УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ НАГРУЗКИ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1966 года по МПК H02P5/00 

Известны устройства для управления и стабилизации нагрузки главного двигателя, например горных машин, содержагцие электромагнитную муфту скольжения в приводе нодачи, усилитель, включенный в цепь возбуждения муфты, с источником опорного напряжения и измеритель тока нагрузки в цепи главного двигателя.

Предложенное устройство отличается тем, что ко входу усилителя подсоединены измеритель тока нагрузки через элемент, возводящий напряжение, пропорциональное току нагрузки, в квадрат, и интегрирующее звено. Эгим достигается более полное использование мощности главного двигателя и соответственно повышение производительности машины.

Ко входу усилителя предлол еиного устройства может быть присоединен датчик усилия подачи. Благодаря этому форма мехаиической характеристики более приближается к прямоугольной и усилие подачи - к предельному в области высоких скоростей подачи, предотвращая тем самым падение производительности мaшин зI.

При необходимости ко входу усилителя подсоединяют датчик скорости подачи. Это позволяет увеличить жесткость механических характеристик при малых нагрузках (например, при маневровом ходе).

Па чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит следующие основные узлы: электромагнитную муфту скольжения 1, усилитель 2, включенный в цепь возбуждения муфты, источник опорного напряжения 3, измеритель тока нагрузки 4 в цепи главного двигателя 5, элемент 6, возводящий сигнал в квадрат, интегрирующее звено 7, датчик усиЛИЯ иодачи 8 и датчик скорости иодачи 9.

Электромагиитная муфта скольжения применена в устройстве для регулирования усилия и скорости иодачи. Она присоединяется входным валом к приводному двигателю, а

выходным - к механизму подачи. Приводной двигатель может быть электрическим или неэлектрическим и используется для привода только механизма иодачи или группы механизмов. В последнем случае в качестве приводиого двигателя может быть примеиен, например, главный двигатель.

Усилитель, включепный в цепь возбуждения муфты, служит для усиления сигналов управления, а также изменения формы мехаиической характеристики привода подачи. При необходимости усилитель имеет иесколько каскадов усиления. Возможно применение как усилителя постояниого тока, так и переменного. Обмотка возбуждения муфты в случае иссоединяется к выходу его через выпрямитель. Сравнение сигналов на входе усилителя молсет быть осуществлено любым способом, иаиример электрическим или магнитным.

Источник опорного напряжения предназначен для нодачи задающего сигнала на вход усилителя и эталонных сигналов в узлы сравнения.

Измеритель тока нагрузки в цени главного двигателя обеспечивает на выходе постоянный сигнал, зависящий от тока в цепи главного двигателя. В случае использования главного двигателя переменного тока измеритель содержит вынрямитель.

Элемент, возводящий сигнал в квадрат, предусмотрен для получения квадратичной зависнмости сигнала от величины тока главного двигателя, что позволяет более точно учесть его тепловые потери, определяющиеся квадратом тока в цепи двигателя. При необходимости элемент может содержать усилитель. Сигнал на выходе элемента сравнивается с эталонным, соответствующим заданной величине квадратичного тока, и разность этих сигналов нодается на вход интегрирующего звена.

Интегрирующее звено обеспечивает получение сигнала, пропорционального отклонению фактической величины эьергии потерь в глав-: пом двигателе от заданного допустимого значения. Выход интегрирующего звена подключен к входу усилителя так, что в случае излищнего выделения энергии потерь в главном двигателе сигнал на выходе интегрирующего звена вычитается из задающего сигнала, что вызывает уменьщение возбуждения лтуфты и соответственно скорости и усилия нодачи.

При недостаточном использовании главного двигателя по нагреву сигнал складывается с задающим сигналом. Благодаря этому увелнчивается возбуждение муфты и соответственно скорость и усилие подачи.

Датчик усилия подачи используют тогда, когда форма естествепной механической характеристики привода с электромагнитной муфтой скольжения недостаточно прямоугольна. В этом случае датчик обеспечивает отсечку по усилию, уменьщающую возбуждепне муфты нри превыщении заданной величины усилия. Выход датчика присоединяется ко входу усилителя поляриостью встречно с создаваемым на основе источника опорного напряжения источником эталонного сигнала, соответствующего задаваемой величине усилия. Чтобы размагничивающийся сигнал имел место лищь в случае превышения заданной величины уснлия, при электрическом сравнении сигналов выход датчика соединяется с источником эталонного сигнала через электрический вентиль. Магнитиое же сравнение снгналов осуществляется на элементе с резко различной интенсивностью выходного сигнала в

зависимости от полярности результирующего входного сигнала (например, на магнитном усилителе с ноложительной обратной связью по току нагрузки). Датчик может производить косвенное измереиие усилия (например, но величине тока в цепи индивидуального приводного двигателя) или неносредственное (нанример, с помощью магнитоунругого датчика). Последнее необходимо при пеэлектрическом

или групповом приводе.

Датчик скорости нодачи предусмотрен для поддержания заданных скоростей при усилиях нодачи, меньщнх заданного. Он необходим при магневровом ходе и для возможности ограничения скорости при проходе мест, где отсутствует вырабатываемый массив. Выход датчика присоединяется ко входу усилителя полярностью встречно с создаваемым на основе источника 3 источником задающего сигнала,

который в такой модификации устройства соответствует требуемой скорости нодачи. Превышение требуемой скорости исключается размагничиванием муфты. Для этого при электрическом сравнении сигналов выход датчика соединяется с источником задающего сигнала через электрический вентиль. Магнитное сравнение в этом случае осуществляется на элементе с резко различной интенсивностью выходного сигнала в зависимости от полярности результирующего входного сигнала.

При работе устройства сигнал на выходе интегрирующего звена об излишнем выделении потерь в главном двигателе позволяет

автоматически уменьшить заданную величину усилия и (при дайной креностн разрабатываемого массива) скорости нодачи. В результате этого уменьшается усилие резания, соответственно загрузка главного двигателя и отклонение величины выделивщихся в двигателе потерь от задаппого значения. Сигнал противоположного знака на выходе интегрирующего звена увеличивает заданную величину уснлия подачи, соответственно усилие резання и загрузку главного двигателя, в результате чего уменьшается отклонение величины выделивщихся в главном двигателе потерь от заданного значения.

Описанная коррекция но отклонению фактической величины выделивщихся в главном двигателе потерь позволяет повысить производительность мащины благодаря более полному использованию мощности главного двигателя. В отличие от известной коррекции по току двигателя нри ней наиболее нолно учитываются отклонения нагрузки главного двигателя от онтиамальной (в том числе и малые отклоне ия в нределах 5-7%, никовые сбросы н иабросы ногрузки, быстроменяющиеся отклонения). Кроме того, нри онисанной коррекции, автоматически поддерживающей заданную среднеквадратичную величину тока главного двигателя, в отличие от известной,

чение тока, нет необходимости вводить непроизводительные заиасы по мощности главного двигателя для учета отклонения средней величины от среднеквадратичной, онределяющей нагрев главного двигателя.

Создаваемая устройством механическая характеристика нривода подачи, близкая по форме к прямоугольной, обеспечивает примерно постоянное усилие подачи при скорости подачи ниже заданной максимальной величины. Это также в значительной мере стабилизирует загрузку главного двигателя, так как и при неизменном усилии нодачи ее скорость уменьшается с возрастанием крепости разрабатываемого массива и увеличивается при снижении крепости массива.

Описанная коррекция может быть применена и при замене привода с электромагнитной муфтой другими типами регулируемого привода, например, системой Г-Д (в том числе с трехобмоточным генератором).

Предмет изобретения

1.Устройство для управления и стабилизации нагрузки главного двигателя, нанример

горных машин, содержащее электромагнитную муфту скольлсепня в приводе нодачи, усилитель, включенный в цепь возбул дения муфты, с источником опорного напряжения и измеритель тока нагрузки в цепи главного двигателя,

отличающееся тем, что, с целью повышения нспользования мощности машины, ко входу указа)1ного усилителя подключены измеритель тока нагрузки через элемент, возводящий напряженне, пропорциональное току нагрузки,

в квадрат, интегрирующее звено и датчик усилия подачи.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения жесткости механических характеристик, во входную цепь усилителя включен датчик скорости нодачи, действующий при малых нагрузках машины.

I К мв ;онизму

-, nnflnii:i

подачи