Устройство защиты горных машин от перегрузок

/О С 35 24; Н 0 р-л цр ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТ ЕЛЬ У 8 ТОРСНОМУ оа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Э,Г. Краус, И,В. Брейдо, В.В. Каверин и А.В. Леусенко (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А. Ск чинского(56) 1. Авторское свидетельство ССС У 287466, кл, Н 02 Р 5/06, 1970.2. Гуманюк Н.Н. Иагнитоупругие датчики в автоматике. Киев, "Техника", 1972, с, 221-222.3. Авторское свидетельство СССР У 312356, кл. Н 02 Р 5/06, 1971 (прототип),.(54)(57) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЪ ГОРНЫХ МАШИН ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее электродвигатель, подключенный к вы прямителю, управляющий вход которог подключен к задатчику скорости, дат чик частоты вращения, соединенный через блок дифференцирования с первым входом сумматора, и датчик тока о т л и ч а ю щ е е с я тем, что., с целью независимого ограничения ст тических и динамических нагрузок, в него введены вторые блок дифференцирования и сумматор, а также интегратор, формирователь сигнала магнитного потока, блок уставки электромагнитного момента, блок умножения, блок уставки производной момента нагрузки, компараторы и блок уставки интеграла от сигнала электромагнита момента, причем первый выход датчика тока соединен с входом формирователя сигнала магнитного потока, выход которого подключен к первому входу блока умножения, а второй выход датчика тока соединен с вторым входом блока умножения, первый выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход первого сумматора соединен с входом второго блока дифференцирования, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом блока уставки производной момента нагрузки, выход первого компаратора подключен квходу задатчика скорости и выходу второго компарато;ра, первый вход которого соединен с блоком уставки интеграла от сигнала электромагнитного момента, при этом блок уставки электромагнитного момента соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока умножения, а выход второго сумматора соединен через интегратор с вто-, рьж входом второго компаратора.1 189Изобретение относится к регулировснию режимов работы горных машин и может быть использовано для зсщиты горных машин, в частности скребковых конвейеров, от перегрузок. 5Известен способ защиты горных машин, основанный нс измерении второй производной скорости и воздействия этого сигнала нс муфту Г 11.Однако данный способ обеспечивает 1 О зсщиту горных машин только при резких изменениях динамического моментс и не защищает от бросков электромагнитного момента в стопорных режимах, кроме того, способ хсрсктери зуется невысоким быстродействием, что связано с наличием инерционных элементов, воздействующих нс муфту в режимах перегрузок.Известен также способ защиты 20 горных машин, в частности скребковых конвейеров, основанный нс измерении с помощью мсгнитоупругих датчиков усилий в цепях и отключении электро- привода при появлении асимметрии нс грузок или больших усилий в цепи 23.В устройстве для реализацииуказанного способа измеряется момент нагрузки и при увеличении сигнала, пропорционального разности усилий в цепи, выше заданного уровня отключается электропривод.Указанный способ ограничиваетусилия в цепном тяговом органе конвейерс кск в режимах динсмичесЮх нсгрузок, тск и при статическом нсгружении нс одинаковом уровне и не регулирует время работы при заданном уровне статических перегрузок,40Для пуска полностью загруженного скребкового конвейера требуется кратковременно развивать момент, рсвный 3-3,5 номинального значения. С другой стороны, в режимах динамических 45 перегрузок, связанных с зсклинивснием цепного тягового органа конвейеров, момент необходимо огрсни 4 ивсть на более низком уровне.Наиболее близким к предлагаемому 50 является устройство для защиты горных машин от перегрузок, содержащее электродвигатель, подключенный к выпрямителю, упрсвляющий вход которого подключен к зсдстчику скорости, дст чик чсстоть 1 вращения, соединенный через блок дифференцировсния с первым входом сумматора и датчик токс 33. ЯИзнестное устройство огрсничннсет момент нагрузки, что не обеснечинсет раздельного ограничения динсмических и статических перегрузок и регулировсния времени работы при рсзличных величинах статических перегрузок.Цель изобретения - независимое ограничение статических и динсмических нсгрузоФ.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электродвигатель, подключенный к выпрямителю, управляющий вход которого подключен к зсдстчику скорости, датчик частоты вращения, соединенный через блок дифференцирования с первым входом сумматора, и датчик тока, введены вторые блок дифференцирования и сумматор, с также интегратор, формировстель сигнала магнитного потока, блок устсвки электромагнитного моментс, блок умножения, блок устсвки про - изводной момента нагрузки, компсрсторы и блок устсвки интеграла от сигнала электромагнитного момента, причем первый выход датчика тока соединен с входом формировстеля сигнала магнитного потока, выход которого подключен к первому входу блока умножения, с второй выход датчика тока соединен с вторым входом блока умножения, первый выход которого подключен к второму входу первого суммсторс, выход первого суммсторс соединен с входом второго блока дифференцировсния, выход которого подключен к первому входу первого компсрсторс, второй вход которого соединен с выходом блока устсвки производной момента нагрузки, выход первого компсрсторс подключен к входу зсдстчикс скорости и выходу второго компсрсторс, первый вход которого соединен с блоком устсвки интеграла от сигнслс электромагнитного момента, при этом блок устсвки электромагнитного момента соединен с первым входбм второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блокс умножения, с выход второго сумматора соединен через интегратор с вторым входом второго компарсторс. Нс фиг. 1 представлена схема устройствс, реализующего предлагаемый способ; нс фиг. 2 - динамические характеристики, полученные при опытной проверке устройства.3 108У) т)ойс )пп) клн) п)ст н себя злектрдвигатель 1 постояппого гока, со.единенпый с ценным тягоным органомконвейера 2 и питаемый нь)прямителем3, управляющий вход которого соединен с задатчиком 4 скорости. Выходдатчика 5 частоты вращения, измеряющего частоту вращения электродвигателя 1, соединен с входом первогоблока 6 дифференцирования, выход ко 1 Оторого подключен к первому входупервого сумматора 7, Один выход датчика 8 тока, измеряющего ток нагрузки электродвигателя 1, соединен свходом Формирователя 9 сигнала маг 15нитного потока, а другой - с вторымвходом блока 10 умножения. Первыйвход блока 10 умножения соединен свыходом Формирователя 9 магнитногопотока, а первый выход блока 10 умножения подключен к второму входупервого сумматора 7,выход которогосоединен с входом второго блока 11дифференцирования, Выход второго блока 11 дифференцирования подключен к25первому входу первого компаратора12, второй вход которого соединенс выходом блока 13 уставки производной момента нагрузки, выход первогокомпаратора 12 подключен к входузадатчика 4 скорости. Второй выход)из входов второго сумматора 14, второй вход которого подключен к выходу блока 15 уставки электромагнитногомомента, выход второго сумматора 14 З 5соединен с входом интегратора 16,выход которого соединен с одним извходов второго компаратора 17. Второй вход второго компаратора 17 подключен к выходу блока 18 уставки ин Отеграла от сигнала электромагнитногомомента, а его выход - к входу задатчика 4 скорости.Устройство работает следующимобразом.45Сигнал датчика 5 частоты вращенияпоступает на вход первого блока 6дифференцирования, на выходе которогоФормируется сигнал, пропорциональный50динамическому моменту Б = Х.,где О - частота вращения; И, - коэффициент пропорциональности. Сигналс выхода датчика 8 тока подается навторой вход блока 10 умножения и 55на вход формирователя 9 сигнала магнитного потока, выход которого соединен с первым входом блока 10 умноже 20 Ц 5=(М -М)ЗС,где 1 - коэффициент пропорциональноети;М. - сигнал блока уставки элект 53ромагнитного момента;М - сигнал электромагнитного3момента.Выходной сигнал интегратора 16 сравнивается во втором компараторе 17 с сигналом блока 18 уставки интеграла от сигнала электромагнитного момента. При увеличении интеграла от сигнала электромагнитного момента выше уровня сигнал с выхода второго компаратора 17 уменьшает задающее воздействие в эадатчике 4 скорости до нуля, что приводит к снятию электромагнитного момента. Следовательно, время работы в режиме статических перегрузок регулируется в зависимости 948 аниянл выхде блока 10 умноженияформируется сигнал, пропорциональныйэлектромагнитному моменту Ц 2 = 1 1 ф2 2где 1 - ток нагрузки, ф - магнитныйпоток, 12- коэффициент пропорциональности.Сигналы Б и П суммируются всумматоре 7, напряжение на выходекоторого пропорционально моменту нагрузки. Далее сигнал с выхода сумматора 7 через второй блок 11 дифференцирования поступает на один извходов первого компаратора 12, гдесравнивается с сигналом блока 13 уставки производной момента нагрузки.При увеличении производной моментанагрузки выше уставки на выходе первого компаратора 12 формируется сигнал, который поступает в задатчик4 скорости и сбрасывает задающеевоздействие до нуля. Напряжение навыходе управляемого выпрямителя 3также уменьшается до нуля, и электродвигатель 1 останавливается, защищаяцепной тяговый орган конвейера 2 отперегрузки.Сигнал с второго выхода блока 10умножения поступает на один из входов второго сумматора 14 и сравнивается с сигналом блока 15 уставкиэлектромагнитного момента. При увеличении сигнала электромагнитного момента выше уровня уставки разностныйсигнал с выхода второго сумматора 14поступает на вход интегратора 16.На выходе интегратора 16 формируется сигналот амплитуды и характера измененияэлектромагнитного момента, При максимально допустимой статической перегрузки время работы минимально, приуменьшении статической перегрузки 5время работы увеличивается.В устройстве защита цепного тягоного органа конвейера от динамическихи статических перегрузок осуществляется по двум каналам. В канале защиты от динамических перегрузок выделяется сигнал, пропорциональный производной момента нагрузки, поэтомузащита срабатывает только при заданной интенсивности нарастания моментанагрузки,Канал защиты от статических перегрузок начинает работать при увеличении сигнала электромагнитного момента выше заданного уровня. При этом 2 Оинтегрирование разностного сигналапозволяет полностью использовать перегрузочную способность двигателя,так как время работы при различномуровне перегрузок регулируется.Следовательно, момент, развиваемый при статическом нагружении (припусках под нагрузкой), регулируетсяпо длительности и достигает большейвеличины, чем момент, возникающийв динамических режимах,Опытная проверка устройства показала, что в режимах пуска на заклиненный вал (фиг. 2) может развиваться максимальный статический моментравный 3,75 номинального значения,а при стопорении с частоты вращения25 1/с за 0,5 с момент на валу двигателя не превышает 1,8 номинальногозначения (фиг. 2 а).Использование изобретения обеспечивает увеличение .производительностиконвейера за счет сокращения простоев, связанных с несостоявшимися пусками полностью загруженного конвейера,1 .29Составитель А. Виноградов Редактор Л. Филь Техред Ж,Кастелевич Корректор В. Гирняк Заказ 1705/31 Тираж 564 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4