УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ РЕЖИМА РАБОТЫ МАШИН Советский патент 1971 года по МПК E02F3/18 G01L3/24 

Известны устройства для контроля режима работы машин, например роторного экскаватора, включаЕОЩие блок измерения мощности привода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы. Однако такие устройства не позволяют регистрировать текущее значение усредненной удельной энергоемкости экскавации непосредственно в процессе работы экскаватора, например, при исследовании его рабочих режимов. Кроме того, определение удельной энергоемкости с помощью таких устройств обладает значительной погрешностью и требует много времени.

Целью настоящего изобретения является обеспечение авгоматического определения удельной энергоемкости.

Для этого в описываемом устройстве к выходам блоков измерения мощности и текущей производительности подключены соответстственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преобразователи мощности и производительности. Выходы последних, в свою очередь, соединены между собой последовательно и подключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь устройства электродвигателем регулятора и с

интегрирующим преобразователем производительности.

Причем блок измерения мощности может быть выполнен в виде конденсаторного частотомера, например с полупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управления которого соединена с преобразователями скорости вращения привода рабочего органа. При этом узел управления может быть выполнен в виде взаимосвязанных между собой блоков формирования интервала усреднения, транспортного запаздывания и элемента временной задержки. Па чертел е изображена схема устройства.

Устройство включает измеритель / тока цепи якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора, соединенный с цепью питания конденсаторного частотомера 2, цепь управления которого соединена с преобразователем 5 скорости вращения электродвигателя 4 привода рабочего органа экскаватора в частоту, преимущественно с частотным тахогенератором. Выход частотомера соединен с преобразователем 5 постоянного направления, пропорционального мощности привода рабочего органа в частоту импульсов.

равлення, соединен со счетчиком 10 импульcciB итегрирующего преобразователя //. Цепь сбросов счетчика соединена с элементом 12 временной задержки узла унравления, а выход - с цифровым потенциометром 13, цепь питания которого подключена к блоку 14 нитапия.

Блок 15 измерения текущей производительности экскаватора, состоящий, например, из датчика 16 скорости движения ленты транспортера роторной стрелы, датчика 17 погонной нагрузки транспортера роторной стрелы, датчика 18 угла наклона транспортера роторной стрелы н вычислительного устройства 19, соединен через коммутатор 20, цепь унравления которого подключена к выходу блока 21 транспортного запаздывания узла управления, со счетчиком 22 импульсов интегрирующего преобразователя 23. Цепь сброса счетчика соедииена с элементом 12 узла уиравления, а выход - с цифровым потенциометром 24, цень нитания которого соединена с вынрямителем 25.

Выходные цепи цифровых потенциометров 13 и 24 соединены последовательно и встречно и подключены ко входу усилителя 26, который через коммутатор 27 (цепь его управления подключена к элементу 12 временной задержки узла 9 управления) соединен с электродвигателем 28, кинематически связанным с регулятором 29 напряжения, и подключенным к блоку нитания. Регулятор напряжения соединен с выпрямителем, выход которого подключен к индикатору 30 усредненного значения удельной энергоемкости экскавации, выходной цени 31 устройства и цепи питания цифрового потенциометра 24 интегрирующего преобразователя.

Входы блока транспортного запаздывания узла управления соединены с частотным тахогенератором блока измерения мощности и датчиком скорости движения ленты транспортера роторной стрелы блока измерения текущей нроизводительности экскаватора.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное току якоря электродвигателя привода рабочего органа экскаватора с измерителя тока цепи якоря, поступает в цепь нитания конденсаторного частотомера. На вход частотомера поступает напряжение переменного тока с частотного тахогенератора, кинематически связанного с электродвигателем привода рабочего органа экскаватора. Частота этого напряжения пропорциональна скорости вращения электродвигателя.

Напряжение на выходе частотомера пропорционально мощности экскавации, оиределяемой произведением вращающего момента привода рабочего органа экскаватора (или величины ему пропорциональной - тока цепи якоря электродвигателя привода) на скорость вращения электродвигателя. . Достаточная точность определения мон;ности обеспечивается благодаря применеиню в

качестве датчика тока магнитного усилителя в режиме трансформатора постоянного тока, в качестве измерителя скорости вращения электродвигателя - частотного тахогенератора, в качестве множительного ус ройства - конденсаторного частотометра, погрещность которого не нревыщает 0,1 %.

Ностоянное напряжение, поступающее с выхода конденсаторного частотомера, нреобразуется с помощью преобразователя 5 в частоту импульсов напряжения и через коммутатор 7 ноступает на счетчик. Коммутатор 7 по сигналу блока формирования интервала усреднения узла управления замыкается на

время, в течение которого определяется усредненная энергоемкость. Количество импульсов, прощедщих через коммутатор и подсчитанных счетчиком 10, соответствует энергии экскавации за это время.

Числовая величина, содержащаяся в счетчике 10, иреобразуется в соотнощение сопротивлений входной и выходной цепей цифрового потенциометра 13 интегрирующего нреобразователя 11, которое соответствует энергии экскавации за время усреднения.

С другой стороны, имнульсное напряжение, частота импульсов которого пропорциональна текущей нроизводительности экскаватора, с выхода блока 15 измерения текущей производнтельности поступает через коммутатор 20 на вход интегрирующего преобразователя 23, содержащего счетчик 22 импульсов н цифровой потенциометр 24, и работающего аналогично интегрирующему нреобразователю 11.

Коммутатор 20 замыкается по сигналу блока 21 транснортного запаздывания узла управления со сдвигом во времени относительно момента замыкания коммутатора 7 на время транспортного запаздывания, определяемого блоком 21 но сигналам преобразователя скорости вращения электродвигателя рабочего органа и датчика скорости движения ленты трансиортера роторной стрелы экскаватора и остается замкнутым в течение времени

усреднения.

Время транспортного запаздывания состоит из суммы времени, необходимого на подъем экскавируемой горной массы ковщамн рабочего органа экскаватора до лепты транснортера роторной стрелы (оно зависит от скорости вращения рабочего органа), постоянного времени, необходимого для пересыпкп горной массы на ленту транспортера, и времени, необходимого для движения транснортера до

места установки датчиков ногоиной нагрузки блока 15 измерения текущей нроизводительности экскаватора (оно зависит от скорости движения ленты транспортера).

Таким образом, соотнощенне сопротивлений

входной н выходной цепей цифрового нотенциометра 24 соответствует выработке экскаватора за то же время усреднения, в течение которого онределялась энергия экскавации. Цифровой потенциометр 13 интегрирующеблока 14 питания, а цифровой потенциометр 24 интегрирующего преобразователя 23 питается напряжением от выпрямителя 25, на вход которого по.сается на тряжение регулятора напряжения. На входе усилителя действует разность напряжений выходных цепей цифровых потенциометров 13 и 24. С выхода усилителя 26 через коммутатор 27, управляемый узлом 9 управления, сигнал поступает па электродвигатель 28, который вращает регулятор напряжения до тех пор, пока сигнал на входе усилителя не станет равным нулю. При этом напряжение на выходе регулятора напряжения, который питается от блока 14 питания, будет соответствовать частному от деления энергии экскавации и выработки экскаватора за один и тот же период, т. е. усредненному значению удельной энергоемкости. Это напряжение, выпрямленное выпрямителем, поступает на индикатор усредненного значения удельной энергоемкости и в выходную цепь устройства. Элемент временной задержки узла управления обеспечивает выдержку времени в течение которого замкнут коммутатор 27 и происходит работа устройства по выработке частного. После окончания выдержки времени размыкается коммутатор 27, происходит сброс в нуль счетчиков 10 и 22 и начинается новый цикл автоматического определения усредненного значения удельной энергоемкости. Во время определения энергии экскавации с помощью интегрирующего преобразователя // и определения с временным сдвигом, равным транспортному запаздыванию выработки экскаватора с помощью интегрирующего преобразователя 23 (за время усреднения) коммутатор 27 разомкнут, положение регулятора 29 и его напряжение соответствует значению усредненной удельной энергоемкости, определенному в предыдущем цикле работы устройства. Предмет изобретения 1.Устройство для контроля режима работы машин, например роторного экскаватора, включающее блок измерения мощности привода рабочего органа с преобразователем скорости вращения электродвигателя, блок измерения текущей производительности, узел управления и коммутаторы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического определения удельной энергоемкости, к выходам блоков измереиия мощности и текущей производительности иодключены соответственно посредством коммутаторов, соединенных с узлом управления, интегрирующие преобразователи мощности и производительности, выходы которых, в свою очередь, соединены между собой последовательно и иодключены к усилителю, соединенному посредством коммутатора с включенным в выходную цепь устройства электродвигателем регулятора и с интегрирующим преобразователем производительности. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения мощности выполнен в виде конденсаторного частотомера, например, с полупроводниковыми коммутирующими элементами, цепь управления которого соединена с преобразователями скорости вращения электродвигателя привода рабочего органа. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел управлеиия выполнен в виде взаимосвязанных между собой блоков формирования интервала усреднения, транспортного запаздывания и элемента временной задержки.

Lri 13j

-Ь.-йдщщй

fO

f3fJJJJJ. I

Jo/,

1 I -. ill i I aaaaam|22i

J20