Устройство для контроля режима работы машин

Сокга Саветских Социалистических РеспубликЗаявлено 20 Л.1968 ( 1242636/29-1с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 06.1.1971, Бюллетень3 Дата опубликования описания 23.11.1971 Комитет по делам изобретений и открыти при Сосете саинистро СССР. Сенчуров и С. Фельзеррогещагин, Л Л. А лько 1Гнститут автомати аявитель ь 1 МАШИН КОНТРОЛЯ РЕЖИМ ОЙСТВО интегрирующптельности.Причем блок измерения мощности можетбыть выполнен в виде конденсаторного часто 5 томера, например с полупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управлениякоторого соединена с преобразователями скорости вращения привода рабочего органа.При этом узел управления может быть вы 10 полнен в виде взаимосвязанных между собойблоков формирования интервала усреднения,транспортного запаздывания и элемента временной задержки,На чертеже изображена схема устройства,15 Устройство включает измеритель 1 токацепи якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора, соединенный с цепьюпитания конденсаторного частотомера 2, цепьуправления которого соединена с преобразо 20 вателем 3 скорости вращения электродвигателя 4 привода рабочего органа экскаваторав частоту, преимущественно с частотным тахогенератором. Выход частотомера соединенс преобразователем 5 постоянного направле 25 ния, пропорционального мощности приводарабочего органа в частоту импульсов,Выход преобразователя 5 блока измерениямощности б через коммутатор 7, цепь управления которого подключена к блоку 8 фор 30 мирования интервала усреднения узла 9 у.пИзвестны устроиства для контроля режима работы машин, например роторного экскаватора, включающие блок измерения мощности привода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы. Однако такие устройства не позволяют регистрировать текущее значение усредненной удельной энергоемкости экскавации непосредственно в процессе работы экскаватора, например, при исследовании его рабочих режимов, Кроме того, определение удельной энергоемкости с помощью таких устройств обладает значительной погрешностью и требует много времени.Целью настоящего изобретения является обеспечение авгоматического определения удельной энергоемкости. Для этого в описываемом устроистве к выходам блоков измерения мощности и текущей производительности подключены соответстственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преобразователи мощности и производительности, Выходы последних, в свою очередь, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь устройства электродвигателем регулятора и с м преобразователем производиравления, соединен со счетчиком 10 импульсс в ипегрирующего преобразователя 11. Цепь сбросог: счетчика соединена с элементом 12 временной задержки узла управления, а выход -- с цифровым потенцпометром 13, цепь питания которого подключена к блоку 14 питания,Блок 15 измерения текущей производительности экскаватора, состоящий, например, из датчика 1 б скорости движения ленты транспортера роторной стрелы, датчика 17 погонной нагрузки транспортера роторной стрелы, датчика 18 угла наклона транспортера роторной стрелы и вычислительного устройства 19, соединен через коммутатор 20, цепь управления которого подключена к выходу блока 21 транспортного запаздывания узла управления, со счетчиком 22 импульсов интегрирующего преобразователя 23, Цепь сброса счетчика соединена с элементом 12 узла управления, а выход - с цифровым потенциометром 24, цепь питания которого соединена с выпрямителем 25.Выходные цепи цифровых потенциометров 13 и 24 соединены последовательно и встречно и подключены ко входу усилителя 2 б, который через коммутатор 27 (цепь его управления подключена к элементу 12 временной задержки узла 9 управления) соединен с электродвигателем 28, кинематически связанным с регулятором 29 напряжения, и подключенным к блоку питания. Регулятор напряжения соединен с выпрямителем, выход которого подключен к индикатору 30 усредненного значения удельной энергоемкости экскавации, выходной цепи 31 устройства и цепи питания цифрового потенциометра 24 интегрирующего преобразователя.Входы блока транспортного запаздывания узла управления соединены с частотным тахо- генератором блока измерения мощности и датчиком скорости движения ленты транспортера роторной стрелы блока измерения текущей производительности экскаватора,Устройство работает следующим образом.Напряжение, пропорциональное току якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора с измерителя тока цепи якоря, поступает в цепь питания конденсаторного частотомера. На вход частотомера поступает напряжение переменного тока с частотного тахогенератора, кинематически связанного с электродвигателем привода рабочего органа экскаватора. Частота этого напряжения пропорциональна скорости вращения электродвигателя.Напряжение на выходе частотомера пропорционально мощности экскавации, определяемой произведением вращающего момента привода рабочего органа экскаватора (нлп величины ему пропорциональной - тока цепи якоря электродвигателя привода) па скорость вращения электродвигателя.Достаточная точность определения мощности обеспечивается благодаря применению в 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 качестве датчика тока магнитного усилителя в режиме трансформатора постоянного тока, в качестве измерителя скорости вращения электродвигателя - частотного та:согенератора, в качестве множительного ус;ройства - конденсаторного частотометра, погрешность которого не превышает 0,1 О 1 О,Постоянное напряжение, поступающее с выхода конденсаторного частотомера, преобразуется с помощью преобразователя 5 в частоту импульсов напряжения и через коммутатор 7 поступает на счетчик. Коммутатор 7 по сигналу блока формирования интервала усреднения узла управления замыкается на время, в течение которого определяется усредненная энергоемкость, Количество импульсов, прошедших через коммутатор и подсчитанных счетчиком 10, соответствует энергии экскавации за это время.Числовая величина, содержащаяся в счетчике 10, преобразуется в соотношение сопротивлений входной и выходной цепей цифрового потенциометра 13 интегрирующего преобразователя 11, когорое соответствует энергии экскавации за время усреднения,С другой стороны, импульсное напряжение, частота импульсов которого пропорциональна текущей производительности экскаватора, с выхода блока 15 измерения текущей производительности посгупает через коммутатор 20 на вход интегрирующего преобразователя 23, содержащего счетчик 22 импульсов и цифровой потенциометр 24, и работающего аналогично интегрирующему преобразователю 11,Коммутатор 20 замыкается по сигналу блока 21 транспортного запаздывания узла управления со сдвигом во времени относительно момента замыкания коммутатора 7 на время транспортного запаздывания, определяемого блоком 21 по сигналам преобразователя скорости вращения электродвигателя рабочего органа и датчика скорости движения ленты транспортера роторной стрелы экскаватора и остается замкнутым в течение времени усреднения.Время транспортного запаздывания состоит из суммы времени, необходимого на подьем экскавируемой горной массы ковшами рабочего органа экскаватора до ленты транспортера роторной стрелы (оно зависит от скорости вращения рабочего органа), постоянного времени, необходимого для пересыпкп горной массы на ленту транспортера, п времени, необходимого для двпкения транспортера до места установки датчиков погонной нагрузки блока 15 измерения текущей производительности экскаватора (оно зависит от скорости движения ленты транспортера).Таким образом, соотношение сопротивлений входной и выходной цепей цифрового потенциометра 24 соответствует выработке экскаватора за то же время усреднения, в течение которого определялась энсрг я экскавации,Цифровой потенциометр 13 интегрирующего преобразователя 11 питается напряжениемблока 14 питания, а цифровой потенциометр 24 интегрирующего преобразователя 23 питается напряжением от выпрямителя 25, на вход ко.орого подается на гряжение регулятора напряжения.На входе усилителя действует разность напряжений выходных цепей цифровых потенциометров 13 и 24. С выхода усилителя 2 б через коммутатор 27, управляемый узлом 9 управления, сигнал поступает па электродвигатель 28, который вращает регулятор напряжения до тех пор, пока сигнал на входе усилителя не станет равным нулю. При этом напряжение на выходе регулятора напряжения, который питается от блока 14 питания, будет соответствовать частному от деления энергии экскавации и выработки экскаватора за один ц тот же период, т. е. усредненному значенгпо удельной энергоемкости. Это напряжение, выпрямленное выпрямителем, поступает на индикатор усредненного значения удельной энергоемкости и в выходную цепь устройства.Элемент временной задержки узла управления обеспечивает выдержку времени в течение которого замкнут коммутатор 27 и происходит работа устройства по выработке частного. После окончания выдержки времени размыкается коммутатор 27, происходит сброс в нуль счетчиков 10 и 22 и цачицается новый цикл автоматического определения усредненного значения удельной энергоемкости.Во время определения энергии экскавации с помощью интегрирующего преобразователя 11 и определения с временным сдвигом, равным транспортному запаздыванию выработки экскаватора с помощью интегрирующего преобразователя 23 (за время усреднения) коммутатор 27 разомкнут, положение регулятора 29 и его напряжение соответствует значению усредненной удельной энергоемкости, определенному в предыдущем цикле работы устройства.5Предмет изобретения1. Устройство для контроля режима работымашин, например роторного экскаватора, включающее блок измерения мощности прцьода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического определения удельной энергоемкости, к выходам блоков измерения мощности ц текущей производительности подключены соответственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преоб разователи мощности и производительности,выходы которых, в свою очередь, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь 25 устройства электродвигателем регулятора и синтегрирующим преобразователем производительности.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем,что блок измерения мощности выполнен в вц- ЗО де конденсаторного частотомера, например, сполупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управления которого соедине.ца с преобразователями скорости вращения электродвигателя привода рабочего органа.35 3. Устройство по и. 1, отлгг 1 гающееся тем,что узел управления выполнен в виде взаимосвязанных между собои блоков формирования ицтервала усреднения, транспортного запаздывания и элемента временной задержки.290993 Редактор Е, Гончар Издат.129 Заказ 239/4 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д, 45 Типография, пр. Сапунова, 2 Составитель Л. РомановаТехред Л, В. Куклина Корректоры: А. Л, Васильева и Т. А. Китаева