Устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов Советский патент 1983 года по МПК E02F9/20 H02P5/00 

Изобретение относится к регулируемым электроприводам постоянного тока поворотных механизмов экскаваторов и может быть применено для ограничения величин динамических нагрузок, возникающих в процессе выбора зазоров в упругих элементах поворотных механизмов, одноковшовых экскаваторов, а также в опорно-поворотных механизмах кранов и других машин с относительно большими значениями маховых масс и приведенного к валу двигателя зазора, где суммарный момент инерции приводимых во вращение масс во много (10-2.0 и более) раз превышает момент инерции двигателя.

Известны устройства управления процессом выбора зазоров в передачах электропривода постоянного тока поворотного механизма экскаватора, в которых с целью ограничения динамических нагрузок/возникающих в р зультате удара в процессе выбора зазоров .задают малую скорость изменения ЭД преобра:- ователя (генератора постоянного тока) на период выбора зазоров с помощью сильной гибкой отрицательной связи по ЭДС преобразователя I и 2 или с помощью малой величины задания, подаваемого на вход интегрального регулятора тока на период выбора зазоров C3J.

Фиксация момента окончания выбора зазоров в устройствах 1 и 3J производится по значительному увеличению тока главной цепи благодаря многократному увеличению маховых масс привода после окончания выбора зазоров.

Так как во всех перечисленных выше устройствах от управляемого преобразователя (генератора постоянного тока или тиристорного преобразователя) , получает питание только один двигатель постоянного тока, задание малой скорости изме. нения ЭДС преобразователя при выборе зазоров одновременно означает задание малой величины ускорения двигателя в процессе выбора зазоров, Однако на практике все одноковшовые экскаваторы с ковшом 4 м и более оборудуются многодвигательным электроприводом поворота, причем в одну силовую цепь включают последовательно не менее двух двигателей. При последовательном включении двух и более двигателей в одну силовую цепь, после окончания выбора зазоров в передаче одного двигателя (например s процессе пуска привода), этот двигатель останавливается, а к остальным двигателям, в передачах которых зазоры еще открыты, прикладывается все напряжение преобразователя и ускорение этих двигателей существенно увеличивается. Возрастают и динамические нагрузки, возникающие в результате удара после окончания выбора зазоров в передачах последующих (после первого) двигателей.

Недостаток перечисленных выше устройств заключается в том, что они не обеспечивают поддержание постоянства ускорения двигателей при, выборе зазоров в многодвигательном приводе поворотного механизма, что приводит к существенному увеличению ускорения и- величин динамических нагрузок при неодновременном закрытии зазоров в передачах разных двигателей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигателями постоянного тока, управляемым преобразователем, звеном ограничения, интегральным регулятором тока,, датчиком тока и ключом С 4.

Указанное устройство обеспечивае закон изменения ЭДС преобразователя необходимый для поддержания постоянной величины ускорения двигателей при неодновременном выборе зазоров передачах многодвигательного привода поворота.

Недостаток известного устройства заключается в его чрезмерной сложности, связанной с необходимостью применения дополнительной цепи отрицательной связи по току с очень большим коэффициентом усиления и дополнительных задающих цепей на входе интегрального регулятора тока, а также с необходимостью фиксации моментов окончания выбора зазоров каждым двигателем. При этом в моменты окончания выбора зазоров кажды из двигателей должно происходить одновременное скачкообразное изменение на определенную величину сигнала задания на входе интегрального регулятора тока и замыкания дополнительной цепи отрицательной связи по току. Перечисленные дополнительные связи и устройства требуют большого количества дополнительных цепей, содержащих ключевые элементы и нуждагацихся в индивидуальной настройке

Кроме того, указанное устройство характеризуется недостаточной надежностью, определяемой необходимостью измерения малых величин моментов в валопроводах механизма поворота.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства.

Для достижения указанной цели устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемай электропривод с; двигателями постоянного тока, управляемЕл преобразователем, звеном ограничения, ин тегральным регулятором тока, датчиком тока и ключом, снабжено датчиками ускорения каждого двигателя и блоком вьщёления наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков ускорения соединены с входами блока выделения наибольшего сигнала, а выход блока выделения наибольшего сиг нала соединен с входом звена ограни чения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу датчика тока. На чертеже показана блок-схема устройства управления процессом выбора зазоров. Устройство управления процессом выбора зазоров в многодвигательных электроприводах поворотных механизмов экскаваторов, содержащих одну силовую цепь, включает регулируемый электропривод с двигателями 1 и 2 постоянного тока, yпpaвляe ялм .преобразователем 3, звеном 4 огра ничения, интегральным регулятором 5 тока, датчиком 6 тока и ключом 7. Устройство снабжено датчиками 8. и :9 ускорения каждого двигателя, блоком 10 выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков и 9 ускорения соединены с входами блока 10 выделения наибольшего сигнала, а выход блока Ю вьщёления на ибольшего сигнала сГоёдИнен с входом звена 4 ограничения через ключ 7, управляющий вход которого подключен к выходу датчика б тока. В устройстве управляемый преобразователь 3 может быть тиристорным преобразователем или генератором по стоянного тока, звено 4 ограничения регулятор 5 тока, датчик б тока и датчики 8 и 9 ускорения могут быть выполнены на основе операционных усилителей постоянного тока на миKpocxefMax, ключ.7 может быть транзисторным ключом (полевым транзисто ром) , блок 10 вьщёления наибольшего сигнала может быть выполнен на диод и операционных усилителях, причем, если преобразователь 3 - генератор постоянного тока, то регулятор 5 тиристормый преобразователь. Устройство работает следующим об разом. При открытых зазорах.действует сильная отрицательная связь по ускорению двигателей 1 и 2. Сигнал ЭТОЙ связи поступает с выходов датчиков 8 и 9 ускорения через блок 10 выделения наибольшего сигнала и клю 7 на вход звена 4 ограничения, где

1015053 равнивается с сигналом задания скоости тока.. : Если -ускорение не равно заданноу/ на вход звена 4 ограничения возействует разность сигналов задания и отрицательной связи по ускорению, которая с помощью регулятора 5 тока, в свою очередь, воздействует на управляемый преобразователь 3 и приводит к изменению ускорения двигателей, приближая его к заданной величине. После закрытия зазоров ток главной цепи существенно увеличивается благодаря многократному увеличению маховых масс привода поворота после окончания выборазазоров. Сигнал, поступающий при этом с выхода датчика б тока на управляющий вход ключа 7, закрывает ключ 7, разрывая цепь обратной связи по ускорению . двигателей. В цепи отрицательной связи по ускорению в качестве сигнала обратной связи используют наибольший из сигналов, поступающихс выходов датчиков 8 и 9 ускорения. Выделение наибольшего из сигналов датчиков 8 и 9 производят с помощью блока 10. В предлагаемом устройстве нет необходимости в изменении параметров системы при выборе зазоров каждым очередным, двигателем, что позволяет существенно упростись его. В таком устройстве управления процессом выбора за зоров вместо скорости изменения ЭДС преобразователя регулируется максимальная скорость изменения ЭДС двигателя. ЭДС преобразователя при этом становится не контролируемой, а промежуточной величиной. При этом используется то обстоятельство, что максимальное ускорение при выборе зазоров всегда имеет один из двигателей, зазор в валопроводе которого еще не выбран. Двигатели, вы.бравшие зазор, имеют заведомо малоб у ;корение. Именно поэтому для контроля ускорения двигателей при выборе зазоров достаточно выделить максимальное ускорение и ограничить его. Постоянство максимального ускорения двигателей - необходимое и достаточное условие ограничения динамических нагрузок при выборе зазоров. Поскольку устройство управ.ления процессом выбора зазоров обеспечивает постоянство максимального ускорения без фиксации момента выбора зазора очередным двигателем, то необходимость измерения упругого момента в валопроводах отпадает. Нет необходимости и перестраивать систему в зависимости от числа двигателей, выбравших зазор. Кроме того, отпадает необходимость в до- . полнительной токовой связи (связь по максимальному ускорению сагла

справится с возможными выбросгмй тока и исключит резкие измеиения скорости двигателей).

Уменьшение величин динамических нагрузок упругих элементов механизма поворота а процессе выбора зазоров после внедрения предлагаемого устройства обеспечит уменьшение износа механизма поворота, увеличение его долговечности и межремонтного срока службы и, таким образом, увеличит производительность экскаватора.

Повышение производительности экслкаватора при внедрении предлагаемого устройства обусловлено увеличением коэффициента использования экскаватора во времени (благодаря увеличению долговечности мехаиизма поворота экскаватора) за счет уменьшения динамических нагрузок в упругих элементах мехаиизма поворота более чем в 1,5 раза.

Сокращеиие времеии на ремонт механизма поворота и металлоконструкций поворотиой платформы и onopt ной базы экскаватора составит не менее 2%. .

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫБОРА ЗАЗОРОВ В МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПОВОРОТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ, содержащих одну силовую цепь, включающее регулируемый электропривод с двигателями постоянного, тока, управляемьш преобразователем, звеном ограничения; интегральным регулятором тока, датчиком тока и ключом, о т л и чающееся тем, что, с целью упрощения и.повышения надежности устройства, оно снабжено датчиками ускорения каждого двигателя и блоком выделения наибольшего сигнала, при этом выходы датчиков ускорения соединены с входами блока выделения наибольшего сигнала, а выход блока (Л выделения наибольшего сигнала соединен с входом звена ограничения через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу датчика тока. воСП с сд :