Способ защиты горной машины от динамических перегрузов и устройство для его осуществления

1982. образного Т а фо на з и машины еля щ и и с я ния эффекти личения быс работы в пе т вно иствия и обе ных режимах, фронту прямо сы пилообраз ть нарастани печени орми- ольны руют по задимпульсовпряжения,.выбирают римпульсов нему ого мпул коро вной торых скорости нарастани азного н ло жения,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Донецкий ордена Трудовогного Знамени политехнический(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГОРНОЙ МАШИНЫ ОТДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕГРУЗОВ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ защиты горной машиныот динамических перегрузов, заключающийся в формировании прямоугольных импульсов, частота Которых пропорциональна скорости вращения ротора электродвигателя защищаемой машины, формировании пилообразногонапряжения по переднему фронту этихпрямоугольных импульсов и формировании управляющего сигнала на защитноеотклонение и торможение электродвига отличаю что, с целью повышезащиты за счет увесформированных по переднему фронтупрямоугольных импульсов, затем сравнивают амплитуды двух пилообразныхнапряжений, предварительно изменивскорость нарастания того пилообразного напряжения, которое сформировано по переднему фронту прямоугольныхимпульсов, в пределах личина изменения скорости нарастания пило напряжения;период прямоугольных импульсов при равномерном вращенииэлектродвигателя,длительность паузы междупрямоугольпыми импульсами, ование управляющего сигнала ное отключение и торможение электродвигателя машины производят, если величина пилообразного напряжения, сформированного по заднему фрон ту прямоугольных импульсов, превышает величину пилообразного напряжения, сформированного по переднему фронту прямоугольных импульсов.2. Устройство для защиты горной машины от динамических перегрузов, содержащее силовой коммутатор, включенный в цепь статора электродвигателя защищаемой машины, датчик скорости вращения ротора электродвигателя, триггер, один из выходов которого соединен с генератором пилообразного напряжения, узел сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в него введены инвертор, два дополнительных генератора пилообразного напряжения,1242612 делитель напряжения, два развязывающих диода, причем вход инвертора исчетный вход триггера соединены свыходом датчика скорости вращенияротора электродвигателя, другой выходтриггера соединен с входом одного издополнительных генераторов пилообразного напряжения, к выходам генераторапилообразного напряжения и одного издополнительных генераторов пилообразного напряженияподключены одноименИзобретение относится к электро- приводу горных машин и может быть использовано для защиты шахтных конвейеров и других горных машин от резких динамических перегрузов, на пример, вызванных заклиниваниями,их тяговых рабочих органов.Цель изобретения - повышение эффективности защиты за счет увеличения быстродействия и обеспечения работы в переходных режимах.На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2 - 4 временные диаграммы, поясняющие рабо ту устройства в различных режимах.оСпособ защиты горной машины от динамических перегрузов заключается в формировании прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна скорости вращения ротора электродвигателя защищаемой машины, формировании пилообразных напряжений по переднему и заднему Фронтам этих прямоугольных импульсов, причем25 скорость нарастания пилообразных напряжений выбирается одинаковой. Затем производится сравнение сформирован,ных пилообразных напряжений, предварительно уменьшив скорость нараста- о ния того пилообразного напряжения, которое сформировано по переднему фронту прямоугольных импульсов в пределах1 ( пс -35 где и - величина изменения скорости нарастания пилообразного напряжения,ными электродами диоды, другие электроды которых соединены между собойи с входом делителя напряжения, выходинвертора соединен с входом другогодополнительного генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов узла сравнения, другой вход которого соединенс выходом делителя напряжения, а выход - с управляющим входом силовогокоммутатора,. 2Т - период прямоугольных импульсов при равномерном вращении электродвигателя- длительность паузы между прямоугольными импульсами.В результате сравнения производится формирование. управляющего сигнала на защитное отключение и торможение электродвигателя машины, если величина пилообразного напряжения, сформированного по заднему фронту прямоугольных импульсов, превысит величину пилообразного напряжения, сформированного по переднему фронту прямоугольных импульсов.Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг.1) содержит силовой коммутатор 1 (например управляемый тиристорный коммутатор), включенный в статорную цепь электродвигателя 2 защищаемой горной машины. На валу ротора этого электродвигателя установлен датчик 3 скорости вращения ротора. Выход датчика 3 подключен к входу инвертора 4 и счетному входу, триггера 5, Выходы триггера 5 соединены с входами генераторов 6 и 7 пилообразного напряжения, выходы которых соединены с анодами диодов соответственно 8 и 9. Катоды последних соединены между собой и с входом делителя 10 напряжения, который может состоять, например, из двух, включенных последовательно, резисторов 1 и 12. Выход инвертора 4 соединен с входом генератора 13 пилообразного напряжения. Сигналы с выходов делителя 10 напряжения и генератора 13 пилообразного напряжения подаются на3 1242 входы узла 14 сравнения (компаратора), выход которого соединен с управляющим входом силового коммутатора 1. Устройство работает следующим образом..Во время вращения вала ротораприводного электродвигателя 2 защищаемой машины с датчика 3 скорости вращения ротора снимаются прямоугольные10импульсы 0(фиг.2), которые инвертируются инвертором 4 ( О ). ИмпульсыО подаются на счетный вход триггераз5. С его выхода Ц снимаются импульсыа с выхода Ц - импульсы О . Им 5пульсы О запускают генератор б пи- .5лообразного напряжения, а импульсыО - генератор 7 пилообразного напряжения.Скорости нарастания выходных напряжений ( О и О ) этих генераторовсустанавливают одинаковыми. Напряжения О и О через диоды соответ-6ственно 8 и 9 подаются на делитель10 напряжения, С выхода этого дели 25теля снимаются пилообразные импульсыО совпадающие по фазе с напряженияюфми О и О . Величина этих импульсовпо сравнению с напряжениями Оь и Оуменьшена максимум в и . раз, где и -отношение периода повторения прямоугольных импульсов О датчика 3 ско 3рости к значению интервала временимежду этими импульсами (длительностьимпульсов 04 ) при равномерном вращении вала этого датчика. В обшем случае, если длительность прямоугольных импульсов О при равномерном вра 3щении вала датчика 3 равна длительности интервалов между ними ( ", ),то величину импульсов О уменьшают 40Ыпо сравнению с соответствующими напряжениями Оь и О не более чем в2 раза. Снимаемые с инвертора 4 прямоугольные импульсы О запускают третий генератор 13 пилообразного напря жения, Скорость нарастания выходныхимпульсов О, этого генератора устанавливают равной углу наклона напряжения О и ОПилообразные импульсы О подаются 5 в1 Вна первый вход узла 14 сравнения,на второй вход которого подаются пилообразные импульсы О, с делителя10 напряжения. Узел 14 сравнения вырабатывает импульс О 4 на аварийноеотключение и торможение электродвигателя 2, если величина импульсов Ипревысит величину импульсов О,о612При разгоне электродвигателя (участок 0 -диаграммы фиг.2) дли 1тельность каждого последующего импульса серии О,О, меньше предыдущего, Поэтому к концу импульса О 4 величина пилообразного импульса О меньше имМпульсов О ( О. ), уменьшенных в и раз. Узел 14 сравнения не формирует сигнал на защитное отключение и торможение привода горной машины.При установившемся режиме (участок , -диаграммы фиг,2) импульсы О и О 4 равны по длительности и к концу импульса О, величина пилообразного импульса .И будет в и раз мень 3ше величины импульса О ( О ). Защитное отключение также не произойдет. При резком,. динамическом перегрузе (заклинивание рабочего органа машины) длительность каждого последующего импульса из серии О ( О ) становится больше предыдущего (фиг.2, участок диаграммы правее момента 7 ). В этом случае к концу каждого импульса О величина импульсов 0 становится большей, чем величина напряжений О ( О), уменьшенных в и, раэ, т.е, превышает величину напряжений О на1 О выходе делителя 10, Узел 14 сравнения (компаратор) формирует сигнал О, продолжительность которого определяется длительностью превышения над а . Сигнал Оподается на вход управления коммутатора 1. Последний отключает двигатель 2 от сети и переводит его в режим торможения, например индукционно-динамического.Если величину импульсов О умень 1 Ь шить по сравнению с соответствующими импульсами О, и О в и раз, то устройство реагирует на любое уменьшение скорости вращения ротора приводного электродвигателя горной машины.1Если же величину импульсов О уменьшить в и, раз, где 1и с и то устройство отключает электродвигатель только при определенной интенсивности снижения его скорости. Оно позволяет снижать скорость вращения электродвигателя машины в зависимос- ти от технологических условий, отключит двигатель при резких уменьшениях его скорости, которые будут иметь место при динамических перегрузках машинь (фиг. 3, фиг. 4).На фиг.3 проиллюстрированы процессы, происходящие в устройстве при "технологическом" снижении скоростиэлектродвигателя, характеризуемом сравнительно малой интенсивностью, 11 ри этом величина импульсов О ниже величины импульсов 0 и О, уменьшенных ви, раз, и срабатывания защиты не произойдет.При заклинивании рабочего органа машины интенсивность снижения ско 12 ц 2 б 12 Ьрости ее приводного электродвигателя возрастает (фиг. Ц . В результатевеличина импульсов Б превышает величину импульсов О и 1 , уменьшен ных в и, раз, и узел 14 сравнения5сформирует импульсы Н, на защитноеотключение и торможение приводногоэлектродвигателя машины.аказ 3 Тираж 470ИИПИ Государственного комито делам изобретений и открМосква, Ж, Раушская наб Подписноета СССРтийд. 4/5 303 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна роизв