Устройство для управления электроприводами подъема и тяги экскаваторадраглайна

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

О П И E

ИЗОБРЕТГНИЯ

<о7 5957 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1309.78 (21) 2663053/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 230980, Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 0 2. 10 . 80 (5f)M. Кл.з

Н 02 P 5/00

Е 02 F 3/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 313. .2-58(088.8) (72) Автор изобретения

В.Я.Ткаченко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

ПОДЬЕМА И ТЯГИ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электроприводами подьема и тяги драглайна, а также может быть применено для управления многодвигательными электроприводами с независимыми управляемыми группами двигателей, обеспечивающими позиционное управление рабочим органом.

Известно устройство для управления многодвигательным электроприводом, содержащее датчики моментов нагрузки приводов подъема и тяги драглайна, два суммирующих усилителя, два подключенных ко входу первого суммирующего усилителя датчика скоростей приводов подъема и тяги, блок деления, блок дифференцирования, нелинейный блок и блок сравнения, причем выходы датчиков. моментов нагрузки приводов подъема и тяги подключены ко входу первого суммирующего усилителя, ко входу которого подключен также выход блока сравнения, два входа которого соединены с выходами датчика момента нагрузки привода подъема и нелинейного блока, подключенного к выходу блока деления, входы делимого и делителя которого соединены с выходом блока дифференцирования, подключенного к выходу датчика момента нагрузки привода подъема, и с выходом второго суммирующего усилителя, два входа которого подключены к выходам датчиков скоростей приводов подъема и тяги (1).

Однако устройство отличается сложностью, недостаточной точностью и надежностью управления, так как, ограничивая выход ковша за пределы рабочей зоны, оно не обеспечивает транспортировку ковша по требуемой траектории.

Наиболее бЛизким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известное устройство для управления многодвигательным электроприводом, например злектроприводами подъема и тяги драглайна, содержащее датчики момента нагрузки электроприводов подъема и тяги, суммирующий усилитель с блоком ограничения в цепи его обратной связи, источник постоянного напряжения и подключенный к его выходу элемент задания отношения момен- .

765957 тов нагрузки электроприводов, блок деления, к двум входам которого подключены выходы датчиков момента нагрузки электроприводов подъема и тяги, а его выход подключен к первому входу суммирующего усилителя, ко вторрму входу которого подключен выход элемента задания отношения моментов нагрузки электроприводов, а выход соединен со входом управления электропривода тяги (2).

Это устройство то же отличается недостаточной точностью и надежностью управления,: определяемой тем, что с уменьшением величин моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема уменьшается точность определения их отношения с помощью блока деления, увеличивается влияние колебаний моментов нагрузки, определяемых наличием упругих механических связей, возможность появления перерегулирований и колебаний ковша, так как в устройстве не учитывается скорость его приближения к заданной траектории, возможность появления ложных сигналов управления в режиме копания, когда отношение моментов нагрузки значительно больше, чем в режиме транспортировки ковша.

Цель изобретения — повышение точности и надежйости управления.

Это достигается тем, что в устройство для управления электроприводами подъема и тяги драглайна, содержащее датчики моментов нагрузки электроприводов подъема и тяги, суммирующий усилитель с блоком ограничения в цепи его обратной связи, источник постоянного напряжения и подключенный к его выходу элемент задания отношения моментов нагрузки злектроприводов, введены блок перемножения, элемент сравнения, фильтр низких частот, разомкнутый операционный усилитель со стабилитроном в цепи его обратной связи, пропорционально-дифференциальный усилитель и регулируемый блок ограничения, причем два входа суммирующего усилителя подключены к выходам датчика момента нагрузки электропривода тяги и блока перемножения, входы которого соединены с выходами суммирующего усилителя и элемента сравнения, входы последнего соединены с выходами датчика момента нагрузки электропривода подъема и источника постоянного напряжения, выход суммирующего усилителя через Фильтр низких частот подключен ко входам пропорционально-дифференциального усилителя и разомкнутого операционного усилителя, ко входу последнего поключен выход источника постоянного напряжения, à его выход соединен с управляющим входом регулируемого блока ограничения, включенного в цепи обратной связи пропорционально-дифференциального усилителя, ко входу которого подключен выход элемента задания отношения моментов нагрузки электроприводов, а его выход подключен к управляюще5 му входу электропривода тяги.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство для управления электроприводами подъема и тяги экскаватора-драгАайна содержит датчики 1 и 2 моментов нагрузки электроприводов подъема 3 и тяги 4, суммирующий усилитель 5 с блоком ограничения б в цепи его обратной связи, источник 7. постоянного напряжения и подключенный к его выходу элемент 8 задания отношения моментов нагрузки злектроприводов, блок перемноже;Щ ния 9, элемент сравнения 10, фильтр низких частот 11, разомкнутый операционный усилитель 12 co ñòàáèëèтроном 13 в цепи его обратной связи, пропорционально-дифференциальный усилитель 14 и регулируемый блок ограничения 15, причем два входа суммирующего усилителя 5 подключены к выходам датчика 2 и блока перемножения 9, входы которого соединены с выходами суммирующего усилителя

5 и элемента сравнения 10, входы последнего соединены с выходами датчика 1 и источника 7, выход суммирующего усилителя через фильтр

11 подключен.ко входам пропорционально-дифференциального усилителя

14 и разомкнутого операционного усилителя 12, ко входу последнего подключен выход источника 7, а его выход соединен с управляющим входом

40 регулируемого блока ограничения 15, включенного в цепи обратной связи пропорционально-дифференциального усилителя 14, ко входу которого подключен выход элемента 8, а его выход подключен к управляющему входу электропривода тяги 4.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход суммирующего усиО лителя 5 поступает сигнал, пропор-. ционалыжй моменту И нагрузки электропривода тяги с выхода датчика

2 этого момента. На второй вход суммирующего усилителя 5 поступает через блок перемножения 9 с выхода > элемента сравнения 10 сигнал, пропорциоиальннй разности максимального значения момента нагрузки электропривода подъема И„ „ рпределяемого поступающим на вход элемента сравнеg} ния 10 выходным напряжением источника 7, и фактического значения этого момента нагрузки мп, онределяемого поступающим на вход элемента сравнения 10 выходным сигна- лом датчика 1.

765957

Тогда выходное напряжение суммирующего усилителя 5 пропорциональ но отношению моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема

Ки Мч PAò

ОСЧ K K tA . K

Ч2 6Ъ макС П где К„„ — коэффициент усиления суммирующего усилителя 5 по первому входу;

К„ - коэффициент усиления суммирующего усилителя 5 по второму входу;

К „- коэфФициент блока перемножения 9, К вЂ” масштабный коэффициент мам ментов негр„зки электраприводов, если коэффициент усиления суммирующего усилителя 5 по второму. входу выбирать в соответствии с

1 условиемКч = - 11 м мщ

Изменение веса ковша приводит к пропорциональному изменению моментов, нагрузки электроприводов подъема и тяги, а сигналы на первом и втором входах суммирующего усилителя 5 изменяются при этом в противоположных направлениях, сохраняя постоянство суммы входных сигналов суммирующего усилителя 5 при постоянстве отношения моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема и соответствующем ему положении траектории ковша. Это повышает точность и надежность управления практически независимо от веса ковша к соответствующих ему значений моментов нагрузки электроприводов на заданной траектории.

Фильтр 11 обеспечивает фильтрацию сигнала помех, присутствующих в выходном напряжении суммирующего усилителя 5 и вызываемых наличием упругих связей между двигателями электроприводов подъема к тяги и рабочим органом, что может приводить к колебаниям момеитов Нагрузки электроприводов подъема и тяги, искажающим информациЮ об отношеиии этих моментов нагрузки, характеризующем положение траектории ковша. Фильтрация этих помех повышает точность и надежность управления.

Выходной сигнал фильтра 11, пропорциональный отношению моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема, вместе с выходным сигналом эЛемента 8 поступает на Вход Процорционально-дифференциального усилителя 14, выходной сигнал которого, пропорциональный сумме рассогласования указанного отношения моментов нагрузки и его производной, поступает на управляющий вход электропривода тяги 4 к обеспечивает такое изменение его скорости, благодаря

)0

25 ционально-дифференциального усилителя 14, соответствующее допустимой скорости электропривода тяги.

9 режиме копания отношенив моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема больше единицы, разность сигналов на входе разомкнутого операционного усилителя 12 меняет знак- а его выходной сигнал при этом равен нулю, так как цепь обратной связи разомкнутого операционного усилителя 12 закорачивается работающим в режиме диода стабилитрОном 13 ВЫХОднОЙ сигнал разОмк нутого операционного усилителя 12 которому Указанное рассогласование стремится к нулю, а ковш переходит на определяемую заданным значением отношения моментов нагрузки электроприводов тяги к подъема требуемую траекторию при любом характере движения электропрквода подъема 3 (перемещение электропривода подъема является возмущающим для описанной системы управления, так как оно стремится увести ковш с заданной траектории>.

Изменение управляющего сигнала электропривода тяги 4 пропорционально производной рассогласования, Обеспечиваемое пропорционально-дифференциальным усилителем 14, уменьшает этот управляющий сигнал при приближении ковша к заданной траектории, что исключает перерегулирования. и колебания во время переходного процесса и тем самым повышает точность и надежность управления, Отношение моментов нагрузки электроприводов тяги и подъема в процессе транспортировки ковша всегда меньше единицы, а в пределах рабочей зоны обычно не превышает величины 0,7. Сигнал, пропорциональный этому отношению, поступает с выхода фильтра 11 на вход разомкнутого операционного усилителя 12, на другой вход которого с противоположным знакам поступает с выхода источника 7 сигнал, пропорциональный максимальному {и практически не достижимому в процессе транспортиров-. ки ковша) значению этого отношения моментов нагрузки -электроприводов.

В режиме транспортировки ковша, когда отношение моментов нагрузки злектроприводов тяги и подъема всегда меньше указанного максимального значения, выходной сигнал разомкнутого операционного усилителя

12, величина которого определяется

Напряжением стабилизации включенного в цепи обратной связи этого усилителя 12 стабилитрона 13, поступает на управляющий вход регулируемога блока ограничения 15, огределяющего при описанной выше работе устройства максимальное значение выходного напряжения пропор2О

30 определяет пределы ограничения выходного напряжения пропорционально-дифференциального усилителя 14 с помощью включенного в цепи его обратной связи регулируемого блока ограничения 15, при этом исключается. возможность появления ложного сигнала на управляющем входе электропривода тяги 4, а ограничение выходного сигнала датчика 1 момента нагрузки электропривода минимальным конечным значением, меньшим веса порожнего ковша, и ограничение выходного напряжения суммирующего усилителя 5 с помощью блока ограничения 6 исключают превышение выходным напряжением суммирующего усилителя 5 допустимого значения, что повышает надежность управления.

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводами подъема и тяги экскаватора-драглайна, содержащее датчики моментов нагрузки электроприводов подъема и тяги, суммирующий усилитель с блоком ограничения в цепи его обратной связи, источник постоянного напряжения и подключенный к его выходу элемент задания отношения моментов нагрузки электроприводов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности управления, в него введены блок перемножения, элемент сравнения, фильтр низких частот, разомкнутый операционный усилитель со стабилитроном в цепи его обратной связи, пропорционально-дифференциальный усилитель и регулируемый блок ограничения, причем два входа суммирующего усилителя подключены к выходам датчика момента нагрузки электропривода тяги и блока перемножения, входы которого соединены с выходами суммирующего усилителя и элемента сравнения, входы последнего соединены с выходами датчика момента нагрузки электропривода подьема и источника постоянного напряжения, выход суммирующего усилителя через фильтр низких частот подключен ко входам пропорциональнодифференциального усилителя и разомкнутого операционного усилителя, ко входу последнего подключен выход источника постоянного напряжения, а его выход соединен с управляющим входом регулируемого блока ограничения, включенного в цепь обратной связи пропорционально-дифференциального усилителя, ко вход„ которого подключен выход элемента задания отношения моментов нагрузки электроприводов, а егo выход подключен к управляющему входу электропривода тяги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 202281, кл. Н 02 Р 5/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР по заявкам Р 2496603/07 и 2496834/07, кл. Н 02 Р 5/46, 1977.

Составитель Н.Корева

Редактор В. Фельдман Техред N. Левицкая Корректор Г. Решетник

Заказ 6524/51 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4