SU1656084A1 - Устройство управлени электроприводом копающего механизма экскаватора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управлению копающим механизмом (КМ) одноковшового экскаватора, кранов и др. машин, работающих в услови х значительного колебани  т-ры окружающей среды (ОС). Цель - повышение надежности работы экскаватора путем адаптации электромеханической системы КМ. Устр-во содержит командоап- парат 1, регул тор 4 напр жени  с управл Изобретение относитс  к управлению копающим механизмом одноковшового экскаватора и может быть использовано дл  управлени  механизмами кранов и других машин, работающих в услови х значительного колебани  температуры окружающей среды. Цель изобретени  - повышение надежности работы экскаватора путем адаптации емым звеном 5 ограничени  в цепи обратной св зи, регул тор тока 6, соединенный с преобразователем 7 двигател  8, электронный ключ 14 и датчики тока 9, напр жени  10 и т-ры 12. Дополнительно устройство снабжено блоком 17 вы влени  операции копани , узлом 13 выделени  наименьшей т-ры, нелинейными элементами (НЭ) 15 и 16 и дополнительным усилителем 2 с управл емым звеном 3 ограничени  в цепи обратной св зи. Выходы датчиков 12 т-ры св заны с входом узла 13, что позвол ет посто нно контролировать наименьшую т- ру металлоконструкций при температурных колебани х ОС. При охлаждении какого-либо звена металлоконструкций ниже -30°С при операции копани  при замкнутом ключе 14 на выходах НЭ 15 и 16 по вл ютс  сигналы . Сигнал с выхода НЭ 15 через звено 3 усилител  2 снижает макс, скорость привода КМ. Выходной сигнал НЭ 16 через звено 5 регул тора 4 снижает стопорный ток  корной цепи КМ. Выход узла 13 подключаетс  к входам НЭ 15 и 16 ключом 14 только при наличии сигналов на его двух двух управл ющих выходах от блока 17. т.е. в периоды операции копани . 1 з.п. ф-лы, 6 ил. электромеханической системы копающего механизма к температуре окружающей среды. На фиг.1 изображена функциональна  схема устройства дл  управлени  электроприводом копающего механизма одноковшового экскаватора; на фиг.2 характеристика первого нелинейного элемента; на фиг.З - характеристика второго сл С о ел о о 00 N

Description

нелинейного элемента; на фиг.4 - характеристика первого компаратора; на фиг.5 - характеристика второго компаратора; на фиг 5 - принципиальна  схема управл емых звеньев ограничени  в цеп х обратных св зей дополнительного усилител  и регул тора напр жени  преобразовател .

Устройство дл  управлени  электроприводом копающего механизма экскаватора содержит командоаппарат 1, дополнительный усилитель 2 с управл емым звеном ограничени  3 в цепи обратной св зи, регул тор напр жени  4 преобразовател  с управл емым звеном ограничени  5 в цепи обратной св зи, регул тор тока 6, преобразователь 7, двигатель 8, датчик тока 9, датчик напр жени  10, блок определени  минимальной температуры 11, датчики температуры 12 металлоконструкций,узел выделени  наименьшей температуры 13, электронный ключ 14, первый 15 и второй 16 нелинейные элементы, блок вы влени  операции копани  17, датчик скорости 18 привода поворота, узел формировани  модул  сигнала 19, первый компаратор 20, датчик скорости привода подъема 21, диод 22 и второй компаратор 23.

Устройство дл  управлени  электроприводом копающего механизма включает в себ  командоаппарат 1, подключенный к первому входу дополнительного усилител  2 с управл емым звеном ограничени  3 в цепи обратной св зи. Выход дополнительного усилител  2 соединен с первым входом регул тора напр жени  4, имеющим управл емое звено ограничени  5 в цепи обратной св зи, а выход регул тора напр жени  4 св зан с первым входом регул тора тока 6, подключенного к преобразователю 7, питающему двигатель 8. Отрицательные обратные св зи организованы с помощью датчиков тока 9 и напр жени  10, причем выход датчика тока подключен к третьему входу регул тора тока 6, а выход датчика напр жени  соединен с третьим входом регул тора напр жени  4. Блок определени  минимальной температуры 11 содержит п датчиков температуры 12, подключенных к входам узла выделени  наименьшей температуры 13, выход которого через электронный ключ 14 св зан с входами нелинейных элементов 15 и 16. Выходы первого 15 и второго 16 нелинейных элементов соединены соответственно с управл емыми входами звеньев ограничени  3 и 5. Блок вы влени  операции копани  17 содержит датчик скорости 18 привода поворота, выходом соединенный с входом узла формировани  модул  сигнала 19, выход которого подключен к входу первого компаратора 20.

выходом соединенного с первым управл ющим входом электронного ключа 14. Также в состав блока вы влени  операции копани  входит датчик скорости привода подъема

21, выходом подключенный через диод 22 к входу второго компаратора 23, выход которого соединен с вторым управл ющим входом электронного ключа 14.

Устройство функционирует следующим

0 образом.

Сигнал с выхода командоаппарата 1,задающий скорость перемещени  механизма (напр жение преобразовател ) через дополнительный усилитель 2 поступает на

5 вход регул тора напр жени  4 преобразовател  7. При температуре выше-30°С сигналы на выходах первого 15 и второго 16 нелинейных элементов, имеющих характеристики , приведенные на фиг.2 и 3, равны

0 нулю. При этом сигнал с выхода дополнительного усилител  2, имеющего коэффициент усилени  равный единице, ограничиваетс  значением максимального сигнала с выхода командоаппарата 1. Поэ5 тому при температуре металлоконструкций экскаватора выше заданной (выше - 30°С) скорость привода копающего механизма определ етс  величиной сигнала с выхода командоаппарата, Управл емое звено огра0 ничени  5 регул тора напр жени  4 обеспечивает формирование паспортной внешней характеристики привода со значением стопорного тока, определ емым из допустимой температуры нагрева привода.

5Во всех част х металлоконструкций экскаватора ,  вл ющихс  концентраторами механических напр жений, а также в част х металлоконструкций, характеризующихс  различными посто нными времени нагре0 вани , вследствие различи  из линейных размеров и масс устанавливаютс  датчики температуры 12 металлоконструкций, имеющие плотный контакт с металлоконструкцией и теплоизолированные от внешней

5 среды. Выходы всех датчиков температуры 12 металлоконструкций св заны с входами узла выделени  наименьшей температуры 13, что позвол ет посто нно контролировать наименьшую температуру металлокон0 струкций при температурных колебани х окружающей среды. При охлаждении какого-либо звена металлоконструкций экскава- тора ниже - 30°С и при выполнении операции копани  (при замкнутом элект5 ронном ключе 14) на выходах первого 15 и второго 16 нелинейных элементов по вл ютс  сигналы, определ емые характеристиками , приведенными на фиг.2 и 3. Выходной сигнал первого нелинейного элемента 15, поступа  на управл ющий вход звена огрзничени  3 в цепи обратной св зи дополнительного усилител  2, обеспечивает снижение максимальной скорости привода копающего механизма. Угол наклона tf (см.фиг.2) характеристики первого нелиней- ного элемента выбираетс  таким образом, чтобы при достижении температуры -40°С максимальна  скорость привода подъема составл ла 0,6 /л.макс, а привода напора 0,5Упмакс (см.фиг.5). Выходный сигнал вто- рого нелинейного элемента 16, поступа  на управл ющий вход звена ограничени  5 в цепи обратной св зи регул тора напр жени  А преобразовател  7, обеспечивает сни- жение стопорного тока  корной цепи (стопорного момента) копающего механизма . При достижении температуры какой-либо части металлоконструкций экскаватора -30°С стопорный ток  корной цепи привода подъема уменьшаетс  на 10%, а привод на- пора - на 15% (см.фиг.5). При дальнейшем снижении температуры угол наклона (pi (см.фиг.З) характеристики второго нелинейного элемента 16 выбираетс  таким образом , чтобы обеспечить снижение стопорного тока  корной цепи на 5% при снижении температуры металлоконструкций на -10°С (см.фиг.5).

При таком ограничении максимальных скоростей и стопорных токов  корных це- пей приводов копающего механизма обеспечиваетс  наполнение ковша при температурах ниже - 30°С и устран етс  возможность возникновени  пиковых нагрузок при случайной встрече ковша в про- цессе копани  с неэкскавируемым преп тствием.

В св зи с тем, что аварийные пиковые нагрузки в копающем механизме экскаватора возникают только в процессе выполне- ни  операции копани ,предусмотрено ограничение максимальных скоростей и стопорных токов  корных цепей приводов копающего механизма при температурах металлоконструкций ниже - 30°С только при выполнении операции копани . Дл  определени  операции копани  в устройство введен блок вы влени  операции копани  17, который функционирует следующим образом .

В процессе выполнени  операции копани  скорость привода поворота близка к нулю (не превышает 0,1 Х/в.макс). Сигнал, характеризующий скорость привода поворота, отдатчика скорости привода поворота 18 через узел формировани  модул  сигнала 19 поступает на вход первого компаратора 20. Если скорость привода поворота меньше 0,1Ув.макс.,то сигнал с выхода первого компаратора 20 (см.фиг.4) поступает на первый управл ющий вход электронного ключа 14. Сигнал, характеризующий скорость привода подъема, от датчика скорости привода подъема 21 через диод 22 поступает на вход второго компаратора 23. Диод 22 пропускает пол рность сигнала, соответствующего подъему ковша, т.е. движению ковша в процессе выполнени  операции копани . Если скорость привода подъема больше 0,1 Упмакс то сигнал с выхода второго компаратора 23 (см.фиг.5) поступает на управл ющий вход электронного ключа 14.

„Электронный ключ 14 подключает выход узла выделени  наименьшей температуры 13 к входам первого 15 и второго 16 нелинейных элементов только при наличии сигналов на обоих его управл ющих входах, т.е. только в периоды выполнени  операции копани . Такое техническое решение дает возможность повысить производительность экскаватора, так как в периоды транспортных опараций снимаютс  ограничени  со значений максимальных скоростей и стопорных токов приводов копающего механизма при низких температурах (ниже -30°С), что позвол ет выполн ть эти операции с максимальной интенсивностью.

Техническа  реализаци  управл емых звеньев ограничени  3 и 5 в цеп х обратных св зей дополнительного усилител  2 и регул тора напр жени  преобразовател  4 приведена на фиг.6.

Каждое управл емое звено ограничени  включает сумматор 24, инвертор 25 и два нелинейных элемента 26 и 27. При отсутствии сигналов на управл ющих входах сумматоров 24 управл емых звеньев ограничени  3 и 5 в цеп х обратных св зей дополнительного усилител  2 и регул тора напр жени  4 на выходах сумматора 24 и инвертора 25 сигналы также равны нулю, транзисторы 27 и 26 полностью закрыты и, следовательно, обратные св зи по этим каналам разорваны. Этот режим работы реализуетс притемпературах металлоконструкций выше -30°С и соответствует максимальным уставкам скорости и стопорного тока. В диапазоне -30°С и ниже при выполнении операции копани  на управл ющие входы управл емых звеньев 3 и 5 поступают сигналы соответственно с выходом первого 15 и второго 16 нелинейных элементов. При этом напр жени  на входах сумматора 24 и инвертора 25 каждого управл емого звена ограничени  увеличиваютс  по законам входных сигналов, что ведет к пропорциональному усилению действи  каждой обратной св зи и, следовательно , к снижению уставок на

максимальные значени  скорости и стопорного тока.

В устройстве элементы 2, 13, 15, 16, 19, 20 и 23 могут быть реализованы на базе операционных усилителей К553УД2, КР544УД1А или аналогичных (см.фиг.6). Смещение выходных характеристик элементов 15, 16, 20 и 23 (см.2, 3, 4 и 5) достигаетс  путем подачи соответствующих посто нных напр жений смещени  на вторые входы этих элементов. Наклон характеристик элементов 15 и 16 (см.фиг. 3 и 2 под углами р- и (рг достигаетс  путем включени  в цепи обратных св зей этих элементов соответствующих резисторов, причем резистор в цепи обратной св зи элемента 16 включаетс  последовательно с диодом.

Применение предлагаемого устройства повышает надежность экскаватора за счет адаптации низким температурам окружающей среды, что приводит к снижению времени простоев, обусловленных ремонтными работами по восстановлению разрушенных или поврежденных металлоконструкций.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство управлени  электроприводом копающего механизма экскаватора, содержащее командоаппарат, регул тор напр жени  с управл емым звеном ограничени  в цепи обратной св зи, выход которого через регул тор тока соединен с входом преобразовател , датчик тока  корной цепи , датчик напр жени , электронный ключ и датчики температуры, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы экскаватора путем адаптации к температуре окружающей среды, оно снабжено блоком вы влени  операции копани , узлом выделени  наименьшей температуры, первым и вторым нелинейными элементами и дополнительным усилителем с управл емым звеном ограничени  в цепи обратной св зи, причем выход командоаппарата через дополнительный усилитель с управл емым звеном ограничени  в цепи обратной св зи и выход датчика напр жени  подключены к соответствующим входам регул тора напр жени  с управл емым звеном

   ограничени  в цепи обратной св зи, выход датчика тока соединен с соответствующим входом регул тора тока, а выходы датчиков температуры соединены с соответствующими входами узла выделени  наименьшей

   температуры, выход которого через электронный ключ соединен с входами первого и второго нелинейных элементов, выход первого нелинейного элемента соединен с управл ющим входом звена ограничени 

   дополнительного усилител , выход второго нелинейного элемента соединен с управл ющим входом звена ограничени  регул тора напр жени , а первый и второй выходы блока вы влени  операции копани  соединены соответственно с первым и вторым управл ющими входами электронного ключа.
2. 2. Устройство по п.1, о„т л и ч а ю щ е е- с   тем, что блок вы влени  операции копани  содержит датчики скорости приводов

   поворота и подьема, узел формировани  модул  сигнала, первый и второй компараторы и диод, причем выход датчика скорости привода поворота соединен через узел формировани  модул  сигнала с входом первого

   компаратора, а выход датчика скорости привода подьема подключен через пр мовклю- ченный анод к входу второго компаратора, выходы первого и второго компараторов  вл ютс  соответственно первым и вторым

   выходами блока вы влени  операции копани .

   11

   12

   kWw

   Vb

   -so -40 -зо -го rio о -Сс

   &г.2.

   1C

   12

   12

   Фиг.1

   Wfcw

   1%Ь№Ј

   Uk/Ki

   -.(,1 у (-+- f -л ю о сс

   а2.з

   Z/fcor

   V«

   VufadiVtmox} %t,4

   25 W6I Л 223

   Vbr

   Vs

   о VnzCo.4Vnmov) %t.S