Устройство управления добычным комплексом драги Советский патент 1989 года по МПК E02F3/16 

В качестве регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков в устройстве могут использоваться пропорционально-интегральные регуляторы.

Производительность черпания при драгировании Q определяется по формуле

Q «(W,y-Wo3)-o(7Q4,

(3)

10

где Ufi - сигнал с выхода датчика

производительности; Цу - сигнал с выхода датчика 7

скорости электропривода ЧЦ. Решение системы уравнений (5) дает результат

и

и4;

и - U (U5 - ин-э ) .

(6)

Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, разрабатывающим грунт. Цель изобретения - повышение производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков. Устройство содержит усилитель 3, электропривод (ЭП) 5 лебедки носовых канатов, ЭП 6 черпаковой цепи, датчики 8, 14 тока, регулятор (Р) 12 производительности, блок 13 деления, нелинейные элементы (НЭ) 15, 16, сумматоры 11, 18 и Р 19 коэффициента наполнения черпаков. Устройство работает в трех зонах. В первой зоне сигнал с датчика 8 меньше уставки НЭ 16. При перегрузке ЭП 5 сигнал с датчика 14 больше уставки НЭ 15, что вызывает положительный сигнал на выходе сумматора 18, и ЭП 6 разгоняется, пока рассогласование не станет равным нулю. При работе во второй зоне регулирования сигнал с датчика 8 больше сигнала с НЭ 16 и сигнал с усилителя 3 больше сигнала с Р 12. При этом от сумматора 18 поступает положительный сигнал. При перегрузке ЭП 5 скорость ЭП 6 увеличивается до максимально возможной. При работе в третьей зоне регулирования сигнал с выхода усилителя 3 меньше сигнала с выхода Р 12. Скорость ЭП 6 в этом режиме находится на максимально возможном уровне. 2 ил.

де Ц$- Wof

Q«

о(. , i

текущая мощность электропривода дражной бочкиi мощность холостого хода электропривода бочки; производительность черпания по верхнему продукту,

коэффициенты пропорциональности.

Производительность черпания по ерхнему продукту Qg пропорциональна

При работе драги на средних грунтах, когда сигнал больше уставки Ujy и сигнал U7 с выхода регулятора 12 производительности меньше или равен сигналу Ug с выхода усилителя 3, предлагаемое устройство работает во второй зоне. Для выполнения условия U7Ј Ug требуется, чтобы иг 7 Ujy . Вторая зона работы электроприводов добычного комплекса описывается следующей системой уравнений:

U4 - U6 о;(7)

U4/Uir - U5 + UH3i + UH32 0.

Решение системы уравнений (7) дает результат

U6 U4,

Uv - U4(U3 - UH9 - Unas).

(8)

При работе драги и крепких грунтах, когда сигнал U7 Uj, предлагаемое устройство работает в третьей зоне. При этом значение скорости бо- кового перемещения определяется

V f K3K4U3/(1+K3K,K5),

(9)

где К3,К4 - статические передаточные коэффициенты усилителя 3 и электропривода 5JIHKJ К3 - статический передаточный коэффициент черпающего комплекса.

Коэффициент KS пропорционален крепости разрабатываемой породы.

Производительность добычного комплекса драги Q и коэффициент наполнения черпаков KH определяется зави- симостями

Q - hlVj1, KH K6Q/V4,

(10) (11)

где h и 1 - толщина и длина стружки

соответственно; V - линейная скорость электропривода 6 ЧЦ; Kfe - коэффициент пропорциональности. Из системы уравнений (6), которая описывает работу устройства в первой зоне, видно, что производи- тельность добычного комплекса драги будет поддерживаться на заданном уровне. Коэффициент наполнения черпаков будет либо заданным, при отсутствии перегрузки электропривода 5 ЛНК (Uj- г ), либо уменьшаться при перегрузке электропривода 5 ЛНК (U, U) поддерживая заданное значение тока двигателей ЛНК.

Из рассмотрения системы уравнений (8), которая описывает работу предлагаемого устройства во второй зоне, видно, что производительность добычного комплекса будет стабилизировать0

5

0 5

0

5

0 $

5

ся, как и в первой зоне. Коэффициент наполнения черпаков будет уменьшаться по мере роста тока электропривода 6 ЧЦ, а скорость электропривода 6 ЧЦ будет расти, поддерживая ток двигателей ЧЦ на заданном уровне. При перегрузке электропривода 5 ЛНК работа устройства во второй зоне не отличается от работы в первой зоне.

При выходе электропривода 6 ЧЦ на максимально возможную скорость, а следовательно, и мощность и при дальнейшем росте тока двигателей ЧЦ устройство переводит работу электроприводов добычного комплекса драги в третью зону.

В третьей зоне боковая скорость драги V«f будет уменьшаться при увеличении крепости разрабатывающего грунта, а следовательно, и производительность добычного комплекса будет падать. Электропривод 6 ЧЦ будет работать на максимально возможной мощности, поэтому производительность добычного комплекса будет максимальной для данной категории разрабаты- ваемого грунта.

Из диаграммы работы устройства (фиг.2) видно, что переход из первой во вторую зону происходит при равенстве сигнала Uj сигналу уставки U второго нелинейного элемента 16, а из второй в третью - при равенстве сигналов U7 и Ug .

Устройство управления добычи комплексом драги работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда электроприводы 6 и 5 остановлены,сигналы U , U.J с выходов датчиков тока элей- троприводов ЛНК 14, ЧЦ 8, U« с выхода датчика 10 производительности и 1% с выхода датчика 7 скорости электропривода ЧЦ равны-нулю. С выхода блока 1 задания тока поступает сигнал Uj, равный заданию на номинальный ток двигателей электропривода 6 ЧЦ, а с выхода блока 17 задания ко- ,эффициента наполнения черпаков поступает сигнал %, равный заданию на номинальный коэффициент наполнения черпаков. Сигнал U с выхода блока 9 задания производительности равен нулю. При этом выходы регулятора 12 производительности блока 13 деления, первого 15 и второго 16 нелинейных элементов и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков будут равны нулю. Сигнал U8 с выхода усилителя 3 будет максимально возможным, а выходной сигнал блока 4 выбора меньшего сигнала будет равен нулю о

I

При появлении сигнала U4, сигнал

с выхода 13 блока деления становится максимальным. На выходе третьего сумматора 18 появляется положительное рассогласование, которое усиливается регулятором 19 коэффициента наполнения черпаков и поступает на вход управления электроприводом 6 ЧЦ. Электропривод 6 ЧЦ начинает разгоняться, сигнал Uy с выхода датчика 7 скорости электропривода ЧЦ начинает увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начинает уменьшаться. Когда сигнал рассогласования на выходе третьего сумматора 18 станет равным нулю, черпаковая цепь будет вращаться на холостом ходу со скоростью, определяемой заданной производительностью добычного комплекса и заданным коэффициентом наполнения черпаков. При этом с датчика 8 тока электропривода 6 ЧЦ снимается сигнал пропорциональный току холостого хода электропривода ЧЦ. Сигнал Щ также поступает на вход второго сумматора 11, на выходе которого также появляется положительное рассогласование. Оно усиливается регулятором 12 производительности и поступае на вход блока 4 выбора меньшего сигнала Если сигнал U будет меньше сигнала Ug, то он проходит на вход управления электроприводом 5 ЛНК„ Электропривод 5 ЛНК начинает разгоняться о Добычный комплекс драги начинает черпать грунт, и когда сигнал U$ с выхода датчика 10 производительности станет равным сигналу Ид, драга будет двигаться с установившейся скоростью, определяемой заданной производительностью добычного комплекса.

При работе устройства в первой зоне регулирования сигнал Uj с выхо- да датчика 8 тока меньше уставки Ц1 второго нелинейного элемента 16. При перегрузке электропривода 5 ЛНК, когда сигнал U с выхода датчика 14 тока становится больше уставки Uiy первого нелинейного элемента 15, появится положительный сигнал Этот сигнал вызовет появление поло10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жительного рассогласования на выходе третьего сумматора 18, которок заставит электропривод 6 ЧЦ разгоняться. Сигнал начнет увеличиваться, а сигнал с выхода блока 13 деления начнет уменьшаться, уменьшая при этом величину рассогласования. Скорость электропривода 6 ЧЦ будет увеличиваться до тех пор, пока рассогласование не станет равным нулю0

При работе устройства во второй зоне регулирования сигнал Uj больше уставки второго нелинейного элемента 16 и сигнал 4Ug с выхода усилителя 3 больше сигнала U7 с выхода регулятора 12 производительности. При этом появится положительный сигнал U«92 который, поступая на вход третьего сумматора 18, вызовет появление положительного рассогласования на его выходе. Работа устройства в этом режиме и в режиме перегрузки электропривода 5 ЛНК не отличается от работы этого устройства в первой зоне регулирования при перегрузке электропривода 5 ЛНК. Скорость электродвигателей ЧЦ в этом режиме будет увеличиваться до максимально возможной при увеличении тока двигателей ЧЦ.

При работе устройства в третьей зоне регулирования, когда сигнал Uj с выхода усилителя 3 меньше сигнала U7 с выхода регулятора 12 производительности, скорость бокового перемещения формируется контуром регулирования тока, ограничивая предельные режимы приводов. Скорость электропривода ЧЦ в этом режиме находится на максимально возможном уровне

Для торможения электроприводов добычного комплекса сигнал снижается до нуля о При этом на выходах второго и третьего сумматоров 11 и 18 появятся отрицательные рассогласования. Выходы регулятора 12 производительности и регулятора коэффициента наполнения черпаков начнут уменьшаться, электроприводы 5 ЛНК и 6 ЧЦ начнут тормозиться о Когда выходные сигналы с регулятора 12 производительности и регулятора 19 коэффициента наполнения черпаков станут равными нулю, электроприводы 5 ЛНК и 6 ЧЦ остановятся.

Использование изобретения позволяет повысить производительность по горной массе.

Формула изобретения

Устройство управления добычным комплексом драги, содержащее блок задания тока, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого через усилитель подключен к первому входу блока выбора меньшего сигнала, выход кото- го подключен к электроприводу лебедок носовых канатов, электропривод черпаковой цепи, первый выход которого подключен к датчику скорости, а второй выход через первый датчик тока - к первому нелинейному элементу, и второй сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности драги путем стабилизации коэффициента наполнения черпаков, устройство снабжено блоком задания коэффициента наполнения, блоком задания производительности, регулятором производительности, вторым датчиком тока, вторым нелинейным элементом, блоком деления, регулятором коэффициента наполнения, третьим сумматором и датчиком производительUi

ШЛ(Ж

Д. а

Кн

гм

ности, выход которого подключен к первому,входу второго сумматора, к второму входу которого подключен

. блок задания производительности, а выход второго сумматора через регулятор производительности подключен к второму входу блока выбора меньшего сигнала, выход электропривода

лебедок носовых канатов через второй датчик тока подключен к второму нелинейному элементу, выходы первого и второго нелинейных элементов подключены к первому и второму входам

третьего сумматора, к третьему входу которого подключен блок задания коэффициента наполнения, а выход третьего сумматора через регулятор коэффициента наполнения подключен к

0 входу электропривода черпаковой цепи, выход датчика скорости подключен к первому входу блока деления, к второму входу которого подключен блок задания производительности, а выход

5 блока деления подключен к четвертому входу третьего сумматора, к второму входу первого сумматора подключен выход первого датчика тока.

I/

7 пак.

и,

Ц