Способ пуска конвейера Советский патент 1986 года по МПК B65G23/00 

Изобретение относится к горной электротехнике и может быть использовано в устройствах управления электроприводом скребковых, пластинчатых и других типов конвейеров, содержащих асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Оно может найти применение также для механизмов, запуск которых требуется производить со ступенью пониженной скорости и при этом обеспечивать высокие пусковые моменты приводных электродвигателей.

Цель изобретения - повышение надежности пуска и его безопасности.

Окончательный разгон двигателя конвейера, подключенного к преобразователю, производят путем перевода преобразователя в режим регулятора напряжения, а предварительный процесс пуска производят в два этапа, причем на первом этапе преобразователь работает в квазичастотяом режиме с фазовым регулированием напряжения при плавном изменении угла отпирания тиристоров преобразователя, а на втором этапе преобразователь работает в квазичастотном регулировании при фиксированном угле отпирания тиристоров преобразователя, а затем производят окончательный разгон.,

На фиг. изображена принципиальная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - принципиальная схема блока квазисинусоидального .управления, входящего в устройство; на фиг. 3 - диаграмма работы блока квазисинусоидального управления; на фиг. 4 - диаграммы работы устройства, реализующего предлагаемый способ, а также диаграммы скоростей приводного двигателя конвейера и тягового органа на натяжной (концевой) станции конвейера.

Для осуществления способа предлагается устройство (фиг. 1), которое содержит силовой тиристорный коммутатор 1, состоящий из подключенных к обмоткам статора приводного электродвигателя 2 трех пар встречно-параллельно соединенных тиристоров 3-8. К сети со стороны входа силового коммутатора 1 подключен входом блок синхронизации 9 с напряжением сети, к выходу которого тактирующими входами шестика- нальный блок импульсно-фазового управления 10 и блок квазисинусоидального управления 11. Выходы последнего подключены к первым входам шести элементов ИЛИ 12- 17, а выходы блока импульсно-фазового управления 10 подключены к первым входам шести элементов И 18-23, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ 12-17. Выходы элементов И 18-23 подключены через шес- тиканальный узел гальванической развяз- ки 24 к цепям управления соответствующих тиристоров 3-8 силового коммутатора I, а вторые входы элементов ИЛИ 12-17 со

5 o 5

5

0 5 5

единены между собой, с первым входом седьмого элемента ИЛИ 25, выход которого подключен к входу запрета 26 блока квазисинусоидального управления 11, и с выходом первого инвертора 27. Отрицательный вывод 28 источника 29 напряжения является общим выводом устройства. К выходу дополнительного источника 29 напряжения подключены параллельно друг другу две цепи, состоящие из соединенных последовательно резистора (соответственно 30 и 31) и время- задающего конденсатора (соответственно 32 и 33), а также цепь из последовательно соединенных резистора 34, тиристора 35 и светодиода оптрона 36, и два потенциометра 37 и 38, средние точки которых через резисторы связи 39 и 40 соединены с инвертирующими входами первого и второго компараторов соответственно 41 и 42. Общие точки резисторов 30, 31, 34 подключены к выводу положительной полярности дополнительного источника 29 напряжения. Точки соединения резистора 30 и конденсатора 32, а также резистора 31 и конденсатора 33 соединены соответственно через резисторы связи 43 и 44 с неинвертирующ,ими входами компараторов соответственно 41 и 42. Выход компаратора 41 подключен к входу второго инвертора 45 и через резистор связи 46 - к входу операционного усилителя малой скорости 47, выход которого соединен с входом через конденсатор 48 обратной связи. Выход инвертора 45 соединен с клеммой 49 вывода предупредительной сигнализации и с вторым входом седьмого элемента ИЛИ 25. Выход компаратора 42 соединен с первым входом седьмого элемента И 50 и через резистор связи 51 - с входом операционного усилителя 52 номинальной скорости, выход которого соединен с входом через конденсатор 53 обратной связи и через резистор связи 54 - с неинвертирующим входом третьего компаратора 55 и с инвертирующим входом регулирующего операционного усилителя 56. Выход последнего соединен с его инвертирующим входом через резистор 57 обратной связи, а также подключен к аноду фотодиода оптрона 36. Инвертирующие вход компаратора 55 и неинвертирующий вход операционного усилителя 56 через резисторы связи соответственно 58 и 59 подключены к выводу 60 обратной связи по скорости. Выходы операционных усилителей 47 и 56 подключены к катодам диодов соответственно 61 и 62 и анодам соответственно диода 63 и фотодиода оптрона 36. Аноды диодов 61 и 62 соединены с общим выводом 28, а катоды диода 63 и фотодиода оптрона 36 соединены между собой и с управляющим входом 64 блока импульсно-фазового управления 10. Выход третьего компаратора 55 соединен с вторым входом элемента И 50, выход которого подключен к управляющему входу тиристора 35. Анод последнего соединен с входом первого инвертора 27.

Вариант принципиальной схемы блока квазисинусоидального управления 11 приведен на фиг. 2. Этот блок содержит шесть дифференциальных RC-цепей, состоящих из конденсаторов 65-70 и резисторов 71-76, шестивходовой элемент ИЛИ 77, семика- нальный кольцевой распределитель 78 им- пульсов шестиканальный кольцевой распределитель 79 импульсов, шесть элементов ИЛИ 80-85. Обш,ие точки резисторов соединены с общим выводом устройства (28) (фиг. 1). Свободные выводы конденсаторов 65-70 являются входами блока квазисинусоидального управления 11 (фиг. 1) и подключены к выходам узла 9 синхронизации с напряжением сети. Вторые выводы этих конденсаторов через шестивходовой элемент ИЛИ 77 подключены к тактирующему входу семиканального кольцевого распределителя 78 импульсов, выход которого соединен с тактирующим входом шестиканального кольцевого распределителя 79 импульсов. Выходы этого распределителя соединены с первыми входами элементов ИЛИ соответственно 80-85 и с вторыми входами элементов ИЛИ соответственно 81-85, 80. Выходы этих элементов являются выходами блока квазисинусоидального управления 11 (фиг. 1) и подключаются к первым входам элементов ИЛИ 12-17. Входы запрета распределителей 78 и 79 соединены с выводом 26.

Блок квазисинусоидального управления 11 работает следующим образом. С выхода блока синхронизации 9 на вход данного блока 11 поступают П-образные импульсы, совпадающие с положительными и отрицательными полуволнами напряжений Ц,, U, Uc сети (фиг. 3). С выходов дифференцирующих RC-цепей (элементы 65-76) снимаются импульсы ограниченной длительности, совпадающие с точками нерехода полуволн этих напряжений через нуль (с передними фронтами входных импульсов). С выхода элемента ИЛИ 77 эти импульсы U подаются на вход семиканального распределителя 78. С выхода последнего импульсы Urs с частотой следования в семь раз меньшей частоты импульсов Uyy поступают на вход шестиканального распределителя 79. Выходные импульсы последнего расширяются в два раза (Ua-Us) посредством элементов ИЛИ 80-85 и поступают через каналы узла галь- ва}шческой развязки 24 (фиг. 1) к цепям управления тиристоров 3-8 коммутатора 1. На выходе последнего формируется трехфазная система квазисинусоидальных напряжений (Ujl, и. Ц ). Их частота определяется коэффициентом деления распределителя 78. Для получения максимальной амплитуды квазисинусоидальных напряжений необходимо передние фронты управляющих импульсов (Uj-Us) формировать не позднее моментов естественной комму

тации соответствующих тиристоров 3-8 коммутатора (точки AI-Аб, фиг. 3).

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения в схему начинают заряжаться времязадающие конденсаторы 32 и 33. Пороги срабатывания компараторов 41 и 42 задаются потенциометрами соответственно 37 и 38. Первоначально с выхода компаратора 41 снимается «О и на выходе инвертора 45 установлена «1 (U45, фиг. 4). Она подается на клемму 49 подключения предупредительной сигнализации и через седьмой элемент ИЛИ 25 поступает на вход запрета 26 блока квазисинусоидального управления 11, предотвращая работу последнего. При достижении напряжением на конденсаторе 32 (Uaz, фиг. 4) величины, равной порогу срабатывания компаратора 41 (U4i), последний переключается. На его выходе устанавливается «1 (U4i). В результате на выводах (26 и 49) устанавливаются 0. Прекращается работа предупредительной сигнализации, начинается работа блока квазисинусоидального управления 11 (Uii), операционный усилитель малой .скорости 47 начинает интегрировать, изменяя по линейному закону напряжение

5 сети на своем выходе (U47). Это напряжение через диод 63 подается на управляющий вход 64 блока импульсно-фазового управления 10. По мере изменения этого напряжения уменьшаются до нуля углы отпирания тиристоров 3-8 силового коммутатора 1,

0 вырабатываемые блоком импульсно-фазового управления 10. Сигналы управления с выходов блоков импульсно-фазового 10 и квазисинусоидального 11 управления подаются на входы элементов И 18-23. Этим определяется совместная работа блоков 10 и II. Приводной электродвигатель 2 конвейера начинает работать, причем скорость вращения его ротора определяется частотой следования выходных импульсов (Ua-Us, фиг. 3) блока квазисинусоидального уп0 равления 11. В соответствии с законом изменения выходного напряжения операционного усилителя малой скорости 47 величина напряжения, прикладываемого к статору двигателя 2, изменяется от нулевого до амплитудного значений. Этим определяется плавное нарастание скорости электродвигателя (Учь ° линейному закону от нуля до значения, определяемого частотой модуляции квазисинусоидального напряжения, прикладываемого к его статору, на участке выбора кинематических зазоров (с момента времени ti до ta, фиг. 4). По истечении времени t2, определяемого параметрами конденсатора 48, операционный усилитель малой скорости 47 входит в насыщение. Это определяет максимальное (амплитудное)

5 значение напряжения квазнсинусоидалького режима, подводи.мого к статору приводного электродвигателя 2. Последний работает на ступени пониженной скорости, развивая

5

0

при этом повышенный магнитный момент.

пусковой электроНа отрезке времени to-ta происходит вытягивание тягового органа, и в момент времени 1з начинается движение тягового органа на натяжной (концевой) станции конвейера (Уи, фиг. 4). Скорость тягового органа плавно увеличивается до значения, определяемого приводным электродвигателем 2 и составляющего 15-20% номинальной скорости тягового органа. Она остается такой до окончания работы приводного электродвигателя 2 конвейера на ступени пониженной скорости.

При достижении напряжением на конденсаторе 33 (Us.-)} величины порога срабатывания второго компаратора 42 (Uss) на Быхо.ае последнего устанавливается «1 (и.;у) и операционный усилитель поминальной скорости 52 начинает интегрировать. Напряжение вы.хода операционного усилителя 52 (U,v;) сравнивается с сигналом обратной связи но скорости (Uuo) посредством ком1 аратора 55. При равенстве этих сигналов на выходе компаратора 5Г) устана и И- васгся «I (l- os), которая подается на второй вход элемента И 50. На его первый вход также подана «1 Il.i2 с выхода второго ком- наратора 42, поэтому на выходе элемента И 50 также устанав..;1ивается «1, которая включает тиристор 35. На аноде последнего появляется напряжение, близкое по величине к «О. Поэтому на выходе первого инвертора 27, подключенного к это.му аноду, появляется «1. Во.здействуя через элемент ИЛИ 25 на вход запрета 26 блока квази- синусоидальпого управления И, она пре- пятетвует работе после.:1,него, а поступая на вторые входы элементов ИЛИ 12-17, обеспечивает работу блока импульсно-фа

зового управления 10. В момент времени t4 (фиг. 4) приводной двигатель 2 плавно переходит в режим набора скорости при питании его напряжением промышленной частоты. Снимаемое с выхода операционного усилителя номинальной скорости 52 линейно возрастающее напряжение IJ52 сравнивается с сигналом обратной связи по скорости посредством регулирующего операционного усилителя 56. Сигнал рассогласования с выхода последнего подается на вход управления 64 блока импульсно-фазового управления 10 и поддерживает заданный закон нарастания скорости приводного электродвигателя конвейера. По истечении времени ts разгона конвейера, определяемого параметрами конденсатора 53, усилитель 52 входит в режим насыщения. Блок импульсно- фазового управления 10 задает нулевые углы отпирания силовых тиристоров 3-8 коммутатора 1. Приводной двигатель конвейера выходит на естественную характеристику, и тяговый орган движется с номинальной скоростью (Уго, фиг. 4). Диоды 61 и 62 отсекают возможные отрицательные значения выходных напряжений операционных усилителей 47 и 56.

Преимущество данного технического ре- 1иения по сравнению с применяемым электроприводом конвейеров, содержапдим нерегулируемые гидромуфты, заключается в том, что оно позволяет существенно повысить безопасность пуска конвейера, особенно больщой длины и в стесненных условиях, а также снижает количество несостоявщихся пусков, повышая надежность пуска конвейера. Это достигается те.м, что страгивание тягового органа конвейера по всему его контуру и начальное движение тягового органа осуществляется на ступени пониженной скорости.

.65

ig

Ч:

Фг/г.2