Устройство для управления механизмом поворота драглайна Советский патент 1988 года по МПК E02F9/20 

00

00 4i О5

Фигл

Ичобрете.ние относится к управлению экскаваторами и может применяться па мощньгх драглайнах.

Цель изобретения - повышение на- дс .жиости за счет повьшения эффективности гашения колебаний ковша.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. .2 - графики изменения во времени при разгоне поворотной платформы драглайна суммарного сиг- пала на входе регулятора тока 3 (график 9), угла tp отклонения ковша от вертикальной плоскости (график 10 и угловой скорости Я. вокруг оси поворотной платформы (график 11).

Устройство для управления механизмом поворота драглайна содержит :питающий двигатель 1 механизма поворота, преобразователь 2 (например, Т1ФИСТОРНЫЙ преобразователь или генератор) с подключенным к его входу регулятором 3 тока, включенные на входе регулятора 3 тока, регулятор 4 напряжения, датчик 5 тока и сумматор 6, подключенный к входу регулятора 4 напряжения, датчик 7 напряжения двигателя, пропорционально-интеграль нре звено 8, вход которого соединен с выходом датчика 5 тока, а выход подключен к первому входу сумматора 6. Второй вход последнего соединен с выходом датчика 7 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Переменная вр.емени Т„ пропорционально-интегрального звена 8, передаточная функция которого определяется выражением

у к

«пи(р1 . р Тпи

выбирается равной времени разгона поворотной платформы до максимальной скорости Q „дне с заданнь м сред- ним ускорением 6 т.е.

гр гт, МОКС

J- пи J р1

Коэффициент усиления по про- порциональной составляющей, обеспечивающей компенсацию падения напряжния на сопротивлении якорной цепи двигателя, выбирается равным

К

пи ЯА

АИ

К

AT

гдо R,.. - сопротивление якорной цепи двигателя 1,

Кдц и Кд - передаточные коэффи- . циенты датчиков напряжения 7 и тока 5.

Сигнал с выхода датчика 5 тока, пропорциональный величине тока 1 якорной цепи двигателя 1, через пропорционально-интегральное звено 8 поступает на первый вход сумматора 6, на второй вход которого с противоположным знаком поступает выходной сигнал .датчика 7 напряжения,, При этом на выходе сумматора 6 формируется дополнительньй сигнал воздействия на вход регулятора тока 3, определяемый зависимостью

,(К„«-.-1-- ) R.A i).

где БД - электродвижущая сила двигателя 1;

К - коэффициент усиления сумматора 6 по обоим входам, который для обеспечения гашения колебаний ковша с желаемьм значением относительного коэффициента затухания выбирается из вьфажения (для полного исключения колебаний ковша значение коэффициента следует принять рав- ньм единице)

V . 2 --.- (.) Тр.со, ,

где In и I( - моменты инерции поворотной платформы и ковша; Оц - собственная частота

колебаний ковша; к относительный коэффициент затухания колебаний ковша, который обычно не превьшает величины 0,05.

Учитьшая, что зависимость ЭДС двигателя от токо-якорной цепи характеризуется передаточной функцией

А АИ

-я

К

кг

р.. UK Wf

2 Г.

Р

1

а также то обстоятельство, что инерционность контура регулирования тока и якорной цепи двигателя значительно меньше периода колебаний ковша, получают, что величина дополнительного сигнала ид на выходе сумматора 8 относительно выходного сигнала регулятора напряжения Upc характеризуется передаточной функцией 2().

и,

о

рс

В начале разгона платформы практчески скачкообразный выходкой сигна регулятора 4 напряжения Up поступает на вход регулятора 3 тока. Одновременно с выхода сумматора 6 на вход регулятора 3 тока поступает до полнительньй сигнал ид с противоположным знаком, который, как следует из указанной передаточной функции, при j 1 изменяется во времени и в соответствии с выражением

ид -Up, 2 (1-) t.co.

т.е. характер изменения дополнительного сигнала такой же, как и в про- тотипе, но получен значительно более простыми средствами.

Дополнительный сигнал U с выхода сумматора 6 вычитается на входе регу лятора 3 тока из выходного сигнала Up регулятора 4 напряжения. В результате на входе регулятора 3 тока формируется суммарньй сигнал управления (график 9), который обеспечи- вает практически монотонный характер изменения угла ср отклонения ковша от вертикальной плоскости без колебаний и перерегулирования (график 10) н соответствии с зависимо- стью

Чycт l-(1 + tO,) ,

которая следует из решения дифференциального уравнения

}г.

S I

at

1, d 2 У- -bU. CO , -

(Up« - ид),

где К„, - коэффициент пропорциональ- кости.

При этом угловая скорость вращения вокруг оси поворота платформы

с

5

0 5

О

0 5

0

имеет апериодический характер (график 11), определяемьпЧ выражением

2(1-Г,) (1-2,)t.a),.

При приближении скорости поворота платформы к установившемуся значению выходной сигнал регулятора напряжения уменьшается до нуля и в результате переходных процессов, аналогичных указанным, угол отклонения ковша-, от вертикальной плоскости плавно, без колебаний и перерегулирований, уменьшается до нулевого значения (фиг.2). Аналогичные процессы происходят при торможении и реверсе поворотной платформы.

В устройстве формирование дополнительного сигнала и. на входе регулятора 3 тока, обеспечивающего гашение колебаний ковша (вернее, иск- лючагачего возникновение этих колебаний) , осуп1ествляется в функции .сигналов, пропорциональных току и напряжению двигателя механизма поворота драглайна и учитывающих реальную (а не расчетную, как в прототипе) собственную частоту колебаний ковша.

В то же время обеспечивается эффективное гашение колебаний ковша в условиях меняющейся в процессе работы собственной частоты колебаний ковша, для чего указанное значение коэффициента усиления сумматора 6 К- целесообразно выбирать для минимального значения желаемого коэффициента затухания колебаний (например, для j 0,6, при котором перерегулирование не превьш1ает 10%) ;при максимальной частоте колебаний со и минимальном моменте инерции ковша J (например, при положении переднего ковша вблизи блоков наводки). Тогда возможные в процессе работы уменьшение частоты колебаний и увеличение момента инерции ковша будут лишь увеличивать эффективность гашения колебаний за счет увеличения фактического значения относительного коэффициента затуханий колебаний ковша по сравнению с расчетным (величина коэффициента Kj- обеспечивает при этом некоторую избыточность по требованию исключения колебаний).

Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение схемы устройства для управления механизмом поворота драглайна и его нападки йри одновременном обеспечении эффективного гашения колебаний ковша.

Формулаизобретения

Устройство для управления механизмом поворота драглайна содержащее регулятор тока, подключенный к входу преобразователя двигателя поворота, регулятор напряжения, сумматор, датчик тока, соединенные соответствен

но с тремя входами регулятора тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет повьпления эффективности гашения колебаний ковша, оно дополнительно снабжено датчиком напряжения двигателя и пропорционально-интегральным звеном, причем выход датчика тока соединен с входом пропорционально- интегрального звена, выход которого подключен к первому входу сумматора, при этом выход датчика напряжения двигателя соединен с вторыми входами сумматора и регулятора напряжения.

Изобретение относится к управлению экскаваторами. Цель изобретения - повьшение надежности за счет повышения эффективности гашения колебаний ковша. Устройство содержит регулятор 3 тока,, подключенньш к входу преобразователя 2 двигателя поворота, регулятор 4 напряжения. сумматор 6, датчик 5 тока, соединенные соответственно с тремя входами регулятора 3. Устройство имеет дополнительно датчик- 7 напряжения двигателя и пропорционально-интегральное звено 8. В начале разгона платформы скачкообразный сигнал регулятора 4 поступает на регулятор 3 и одновременно с выхода сумматора 6 на вход регулятора 3 поступает дополнительный сигнал, который изменяется во времени. Дополнительный сигнал из сумматоров вычитается на входе регулятора 3 из выходного сигнала регулятора 4. В результате этого на входе регулятора 3 формируется cyMNiapHbtfi сигнал управления, кото- рьй обеспечивает практически монотонный характер изменения угла отклонения ковша от вертикальной плоскости без колебаний и перерегулирования. 2 шт. i (Л

Фиг. 2

/

11