих сумматоров и через пропорциональные усилители с вхо дами вычитания вторых сумматоров.