Способ контроля параметров экскаваторного электропривода

)5 Е 02 Р 3/14 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельство СССР 3/14. 06.03,89Г --(71) Кемеровское научно-п роизводствен ноеобъединение "Промавтоматика" и Государ- .ственный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт поавтоматизации угольной промышленности(56) Гаврилов В.Д., Потапов В.Н, Критерииоценки технического состояния скользящего контакта электрической машины постоянного тока. - В сб, научн, трудов:Повышение эффективности эксплуатацииавиационного и радиоэлектронного оборудования гражданской авиации, Рига, 1987,с,34 - 37,Авторской свидетМ 1587181, кл, Е 02 Р(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКСКАВАТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА (57) Устройство, поясняющее способ, содержит узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи, узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи, узел 3 интегрирования переменной составляющей тока и определения ее среднего значения, узел 4 интегрирования переменной составляющей напряжения и определения ее среднего значения, узел 5 определения средней мощности переменной составляющей тока, узел б формирования сигнала неисправности, узел 7 управления 1 - 3 - 5 - б, 2 - 4 - 5 - б, 8 - 7 - 5 - б. 3 илИзобретение относится к автоматическим измерениям эксплуатационных характеристик экскаваторного электропривода и, в частности, может быть использовано для автоматического определения неисправности электрической машины экскаваторного электропривода в процессе его эксплуатации.Известны различные способы контроля параметров экскаваторного электропривода,Однако известный способ имеет суще-, ственный недостаток: при оценке технического состояния щеточно-коллекторного узла используется интегральное значение переменной составляющей пульсаций тока якорной цепи, что не позволяет выявить неисправность одной или нескольких коллекторных пластин с приемлемой точностью и надежностью,Наиболее близким к изобретению является способ контроля параметров экскаваторного электропривода, включающий измерение переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрацию, выпрямление и интегрирование, задание предельного значения измеряемой величины и формирование сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величиной предельного значения.Однако известный способ не позволяет с достаточной точностью и надежностью определить неисправность одной или нескольких пластин, характеризующихся высоким уровнем искрения. Кроме того, неисправность может быть определена только на участках электромеханической характеристики, непосредственно прилегающих к точкам излома экскаваторной характеристики,Цель изобретения - увеличение точности контроля состояния щеточно-коллектор- ного узла,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля параметров экскаваторного электропривода, основанному на измерении переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрации, выпрямлении и интегрировании, задании предельного значения измеряемой величины и формировании сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величиной предельного значения, измеряют переменную составляющую напряжения якорной цепи, фильтруют, выпрямляют и интегрируют ее на интервале, принимаемом в пределах 1 - 10 коллекторных пластин углового перемещения якоря, при принятом режиме работы электромашины, принимают таким же интервал интегрирования переменной составляющей якорноготока. определяютсредние10 15 20 25 30 прямленных переменных составляющих то 50 ка 1 и напряжения 0 якорной цепи на ин 55 35 40 45 значения переменной составляющей тока и напряжения на принятом интервале интегрирования, определяют среднее значение мощности переменной составляющей якорной цепи на том же интервале интегрирования, а сигнал неисправности коллектора формируют при превышении средним значением мощности переменной составляющей якорной цепи заданного ее предельного значения,Предлагаемый способ обеспечивает с большей точностью автоматическое определение неисправности щеточно-коллекторного узла и или) магнитопровода электрической машины за счет измерения среднего значения мощности переменной составляющей якорного тока на интервале 1 - 10 коллектарных пластин углового перемещения якоря и последующего его сравнения с заданным предельным значениемизмеряемой величины,На фиг,1 показан характер изменениямощности переменной составляющей якорной цепи электрической машины; на фиг.2 - структурная схема устройства, реализующего способ контроля параметров экскаваторного электропривода. на фиг, 3 а, б, в - структурные схемы функциональных узлоь устройства. Предлагаемый способ включает следующие основные операции.Устанавливают интервалы Т 1 измерения тока и напряжения переменной составляющей якорной цепи в пределах 1 - 10 коллекторных пластин углового перемещения якоря при принятом режиме работы электрической машины. Измеряют переменную составляющую якорного тока Т электрической машины, а также переменную составляющую напряжения ее якорной цепи В, Затем усиливают, фильтруют, выпрямляют переменную составляющую якорного тока электрической машины, т,е, определяют К а также усиливают, фильтруют, выпрямляют переменную составляющую напряжения якорной цепи электрической машины, т,е. определяют Оь Интегрируют мгновенные значения вытервалах Т 1 при работе электрической машины и находят их средние значения:2У м11ИЪ .Т 11 З04 т12Т Т 1где тг - т 1 = сз - сг == Т 1.Далее определяют на каждом интервале среднюю мощность переменной составляющей якорной цепиР 1 = 1 ОР +1 = 1+1 0+1 . (3) и задают предельное значение мощности переменной составляющей якорной цепи Рз.Далее формируют сигнал неисправности щеточно-коллекторного узла и (или) магнитопровода электрической машины при превышении средним значением мощности переменной составляющей на интервале интегрирования Т 1 заданного предельного значения изме яемой величины Р,:1, если Р 1Р 3819 пили В +1Рзили0 в противном случаеПример технической реализации способа показан на фиг.2, 3.Устройство содержит узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи электрической машины, узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи, узел 3 интегрирования переменной составляющей тока и определения ее среднего значения, узел 4 интЕгрирования переменной составляющей напряжения и определения ее среднего значения, узел 5 определения средней мощности переменной составляющей якорной цепи, узел б формирования сигнала неисправности з 19 п Н, узел 7 управления, задающий генератор 8. Узлы 1, 2 подключены выходами соответственно к входам узлов 3 и 4, выходы которых подключены к входам узла 5. Выход узла 5 подключен к входу узла б, Выходы узла 7 связаны с соответствующими входами узлов 3 - б, К входу узла 7 подключен выход узла 8,Узел 1 выделения переменной составляющей тока якорной цепи содержит (фиг,За) узел 9 гальванической развязки электрической цепи, подключенный выходом к усилителю 10, выход которого через фильтр 11 подкл ючен к вы и рямител ю 12.Узел 2 выделения переменной составляющей напряжения якорной цепи содержит (фиг.Зб) узел 13 гальванической развязки электрической цепи, подключен(2) ный выходом к усилителю 14, выход которого через фильтр 15 подключен к выпрямителю 16,Узел 5 определения интегральной мощ 5 ности переменной составляющей якорнойцепи содержит (фиг,Зв) коммутатор 17, выход которого через аналого-цифровой преобразователь 18 подключен к входуцифрового перемножителя 19.10 Работа устройства, Устанавливают необходимый интервал интегрирования Т 1 ипредельное значение Рз измеряемой величины - мощности переменной составляющей якорного тока.15 При работе электромашины на входыузлов 1, 2 поступают соответствующие сигналы 1;, Оь которые преобразуются гальва- .ническими развязками 9, 13 (фиг.3 а, б) ввыходные сигналыТ, О, Эти сигналы уси 20 лива ются усилителями 10, 14 (выходные сигналы К 11, К 20 ), фильтруются (фильтры 11,15, выходные сигналы, 0) и выпрямляются (выпрямители 12, 16, выходные сигналы)ь О).25 Выходные сигналы узлов 1, 2 ь О поступают на входы узлов 3, 4, на выходе которыхформируются сигналы: .12 13Х 114 т Х Ис30ь Т 1 ф 4 Т 112 1 ЗХОа ХОФц 12Т 1 О:. Г Т 1гдЕ 12 - 11 = тз - т 2 == Т 1 - фсрмируЕтСяузлом управления 7.Выходные сигналы узлов 3, 4 поступаютна входы узла 5 (фиг,Зв), в котором коммутатор 17 периодически подключает к аналого 40 цифровому преобразователю 18 сигналы 1,О, в результате чего на его выходе формируются цифровые эквиваленты указанныхсигналов, которые поступают на цифровойперемножитель 19 и на его выходе форми 45 руется сигнал Р (формула 3). Выходной сигнал узла 5 поступает на вход узла б, которымформируется сигнал неисправности з 9 п Н == 1, если выполняется условие (4).Указанная последовательность работыузлов 1 - 6(выполнение операций интегрирования величин Ть 0 ь определение из средних значений, определение Рнаинтервалах Т 1 и осуществление операциисравнения Р с предельным значением Рэ)обеспечивается узлом 7 управления, взаимосвязанным с задающим генератором 8.Таким образом, при работе электрической машины автоматически формируетсясигнал неисправности щеточно-коллектор1740737 40 45 50 55 ного узла и (или) магнитопровода электриче- .ской машины при возникновении соответствующего состояния указанных узлов.Рассмотренное устройство реализуетпредложенный способ аппаратными средствами. Однако способ может быть реализован и с использованием, например,и рограммируемого. контроллера общепромышленного назначения путем разработкии применения соответствующей программы.Технико-экономические преимуществаспособа заключаются в следующем,Использование формируемой информации в процессе эксплуатации экскаватора 15позволяет своевременно обнаружить возникающую неисправность электрическоймашины и тем самым предотвратить развитие неисправности. Это обстоятельствообуславливает в итоге сокращение длительности и снижение стоимости ремонта электрооборудования экскаватора.Кроме того, по указанной причине сокращаются простои экскаватора и, как следствие, сокращаются вынужденные простои 25технологического оборудования смежныхпроцессов. Способ может быть успешноприменен для контроля качества ремонтаэлектромашины при поверочных стендовыхиспытаниях, что также способствует сокра- З 0щению простоев экскаваторов по причиненеисправности электрооборудования.По предварительной оценке экономическая эффективность от использования способа на драглайне ЭШ 20.90 определяется З 5по формуле:Эг = СеКупЧг - Здоп,где Се - средняя стоимость переработки1 мз горной массы; Куп - коэффициент увеличения производительностии,Чг - годовая (средняя) производительность экскаватора;Здоп - ориентировочные дополнительные затраты, связанные с оснащением экскаватора техническими средствами и их эксплуатацией.Формула изобретения Способ контроля параметров экскаваторного электропривода, включающий измерение переменной составляющей якорного тока электрической машины, ее фильтрацию, выпрямление и интегрирование, задание предельного значения измеряемой величины и формирование сигнала неисправности коллектора при превышении измеряемой величины предельного значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности контроля состояния щеточно-коллекторного узла, измеряют переменную составляющую напряжения якорной цепи, фильтруют, выпрямляют и интегрируют ее на интервале, принимаемом в пределах 1 - 10 коллекторн ых пластин углового перемещения якоря при принятом режиме работы электромашины, принимают таким же интервал интегрирования переменной составляющей якорного тока, определяют средние значения переменной составляющей тока и напряжения на принятом интервале интегрирования, определяют среднее значение мощности переменной составляющей якорной цепи на том же интервале интегрирования, а сигнал неисправности коллектора формируют при превышении средним значением мощности переменной составляющей якорной цепи заданного ее предельного значения,1740737 4 4 тавитель О. Капканецед М,Моргентал Редактор М, Келемеш Техр Корректор Н. Ревская каз 2066 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СССР Гагарина, 101 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго