Устройство для регулирования скорости шахтного подъемника

(22) Заяв с присоед (23) При инением заявки-Гоаударствеииыи комитет ет -ДК 62,.31619(088,8) ла делам иэобретеиии и открытийОпубликовано Дата опублик 2) Автор изобретения Комаро инат Красноуральский медеплавильныи ко им. Серго Орджоникидзе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИ ШАХТНОГО ПОДЪЕМНИ КА КОРОСТИ является невычность срабатыка, что не позтахограмму двиповышение точноси шахтного подъемИзобретение относится к автоматическому регулированию скорости подъемно-транспортных средств и может быть использовано для обеспечения заданной тахограммы движения и контроля превышения заданной скорости.Известно устройство для регулирования скорости шахтного подъемника 11.Это устройство не обладает достаточной точностью регулирования.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее преобразователь скорости вращения в напряжение, на выходе которого подключены самописец, блок контроля превышения заданной скорости и индикатор 12.Недостатком устройствасокая чувствительность и тования контролирующего бловоляет обеспечить заданнуюжения.Цель изобретения -ти регулирования скоростника.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем преобразователь скорости вращения в напряжение, самопи 5.11.80. Бюллетень42ания описания 25,11.80 сец, контролирующее устройство превышения заданной скорости и индикатор, преобразователь скорости вращения в напряжение выполнен в виде кинематически связанного с исполнительным двигателем дополнительного асинхронного микродвигателя, в роторную цепь которого включен датчик частоты роторного тока, выход которого через следящий преобразователь частоты роторного тока в код соединен с индикатором и входом преобразователя код-напряжение, выход преобразователя соединен с самописцем и входом блока контроля превышения заданной скорости и режимов работы, состоящим из схемы сравнения напряжений, программного блока заданной скорости и блока регулирования скорости вращения, при этом вход блока контроля превышения заданной скорости и режимов работы является первым входом схемы сравнения напряжений, второй вход схемы сравнения напряжений соединен с первым выходом программного блока заданной скорости, второй выход которого соединен с первым входом блока регулирования скорости вращения, второй вход блока регулирования скорости вращения соединен со вторым выходом схе3мы сравнения напряжений, а выход с це-пями управления привода подъемника, причеМ статорные цепи асинхронного микродвигателя подключены к сети через переключатель фаз, управляющий вход которого соединен с задатчиком направления вращения.Блок регулирования скорости вращенияможет быть выполнен в виде переключателя тока и подключенных к его выходамамплитудного кодировщика и управляемого вентиля, при этом амплитудный кодировщик выходами связан с аппаратами управления и зашиты, а управляемый вентильвыходом включен к цепь обмотки электрорегулятора давления рабочего тормоза.Роторный ток асинхронного микродвигателя имеет частотную реактивную структуру и значительно в меньшей степени посравнению с током статора зависит от временных токовых возмущений, а число эталонных импульсов, заполняющих каждыйиз временных интервалов, равных длительности полупериодов роторного тока, прямопропорционально скорости. Действительнаяскорость вращения определяется как разность числа импульсов, заполняющих полупериоды роторного тока при наличии вращения и его отсутствии.Путем сравнения действительной скорости вращения, определяемой с высокой точностью, и заданной скорости относительнопути и режимов работы обеспечивается оптимальное автоматическое регулированиескорости вращения и заданная тахограммадвижения.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для регулирования скоростишахтного подъемника содержит преобразователь 1 скорости вращения в напряжение,самописец 2, блок 3 контроля превышениязаданной скорости и режимов работы, индикатор 4.Преобразователь 1 скорости вращения внапряжение выполнен в виде асинхронногомикродвигателя 5, кинематически связанного с исполнительным двигателем подъемника 6.В роторную цепь асинхронного микродвигателя 5 включен датчик частоты роторного тока, состоящий из шунта роторнойцепи 7, выпрямительного моста 8, усилителя-ограничителя 9, триггера Шмитта 10,диодно-емкостного ключа 11 переднего фронта импульса, диодно-емкостного ключа 12заднего фронта импульса,Датчик частоты роторного тока выходами диодно-емкостных ключей 11 и 12 переднего и заднего фронтов импульса соединен со следящим преобразователем частоты роторного тока в код, выполненного в видетриггера 13 управления подключенных к его выходам дифференцирующих цепей 14 и 15, логического элемента ИЛИ 16, счетчика 17, генератора эталонных импульсов 18,4двухвходовых ключей 19, 20 и 21, счетчиков22 и 23, ключевых коммутаторов 24 и 25,преобразователя 26 код-напряжение.Статорная цепь асинхронного микродвигателя 5 питается током через переключатель 27 фаз, соединенный с задатчиком 28направления вращения.Самописец 2 подключен к выходу преобразователя 26 код-напряжение.Контролирующее устройство превышения заданной скорости 3 состоит из схемы29 сравнения напряжений, подключенной первым входом к выходу преобразователя 26код-напряжение, программного блока 30заданной скорости и режимов работы, связанного с указателем глубины (на чертежене показано) и блока 31 регулирования скорости вращения,подключенного к цепям управления привода подъемника 32, Программный блок 30 заданной скорости и режимовработы выходами соединен со вторым входом схемы 29 сравнения напряжений и пер 20вым входом блока 31 регулирования скорости вращения, второй входкоторого подключен к выходу схемы 29 сравнения напряжений.Индикатор 4 подключен к выходу следящего преобразователя частоты роторногоИ тока в код,Устройство работает следующим образом,В момент включения исполнительного двигателя 6 от блок-контакта реверса (на чертеже не показано) включается и самоблокизруется (до нового включения исполнительного двигателя 6) задатчик 28 направлениявращения, который управляет срабатыванием переключателя 27 фаз. Последовательность подключения статорных фаз к источи. нику тока обеспечивает одностороннее вращение роторов асинхронного микродвигателя 5 и исполнительного двигателя 6. Приэтом на шунте роторной цепи 7 датчика частоты роторного тока возникает переменноенапряжение с частотой, определяемой ско 40 ростью вращения ротора асинхронного микродвигателя 5, которое затем преобразуетсяв односторонние импульсы выпрямительныммостом 8, усиливается и ограничивается поамплитуде усилителем-ограничителем 9, формируется в прямоугольные импульсы с корот 4 экими межимпульсными паузами триггеромШмитта 10, преобразуется в дельта-импульсы с помощью диодно-емкостного ключа 11переднего фронта импульса и диодно-емкостного ключа 12 заднего фронта импульса,Эти импульсы поступают на вход следящего преобразователя частоты роторноготока в код. На входе следящего преобразователя час, тоты роторного тока в код установлен триг гер 13 управления. От импульса с диодноемкостного ключа 11 переднего фронта импульса срабатывает триггер 13 управления, который первым выходом через дифференцирующую цепь 14 и логический элемент ИЛИ 16 выдает сбросовый импульс на счетчик 17, и устанавливает его в исходное состояние. Одновременно с первого выхода триггера 13 управления напряжение поступает на двухвходовой ключ 20, открывая его, и на ключевой коммутатор 25, давая ему разрешение на передачу информации со счетчика 23 к преобразователю код-напряжение 26 и к индикатору 4, Выход дифференцирующей цепи 14 импульсом воздействует на сбросовый вход счетчика 22, приводя его в исходнэе состояние.С этого момента счетчик 17 начинает заполняться импульсами, поступающими от генератора 18 эталонных импульсов, число заполняющих импульсов счетчика 17 пропорционально произведению гТ, где Г частота генератора эталонных импульсов 18, Т - интервал полупериода ротор- ного тока асинхронного микродвигателя 5 при отсутствии вращения ротора, В это время с выхода счетчика 17 выдается запрещение на первый вход двухвходового ключа 19, подготавливая начало отсчета фактической разности полупериодов роторного тока асинхронного микродвигателя 5, определяемых при вращении и отсутствии вращения ротора. После заполнения счетчика 17 эталонными импульсами, он дает разрешение на первый вход двухвходового ключа 19, через который, а также через ранее открытый двухвходовой ключ 20, эталонные импульсы уходят в счетчик 22 и накапливаются в нем до тех пор, пока импульс с диод- но-емкостного ключа заднего фронта импульса 12 не переключит триггер 13 управления в новое состояние, при котором с его второго выхода поступит разрешение на открывание ключевого коммутатора 24. При этом код счетчика 22 через ключевой коммутатор 24 поступает на преобразователь 26 код-напряжение и на индикатор 4.Код счетчика 22 сохранится на весь следующий интервал пол упери ода ротор ного тока асинхронного микродвигателя 5 и на это время сохранится выходное напряжение преобразователя 26 код-напряжение и показания индикатора 4. Импульс со второго выхода триггера 13 управления через дифференцирующую цепь 15 приведет в исходное состояние счетчик 23 и через логический элемент ИЛИ 16 - счетчик 17, дает разрешение на открывание двухвходового ключа 21. 11 ри этом снова начинается заполнение счетчика 17 эталочными импульсами, который, подготовив начало отсчета фактической разности полупериодов роторного тока, выдает разрешение на открывание ключа 19. После чего эталонные импульсы от генератора 18 эталонных импульсов уходят в счетчик 28 и накапливаются в нем до тех пор, пока новое переключение триггера 18 управления не выдаст разрешение на ключевой коммутатор 25 и не приведет в исход1020 ное состояние счетчики 17 и 22. На весь интервал следующего пол у периода ротор- ного тока, счетчик 23 окажется подключенным через ключевой коммутатор 25 к индикатору 4 и к преобразователю 26 код-напряжение, обеспечивающим индикацию скорости и преобразование кода в пропорциональное напряжение.Поочередно счетчики 22 и 23 заполняются импульсами, число которых равно равности числа импульсов, определяемых .при наличии скорости вращения и принулевой скорости, и через ключевые коммутаторы 24 и 25 соединяется с индикатором 4 скорости и преобразователем 26 код-напряжение,Самописец 2, включенный на выходе преобразователя 26 код-напряжение, регистрирует напряжение в функции скорости вращения.Выходное напряжение преобразователя 26 код-напряжение поступает на вход схе-, мы 29 сравнения напряжений контролирующего устройства превышения заданной скорости 3,Поскольку цикл подъема состоит из трехосновных периодов; разгона, равномерногохода, замедления; для обеспечения заданнойскорости и тахограммы движения период разгона дополнительно разбивается на два периода (период движения сосуда в разгрузочных кривых 1,0 м/сек, и период разгона, когда скорость движения возрастает до максимального значения), период замедлениядополнительно разбивается на три периода (период замедления, в течение которого скорость движения уменьшается от максимального значения до скорости, безопасной для соприкосновения подъемного сосуда с разгрузочными кривыми, период дотягивания движения с малой скоростью, в течение которого обеспечивается подход к месту стопорения с малой безопасной скоростью, период стопоре ния, когда производится остановка сосуда и окончательное наложение рабочего тормоза. В период движения сосуда в разгрузочных кривых пуск двигателя осуществляется в функции тока, а программный блок 30 заданной скорости и режимов работы относительно пути переводит переключатель тока блока 31 регулирования скорости вположение, при котором сигнал с выхода схемы 29 сравнения напряжений поступает на управляемый вентиль, который в свою очередь изменяет (увеличивает или же уменьшает) пропорционально напряжению входа величину тока через обмотку электрорегулятора давления рабочего тормоза. Рабочий тормоз в этот период осуществляет оптимальный тормозной момент.После того, как скорость движения сосуда достигает 1 м/сек и сосуд выходит из разгрузочных кривых, программный блок 30 заданной скорости и режимов работы переводит переключатель тока в новое положение, при котором выходное напряжение схемы 29 сравнения напряжений поступает на амплитудный кодировщик и, в зависимости от амплитуды напряжения на входе, амплитудный кодировщик посылает сигналы на аппараты управления, осуществляющие дальнейший разгон сосуда до максимальной скорости.После достижения сосудом максимальной скорости начинается период равномерного хода. В этот период программный блок 30 заданной скорости и режимов работы устанавливает переключатель тока в положение, при котором снова напряжение с выхода схемы 29 сравнения напряжений поступает на управляемый вентиль, И если скорость движения превосходит заданную, управляемый вентиль путем регулирования тока через обмотку электрорегулятора давления рабочего тормоза осуществляет оптимальное подтормаживание привода, и тем самым поддерживает заданную скорость дви. жени я.В период замедления, когда скорость движения должна уменьшаться от максимального значения до скорости, безопасной для соприкосновения подъемного сосуда с разгрузочными кривыми, программный блок 30 заданной скорости и режимов работы в самом начале периода переводит переключатель тока в положение, при котором сигнал от схемы 29 сравнения напряжений поступает на амплитудный кодировщик, выходы которого подключены на те же аппараты управления, осуществляющие в этот период замедление сосуда.После чего начинается период дотягивания, при котором исполнительный двигатель 6 снова включается в функции тока, а программный блок 30 заданной скорости и режимов работы через переключатель тока блока 31 регулирования скорости подает напряжение с выхода схемы 29 сравнения напряжений на управляемый вентиль. В этот период осуществляется оптимальное подтормаживание привода подъемника рабочим тормозом.В конце пути привод окончательно затормаживается рабочим тормозом, с исполнительного двигателя снимается напряжение, Подъемник подготовлен к новому циклу работы.В этом случае, когда аппараты управления и рабочий тормоз не отрабатывают по каким-либо причинам заданную скорость и она возрастает, амплитудный кодировщикс или же управляемый вентиль включают аппараты защиты и привод затормаживается предохранительным тормозом, равнозначно - в случае исчезновения напряжения схемы скоростомера или же возникновения в ней неисправностей.Высокая чувствительность и точность измерения скорости, обеспечение заданной тахограммы движения устройством повышают безопасность работы и производительность подъемника.16Формула изобретенияУстройство для регулирования скоростишахтного подъемника, содержащее преобразователь скорости вращения в напряжение, самописец, блок контроля превышениязаданной скорости и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования скорости, преобразователь ско рости вращения в напряжение выполнен ввиде кинематически связанного с исполнительным двигателем дополнительного асинхронного микродвигателя, в роторную цепькоторого включен датчик частоты, выходкоторого через следящий преобразовательчастоты роторного тока в код соединен с индикатором и входом преобразователя коднапряжение, выход преобразователя соединен с самописцем и входом блока контроляпревышения заданной скорости, состоящим30 из схемы сравнения напряжения, программного блока заданной скорости и режимовработы и блока регулирования скорости вращения, при этом второй вход схемы сравнения напряжения соединен с первым выходом программного блока заданной ско 35 рости, второй выход которого соединен спервым входом блока регулирования скорости вращения, второй вход блока регулирования скорости вращения соединен со вторым выходом схемы сравнения напряжений,а выход с цепями управления привода подьемника, причем статорные цепи асинхронного микродвигателя подключены к сети черезпереключатель фаз, управляющий вход которого соединен с задатчиком направлениявращения,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР622737, кл. В 66 В 1/24, 1978.2. Завозин Л, Ф. Шахтные подъемныеустановки. М., Недра, 1975, с. 229-231.Составитель А, Трегубехред К, Шуфричираж 932 И Госуд делам и Москва, П Патен арственного комитета С зобретений и открытиЖ - 35, Раушская наб., т, г. Ужгород, ул. Пр 113035,лиал П ектная, 4 дактор Н. Горват к аз 7949/27 ВНИИП