Устройство для управления электрическим приводом тяги драглайна

Союз СееетсеаСвралистичесаа пубпик 2 Г 34 ооударстоенный комитет ссср па делам изооретений н открытий(71 Московскии ордена Трудового Красного Знамен нженерно-строительный институт им, В. В, Куйбыш(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ ТЯГИ ДРАГЛАЙНАИзобретение относится к автоматическому управлению электроприводами и предназначено для управления электроприводом драглайна.Известна, например, система автоматического управления электроприводами подьема и тяги драглайна для переноса грунта в отвал, содержащая два блока сравнения текущих длин подъемного и тягового канатов с их конечными значениями, к которым подключены реле, блок деления, усилители мощности, соединенные с соответствующимиприводами, два интегратора, суммирующее устройство, соединенное с поляризованным реле, и пересчетное устройство 1.Недостатком этого устройства является сложность реализации схемы устройства, сложность настройки, следовательно и эксплуатации, а также невозможность оперативного изменения положения траектории подъема ковша, положение подъема ковша, положение которой зависит от положения точки отрыва ковша, что необходимо при близком к стреле отвале для исключения возникновения аварии (при повороте машины ковш, поднимаемый из дальних точек забоя, может столкнуться с отвалом). Последнее снижает надежность управления, а также уменьшает производительность машины из-за увеличения длительности цикла, поскольку при копании из дальних точек 5 забоя ковш необходимо предварительно подтянуть до той точки отрыва, траектория подъема из которой не заходила бы в зону отвала,Наиболее близким к изобретению по тех 1 онической сущности и достигаемому результату является устройство для управления электроприводами тяги драглайна, содержащее питающие двигатели механизмов подъема и тяги преобразователи, соединенные последовательно два сельсин-датчика 15 суммы длин подъемного и тягового канатовканала грубого отсчета, два соединенных последовательно сельсин-датчика канала точного отсчета, сельсин-датчик длины подьемного каната, сельсин-датчик длины тягового каната, включенные на выходах указанных датчиков четыре выпрямительных моста, три включенных между выходами выпрямительных мостов и входами возбудителей генераторов подъема и тяги одно717228 тактных магнитных усилителя, а гакже диодный логический элемент, включенный между выходами двух датчиков длины подъемного каната и длины тягового каната и выходом первого однотактного усилителя и источник постоянного напряжения 12.Это устройство обеспечивает защиту стрелы и блоков драглайна от ударов ковша и от динамических перегрузок в процессе транспортировки ковша, однако это устройство не обеспечивает высокой производитель. ности и высокой надежности управления драглайна, особенно в сложных условиях работы (при близком к стреле отвале, в туман, ночью), поскольку в этих условиях возможно столкновение с близким к стреле отвалом поднимаемого ковша или его выходе в зону саморазгрузки, а это снижает надежность управления, требует от машиниста повышенного внимания и увеличивает его утомляемость, вынуждает его переходить на понижение скорости транспортировки ковша, что снижает производительность драглайна.Цель изобретения - повышение надежности управления и производительности драглайна за счет автоматизации режима транспортировки ковша по требуемой траектории.Это достигается тем, что устройство снабжено регулируемым резисторным задатчиком положения траектории транспортировки ковша и фазосдвигающим мостом, включенным между выходом сельсин-датчиков суммы длин подъемного и тягового канатов и входом первого выпрямительного моста, а усилитель выполнен операционным с включенным в цепи его обратной связи стабилитроном и входом подключен через резистор и конденсатор к выходу первого выпрями- тельного моста через регулируемый резисторный задатчик положения траектории транспортировки ковша и второй конденсатор -к выходу второго выпрямительного моста,а через второй резистор в , к источнику постоянного напряжения, при этом выход операционного усилителя подключен к питающему двигатель механизма тяги преоб- разователю. На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - траектории подъема ковша.Устройство имеет сельсин-датчики 1 - 3 измерения длины подъемного каната и суммы длин подъемного и тягового канатов, соединенные через понижающие редукторы 4, 5 с валами подъемного 6 и тягового двигателей, углы поворота которых пропорциональны изменению длин канатов.Сельсин 1 включен по схеме индукционного датчика угла поворота пропорционального длине подъемного каната, причем для расширения пределов измерения обмотки сельсина включены по схеме автотрансфор 4матора. Сельсины 2 и 3 включены последовательно по схеме суммирования углов поворота их роторов для измерения суммы длинподъемного и тягового канатов.Выход сельсин-датчика 3, последовательно с которымвклрчен фазосдвигающиймост 8, подключен через выпрямительныймост на вход операционного усилителя 9через резистор 10 и конденсатор 11. Выхорсельсин-датчика 1 через выпрямительнымост подключен на вход усилителя через6 регулируемый резистор 2 и конденсатор 13.Через резистор 14 на вход усилителя подключен источник задающего напряжения,соответствующий минимально допустимомуприближению ковша к стреле,Выход операционного усилителя 9 подключен к преобразователю 15, питающемудвигатель 7 механизма тяги через кнопку 16.В цепь обратной связи операционного усилителя включен стабилитрон 17, ограничивающий выходное напряжение усилителяф допустимым значением управляющего сигнала привода тяги и исключающий появлениеуправляющего сигнала при положении ковша ниже заданной траектории. К преобразователю 18, питающему двигатель 6 мехаи низма подъема через кнопку 16, подключенмаксимальный управляющий сигнал.Устройство работаег следующим образом.Положение траектории транспортировкиковша задается с помощью резисторногозадатчика 12. При этом изменением сопротивления задатчика 2 можно легко изменить положение траектории в рабочей зонеот наиболее удаленной от стрелы (траектория 19) до наиболее близкой к стреле (траектории 20), При увеличении сопротивления33 задатчика траектории приближаются к стреле, при уменьшении - удаляются.В начале цикла транспортировки из любой Точки забоя включается кнопка 16, замыкая выход усилителя 9 с преобразователем 15 привода тяги и подключая максимальный управляющий сигнал к преобразователю 18 привода подъема.Привод подъема включается на максимальную скорость, чем обеспечивается минимальная длительность цикла, а устройствоф управления приводом тяги автоматическиобеспечивает движение ковша по заданнойтраектории без вмешательства машиниста,причем управляющий сигнал описываетсяследующим выражением:С = 1(Ь+ т) М - (+ Ь) + ( -- ва) Ч Кгде. (1+ 1,); (1+),; ; . - текущиеи минимальные значения суммы длинподъемного и тягового канатов и длины подъемного каната;С - сигнал управления;К - коэффициент задания траектории;К - коэффициент зависимости сигналауправления С от длин канатов.5Если С = О, то это соответствует положению ковша на заданной траектории. Любойже уход ковша с заданной траектории вызывает отклонение нулевого значения выражения, стоящего в квадратных скобках, ссоответствующим знаком-или +,в зависимости от того ниже или выше заданной траектории находится ковш.Набором соответствующей величины Кможно задать любую траекторию транспортного ковша. Например, практически длялюбого типа драглайна положению траектории в рабочей зоне соответствуют значенияК в пределах 0,1 ( К (0,4,Наиболее близкая к стреле траектория 20соответствует К, равному 0,1. Наиболее удаленная траектория 19 (вдоль границы зоныразгрузки) соответствует К = 0,4. Траектория 21 соответствует промежуточному значению К.Если скорость подъемного каната во время движения по заданной траектории уменьшается, то и сигнал, поступающий с операционного усилителя 9 в привод тяги, уменьшается, не давая ковшу уйти с заданнойтраектории. Если необходимо регулироватьскорость двигателя подъема, то кнопку 16на входе преобразователя привода подъема 33можно исключить и задавать нужную скорость с помогцью командоаппарата.Подачей на вход усилителя 9 сигналов,пропорциональных первой производной регулируемых величин (через конденсаторы 1130и 13, последовательно с которыми стоятсопротивления, необходимые для уменьшения помех), создается скоростная отрицательная обратная связь в системе управления, что обеспечивает ее стабилизацию, исключает колебательность и перерегулирования, обеспечивая тем самым повышение надежности управления.Устройство выполняет автоматическоеуправление приводом тяги, обеспечивая движение ковша по выбранной из заданнойуказанным выше способом траектории безвмешательств машиниста в работу этогопривода. Это облегчает работу машинистаи повышает надежность управления, поскольку обеспечивается стабильность траекториипри разных циклах, исключается возможность отклонения от нее и приближение каварийным зонам, что особенно важно всложных условиях работы (например, приблизком к стреле отвале, в тумане, ночью).Кроме того, устройство обеспечиваетвозможность и в этих условиях осуществлятьтранспортировку ковша с максимальной 6скоростью, что способствует поддержанию производительности на максимальном уровне, а простота задания и изменение положения траектории в рабочей зоне с помощью регулируемого резисторного задатчика, который может быть установлен рядом с машинистом на пульте управления, делает работу удобной и несложной в эксплуатации, что повышает надежность управления.формула изобретенияУстройство для управления электрическим приводом тяги драглайна, содержащее питающие двигатели механизмов подъема и тяги преобразователи, соединенные последовательно два сельсин-датчика суммы длин подъемного и тягового канатов, сельсиндатчик длины подъемного каната, включенные на выходах датчиков два выпрямительных моста, источник постоянного напряжения и усилитель, отличаюиееся тем, что, с целью повышения надежности управления и производительности драглайна за счет автоматизации режима транспортировки ковша по требуемой траектории, оно снабжено регулируемым резисторным задатчиком положения траектории транспортировки ковша и фазосдвигающим мостом, включенным между выходом сельсин-датчиков суммы длин подъемного и тягового канатов и входом первого выпрямительного моста, а усилитель выполнен операционным с включенным в цепи его обратной связи стабилитроном и входом подключен через резистор и конденсатор к выходу первого выпрями- тельного моста через регулируемый резисторный задатчик положения траектории тран - спортировки ковша и второй конденсатор - к выходу второго выпрямительного моста, а через второй резистор - к источнику постоянного напряжения, при этом выход операционного усилителя подключен к питающему двигатель механизма тяги преобразователю,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Тихобаев В. М. Схемы автоматического управления операцией переноса грунта в отвал для экскаваторов типа драглайн. - Сб. Совершенствование параметров производственных процессов на открытых разработках, - М., ЦНИИТЭИугля, 1964, с.15- 21.2. Авторское свидетельство СССР Мо 195077, кл. Е 02 Г 3/48, 1967 (прототип).Составитель Р. ГладТехред К, ШуфрнчТираж 713дарственного комитетаизобретений и открыЖ - 35, Раушская нант, г. Ужгород, ул. ЦНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,илиал ППП кПате