Устройство задания режима движения шахтной подъемной установки

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК 1645236 А 5 В 66 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ1 РИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ 2%16 эллургическ кидзе нчик и В.А, К и институт детельство СССРб В 1/30, 1986,бретение относится к управлению риводом постоянного тока шахдъемных установок и предназная формирования изменя:ощегося ни напряжения, величина кототображает требуемый закон ия скорости подьемного сосуда. ение позволяет повысить точдания скорости движения шахто"ть заеаЪ Изобретение относится к технике подъемных установок, в частности к системам тиристорного управления электроп ривода постоянного тока установок типа шахтных подьемников, и может быть использовано для формирования изменяющегося во времени напряжения, величина которого отображает требуемый закон изменения скорости подьемного сосуда.Цель изобретения - повышение точности задания скорости движения шахтной подьемной установки.На фиг. 1 представлена общая схема устройства; нэ фиг. 2 - принципиальная схема первого ограничителя; на фиг, 3 - графи(54) УСТ ДВИЖЕН ТАНОВ К (57) Изо алектроп тных по чено дл во време рого о изменен Иэобрет ИСТВО ЗАДАНИЯ РЕЖИМА Я ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ УСной подъемной установки. Устройстао содержит последовательно соединенные эадатчик скорости 5, линейные усилители (ЛУ) 1, 6 с ограничителями 2, 7 в цепи обратной связи (ОС), интегрирующий усилитель (ИУ) 3,второй ИУ 8 с ограничителем 9 в цепи ОС и третий ЛУ 1 О с блоком 11 изменения коэффициента усиления в цепи ОС усилителей. Выход ЛУ 10 соединен с входом ЛУ 6, Выход ИУ 8 через последовательно соединенные элементы 12 выделечия модуля и блок 13 гальванической развязки соединен с вторым входом ограничителя 2, третий вход которого через дополнительно введенный нуль-орган 15 соединен с выходом элемента 12. Вход ЛУ 6 соединен с выходами задатчика 5 и ИУ 3, который соединен через резистор 4 с входом ЛУ 1, Введение нуль-органа 15 с соответствующими связями позволяет избежать накопления ошибки интегрирования, поскольку при нулевом опорном напряжении ограничителя 2 Я его работа приводит к блокировке ЛУ 1. 3 ил,ки изменения во времени формируемых в (я устройстве сигналов управления: Овх - входной; Оых - выходной; 01 - на выходе первого линейного усилителя; О 2 - на выходе второго линейного усилителя; Оз - на выходе второго интегрирующего усилителя; О 4 - на выходе элемента выделения модуля: О 5 - нэ выходе нуль-органа; то,Л 7 - с 1 фиксированные моменты времени.Устройство для задания режима движения шахтной подъемной установки содержит соединенные последовательно первый линейный усилитель 1 с первым ограничителем 2 в цепи обратной связи и первый интегрирующий усили 1 ель 3, выход которогочерез первый резистор 4 обратной сеязи подключен к входу первого линейного усилителя 1 и является выходом устройства. Входное напряжение, пропорциональное заданной скорости движения шахтной подъемной установки, подается с задатчика 5 скорости на вход первого линейного усилителя 1, являющийся входом устройства, Опорное напряжение на второй вход перво. го ограничителя 2 поступает ио схемы регулируемого напря,кения ограничителя, содержащей соедининныи последовательно второй линейный усилитель б третьим ограничителем 7 в цепи обратной связи, второй интегрирующий усилиэ ель 8 с вторым ограничителем 9 в цепи обратной связи и третий линейный усилитель 10 с блоком 11 изменений коэффициента усиления в цепи обратной связи, а также последовательно соединенные элемент 12 выделения модуля и блок 13 галевиической развязки, выход которого свя" ан с вторы)л входом первого ограничителя 2, при этом выход второго интегрирующего операционного усилителя Я соединен с входам элемента 12 выделения модуля, и в лхад тгэетьиго линейного операционного;:или т: ля 10 соединен через .".ий рез-г.1 э 1- обратной связи и вхо;о(: вараго лин йна(о усилителя б, которы л;язан также с выходами задатчика 5 скорости и первого интегрирующего операционного усилителя 3, а выход элемента 12 вь,иия модул.- приз нуль-орган 15 г 1 одклга . и к греть.му входу первого аграничител, 2. Сигнал и и(линение ускорения пасчдаит с выхода задатчика 16 ускорения на управляющие входы второго ограничителя 9 и блока 11 изменения коэффициента усиления, Выход ус 1- ройства соединен с входом системы 17 автоматического рег,лироиания электроприводом, которая управляет падьемным электродвигателем 18, электродвигатель 18 приводит в движение барабан 19 шахтной подьемной установки, На выходе первого 1 и третьего 10 линейных, пиреаго 3 и второго 8 интегрирующих усилитил.включи,:и резисторы 20, 21, 22 и 23 соответственна, и на входе второго линейного усилиэилл б гключены резисторы 24 и 2 о, В; ипи отри эа тельной обратной связи г 1 иреата 3 и тараа 8 интегрирующих усилителей вклочинь конденсаторы 26 и 27, В цепи итрицатильнай обратной связи третьего линийнага усилителя 10 включен резистор 28, Исацники питания усилителей на схи; и ни па. аэа, ы,Первый ограничитель 2 может быть реализован с использованием кампаратаров и усилителей в соответствии са схемой, изображенной на фиг, 2 г,чл "мчеер р 15 10 1 .Р 2 Р 30 40 45 .,(1 55 щий,ус 1 литель 29 имеет в обратной связи резистор 30, а на его входе включены резисторы 31 и 32, Первый компаратор ЗЗ инвертирующим входом подклюцен через резистор 34 к выходу инвертирующего усилителя 29, а второй компаратор 35 своим инвертирующим входом подключен через резистор 36 к резистору 32 и третьему входу первого ограничителя 2, а через резиито(э 37 - к резистору 31 и второго входу первого ограничителя 2, а его неинвертируь,гций вход падклюцен через резистор 38 к первому входу первого ограничителя 2, куда также подключен ниинвертируюц 1 лй вход первого компаратара 33 через резистор 39, Выходы первого 33 и вараго 35 компараторов через первый 40 и второй 41 диоды саид нинь. мижду гобой и через резни ар 42 . адключины к выхрду первого аг(эаничителя 2.Уитргэ(,итва работает следующим абраъ, 1 м. В исх днам состоянии (режим стоянки .э.хтни 1 падьимнай уи анавки) на выходе"и , э 5 скорости иглиится нулевой сит;,;.:о;:у имеется также нулевой сигнал на выходах второго линейного б и второго .т риру ци гг 8 уй, цтилий, а также на вы соде эле:д та 12 выдиления тлодуля, при этом на выходе нуль-органа 15 и(;еется максимальный си вал, а на выходе блока 13 гальваничи кай развязки - нулевой сигнал, ; и первый гоаничитель 2 будет иметь в итам режиме м;".иимальное опорное напряинии, и э. гаму в случае возникновения нели-,аааго рассогласования между заданным нулевым си налом на выходе задатчика 5 скорости и выходным. напряжением устройства ана ликвидируется с максимальной интенсивностью, Таким образом обеспечивается точное поддержание нулевого уровня выходного напряжения ус райства,С подачей сигнала на вход устройства (Оо) с выхода задатчика 5 скорости в моминт времени то на входе и выходе второго линейнага усилителя б появляется напряжении, причем его величина(ОДограничивается третьим ограничителем 7 и определяет темп линийнига изминения напряжения на выходи второго интегрирующего усилителяЭто линийна нарастаюгцие напряжение йоз) преобр эзуится элементом 12 выдилиния гладуля в ииг ал определенной полярности и подается через блик 13 гальванической развязки в качестве опорного на второй вход пиррь а ограничителя 2, На выходи же нуль-ор(ана 15 напряжение сгановится нулевым, так как на его входе, т.е. на выходе ,"гминта 12 выделения модуля, имеется не-л" ай," гнэл Л П,",: нчлччии л" негнаОвых = 01т/Т 2 то т11 так как От = 02 т/Т 1, К 1 = 02/Тт,тогда 20 Овых = К 1 т /Т 2,2 где Кт - коэффициент пропорциональности,определяющий рывок в механизме; 25Т 2 = Й 22С 2 б;Т 2 - постоянная времени интегрирования первого 3 интегрирующего операционного усилителя;822 - омическое сопротивление резистора 22;С 2 б - емкость конденсатора 26.Таким образом, в течение временитотт выходное напряжение Овых устройства изменяется по квадратичному закону. Сформированный закон изменениянапряжения соответствует участку ограничения рывка в механизме.При 1тт сигнал управления Оз становится постоянным и равным напряжению 40ограничения второго ограничителя 9, величина которого определяется допустимымускорением привода при разгоне и выбирается по команде эадатчика 16 ускорения взависимости от режима движения. При постоянстве этого сигнала сигнал управленияОт на выходе первого линейного усилителя1 тоже постоянный, поэтому выходное напряжение устройства (Овых) растет по линейному закону 50Овых - От т/Т 2, т 1тт 2,Таким образом, ча уча тке т 1 т.т 2выходное напряжение устройства нарастает по линейному закону с ограничением ускорения. В момент т = т 2 выходное 55напряжение второго линейного усилителя 6уменьшается до нуля за счет присутствия наего входе разности входного и выходногосигналов устройства, а также сигнала отринарастающего напряжения ограничения 04напряжение на выходе первого линейного усилителя 1 тоже нарастает; 01= 04 == 02 т/Т 1; то ттт,где Тт= В 2 з С 27; 5Т 1 - постоянная времени интегрирования второго 8 интегрирующего усилителя;Й 2 з - омическое сопротивление резистора 23;С 27 - емкость конденсатора 27. 10величина постоянной времени Т 1 соответствует выбранному значению рывкав механизме,При этом выходное напряжение устройства изменяется по закону 15 цательной обратной связи свыхода третьег. линейного усилителя 10, В этот момент времени алгебраическая сумма входных сигналов становится равной нулю:Овх - Овых - ОЗ К 2 = 0 (2) где К 2 - коэффициент усиления третьего линейного усилителя 10, который определяется отношением суммы сопротивления резистора 28 и резисторов, содержащихся в блоке 11 изменения коэффициента усиления, к величине сопротивления резистора 21.В следующий момент времени алгебраичесная сумма входных сигналов становится отрицательной:Овх Овых 03 К 2 О.Под действием суммарного сигнала напряжение на выходе второго линейного усилителя 6 меняет знак (02) и достигает максимума. задаваемого третьим ограничителем 7. Время описанного переключения очень мало и опоеделяется большим собственным коэффициентом усиления второго линейного усилителя 6, Для работы устройства необходимо выполнение условий;820 = Й 4 и гт 25 = 24 фгде Й 2 о, Й 4. 825, Й 24 - омические сопротивления резисторов 20, 4, 25 и 24 соответственно,Изменение знака напряжения 02 приводит к разряду конденсатора 27 по линейному закону(01), что вызывает уменьшение по этому же закону управляющего сигнала 04, Следовательно, будет уменьшаться по линейному закону и напряжение 01 на выходе первого линейного усилителя 1. Поэтому выходное напряжение (Овых) устройства изменяется по квадратичному закону, аналогично изменению напряжения на участке то тт 1.Сформированный закон изменения выходного напряжения соответствует участку ограничения рывка в механизме.При т = тз выходное напряжение устройства становится равным входному напряжению, поэтому на входе и выходе первого линейного усилителя 1 напряжение равно нулю (за счет действия отрицательной обратной связи через резистор 4), следовательно, на выходе устройства напряжение (Овых) будет постоянным до момента начала замедления шахтной подъемной установки (т = т 4),При т =тз алгебраическая сумма сигналов на входе второго линейного операционного усилителя 6 становится равной нулю:Овх Овых ОЗ К 2 О,так как Овх Овых и Оз О,Следовательно, равно нулю напряжение на выходах второго линейного 6 и второго интегрирующего 8 усилителей, поэтому на выходе элемента 12 выделения модуля присутствует нулевой сигнал, такой же сигнал присутствует и на втором входе первого ограничителя 2, а на выходе нуль- органа 15 появляется максимальный сигнал (05), при этом обеспечивается максимальное опорное напряжение на первом ограничителе 2, я это обеспечивает максимальное отклонение выходного напряжения 01 первого линейного усилителя 1 при сколь угодном малом расхождении заданного сигнала скорости с выходным напряжением устройства. Таким образом, это расхождение ликвидируется с максимальной интенсивностью, а следовательно, в этом режиме достигается высокая точность поддержания выходного напряжения (Овых) в соответствии с заданным входным напряжением (Овх).Замедление начинается в момент исчезновения сигнала на выходе задатчика 5 скорости. Процесс замедления протекает аналогично описанному процессу пуска, т,е, работа устройства на участках 14 - 15, т 5 - 16, ь - ч аналогична работе на участках 10-11, 11 - 12, тг - 1 з соответственно, при этом обеспечивается ограничение рывка в механизме в интервалах времени т 4 - т 5 и тб - т 7 и замедление с постоянным ускорением в интервале времени 15 - тб (фиг. 3),3 дмоплг нле происходит с меньшим, чем при разгоне, ускорением, поэтому для согласованной работы задающего устройства необходимо изменить коэффициент усиления Кг третьего линейного усилителя 10 пропорционально изменению напряжения ограничения второго интегрирующего усилителя 8.Значение коэффициента усиления Кг определяется следующим образом,Приращения выходного напряжения устройства Л Овых на интервалах времени( со; 11итг; тзодинаковы и определяютсявыражением (1):ЛОвых 02 т 1 /(Т 1 Т 2 )(Т 1/Т 2) Озогр /02) (3)ГДЕ 11- Т 1 ОЗогр/02;Оз огр - максимальное напряжение вто рого интегрирующего усилителя 8, задаваемое вторым ограничителем 9.Иэ уравнения (2) следует, что в моментврЕмЕни 1= тгЛОвых = К 203 огр15 ОтсюдаК 2 = (Т 1/Т 2)(Оз огр/02) (4)Изменение Кг осуществляется по ко манде задатчика 16 ускорения шунтированием части резисторов, входящих в состав блока 11 изменения коэффициента усиления.В предлагаемом устройстве накапли вания ошибки интегратором не происходит, так как на первом ограничителе во всех режимах работы устройства присутствует опорное напряжение, поэтому даже некоторое расхождение между сигналом зада ния(Овх) и выходным сигналом устройства(Овых) способстоует появлению напряжения 01 на выходе первого линейного усилителя, которое, будучи приложенным к входу интегрирующего усилителя 3, приво дит к восстановлению соответствия междусигналами Овых и Овх.Фоомчла изобретенияУстройство задания режима движенияшахтной подьемной установки по аот. св.40 М 1406110, отличающееся тем,что,с целью повышения точности задания скорости движения шахтной подъемной установки, оно дополнительно содержит нуль-орган, к входу которого подключен 45 выход элемента выделения модуля, а выход соединен с третьим входом первого ограничителя.1645236 Составитель В.КопыловРедактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректо чаков Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 1319 Тибаж 428 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5