SU1301757A2 - Электропривод посто нного тока шахтной подъемной установки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к подъемным установкам, в частности к электроприводам посто нного тока дл  шахтных подъемных установок, и обеспечивает повышение производительности путем повышени  точности регулировани . Электродвигатель 1 шахтной подъемной установки соединен с  корем генератора 2, обмотки 3 возбуждени  которого подключена к выходу тиристорного преобразовател  4. Регул тор 5 напр жени , датчик 6 напр жени , соединенный с потенциометром 7, образуют контур регулировани  напр жени  генератора 2. Pery. iHiop 8 ЭДС, выход которого подключен к входу регул тора 5 напр жени , второй датчик И) напр жени , соединенный с потенциометром 12, образуют контур регулировани  ЭДС двигател  1. Задаюп1ее устройство 13 и задат- чик интенсивности 9 обесиечивают задание скорости подъема. Датчик тока 15, соединенный с шунтом 16, и блок 14 задержки обеспечивают ограничение тока двигатс,1 . Командное устройство 19 и блок 1 1 переключений обеспечивают сн тие нап|П1жеип  с генератора 2 при остановке и наложении тормоза. Датчик частоты вращени  и п/кж 17 выделени  оп1ибки подключены к ; 1.ругпму входу задатчика интенсивности и обеспечивают введение коррекции сигнала задани  при изменении параметров приноаа иг температуры окружающей среды и нагревани  самих элементов привода ири работе, что повышает точность регулировани . 1 и.1. о (Л со о  ш1 СП К

Description

Изобретение относитс  к подъемным установкам , в частности к электроприводам посто нного тока дл  шахтных подъемных установок, и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св. № 1141551.

Цель изобретени  - повышение производительности путем повышени  точности регулировани  скорости.

На чертеже представлена функциональна  блок-схема предлагаемого устройства. Электродвигатель 1 шахтной подъемной установки соединен с  корем генератора 2, обмотка 3 возбуждени  которого подключена к выходу тир исторного преобразовател  4, соединенного входом с выходом регул тора 5 напр жени , первый вход которого соединен с выходом первого датчика б напр жений (вход последнего соединен с потенциометром 7). Регул тор 5 напр жени , ти- ристорный преобразователь 4, генератор 2, потенциометр 7 и первый датчик 6 напр жени  образуют контур регулировани  напр жени  генератора, который обеспечивает оптимальную работу генератора 2.

Второй вход регул тора 5 напр жени  соединен с выходом регул тора 8 ЭДС, первый вход которого соединен с выходом за- датчика 9 интенсивности, второй вход - с выходом второго датчика 10 напр жени , а третий вход - с выходом блока 11 переключени . Вход второго датчика 10 напр жени  соединен с потенциометром 12. Первый вход задатчика 9 интенсивности соединен с выходом задающего устройства 13, второй вход - с выходом блока 14 задержки , вход которого подключен к выходу датчика 15 тока, соединенного с измерительным шунтом 16. Третий вход задатчика 9 интенсивности соединен с выходом блока 17 выделени  ошибки, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращени  электродвигател  1.

Датчик частоты вращени  электродвигател  содержит генератор 18.1 и преобразователь 18.2 напр жени . Второй вход блока 17 подключен к выходу задающего устройства 13. Первый вход блока 11 переключени  соединен с выходом датчика 15 тока, а второй вход - с выходом командного устройства 19 управлени  механическим тормозом .

Контур регулировани  ЭДС электродвигател , включающий в себ  регул тор 8 ЭДС, контур регулировани  напр жени  генератора , электродвигатель 1, потенциометр 12, второй датчик 10 напр жени , измерительный шунт 16 и датчик 15 тока, определ ет оптимальную работу электропривода.

Электропривод работает следующим образом .

Задающим устройством 13 подаетс  сигнал управлени  на первый вход задатчика 9 интенсивности и на второй вход блока 17 выделени  ошибки. Задатчик 9 интенсивности представл ет собой известный за

0

5

0

5

0

5

0

5

датчик интенсивности, включающий в себ  два операционных усилител  посто нного тока и блок св зи, в которо.м располагаютс  вспомогательные элементы: резисторы и конденсатор.

Сигнал управлени  подаетс  на вход первого усилител , работающего в релейном режиме с регулируемым ограничением. Выходное напр жение релейного элемента интегрируетс  во времени с помощью второго усилител ,  вл ющегос  интегрирующим элементом.

Выходное напр жение интегрирующего элемента  вл етс  выходным напр жением задатчика интенсивности.

Первый вход задатчика 9 интенсивности образуетс  с помощью первого входного резистора, подключенного к входу релейного элемента, второй вход - с помощью второго резистора, подключенного к входу интегрирующего элемента, третий вход - с помощью третьего входного резистора, подключенного к входу релейного элемента.

Оба усилител  задатчика 9 интенсивности обхвачены жесткой отрицательной обратной св зью с коэффициентом передачи, равным единице. В результате выходное напр жение интегрирующего элемента в процессе отработки устанавливаетс  равным напр жению, подаваемого с задающего устройства 13.

Пока выходное напр жение задатчика 9 интенсивности не достигло уровн  напр жени  задани , жестка  отрицательна  обратна  св зь блокирована и релейный элемент имеет выходное напр жение, равное напр жению ограничени , и не зависит от величины входного сигнала (напр жени  задани ). В момент, когда выходное напр жение задатчика 9 интенсивности сравниваетс  по величине с напр жением задани , выходное напр жение релейного элемента резко уменьщаетс  до нул  и процесс интегрировани  при этом прекращаетс .

Таким образом, задатчик 9 интенсивности измен ет входное напр жение по вполне определенному закону. Тем самым фор.мируетс  диаграмма движени  подъемных сосудов, определ юща  ускорение и установивщийс  режим работы электропривода. Режим торможени  осуществл етс  при сн тии сигнала с входа задатчика 9 интенсивности.

Входное напр жение задатчика 9 интенсивности  вл етс  задающим дл  регул тора 8 ЭДС, на входе которого сравниваютс  задающее напр жение, пропорциональное заданному значению ЭДС электродвигател  (а следовательно, пропорциональное заданной частоте вращени ), и направленное встречно напр жение, пропорциональное измененному значению ЭДС. Сигнал , пропорциональный измеренному значению ЭДС электродвигател , выдел етс  непосредственно на входе регул тора 8 ЭДС, разделенного с силовой частью вторым датчиком 10 напр жени  и датчиком 15 тока.

При отклонении измеренного значени  ЭДС от заданного по вл етс  сигнал рассогласовани , определ щий регулирующее воздействие на регул тор 8 ЭДС. При этом выходное напр жение регул тора 8 ЭДС измен етс  таким образом, что устран етс  возникшее рассогласование. Например, увеличилась частота вращени  электродвигател  1, что вызывает увеличение измеренного значени  ЭДС. Значит, по вл етс  сигнал рассогласовани , вызывающий умень- щение выходного напр жени  регул тора 8 ЭДС. Это напр жение,  вл  сь задающим дл  регул тора 5 напр жени , уменьшает его выходное напр жение, что вызывает уменьшение выходного напр жени  тиристорного преобразовател  4, а значит, и напр жени  генератора 2. Это приводит к уменьшению частоты вращени  электродвигател  1, тем самым возникшее увеличение частоты вращени  ликвидируетс .

Так работает контур регулировани  ЭДС электродвигател  1. Аналогично работает контур регулировани  напр жени  генератора 2 при отклонении напр жени  генератора 2 от заданного значени .

Первый датчик 6 напр жени  и второй датчик 10 предназначены дл  ввода в систему регулировани  обратной св зи по напр жению посто нного тока с гальваническим разделением входной и выходной цепи. Датчик 15 тока предназначен дл  выделени  сигнала, пропорционального току  корной цепи, путем усили  напр жени , снимаемого , с шунта 16, до унифицированного уровн  с одновременным гальваническим разделением входной и. измер емой цепи.

Блок 11 переключени  и командное устройство 19 управлени  механическим тормозом работают в конце и в начале каждого цикла п5дъема. В конце цикла подъе- ма при остановке электродвигател  1 шахтной подъемной установки и наложении тормозов на выходе командного устройства 19 управлени  механическим тормозом по вл етс  напр жение, поступающее на второй (управл ющий) вход блока 11 переключени . При этом в блоке 11 происходит разрыв цепи, соедин ющей выход датчика 15 тока с входом регул тора 8 ЭДС. Тем самым с входа 8 ЭДС отключаетс  сигнал положительной обратной св зи по току  корной цепи. На входе регул тора 8 ЭДС остаетс  только один, сигнал отрицательной обратной св зи по напр жению электродвигател  (в этот момент напр жение задани  равно нулю). При этом регул тор 8 ЭДС начинает выполн ть роль регул тора напр жени  электродвигател . Следовательно, в системе регулировани  в этом режиме работают два контура регулировани  напр жени , которые действуют таким образом, что происходит интенсивное снижение напр жени  генератора.

5

Ограничение тока  корной цепи осуществл етс  токоограничением, выполненным в виде задержанной отрицательной обратной св зи по току  кор . Токоограничение работает следующим образом. Блоком 14 задержки (может быть выполнен в виде цепи стабилитронов) определ етс  величина напр жени  уставки. Если выходное напр жение датчика 15 тока превышает величину уставки (что соответствует превышению

0 током  корной цепи допустимого значени ), то на выходе блока 14 задержки по вл етс  напр жение, т. е. по вл етс  сигнал отрицательной обратной св зи по току  корной цепи. Это напр жение подаетс  на второй вход задатчика 9 интенсивности, интегрирующий элемент которого начинает работать в режиме регул тора тока и в системе регулировани  начинает действовать контур регулировани  тока  корной цепи, что вызывает снижение тока до определ емого

0 уставкой блока 14 задержки уровн . ЭДС электродвигател  определ етс  из уравнени  электрического равновеси 

Е и -f RI + L J-, at

5 где и- напр жение на  коре электродвигател ;

I - ток  корной цепи; R - сопротивление  кор  электродвигател ;

L - индуктивность  кор  электродвига- 0тел .

В процессе работы электропривода происходит нагрев электрических мащин, соединительных шин, измен етс  сопротивление щеточного контакта. Это вызывает измене5

ние значени  сопротивлени   корной цепи и

индуктивности. Тем самым нарушаетс  соответствие между измеренным значением ЭДС и действительным значением ЭДС электродвигател , что приводит к по влению соотQ ветствующей ошибки регулировани  по ЭДС электродвигател . Значит действительна  скорость вращени  электродвигател  отличаетс  от заданной.

В предлагаемом электроприводе измерени  действительной скорости вращени 

5 электродвигател  осуществл етс  датчиком частоты вращени  электродвигател . Преобразователь 18.2 напр жени  служит дл  потенциального разделени  силовых цепей генератора 18.1 и цепей управлени , а также дл  снижени  выходного напр жени  ге0 нератора 18.1 до унифицированного уровн .

При отсутствии ошибки при измерении ЭДС электродвигател  выходное напр жение датчика частоты вращени  по величине равно напр жению задани  ЭДС, т. е. действительна  частота вращени  электродвигател  в статическом режиме соответствует заданной . При этом сигнал ошибки (выходное

5

Нг ПрЯЖ ; .;, .ч: ; : i M

вен HX jiKi.

в Ka iocTiij о.;. .{; ; ки можс нс11(). 1ь:г:|1 11 ь.:;-; тель tiocTjHiiSioro , роль сумматор;: и зовател . Два резистора, iK);u ;no4cn ii,ix к входу усилител , ооразукп первый и |;торой входы блока 17 выде. гени  ошибки.

Если напр жение, соответствующее дей- стпителыюй скорости движени  сосуда, отли- маегс  от напр жени  задани , то на выходе блока 17, выделени  ошибки по вл етс  напр жение, пропорциональное ошибке регулировани  от внутренних возмущений. Этот сигнал поступает на третий вход за- датчика 9 интенсивности, который отрабатываетс  системой управлени  и устран ет разницу между действительной скоростью и заданной. Тем самым в предлагаемом элек- : ро11риво,ае обеспечиваетс  в статическом ре- Kii-.ic совпадение заданной и действительной ч; стоты вращени  электропривода.

(л1с:тсмы автоматического регулировани  скорости вращени  с обратной св зью :;.) Э, 1С электродвигател  позвол ют получить более высокое качество переходных процессов по сравнению с системами автоматического регулировани  с обратной св зью по скорости (с тахогенератором в качестве датчика скорости). Поэтому предлагаемый электропривод использует в своей системе автоматического управлени  в качестве измерител  скорости объект управлени , т. е. электродвигатель. При этом измер ема  ЭДС электродвигател  пропорциональна его скорости вращени .

На сигнал, пропорциональный скорости вращени  электродвигател , оказывают вли ние пульпации и помехи на выходе датчика 18 частоты вращени , а также сочленени  в механических передачах. При подаче этого сигнала на вход задатчика 9 интенсивности вли ние указанных низкочастотных пульсаций и нелинейностей на качество

управлени  исключаетс  вследствие достаточно высокой инерционности задатчика 9 интенсивности, примен емого в шахтных подъемных установках.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет за счет исключени  ощибки регулировани  обеспечить необходимую точность отработки тахограммы движени  сосудов, что уменьшает длительность цикла подъема и повышает производительность электропривода подъемной установки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод посто нного тока шахтной подъемной установки по авт. св. № 1141551, отличающийс  тем, .что, с целью повышени  производительности путем повыщени  точности регулировани  скорости, он снабжен датчиком частоты вращени  электродвигател  и блоком выделени  ошибки, входы которого подключены соответственно к выходам задающего блока и датчика частоты вращени  электродвигател , а выход - к входу задатчика интенсивности.