Электропривод подъемной машины с переменными радиусами навивки канатов Советский патент 1983 года по МПК H02P5/06 B66B1/30 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в подъемных машинах с бобинным органом навивки и плоским тяговым органом или бицилиндроконическим органом навивки и стальным круглым канагс м.

Известеы электропривод подъемной машины., который состоитиз нереверсивного вентильного преобразователи соединенного с якорной цепью двигателя. В канал управления преобразователя включены регулятор частоты вращения, переключающее устройство, регулятор производнбй тока и регулятор тока. Реверсивный вентильный преобразователь питает обмотку возбуждения двигателя, в канал управления которого включены.регулятор тока возбуждения и согласующий усилитель, причем вход последнего соединен с выходом регулятора частоты вращения Cl3.

Однако использование известного электропривода для подъемной мшлинь с переменными радиусами навивки приводит к увеличенному потреблению реактивной мощности не только в период пуска и торможения сосуда, находящегося на большем радиусе навивки, но и во время установившегося его движения. Дополнительное потребление реактивной мощности объясняется повышенным диапазоном регулирования частоты за счет постоянно мзменяющихся радиусов навивки, это приводит к снижению средневзвешенного коэффициента мощности вентильного привода, что в условиях эксплуатации мощного привода недопустимо. Кроме того, при недогруне скипов двигатель работает с потоком возбуждения, величина которого меньше номинального значения, что ухудшает коммутационные процессы коллектора машины постоянного тока.

Эффективным способом улучшения энергетических характеристик привода подъемных машин с переменными радиусами навивки является применение комбинированного управления приводом постоянного тока путем воздействия как на якорное напряжение, так и на поток возбуждения двигателя.

Наиболее близок к предлагаемогч / по технической сущности и достигаемому результату является электропривод подъемной машины ,с переменными радиусами навивки канатов, содержащий электродвигатель постоянного тока с независимьм возбуждением, якор которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор частоты вращения, исполнительные

цепи первого переключающего блока,, управляющие цепи которого подключены к выходу датчика возбуждения, и регулятор тока якоря, при этом вход обратной связи регулятора тока якоря соединен с датчиком тока якоря,, вход обратной связи регулятора частоты вращения через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращения опускающейся и поднимающейся ветвей каната, а обмотка возбулодения электродвигателя подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор ЭДС и регулятор тока возбуждения с подключенными к их входам соответственно датчиками ЭДС и тока возбуждения, причем последний включен через исполнительные цепи -второго переключающего блока, цепь управления которого подключена к задающему входу регулятора частоты вращения. Кроме того,

между регулятором частоты вращения и регулятором тока якоря включены регулятор производной тока якоря и блок выделения модуля С2.

Наличие контура регулирования производной якорного тока существенно уменьшает быстродействие системы управления,что сказывается на точности воспроизведения выходного сигнала задатчика скорости системой реrytiHpoBaHHH. Кроме того, при неполной загрузке скипов система электропривода работает с пониженным потоком возбуждения в период пуска и торможения установки, что ухуддиает энергетические характеристики приводной системы.

Цель изобретения - повышение быст родействия и улучшение энергетических характеристик эле.ктропривода в . период пуска и торможения установки при недогруженных скипах путем поддержания в этих режимах потока

возбуждения на г-инимальном уровне.

Поставленная цель достигаётся . . тем, что в электроцривод подъемной машины с переменными радиусами навивки канатов, содержащий электродвигатель постоянного тока с независимьт1. возбуждением, якорь которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю, в цепь управ.пения которого включены последовательно соединенные регулятор частоты вращения, исполнительные цепи первого переключающего блока, управляющая цепь которого подключена к выходу датчика тока возбуждения, и регулятор тока якоря, при .этом вход обратной связи регулятора тока якоря соединен с датчиком тока якоря, вход обратной связи регулятора частоты вращения через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращения опускающерЧся и поднимающейся ветвей, каната, а обмотка возбуждения электродвигателя подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю, в цепь управления котсэрого включены последовательно соединенные регулятор ЭДС ирегулятор тока возбуждения с подключенными к их входам соответственн о Да тчиками ЭДС и точка возбуждения, причем последний подключен через исполнительные цепи второго переключающего блока, цепь управления которого подключена к задающему входу регулятора частоты вращения, введены блок задания номинальной величины ЭДС и.третий переключающий блок, через исполнительные цепи которого блок задания номинальной величины ЭДС соединен с регулятором ЭДС, при этом, цепь управления третьего переключающего блока подключена -к выходу регулятора частоты вращения,.

На чер1теже изображена функциональная схема электропривода, вариант.

Электропривод содержит электродвигатель постоянного-тока с независимым возбуждением, якорь 1 которого подключен к нереверсивному вентильному преобразователю 2, в цепь управления которого включены посЛедовательно соединенные регулятор 3 частоты вращения, исполнительные цепи 4 первого переключающего блока цепь 5 управления которого подключена к выходу датчика б тока возбуждения, и регулятор 7 тока якоря, при этом вход обратнойсвязи регулятора 7 тока якоря соединен с датчиком 8 тока якоря, вход обратной связи регулятора 3 частоты вращения через .дискриминатор 9 соединение датчиками 10 и 11 частоты вращения опускающейся и поднимающейся ветвей каната а обмотка 12 возбуждения электродвигателя подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю 13, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор 14 ЭДС и регулятор 15 тока возбуждения с подключенными к их входам соответственно датчикам 16 ЭДС и датчиком б тока возбуждения, причем последний подключен через исполнительные цепи 17 второго переключающего блока, цепь 18 упр вления которого подключена к задающему- входу регулятора 3 частоты вращения. Кроме того, электропривод содержиГ блок 19 задания номинальной величины ЭДС и третий переключающий блок, через исполнительные цепи 20 которого блок 19 з дания номинальной величины ЭДС соединен с регулятором .14 ЭДС, при этом цепь 21 управления третьего переключающего блока подключена к выходу регулятора 3 частоты вращения. Вал электродвигателя механически со.единен с валом подъемной машины 22, тяговые органы которой отклоняются шкивами 23 и 24,. 5 Датчики 10 и 11 механически связаны с отклоняющими шкивами 23- и 24.

В предлагаемом варианте выполнения электропривода исполнительные цепи переключающих блоков и кх цепи 0 управления выполнены идентично. Первая исполнительная цепь 4 первого .переключающего блока содержит контакт 25, вторая - контакт 26 и инвертор 27; первая исполните71ьная цепь 5 17 второго,переключающего. блока содержит контактИ 8, вторая .- контакт .29 и инвертор 30; первая исполнительная цепь 20 третьего переключающего блока содержит контакт 31, вторая контакт 32 и инвертор 33.

0

Цепь 5 управления первого переклю- чающего блока содержит обмотки 34 и 35 реле, подключенные к датчику б тока возбуждения через усилитель с 36 Мощности и диоды 37 и 38; цепь 18 управления второго переключающего блока содержит обмотки 39 и 40 реле, через усилитель 41 мощности и диоды 42 и 43 подключенные к задающему входу регулятора 3 частоты

0 вращения; цепь 21 управления третьего переключающего блока содержит обмотки 44 и 45, подключенные через усилитель 46 мощности и диоды 47 и 48 к выходу регулятора 3 частоты

5 вращения. Датчик 16 ЭДС своими вхо- дами подключен к датчику 8 тока якоря, и датчику 49 напряжения.

Предлагаемый электропривод работает следующим образом.

0

При отсутствии сигнала на задающем входе регулятора 3 частоты вращения якорная- цепь и обмотка 12 вйзбулсдения двигателя обесточены. Задающие сигналы на контуры регулирования якорного тока и тока воз5буждения появляются при наличии напряжения на входе регулятора 3.Напряжение с выхода и входа регулято ра 3 поступает на входы усилителей 41 и 46 мощности, которые запиты0вают обмотки 39 или 40 и 44 или 45, что зависит от полярности сигналов. Обмотки 39 и 40 замыкают контакты 28 или 29, а обмотки 44 и 45 замыкают контакты 31 или 32(в зависимос5ти от того, какое реле, срабатывает/ и подключают задающий вход и вход обратной связи регулятора 14 ЭДС непосредственно или через инверторы 33 и 30 к блоку 19 задания номиналь0ной ЭДС и датчику 16 ЭДС. При нали- . чии тока возбуждения через усилитель 36 мощности запитывается обмотка 34 или 35, что зависит от полярности сигналов. Реле замыкающими контак5 тами 25 или 26 (в зависимос ти от того, какое реле срабатывает) подключает регулятор 7 тока якоря на выходное напряжение регулятора 3 частоты вращения непосредственно или через инвертор 27, После этого сис- тема регулирования собрана и происходит движение подъемной установки в соответствии с задающим сигналом на входе регулятора 3.

При поступлении сигнала с выхода регулятора 3 частоты вращения на реверс крутящего момента приводной

системы исполнительными цепями 20 третьего переключающего блока устанавливается задалие .на реверс потока возбуждения путем размыкания замкнутого контакта и замыкания разомкнутого, контакта обмоток 44 и 45 в функции выходного напряжения регулятора 3. В соответствии с заиасом по возбулудению тиристорного преобразователя 13 начинает реверсироваться поток возбуждения двигателя, ,

Одновременно сигнал с выхода регулятора 3 частоты вращения поступает на регулятор 7 тока якоря,

который, обнуляет ток якоря двигателя и запирает преобразователь 2, Формируется бестоковая пауза, в момент которой поток возбуждения двигателя достигает нулевого значения, а затем начинает реверсироваться. После реверса потока возбуждения исполнительными цепями 4 переключающего блока подключается положительное задание на -регулятор 7 тока якоря путем замыкания разомкнутого и размыкания замкнутого контактов 25 и 26 обмоток 34 и 35 в функции потока возбуждения двигателя,

5 В период бестоковой в результате значительной инерционности шахтной подъемной машины ее частота вращения практически не изменяется,, что после окончания бестоковой пау0 зы не приводит к значительному изменению частоты вращения. После окончания бестоковой паузы скачок тока якоря не сказывается на динамике системы регулирования, так как поток

5 двигателя в этот момент практически равен нулю.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ С ПЕРЕМЕННЫМИ РАДИУСАМИ НАВИВКИ КАНАТОВ, содержаций электродвигатель nocTOHHiioro тока с независимым возбуждением, якорь которого подключен к нереверсивному вентильному пре- образователю, в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор частоты вращения, исполнительные цепи первого переключающего блока, цепь управления которого подключена к выходу датчика тока возбуждения, и регулятор тока якоря, при этом вход обратной связи регулятора тока якоря соединен с датчиком тока якоря, вход обратной связи регулятора частоты . вращения через дискриминатор соединен с датчиками частоты вращения опускающейся и поднимающейся ветвей каната, а обмотка возбуждения электродвигателя подсоединена к реверсивному вентильному преобразователю,- в цепь управления которого включены последовательно соединенные регулятор ЭДС и регулятор тока возбуждения с подключенными к их входам соответственно датчиками тока возбуждения, причем последний подключен через исполнительные цепи второго переключающего блока, цепь i управления которого подключена к задающему входу регулятора частоты (Л С вращения., отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и улучшения энергетических характеристик электропривода; в него введены блок задания номинальной величины ЭДС и третий переключающий блок, через исполнительные цепи которого блок задания .номинальной величины ЭДС соединен с реО гулятором ЭДС, при этом цепь управ ления третьего переключающего блока подключена к выходу регуляторачас4 О 00 тоты вращения.