Устройство для управления лебедками грейферного крана Советский патент 1992 года по МПК B66D1/46 

Изобретение относится к подъемным устройствам, а именно к устройствам управления электрическими лебедками,

Цель изобретения - повышение надежности работы лебедок.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства для управления лебедками грейферного крана; на фиг.2 - электрическая схема набора режима работы

электропривода лебедок грейфера; на фиг.З - плата логики; на фиг.4 - механические характеристики электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок при зачерпывании; на фиг.5 - механические характеристики электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок при подъеме заполненного грейфера; на фиг.6 - механические характеристики электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок при спуске порожнего грейфера; на фиг.7 - таблица истинности платы логики,

Устройство для управления лебедками грейферного крана состоит из реверсивного тиристорного преобразователя 1 для питания электродвигателя 2 поддерживающей лебедки с тахогенератором 3 и системы управления электроприводом поддерживающей лебедки, у которой последовательно включены командоаппарат 4, сумматор 5 сигналов задания на скорость и тахогенера- тора 3, регулятора 6 скорости электродвигателя 2, платы 7 ограничения выходного сигнала регулятора 6 скорости, сумматора 8 сигналов задания на ток якоря и датчика 9 тока якоря поддерживающей лебедки, регулятора 10 тока якоря и системы 11 фазоим- пульсного управления. Реверсивный тиристорный преобразователь 12 для питания электродвигателя 13 замыкающей лебедки с тахогенератором 14 содержит систему управления электроприводом замыкающей лебедки, у которой последовательно включены командоаппарат 15, сумматор 16 сигналов задания на скорость и тахогенератора 14, регулятор 16 скорости, плата 18 ограничения выходного сигнала регулятора 17 скорости, сумматор 19 сигналов задания на ток якоря и датчика 20 тока якоря, регулятор 21 тока якоря и система 22 фазоимпульсного управления. В качестве связующего звена между системой управления поддерживающей и замыкающей лебедок установлены переключатель 23 задания функции управления электроприводом лебедок, плата 24 набора режимов, датчик 25 закрытия грейфера, платы 26, 27 логики. Первые выходы плат 26, 27 соединены с первыми входами третьего и четвертого электронных ключей 28,29. Вторые и третьи входы третьего и четвертого электронных ключей 28, 29 соединены соответственно между собой и подключены к двум источникам 30 и 31 опорного напряжения. Каждый из выходов третьего и четвертого электронных ключей 28 и 29 соединен непосредственно и через инверторы 32 и 33 с платами 7 и 18 ограничения выходных сигналов регуляторов 6 и 17 скорости поддерживающей и замыкающей лебедок. Второй выход платы 26 логики соединен с входом первого электронного ключа 34, а второй выход платы 27 логики соединен с входом второго электронного ключа 35. Выход первого электронного ключа 34 соединен с регулятором 6 скорости поддерживающей лебедки, а выход второго электронного ключа 35 соединен с регулятором 17 скорости замыкающей лебедки.

Электрическая схема набора режима работы электропривода лебедок грейфера (фиг.2) содержит командоаппарат 4 поддерживающей лебедки, у которого установлены

микропереключатели 36 подъема и 37 спуска, и командоаппарат 15 замыкающей лебедки с микропереключателями 38 подъема и 39 спуска, а также плату 24 набора режима, которая содержит комплект реле. Два реле 40, 41 с

катушками, токовая цепь которых замыкается при нейтральном положении рукоятки управления командоаппаратов4 и 15, соответствующие им контакты 42, 43. Два реле 44 и 45 с катушками, токовая цепь которых замыкается

при установке рукоятки управления командо- аппарата в положение Подъем, и соответствующие им контакты 46, 47. Два реле 48, 49 с катушками, токовая цепь которых замыкается при установке рукоятки управления командоаппарата в положение Спуск и соответствующие им контакты 50, 51, а также выходное реле 52 с катушкой и контактами 53, 54.

Устройство для управления лебедками грейферного крана работает следующим образом.

Рассматриваем работу грейфера с момента, когда раскрытый грейфер лежит на материале зачерпывания. Оба командоап- парата управления 4 и 15, поддерживающей

и замыкающей лебедок находятся в нейтральном положении. В соответствии со схемой фиг.2 платы 24 набора режимов реле 40, 41 находятся подтоком, реле 52 обесточено, и на выходе платы находится логическая

единица.

Под логической единицей подразумевается высокий уровень напряжения или обрыв цепи, под логическим нулем понимается низкий уровень напряжения.

Переключатель 23 задания функции управления приводом лебедок установлен в положении, изображенном на фиг. 1. Это означает, что электродвигатель 2 управляет поддерживающей лебедкой, а электродвигатель 13 - замыкающей лебедкой. На плату 26 логики поддерживающей лебедки поступает логический нуль, а на плату 27 логики замыкающей лебедки-логическая единица.

Перед началом пуска лебедок для обоих

электродвигателей устанавливается необходимая величина ограничения тока якоря, равная 1,5 1Н, где 1Н- номинальный ток электродвигателя. Это осуществляется установкой величины сигнала источника 30 опорного напряжения, который проходит через третий и четвертый электронные ключи 28 и 29 непосредственно и инверторы 32 и 33 и попадает на входы плат 7 и 18 ограничения выходного сигнала регуляторов 6 и

17 скорости поддерживающей и замыкающей лебедок, и, тем самым, устанавливается необходимая величина ограничения тока якоря, равная пусковому. Инверторы 32 и 33 с коэффициентом усиления, равным единице, необходимы для обеспечения ограничения выходных сигналов регуляторов 6 и 17 скорости по плюсупи минусу.

Платы 26и 27 логики вводятся в систему автоматического регулирования электроприводами лебедок для связанного управления замыкающей и поддерживающей лебедками двухканатного грейфера и по командам задания технологического режима работы лебедок вырабатывают команды на формирование механических характеристик электродвигателей поддерживающей и замыкающей лебедок. Плата 26 (27) логики содержит комбинационную схему, изображенную на фиг.З. На вход платы логики поступает три сигнала. Х1 - сигнал задания, поступающий с платы 24 набора режима, при этом Х1 - 0 (логический нуль) соответствует работе с открытым грейфером, Х1 1 (логическая единица) - работе с закрытым грейфером. Под работой с закрытым грейфером понимается зачерпывание, подъем закрытого грейфера, а под работой с открытым грейфером - открытие грейфера, спуск открытого грейфера, подъем открытого грейфера.

Х2 - сигнал с датчика 25 закрытия грейфера, при этом Х2 0 соответствует условию: челюсти грейфера закрыты. Х2 1 - челюсти грейфера раскрыты. ХЗ - сигнал с переключателя 23 задания функции управления приводом лебедок, при этом ХЗ 0 соответствует управлению приводом электродвигателя 2 поддерживающей лебедки, ХЗ 1 - управлению приводом электродвигателя 13 замыкающей лебедки.

На выходе каждой из плат 26, 27 логики два выхода, при этом выход 1 платы 26 логики соединен с третьим электронным ключом 28, а выход 2-е первым ключом 34. Выход 1 платы 27 логики соединен с четвертым электронным ключом 29, а выход 2-е вторым электронным ключом 35.

Команды управления четырьмя электронными ключами 28, 29, 34 35 формируются следующим образом.

Зачерпывание материала грейфером осуществляется при переводе командоап- парата 15 замыкающей лебедки в положение Подъем. С выдержкой времени в положение Подъем переводится командо- аппарат 4 поддерживающий лебедки. На входе платы 27 логики замыкающей лебедки будут сигналы: Х1 1, Х2 1, ХЗ 1, на

выходе 1- 1, на выходе 2 - 1 (см. фиг.7 - таблицу истинности платы логики). Электродвигатель замыкающей лебедки при таких условиях работает на жесткой характери5 стике с ограничением тока якоря на уровне 1 1,51Н.

На входе платы 26 логики поддерживающей лебедки будут сигналы: Х1 1, Х2 1, ХЗ 0, на выходе 1 0, на выходе 2-1.

0 С выхода 1 платы 26 логики поддерживающей лебедки поступает сигнал (логический нуль) на третий электронный ключ 23, который производит переключение, отключая источник 30 опорного напряжения и

15 подключая источник 31 опорного напряжения, тем самым изменяется ограничение задания тока якоря поддерживающей лебедки на уровне 10% от номинального тока электродвигателя. Следовательно, электродвига0 тель 8 поддерживающей лебедки работает с ограничением тока якоря 10% от 1Н, а электродвигатель 13 замыкающей лебедки работает на жесткой характеристике с ограничением тока якоря равным 1,51Н. Ог- 5 раничение тока якоря поддерживающей лебедки происходит после установки командоаппарата 4 в положение Подъем. Вид механических характеристик обеих лебедок при зачерпывании приведен на фиг.4.

0

При поступлении сигнала о закрытии грейфера (логический нуль) от датчика 25 закрытия грейфера на входе платы 26 логики поддерживающей лебедки .будут сигна5 лы: Х1 1, на выходе 2 0, при этом с выхода 1 сигнал (логическая единица) поступает на третий электронный ключ 28 и производит переключение, подключая источник 30 опорного напряжения, тем самым изменя0 ется ограничение тока якоря электродвигателя поддерживающей лебедки и устанавливается первоначальное ограничение на уровне 1 . Одновременно с переключением ограничения якоря электро5 двигателя поддерживающей лебедки с выхода 2 платы 26 логики поступает сигнал логический нуль на первый электронный ключ 34, который до этого,момента времени находился в открытом состоянии, что вызы0 вает замыкание ключа. Это приводит к шунтированию части резисторов, включенных в цепи обратной связи регулятора 6 скорости и изменению (уменьшению) коэффициента усиления регулятора 6 скорости поддержи5 вающей лебедки.

На выходе платы 27 логики замыкающей лебедки после окончания режима зачерпывания будут сигналы: Х1 1, Х2 О, ХЗ 1, на выходе 1 1, на выходе 2 1. Так как выходы платы 27 логики до зачерпывания и

после закрытия грейфера не изменились, то и режим работы замыкающей лебедки не изменился.

При работе обеих лебедок на подъем механические характеристики электродви- гателя поддерживающей лебедки имеют больший наклон, чем механические характеристики замыкающей лебедки, так как коэффициент усиления регулятора скорости поддерживающей лебедки меньше коэффи- циента усиления регулятора замыкающей лебедки. Жесткость характеристик выбирается из условия, чтобы при подъеме полного грейфера момент в поддерживающей лебедке составлял 40%, а замыкающей - 60% от момента, необходимого для поднятия полного грейфера. Такое распределение момента обеспечивает надежное закрытие грейфера при подъеме. Вид механических характеристик электродвигателей обеих ле- бедок при подъеме полного грейфера приведен на фиг.5.

При поднятии грейфера на заданную высоту оба командоаппарата устанавливаются в нейтральное положение. Для рас- крытия грейфера в поднятом состоянии необходимо командоаппарат 15 замыкающей лебедки перевести на Спуск при нейтральном положении командоаппарата 4 поддерживающей лебедки или командоап- парат 4 перевести в положении командоаппарата 15 замыкающей лебедки. При этом схема набора режима формирует на выходе сигнал Х1 0. На вход платы 26 логики поступают сигналы: Х1 О, Х2 О, ХЗ 0. На выходе 1 1, на выходе 2 1. На втором выходе Вых.2 платы 26 вместо логического нуля появилась логическая единица. Это приводит к тому, что первый электронный ключ 34 размыкается и подключается часть резисторов в цепи обратной связи регулятора 6 скорости, увеличивая тем самым коэффициент усиления регулятора.

На вход платы 27 логики поступают сигналы: Х1 О, Х2 О, ХЗ 1. На первом выходе платы 27 логики Вых.1 появляется логический нуль, поступающий на четвертый электронный ключ 29, который производит переключение источника 30 опорного напряжения на источник 31 опорного напря- жения и, тем самым, на замыкающей лебедке ток якоря ограничивается на уровне 10% от номинального тока.

При полном раскрытии грейфера с датчика 25 закрытия грейфера поступает сиг- нал о раскрытии. На входе платы 26 логики появились сигналы: Х1 О, Х2 1, ХЗ 0, на выходе 1 1, на выходе 2 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился. На входе платы 26 логики появились сигналы: Х1 0, Х2 1,ХЗ 0, на выходе 1 0, на выходе 2 1, режим работы замыкающей лебедки не изменился.

Для спуска раскрытого грейфера командоаппарат 15 замыкающей лебедки устанавливается в положение Спуск. С выдержкой времени устанавливается в положение Спуск командоаппарат 4 поддерживающей лебедки, при этом схема набора режима выдает сигнал Х1 0. На входе платы 26 логики присутствуют сигналы: Х1 О, Х2 1, ХЗ 0, на выходе 1 1, на выходе 2 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился. На входе платы 27 логики входные сигналы: Х1 О, Х2 1, ХЗ 1, на выходе 1 0, на выходе 2 1. Режим работы поддерживающей лебедки не изменился. Спуск происходит при жесткой механической характеристике двигателя поддерживающей лебедки и с ограничением тока якоря на уровне 0,11н электродвигателя замыкающей лебедки.

Формула изобретения Устройство для управления лебедками грейферного крана, содержащее системы управления электродвигателями поддерживающей и замыкающей лебедок, каждая из которых снабжена реверсивным тиристор- ным преобразователем, подключенным к электродвигателю соответствующей лебедки, тахогенератором, датчиком тока якоря, а также последовательно включенными ко- мандоаппаратом, сумматором сигнала командоаппарата задания на скорость и сигнала тахогенератора, регулятором скорости с платой ограничения выходного сигнала, сумматором сигнала платы задания на ток якоря и сигнала датчика тока якоря, регулятором тока якоря и системой фазоим- пульсного управления, при этом устройство снабжено датчиком закрытия грейфера, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности работы лебедок, устройство снабжено платой набора режимов, двумя платами логики, переключателем задания функции управления электродвигателями лебедок, двумя источниками опорного напряжения и четырьмя электронными ключами, при этом каждые три входа платы набора режимов соединены с соответствующим командоаппаратом, выход этой платы соединен с одним из входов каждой платы логики, вторые входы плат логики соединены с переключателем задания функции управления электродвигателями лебедок, первые выходы каждой из плат логики соединены с первыми входами третьего и четвертого электронных ключей, вторые выходы каждой из плат логики соединены с входами первого и второго электронных

ключей, при этом вторые и третьи входы третьего и четвертого электронных ключей соединены соответственно между собой и подключены к двум источникам опорного напряжения, выход третьего ключа подключен непосредственно и через инвертор к плате ограничения выходного сигнала регулятора скорости поддерживающей лебедки,

а выход четвертого ключа подключен непосредственно и через инвертор к плате ограничения выходного сигнала регулятора скорости замыкающей лебедки, причем по два выхода каждого из электронных ключей соединены соответственно с регуляторами скорости поддерживающей и замыкающей лебедок.

г-О

01

г

5bix.f

Изобретение относится к подъемным устройствам. Устройство содержит два реверсивных тиристорных преобразователя 1 и 12, подключенных каждый к электродвигателям 2 и 13 с тахогенераторами 3 и 14 и датчиками 9 и 20 тока якоря поддерживающей и замыкающей лебедок и для каждой из них систему управления электроприводом, у которой последовательно включены ко- мандоаппарат 4 (15), сумматор 5 (16) сигналов задания на скорость и тахогенераторы 3

Ц

-о

О)

1з

-о

.Поддерживающая лебедка

О 0,1

8ых.2|

фигМ

1J5 Ш

§

1%

Ј§

Sf 1

с

Q

s:

0

I

0i/8.7