Привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса
Полезная модель позволяет уменьшить потери времени необходимого для настройки, перенастройки и текущего контроля параметров работы привода подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса. Заявляемый привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса включает электродвигатель 1, подключенный к блоку питания 2 через блок 3 управления, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора 4. Привод также связан с системой управления комплексом 5. Причем блок управления 3 выполнен в виде программируемого процессора, снабженного встроенными пультом настройки, диагностики и дисплеем. В качестве электродвигателя 1 взят электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Область техники
Заявляемая полезная модель относится к горнопроходческому оборудованию, используемому в метростроении при проходке тоннелей, а более конкретно к приводу подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса.
Характеристика аналога
Известен Частотно-регулируемый электропривод (см. А.С. ССССР N 1220099, Н 02 Р 7/42), содержащий асинхронный двигатель, преобразователь частоты, составленный из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, силового LC-фильтра и инвертера, к выходу которого подключен асинхронный двигатель, систему управления выпрямителем, задатчик интенсивности, соединенный с входом системы управления, инвертером и входом функционального преобразователя, дифференцирующее звено, блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а второй - с выходом датчика напряжения, подключенного к выходу силового LC-фильтра. Дополнительно введен сумматор с тремя входами, первый из которых соединен с выходом блока сравнения, второй - с выходом дифференциального звена, третий - с выходом функционального преобразователя, а выход - с входом системы управления выпрямителем, причем вход дифференцирующего звена соединен с выходом блока сравнения.
В случае использования привода-аналога в качестве привода подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса при его настройке, перенастройке и проверке текущих значений контролируемых параметров потребовалось бы произвести остановку всего тоннелепроходческого комплекса.
Кроме того, привод-аналог имеет много структурных звеньев, каждый из которых требует индивидуальной настройки.
Недостатком аналога являются большие потери времени необходимого для настройки, перенастройки и текущего контроля параметров работы привода-аналога, используемого в качестве привода подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса.
Характеристика прототипа
Известен также привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса (см. Москва, Внешторгиздат, Изд. №1323У/86, «Устройство управления однофазное реверсивное тиристорное БУ3609» Паспорт. ООП. Зак. 1909 - см. Приложение к материалам настоящей заявки на Полезную модель; см. также Фиг.1 - чертеж к описанию), принятый автором за прототип включающей электродвигатель 1, подключенный к блоку питания 2 через блок 5 управления БУ3609, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора 4. Привод также связан с системой управления комплексен 5.
Причем блок 3 управления БУ3609 выполнен в виде системы, содержащей более 40 структурных звеньев (рис.7, 12, 15 Приложения), которые выполнены, в свою очередь, методом «объемного монтажа» на базе транзисторных полупроводниковых элементов, соединенных между собой электромонтажными приводами и пайкой. В качестве электродвигателя 1 взят электродвигатель постоянного тока, который через тахогенератор 6 связан с блоком управления 3.
Прототип работает следующим образом. Электродвигатель 1 осуществляет рабочую подачу режущего ротора, а также его отвод и подвод. С пульта оператора 4 производится управление всем тоннелепроходческим комплексом, а также, в частности, задание скорости подачи режущего ротора в зависимости от свойств вырезаемого ротором грунта. С помощью тахогенератора 6 осуществляется отрицательная обратная связь по частоте вращения двигателя 1.
Для настройки и перенастройки привода подачи-прототипа необходимо остановить работу всего комплекса и последовательно, шаг за шагом производить настройку всех структурных звеньев (а их в прототипе более 40) и составляющих их элементов по определенным заданным техническими условиями параметрам (см. рис.14, 16, 17 и стр.28-29 Приложения) с помощью специальных приборов: осцилографа, амперметра и т.д. Для проверки текущих значений настройки привода -прототипа также требуется остановка всего комплекса.
Недостатком прототипа также как и аналога являются большие потери времени, необходимого для настройки, перенастройки и текущего контроля параметров заботы привода подачи режущего ротора из-за необходимости останавливать для выполнения указанных процедур весь тоннелепроходческий комплекс и большого количества структурных звеньев, требующих частой поднастройки.
Кроме того, блок 3 управления БУ3609 представляет собой блок открытого исполнения (см. стр.3 Приложения), встраиваемый в технологическое оборудование, что предопределяет активное воздействие внешней среды (температура, влага, пыль в шахте) на полупроводниковые элементы блока управления 3, соединенные пайкой и проводами. Эти воздействия внешней среды оказывают негативное воздействия на элементы электрических цепей блока управления 3, изменяя их физические параметры и даже приводя к выходу их из строя, что требует демонтажа всего блока управления 3, переносу его в ремонтные мастерские. Там необходимо отыскать неисправный элемент и заменить на исправный. Затем отремонтированный блок управления 3 монтируется на прежнее место. Все это время тоннелепроходческий комплекс будет простаивать. Герметизировать открытый корпус блока 3 управления БУ3609 затруднительно т.к. он имеет большие габариты из-за наличной элементной базы.
Кроме того, двигатель постоянного тока сложен в эксплуатации и имеет относительно высокую стоимость.
Техническая задача
Технической задачей, вытекающей из уровня техники, является уменьшение потерь времени необходимых для настройки, перенастройки и текущего контроля параметров работы привода подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса.
подключенный к блоку питания через блок управления, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора, привод также связан с системой управления комплексом,
Поставленная задача в заявляемой полезной моделе решается за счет того, что привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса включает электродвигатель, подключенный к блоку питания через блок управления, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора. Привод также связан с системой управления комплексом.
Причем блок управления выполнен в виде программируемого процессора, снабженного встроенными пультом настройки, диагностики и дисплеем. В качестве электродвигателя взят электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Для нормальной работы заявляемого привода его настройку производят с помощью пульта настройки путем установки ряда контролируемых параметров в процессоре блока управления. Поддержание значения этих параметров в пределах нормы осуществляется процессором автоматически по программе, встроенной в процессор. Весь процесс настройки задаваемых параметров отражается на дисплее, встроенном в корпус блока управления.
Перенастройку задаваемых параметров благодаря процессору с дисплеем можно производить с помощью пульта настройки без остановки всего комплекса.
Текущий контроль заданных параметров настройки можно визуально осуществлять по показаниям дисплея с помощью пульта настройки, не останавливая работу комплекса.
Таким образом, благодаря выполнению блока управления в виде программируемого процессора с пультом настройки и дисплеем, настроенным на работу электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, решена поставленная задача - уменьшение потери времени в работе тоннелепроходческого комплекса, связанных с настройкой, перенастройкой и текущим контролем параметров работы привода.
Кроме того, выполнение процессора на базе монокристалла кремния позволило объединить процессор, пульт настройки и дисплей в одном герметичном корпусе, что повышает надежность работы блока управления, так как он изолирован от воздействия внешней среды.
Кроме того, в случае неисправности блока управления, он автоматически останавливает электродвигатель привода подачи и выдает на пульт оператора сигнал о необходимости замены блока управления, который заменяется другим - исправным блоком прямо на месте работы тоннелепроходческого комплекса, что также существенно уменьшает непроизводительные потери времени.
Кроме того, использованный электродвигатель с короткозамкнутым ротором существенно дешевле электродвигателя постоянного тока, использованного в прототипе, и проще его в эксплуатации.
Заявляемая полезная модель является новой, т.к. она неизвестна из уровня техники.
На Фиг.1 схематично изображена функциональная блок-схема привода - прототипа;
На Фиг.2 схематично изображена функциональная блок-схема заявляемого привода.
Пример конкретного выполнения
Заявляемый привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса включает электродвигатель 1, подключенный к блоку питания 2 через блок 3 управления, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора 4. Привод также связан с системой управления комплексом 5.
Причем блок управления 3 выполнен в виде программируемого процессора, снабженного встроенными пультом настройки, диагностики и дисплеем. В качестве электродвигателя 1 взят электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Для нормальной работы заявляемого привода его настройку производят с помощью пульта настройки (на Фиг.2 не обозначен) путем установки ряда контролируемых параметров в процессоре блока управления 3. Поддержание значения этих параметров в пределах нормы осуществляется процессором автоматически по программе, встроенной в процессор. Весь процесс настройки задаваемых параметров отражается на дисплее, встроенном в корпус блока управления 3.
Перенастройку задаваемых параметров благодаря процессору с дисплеем можно производить с помощью пульта настройки без остановки всего комплекса.
Текущий контроль заданных параметров настройки можно визуально осуществлять по показаниям дисплея с помощью пульта настройки, не останавливая работу комплекса.
Таким образом, благодаря выполнению блока управления 3 в виде программируемого процессора с пультом настройки и дисплеем, настроенным на работу электродвигателя 1 переменного тока с короткозамкнутым ротором, решена поставленная задача - уменьшение потери времени в работе тоннелепроходческого комплекса, связанных с настройкой, перенастройкой и текущим контролем параметров работы привода.
Кроме того, выполнение процессора на базе монокристалла кремния позволило объединить процессор, пульт настройки и дисплей в одном герметичном корпусе, что повышает надежность работы блока 3 управления, так как он изолирован от воздействия внешней среды.
Кроме того, в случае неисправности блока управления 3, он автоматически останавливает электродвигатель 1 привода подачи и выдает на пульт оператора 4 сигнал о необходимости замены блока управления 3, который заменяется другим - исправным блоком 3 прямо на месте работы тоннелепроходческого комплекса, что также существенно уменьшает непроизводительные потери времени.
Кроме того, использованный электродвигатель 1 с короткозамкнутым ротором существенно дешевле электродвигателя постоянного тока, использованного в прототипе, и проще его в эксплуатации.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. техническая задача, вытекающая из уровня техники, решается полностью.
Кроме того, к настоящему времени изготовлен опытный образец заявляемого устройства. Проведены его успешные испытания на тоннелепроходческом щите Ленинградского метростроя. Планируется использование заявляемого привода подачи режущего ротора на других аналогичных щитах Ленинградского метростроя.
Привод подачи режущего ротора тоннелепроходческого комплекса, включающий электродвигатель, подключенный к блоку питания через блок управления, который прямой и обратной связями подключен к пульту оператора, привод также связан с системой управления комплексом, отличающийся тем, что блок управления выполнен в виде программируемого процессора, снабженного встроенными пультом настройки, диагностики и дисплеем, в качестве двигателя взят электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором.
