Устройство для распределения мощности между мотор-колесами скрепера Советский патент 1985 года по МПК E02F9/20 

Изобретение предназначено для использования в системах автоматического управления транспортными средствами с индивидуальным приводом каждого колеса или движителя.

Цель изобретения.- улучшение тягово-скоростных характеристик скрепера.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для распределения мощности между мотор-колесами скрепера и его отдельных узлов.

Двигатель 1 внутреннего сгорания приводит во вращение генератор 2 переменного тока, который вырабатывает электрическое управляющее напряжение для тяговых электродвигателей 3-6 через блоки 7-10 индивидуального регулирования, представляющие собой, например, тиристорные управляемые выпрямители. Желаемая скорость вращения тяговых электродвигателей задается с помощью индивидуальных задатчиков 11-14 скорости. На выходе каждого электродвигателя установлены тахометрические датчики 15-18, определяющие скорость вращения каждого электродвигателя. Выходы всех датчиков 15-18 подаются на блок 19 вьщеления минимального сигнала и на дополнительные элементы 20-23 сравнения, выходы которых соединены с сумматором 24 и с запрещающим входом запрещающих элементов 25-28. Выход сумматора 24 соединен с проходными входами элементов 2528. Каждый запрещающий элемент реализует в базисе алгебры Буля функцию запрета по входу от выходов элементов 20-23: если на этом входе сигнап отличен от нуля, то на выходе запрещающего элемента всегда нуль; если на входе нуль, то на выходе появляется сигнал, повторяющий сигнал на проходном входе, т.е. . сигнал с сумматора 24. Основные элементы 29-32 сравнения суммируют три сигнала: задатчиков 11-14 скорости, от элементов 20-23 сравнения и от запрещающих элементов 25-28 соответственно. Элементы 29-32 сравнения управляют блоками 7-10 соответственно., увеличивая либо уменьшая напряжения на тяговые электродвигатели.

Устройство работает следующим образом.

От задатчиков 11-14 скорости задается необходимый уровень скорости

вращения мотор-колес. Этот уровень определяется сопротивлением передвижению мотор-колес и, как правило, является одинаковым для всех моторколес, так как при отсутствии пробуксовки или препятствии они вращаются с одинаковой скоростью, т.е. мощност генератора 2 пе:редается в равных долях на все колеса скрепера.

Допустим, что мотор-колеса скрепера пробуксовывают с различной степенью буксования и наименьшая скорость вращения у мотор-колеса с электродвигателем 3, т.е. оно имеет наименьшую степень буксования и несет наибольшую нагрузкупо перемещению скрепера. Идея регулирования и работы всего устройства заключается в том, чтобы при постоянстве мощности генератора 2 перераспределить мощность между мотор-колесами так, чтобы на мотор-колесо с электродвигателя 3 приходилось бы больше мощности за счет снятия избытка мощности с электродвигателей 4-6 в пропорциях отклонения их скоростей от скорости электродвигателя 3. Это осуществляется следующим образом. Как только мотор-колесо с электродвигателя 3 снижает обороты по сравнению с заданным от задатчика 11 скорости уровнем то сигнал с датчика 15 становится меньшим, чем сигналы с датчшсов 1618, скорости последних . Блок 19 выделения минимального сигнала формирует сигнал на выходе, равный минимальному от четырех датчиков 15-18. Этим сигналом будет сигнал с выхода датчика 15. Этот сигнал пода ется на каящый из элементов 20-23 вращения.

Таким образом, на элементе 20 сравниваются два равных сигнала: от датчика 15 непосредственно и через блок 19 и получается, что на элементы 29 не будет подано сигнала. В то же время элементы 21-23 формируют сигналы, пропорциональные отклонениям скоростей электродвигателей 4-6 от скорости электродвигателя 3. При этом через элементы 30-32 и, соответственно, через регуляторы 810 скорости электродвигателей 4-6 будут снижены до скорости электродвигателя 3.

Избыток получающейся при этом мощности необходимо с учетом задачи регул1фования (постоянство мощ31

ности генератора) направить на электродвигатель 3. Это осуществляется 24 сумматором и запрещающими элементами 25-28. Сигналы, пропорциональные отклонениям скоростей электродвигателей 4-6 от скорости электродвигателя 3 элементами20-23 сравнения подаются на входы сумматора 24, где алгебраически суммируются. На выходе сумматора 24 полу- . чается сигнал, пропорциональньй алгебраической сумме отклонений скоростей электродвигателей 4-6 от скорости электродвигателя 3. Эта сумма подается на проходные входы элементов 25-28, Но, поскольку на запрещающих входах элементов 25-28 имеются сигналы, отличные от нуля, только на элементах 26 (от 21), 27 (от 22) и 28 (от 23), то сигнал от сумматора 2.4 пройдет через з.апрещающие элементы 25-28 только в элемент 25. То есть, поскольку у запрещающего элемента 25 на запрещающем входе ноль, на выходе элемента 25 появляется сигнал, поданньй от сумматора 24 на проходной вход.

Таким образом, на элемент 21 сравнения подается сигнал,, пропорциональньй сумме отклонений скорос604

тей глектродвигателей 4-6 от скорости электродвигателя 3, т.е. мощность снятая с электродвигателей 4-6, перераспределяется на электродвигатель 3. В силу симметрии и идентичности каядого канала регулирования получается, что аналогичное регулирование и перераспределение мощности осуществляется на каяодое мотор-колесо в случае, если нагрузка на него увеличится.

Таким образом, сутциость регулирования в предлагаемом устройстве

заключается в том, что избыток

мощности с пробуксовывающих моторколес перерагпределя ется на моторколесо, которое не пробуксовывает либо меньше всего пробуксовьшает и,

следовательно, несет максимум нагруз ки по перемещению скрепера. При выравнивании скоростей мотор-колёс мощность генератора опять равномерно распределится между мотор-колесами или пропорционально заданным уровням от задатчиков скорости (возможен и такой несимметричный режим, если он технологически оправдан, например, наперед заданная несимметричная нагрузка на мотор-колеса).

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ.МЕЙЩУ МОТОР-КОЛЕСАМИ СКРЕПЕРА,.содержащее генератор переменного тока, выход которого подключен к первому входу элемента ре- гулировання индивидуальной скорости колеса, к второму входу которого подключен элемент сравнения, а выход элемента регулирования подключен .к тяговому электродвигателю колеса, выход которого соединен с датчиком числа оборотов колеса, выход задатчика числа оборотов колеса подключен к первому входу элемента сравнения этого колеса, отличающееся тем, что, с., целью улучшения тягово-скоростных характеристик скрепера, оно снабжено блоком вьщеления минимального сигнала, сумматором, элементами запрета и дополнительными элементами сравнения, причем выход датчика числа оборотов колеса подключен к дополнительному элементу сравнения этого колеса и к одному из входов блока выделения минимального сигнала, общий вькод которого подключен к второму входу дополнительного элемента сравнения .колеса, а выход этого элемента сравнения подключен к второму входу основного элемента сравнения этого колеса, к одному из входов сумматора и к запрещающему входу элемента запрета колеса, выход которого подключен на третий вход основного элемента сравнения этого колеса, а общий выход сумматора подключен к информационным входам элементов запрета колес, при этом блок выделения минимального сигнала выполнен в виде трех идентичных узлов попарного сл сравнения напряжений от датчиков числа оборотов колес, в каждом из которых два выхода сравниваемых напряжений от датчиков подключены к разным входампервого элемента сравнения узла и на информационные входы двух элементов запрета, выход первого 00 элемента сравнения подключен к общему входу двух параллельных цепочек ijliik из последовательно включенных диода и элемента НЕ: в одной - к аноду, Од в другой - к катоду диода, выходы элементов НЕ подключены к запрещающим входам элементов запрета, своими выходами подключенных к разным входам второго элемента сравнения узла, выходы вторых элементов сравнения двух узлов подключены к разным входам первого элемента сравнения третьего выходного узла, второй элемент сравнения которого выдает минимальное напряжение блока.