Устройство задания режима движения шахтной подъемной установки

-03 Величина го ограСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И ОРСКОМУ СВИДЕТ(21) 4077899/29 (22) 13.06.86 (46) 30.06.88. Бюл. Р 24 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.А.Абкин, В.А.Килин, В.Ю.Островлянчик и Э.Б.Цинкер (53) 621.313.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 541255, кл. В 66 В 1/30, 1977.Авторское свидетельство СССР У 1230956, кл. В 66 В 1/30, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ЗАДАНИЯ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ШАХТНОЙ ПОДЬЕМНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к системам управления электроприводом постоянного тока шахтных подъемников. Цель изобретения - повышение надежности установки путем обеспечения автоматического изменения режима. Для этого устр-во снабжено блоком 13 гальванической разведки, третьим ограничителем 7, задатчиком 15 ускорения и блоком 11 изменения коэффициента усиления. Ограничитель 7 включен в цепь обратной связи второголинейного операционного усилителя(ОУ) 6, выход которого подключен квходу второго интегрирующего ОУ 8.Выход ОУ 8 подключен к входу третьего линейного ОУ 10 и входу элемента,12 выделения модуля. Выход линейногоОУ 10 через резистор 14 обратной связи соединен с входом второго линейного ОУ б. С выхода задатчика 15 науправляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11, включенного вцепь обратной связи третьего линейного ОУ 10, поступает команда на изменение величины ускорения.напряжения ограничения второничителя 9 определяется допустимымускорением привода при разгоне и выбирается по команде задатчика 15 ускорения в зависимости от режима дви"жения, Ограничителем 7 ограничивается величина выходного напряженияОУ 6, которая определяет темп линей1406110 Изобретение относится к технике подъемных установок, в частности к системам управления электроприводом постоянного тока установок типа шахтных подъемников, и предназначено для формирования изменяющегося во времени напряжения, величина которого отображает требуемый закон изменения скорости подъемного сосуда,Цель изобретения - повышение надежности установки путем обеспечения автоматического изменения режима движения.На фиг. 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 - графики изменения во времени формируемых в устройстве сигналов управления;0 - входной; 0 ц - выходной; 0 на выходе первого линейного операционного усилителя; 0 - на выходе20 второго линейного операционного уси" лителя; 0 - на выходе второго интег" рирующего -операционного усилителя;0 - на выходе элемента выделения модуля; С д - й- Фиксированные моменты времени.Устройство для задания режима движения шахтной подъемной установки содержит соединенные последователь- . но первый линейный операционный усилитель 1 с первым ограничителем 2 в цепи обратной связи и первый интегрирующий операционный усилитель 3, выход которого через первый резистор 4 обратной связи подключен ко входу 35 первого линейного операционного усилителя 1 и является выходом устройства. Входное напряжение, пропорциональное заданной скорости движения шахтной подъемной установки, подает ся с задатчика 5 скорости на вход первого линейного операционного усилителя 1, являющегося входом устройства. Опорное напряжение на управляющий вход первого ограничителя 2 по ного изменения напряжения на выходеинтегрирующего ОУ 8. Это напряжениепреобразуется элементом 12 выделениямодуля в сигнал определенной полярности и подается через блок 13 гальванической разведки в качестве опорного на управляющий вход первого ограничителя 2, 2 ил. 2г ступает из схемы регулируемого напряжения ограничения, содержащей соединенные последовательно второй линейный операционный усилитель 6 с третьим ограничителем 7 в цепи обратной связи, второй интегрирующий операционный усилитель 8 с вторым ограничителем 9 в цепи обратной связи и третий операционный усилитель 10 с блоком 11 изменения коэффициента усиления в цепи обратной связи, а также последовательно соединенные элемент 12 выделения модуля и блок 13 гальванической развязки, выход которого связан с управляющим входом первого ограничителя 2, при этом выход второго интегрирующего операционного усилителя 8 соединен с входом элемента 12 выделения модуля, а выход третьего линейного операционного усилителя 10 соединен через второй резистор .14 обратной связи с входом второго линейного операционного усилителя 6, куда также, подключены выходы задатчика 5 скорости и первого интегрирующего операционного усилителя 3. Команда на изменение величины ускорения поступает с выхода задатчика 15 ускорения на управляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11 изменения коэффициента усиления. Выход устройства соединен со входом системы 16 автоматического регулирования электроприводом, которая управляет подъемным электродвигателем 17, Электродвигатель 17 приводит в движение, барабан 18 шахтной подъемной уста- нонки. На вход первого 1 и третьего 10 линейных, первого 3 и второго 8 интегрирующих операционных усилителей включены резисторы 19 - 22 соответственно, а на входе второго линейного операционного усилителя 6 включены резисторы 23 и 24. В цепи отрицательной обратной связи первого20 йД ( 1 еТ, - КС 2 25 30 35 40 Т 2 так как 11- к-ТТ где К 3 и второго 8 интегрирующих операционных усилителей включены конденсаторы 25 и 26. В цепи отрицательнойобратной связи третьего линейногооперационного усилителя 10 включенрезистор 27. Источники питания усилителей на схеме не показаны. Устройство задания может быть реализовано на элементах унифицированной блочной системы регуляторов аналогового типа (УБСР), Операционные усилители и блок 13 гальванической развязки реализованы на усилителях постоянного тока (типа УПТи УПТ). Элемент12 выделения модуля реализован начетырех диодах, включенных по мостовой схеме, первый ограничитель 2 реализован на четырех диодах, включенных по мостовой схеме и двух резисторах,для создания искусственной нулевойточки. Третий ограничитель 7 представляет собой, например,.включенные встречно стабилитроны, а второй ограничитель 9 может быть реализовананалогично, но часть стабилитроновшунтируется, имеющимися в нем ключами по команде задатчика 15 ускорения. Блок 11 изменения коэффициента усиления представляет собой, например,несколько последовательно соединенных резисторов, которые шунтируютсяимеющимися в блоке ключами по команде задатчика 15 ускорения, которыйпредставляет собой, например, блокпутевых датчиков, входящих в составаппаратазадания и контроля хода типа АЗК, выдающих команды на изменение величины ускорения в процесседвижения подъемного сосуда. Задатчик5 скорости может быть реализован в виде соединенных последовательно сельсинного командоаппарата и фазовыпрямительного устройства. Источники питания - стандартные для питания уси лителей типа УПТ, УПТ-З.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, когда нет сигнала на выходе задатчика 5 скорос- БО ти, равны нулю сигналы на входах и выходах всех операционных усилителей,С подачей сигнала на вход .устройства (Бр, фиг. 2) с выхода задатчика 5 скорости в момент времени йна входе и выходе второго линейного операционного усилителя 6 появляется напряжение, причем величина выходного (02, фиг. 2), ограничивается третьим ограничителем 7 и определяеттемп линейного изменения напряженияна выходе второго интегрирующего операционного усилителя 8. Это линейнонарастающее напряжение (Бэ, фиг. 2)преобразуется элементом 1 2 выделениямодуля в сигнал определенной полярности и подается через блок 13 гальваническойразвязки в качестве опорного на управляющий вход первого ограничителя 2, При наличии линейно"нарастающего напряжения ограниченияО(фиг. 2), напряжение на выходепервого линейного операционного усилителя 1 тоже нарастает: где Т 1 " постоянная времени интегрирования второго 8 интегрирующего операционногоусилителя;К 22 - оммическое сопротивлениерезистора :22;С 2 - емкость конденсатора 26,Величина постоянной времени Т соответствует выбранному значению рывка в механизме.При этом выходное напряжение устройства изменяется по закону тогда ц = -(1) К 1 фп- Т Ф- коэффициент пропорциональ"ности, определяЫщий рывокв механизме;Т= К, С 2,Т 2 - постоянная времени интегрирования первого 3 интегрирующего операционного усилителя;К 2 - оммическое сопротивлениерезистора 21;С 5 - емкость конденсатора 25.Таким образом, в течение времени Йд( С с 1 выходное напряжение 11 ц-1406110 6второго линейного операционного усилителя 6. Для работы устройства необходимо выполнение условий 5(фиг. 2) устройства изменяется по квадратичному закону. Сформированныи закон изменения напряжения соответствует участку ограничения рывка в механизме.При 1г. сигнал управления 1 з становится постоянным и равным напряжению ограничения вторрго ограничителя 9, величина которого определяется допустимым ускорением привода при разгоне и выбирается по команде задатчика 15 ускорения, в зависимости от режима движения. При постоян" стве этого сигнала, сигнал управле" ния Б на выходе первого линейного операционного усилителя 1 тоже пос" тоянный, поэтому выходное напряжение устройства (Б фиг. 2) растет по линейному закону: 1 О(Вых 5 15 20 К = К иКщ К Кгде В, В,К и К- оммические сопротивления резисторов19,4,23,24,14 соответственно.Изменение знака напряжения 11 при 7водит к разряду конденсатора 26 полинейному закону (П, фиг. 2), чтовызывает уменьшение по этому же закону управляющего сигнала 1 х.(фиг. 2)а, следовательно, уменьшение по линейному закону напряжения О (фиг. 2)на выходе первого линейного операционного усилителя 1. Поэтому выходноенапряжение (11 , фиг. 2) устройстваВьсх физменяется по квадратичному закону,аналогично изменению напряжения на(2),ьх ььх 3 К 2 где К- коэффициент усиления третьего линейного операционного усилителя10, который определяется отношениемсуммы сопротивлений резистора 27 ирезисторов, содержащихся в блоке 11изменения коэффициента усиления, квеличине сопротивления резистора 20.В следующий момент времени алгебраическая сумма входных сигналов становится отрицательной Под действием суммарного сигнала напряжение на выходе второго линейного операционного усилителя 6 меняет знак (0, фиг. 2) и достигает максимума, задаваемого третьим ограничителем 7. Время описанного переключения очень мало и определяется большим собственным коэффициентом усиления Таким образом, на участке 1 4 С ( сй выходное напряжение устройства нарастает по линейному закону с ограничением ускорения. В момент Су выходное напряжение второго линейного операционного усилителя 6 уменьшается до нуля за счет присутствия на его входе разности входного и выходного сигналов устройства, а также сигнала отрицательной обратной связи с выхода третьего линейного операционного усилителя 10. В этот момент времени алгебраическая сумма входных сигналов становится равной нулю30 участке ф хСформированный закон изменениявыходного напряжения соответствуетучастку ограничения рывка в механизме,При С = С выходное напряжение3устройства становится равным входному напряжению и поэтому на входе и выходе первого линейного операционно" го усилителя 1 напряжение. равно нулю (за счет действия отрицательной обратной связи через резистор 4), поэЗ 5.тому на выходе устройства напряжение(О , фиг. 2) будет постоянным довыходмомента начала замедления шахтной подъемной установки (С = й). При С =алгебраическая сумма сигна 3лов на входе второго линейного операционного усилителя 6 становится.равной нулюПах Пьых Пз К ъ Оэ 45так как Бх= Уеых и П = О.1Следовательно, равно нулю напряжение на выходах второго 6 линейногои второго 8 интегрирующего операци онных усилителей, поэтому равно нулю напряжение на управляющем входепервого ограничителя 2.Замедление начинается в момент:исчезновения сигнала на выходе задат чика 5 скорости. Процесс замедленияпротекает аналогично описанному процессу пуска, т.е. работа устройстваУчастках" 61 г 16. Уаналогична работе на участках 1; С-дй-С соответственно, при этом обеспечивается ограничение рывка в механизме в интервалах времени й 4и С - 7 и замедление с постоянным ускорением в интервале времени"(фиг. 2).Замедление происходит с меньшим, чем при разгоне ускорением, поэтому для согласованной работы задающего устройства необходимо изменить коэффициент уаиления К ,третьего линейного операционного усилителя 10, пропорционально изменению напря" жения ограничения второго интегриру" ющего операционного усилителя 8.Значение коэффициента усиления Кр определяется следующим образом. Приращения выходного напряжения устройства д 0 ы на интервалах времени С; 1 1 и 1, г. "1 одинаковы и определяются выражейием (1);Ф К ф- " 1 ф ф- (Э)11 а 1 Т 0 а радВ Т Т Т О. й 1ФТБФфгРгде С11 , " максимальное напряжениевторого интегрирующегооперационного усилителя8, задаваемое вторым ограничителем 9.Из уравнения (2) следует, что в момент йй-1406110 держащее соединенные последовательнопервый линейный операционный усилитель с первым ограничителем в цепиобратной связи и,первый интегрирующий операционный усилитель, выход которого через первый резистор обратной связи соединен с входом первоголинейного операционного усилителя,соединенного также с выходом задатчика скорости и входом второго линейного операционного усилителя, а выходпервого интегрирующего операционногоусилителя соединен с входом второго 30 15 линейного операционного усилителя,второй интегрирующий операционныйусилитель с вторым ограничителем вцепи обратной связи, третий линейныйоперационный усилитель и элемент выделения модуля, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениянадежности установки путем обеспечения автоматического изменения режима 20 движения, оно снабжено блоком галь 25 ванической развязки, третьим ограни" чителем, задатчиком ускорения и бло. ком изменения коэффициента усиления, при этом третий ограничитель включен в цепь обратной связи второго линейного операционного усилителя, выход которого подключен к входу второгоинтегрирующего операционного усилителя, выход которого подключен к входутретьего линейного операционного усилителя. и входу элемента выделения З 5 1 ц ьых К11 зфгрмодуля, выход которого через блокгальванической развязки соединен,суправляющим входом первого ограничителя, а выход третьего линейного операционного усилителя через второйрезистор обратной связи соединен свходом второго. линейного операционного усилителя, при этом выход задатОтсюда Т 1 11 3 ФАРК с ю, еюеюв(4) 40 Изменение Косуществляется по команде эадатчика 15 ускорения шунти" рованием части резисторов, входящих в состав блока 11 изменения коэффициента усиления.Формула, изобретенияУстройство задания режима движения шахтной подъемной установки, сокоэффициента усиления, вкпоченногов цепь обратной связи третьего линейного операционного усилителя. чика ускорения соединен с управляю 45 щим входом второго ограничителя и управляющим входом блока изменения1406110 Составитель В.ЧуприТехред М.Дидык едактор И. Сеглян авцова рек то каэ 3151/20 Подписно Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектна Тираж 691 НИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 35, Москва, Ж, Раушская н