Регулируемый электропривод угольного комбайна Советский патент 1987 года по МПК E21C35/24 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления электроприводами угольных комбайнов. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей электропривода при п двигателей подачи к двигателей резания.

На чертеже изображена функциональная схема регулируемого электропривода угольного комбайна.

Регулируемый электропривод угольного комбайна содержит асинхронные электродвигатели 1|, Ь-1 резания, асинхронные электродвигатели 2i, 22-2„ подачи, преобразователь 3 частоты, включающий последовательно соединенные управляемый выпрямитель 4, фильтр 5 и инвертор 6. Вход преобразователя частоты присоединен к сети 7, а к его выходу подключены через датчики 8i, 82- 8„ тока электродвигателей подачи электродвигатели 2i, 22-2„ подачИ . Электродвигатели 1|, 2-1ц резания через датчики 9i, 92- 9к тока электродвигателей резания и цепи питания подключены к сети 7. Кроме того, электропривод содержит блок 10 управления инвертором, блок 11 управления выпрямителем, регулятор 12 тока,регулятор 13 напряжения, регулятор 14 нагрузки, задатчик 15 интенсивности, датчик 16 выходного напряжения преобразователя 3 частоты, при этом выход задатчика 15 интенсивности присоединен к первому входу регулятора 14 нагрузки, выход которого присоединен к первому входу регулятора 13 напряжения и входу блока 10 управления инвертором, выход регулятора 13 напряжения присоединен к первому входу регулятора 12 тока, выход которого присоединен к входу блока 11 управления выпрямителем, выход датчика 16 напряжения преобразователя 3 частоты присоединен к второму входу регулятора 13 напряжения, выход блока 10 упраЕвления инвертором присоединен к входу инвертора 6, выход блока 11 управления выпрямителем присоединен к входу управляемого выпрямителя 4.

Электропривод содержит также п-}-к блоков 171...17„..17л+1...17„+к деления, п-}-к источников опорного сигнала, пропорционального номинальным токам электродвигателей подачи 18|...18„ и резания 18„+1...18л+(;, первый 19, второй 20 и третий 21 блоки выделения максимального сигнала, элемент 22 сравнения, первый источник 23 опорного сигнала, пропорционального току отсечки, пороговый элемент 24.

Регулятор 14 нагрузки выполнен в виде последовательно соединенных операционного усилителя 25 с двумя входами и с цепью 26 обратной связи, формирующей требуемый закон управления, и сумматора 27, причем первые входы блоков 7..Л7п...17п+... 17„+к деления присоединены соответственно к выходам п-}-к датчиков 8i, 82-8,1 тока

0

0

5

0

5

0

5

0

5

асинхронных электродвигателей подачи и датчиков 9|, 92-9 тока асинхронных электродвигателей резания, а вторые входы присоединены соответственно к выходам источников опорных сигналов, пропорциональных номинальным токам электродвигателей подачи 18i...l8n и резания, 18п+;..., выходы п блоков 17i-17„ деления присоединены соответственно к п входам второго блока 20 выделения максимального сигнала, выход которого подключен к второму входу регулятора 12 тока и первому входу первого блока 19 выделения максимального сигнала, выходы к блоков I7n+i - 7п-|-к деления присоединены соответственно к к входам третьего блока 21 выделения максимального сигнала, выход которого подключен к второму входу регулятора 14 нагрузки и второму входу первого блока 19 вы;.еления максимального сигнала, выход первого источника 23 опорного сигнала, пропорционального току отсечки, присоединен к второму входу элемента 22 сравнения, первый вход которого подключен к выходу первого блока 19 выделения максимального сигнала, а выход через пороговый элемент 24 подключен к второму входу сумматора 27 регулятора 14 нагрузки, выход которого присоединен к первому входу регулятора 13 напряжения.

Регулируемый электропривод угольного комбайна работает следующим образом.

На первый вход регулятора 14 нагрузки с выхода задатчика 15 интенсивности подается сигнал задания тока электродвигателя резания, а на второй вход регулятора 14 нагрузки поступает сигнал с выхода третьего блока 21 выделения максимального сигнала, пропорциональный фактическому току. По результату сравнения заданного и фактического токов электродвигателя резания регулятор 14 нагрузки выдает задание частоты преобразователя 3 в блок 10 управления инвертором и через последовательно соединенные регуляторы 13 и 12 напряжения и тока задание напряжения преобразователя 3 - в блок 11 управления выпрямителем. Блоки 1 1 и 10 управления выпрямителем и инвертором 10 обеспечивают на выходе преобразователя 3 частоты заданные напряжение и частоту переменного напряжения, подаваемого на электродвигатели подачи 2i-2л.

Регулятор 13 напряжения и регулятор 12 тока поддерживают заданное напряжение и ток на выходе преобразователя 3, контролируя фактическое напряжение с помощью датчика 16 выходного напряжения преобразователя 3 частоты и фактически ток, получаемый с выхода второго блока 20 выделения максимального сигнала. Так как электродвигатели 1| - Срезания и электродвигатели 2i-2п подачи угольного комбайна взаимосвязаны через процесс стружкообра- зования (резания) на исполнительном органе, то, например, при уменьшении тока

наиболее загруженного электродвигателя li - 1црезания (вследствие уменьшения крепости разрушаемого угля) на выходе регулятора 14 нагрузки появляется сигнал, приводящий к увеличению частоты и напряжения на выходе преобразователя 3 частоты, что приводит к увеличению частоты враше- ния электродвигателей .подачи, увеличению скорости подачи комбайна и толщины стружки исполнительного органа комбайна. Вследствие этого увеличиваются момент сопротивления на валу и ток наиболее загруженного электродвигателя Ь-Ь резания до тех пор, пока фактический ток на выходе регулятора 14 нагрузки не станет равным заданному.

При увеличении тока наиболее загруженного электродвигателя li - 1црезания (вследствие повыи1ения крепости угля) регулятор 14 нагрузки обеспечивает снижение скорости подачи комбайна и уменьшение толщины стружки, что приводит к снижению тока наиболее загруженного электродвигателя Ь - In резания.

Контроль фактического тока электродвигателей li - IK резания и электродвигателей 2)-2„ подачи осуществляется с помощью датчиков 8i-8л и 9i-9ц тока. Для обеспечения выделения тока наиболее загруженного электродвигателя li - Ь резания и электродвигателя 2j -2„ подачи применены блоки 20 и 21 выделения максимального сигнала. Чтобы обеспечить сравнение токов электродвигателей 1| - 1к резания и 2i-2„ электродвигателей подачи с разной установленной

мощностью с помощью блоков 17|...17л...

17„+1--.17п+к деления и источников опорных сигналов, пропорциональных номинальным токам электродвигателей Ь - 1к резания электродвигателей подачи, вычисляются относительные величины фактических токов ( в долях от номинального), которые подаются на блоки 20 и 21 выделения максимального сигнала.

В случае встречи исполнительным органом комбайна преодолимого или непреодолимого сопротивления (включение колчедана или валуна, заштыбовка исполнительного органа, выход комбайна на препятствие) происходит резкое повышение тока электродвигателей 1 - Ь и 2i-2п или одного из них, и, если хотя бы один из токов превышает величину 1,5-1,8 IH, задаваемую первым источником 23 опорного сигнала, равную току отсечки, то на выходе элемента 22 сравнения появляется отрицательный сигнал, поступающий через пороговый элемент 24 на сумматор 27 регулятора 14 нагрузки, и который вычитается из сигнала на выходе усилителя 25. В этом случае обеспечивается интенсивное уменьшение задания частоты и напряжения преобразователя 3 частоты, а значит - уменьшение скорости подачи комбайна, вплоть до остановки комбайна. Препятствие может быть преодолено на пониженной скорости подачи. Регулирующая часть электропривода контролирует относительные токи электро- двигателей резания и подачи, что обеспечивает ей универсальность и одновременность контроля нагрузки приводов резания и подачи с любым количеством разных по мощности электродвигателей.

0-г

Таким образом, регулирующая часть электропривода имеет больщую надежность, большее быстродействие при перегрузках, расширяет функциональные возможности путем применения в электроприводе элек- 5 тродвигателей разной установленной мощности.

Формула изобретения

Регулируемый электропривод угольного

0 комбайна, содержащий преобразователь частоты, состоящий из последовательно соединенных управляемого выпрямителя, фильтра и инвертора, операционный усилитель с цепью обратной связи, блок управления уп5 равляемым выпрямителем, выход которого подключен к второму входу управляемого выпрямителя, и блок управления инвертором, соединенный с вторым входом инвертора, а также первый датчик тока и датчик напряжения, отличающийся тем, что, с целью по0 выщения надежности и расширения функциональных возможностей электропривода при п двигателей подачи, к двигателей резания, он снабжен п-{-к-1 датчиками тока, блоками деления rz-f-K+l источниками опорного сигнала, тремя блоками вы5 деления максимального сигнала, элементом сравнения, пороговым элементом, сумматором, регулятором напряжения, регулятором тока и задатчиком интенсивности, выход которого подключен к первому входу операционного усилителя, выход которого соеди нен с первым входом сумматора, выход которого связан с входом блока управления инвертором и с первым входом регулятора напряжения, выход которого подключен к первому входу регулятора тока, выход котос рого подключен к входу блока управления управляемым выпрямителем, выход первого блока выделения максимального сигнала подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого через пороговый элемент связан с вторым входом сумматоQ ра, к второму входу элемента сравнения подключен первый источник опорного сигнала, причем выход преобразователя частоты соединен с электродвигателями подачи, в цепи питания которых включено п датчиков тока, выходы которых соединены с первыми

5 входами п блоков деления, выходы которых подключены к входам второго блока выделения максимального сигнала, выход которого связан с первым входом первого

блока выделения максимального сигнала и с вторым входом регулятора тока, в цепи питания электродвигателей подачи включен также датчик напряжения, выход которого связан с вторым входом регулятора напряжения, в цепи питания электродвигателей резания включено к датчиков тока, выходы которых соединены с первыми входами к блоков деления, выходы которых подключены

к входам третьего блока выделения максимального сигнала, выход которого подключен к вторым входам первого блока выделения максимального сигнала и операционного усилителя п+к источников опорного сигнала подключены к вторым входам соответственно п-}-к блоков деления, при этом операционный усилитель с цепью обратной связи и сумматором образуют регулятор нагрузки.

Изобретение относится к горной пром-ти и позволяет увеличить надежность и расширить функциональные возможности электропривода при п электродвигателях (ЭД) 2i...2n подачи и к ЭД li...U резания путем контроля их относительных токов. Для этого электропривод имеет датчиков 8 и 9 тока ЭД подачи и резания, блоков 17 деления, /г+к+1 источников 23 опорного сигнала, блоки 19-21 выделения макс, сигнала, элемент 22 сравнения, пороговый элемент (ПЭ) 24, регуляторы 13 и 12 напряжения и тока, задатчик 15 интенсивности и регулятор 14 нагрузки, состоящий из операционного усилителя 25, обратной связи 26 и сумматора 27. К его входам подключены выходы задатчика 15 и ПЭ 24. Выход сумматора 27 подключен через БУ 10 к инвертору 6, а через последовательно соединенные регуляторы 13 и 12 и БУ 11 - к выпрямителю 4 преобразователя частоты (ПЧ) 3. Контролируя датчиком 16, фактический ток, регуляторы 13 и 12 поддерживают заданное напряжение и ток на выходе ПЧ 3. При резком повышении тока ЭД li...l(c, 21...2к или одного из них на выходе элемента 22 появляется отрицательный сигнал. Он, поступая через ПЭ 24 на сумматор 27, вычитается из сигнала на выходе усилителя 25. Задание частоты и напряжения ПЧ 3 интенсивно уменьшается. Уменьшается и скорость комбайна. 1 ил. сл СП о 05