Устройство для автоматического регулирования нагрузки черпаковой цепи драги Советский патент 1979 года по МПК E02F3/16 

1

Изобретение относится к механизации и автоматизации открытых горных разработок, а именно к многочерпаковым машинам, добывающим горную массу или грунт, и может быть использовано на драгах, роторных экскаваторах и земснарядах.

Известно устройство для автоматического регулирования заданной нагрузки двигателей черпаковой цепи, содерл ащее нереверсивный преобразователь, управляющий электродвигателем лебедок носовых канатов, который через канат, связанный с берегом, придает драге и ее черпающему комплексу боковое перемещение. Черпаковая цепь черпающего комплекса приводится в движение двигателями, сигнал тока которых через иизкочастотный фильтр поступает на вход сравнивающего устройства, на другой вход которого подается задающий сигнал, а выход подключен ко входу тиристорного преобразователя. Известное устройство предусматривает регулирование нагрузки двигателей черпаковой цепи изменением скорости боковой подачи и направлено лищь на поддержание заданного тока нагрузки двигателей 1.

Недостатком известного устройства является то, что это устройство не может обеспечить оптимального режима черпания при изменяющихся условиях черпания, например изменении категории грунта. Стремясь поддерживать оптимальный режим черпания, характеризующийся стабилизацией в заданных пределах отношения скорости бокового перемещения к скорости черпания, оператор вручную изменяет задающее воздействие при изменениях разрабатываемых драгой категорий грунтов. Если же оператор при изменяющихся категориях грунта

перестраивает задающее воздействие, то это приводит к потере производительности по горной массе при работе на твердых грунтах и к бесполезной потере электроэнергии в электроприводе лебедок носовых

канатов на мягких грунтах. Оператору трудно определить категорию разрабатываемого грунта, так как процесс черпания происходит в воде и часто на больщой глубине.

Другим недостатком известного устройства является установка низкочастотного фильтра в цепь главной обратной связи, что приводит при интенсивных пусках регулятора к большим перегрузкам за счет

нерегулирования скорости в механизме лебедок, часто приводящим при начальном большом провисании каната к его обрывам. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для

автоматического регулирования нагрузки черпаковой драги, содержащее источник напряжения сравнения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых -канатов, привод черпаковой цепи с датчиком скорости и тока и пропорциональный усилитель 2. Недостатками устройства являются существенное отклонение режима черпания от оптимального и отсутствие демпфера низкочастотных колебаний сигналов тока. Колебания на входе пропорционального усилителя приводят к недопустимо больщим колебаниям скорости боковой подачи, имеющимся особенно при черпании твердых грунтов. Цель изобретения - повышение производительности черпающего комплекса и снижение удельных затрат электроэнергии на добычу грунта нутем автоматической настройки регулятора нагрузки на изменяющуюся крепость грунта, а также улучщение качества регулирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено множительно-делительным блоком, входы которого подключены к выходам пропорционального усилителя и датчиков скорости и тока, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения. Пропорциональный усилитель может быть выполнен демпфирующим. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит источник 1 сравнения напряжения, подключенный к одному из входов устройства сравнения 2, выход которого подсоединен ко входу демпфирующего усилителя 3. Выход дeмпфиpyюи eгo усилителя 3 подключен к входу-сомножителю множительно-делительного устройства 4 и к входу управляемого электропривода 5 лебедок носовых канатов, двигатель которого соединен через канат, намотанный на барабан, с черпающим комплексом 6, который содержит черпаковую цепь, приводимую в движение двигателями 7 черпаковой цепи 7. Выход датчика скорости 8, жестко сочлененного с валом двигателя 7, подключен ко входу-делителю множительно-делительного устройства 4. Другой вход-сомножитель устройства 4 соединен с выходом датчика тока 9 двигателя 7, включенного в якорную цепь этого же двигателя, а выход устройства 4 подсоединен ко второму входу устройства сравнения 2. Устройство в статике описывается следующей системой уравнений в /-/ос Uy вК, /„, у./,/1/, /, вП-Ь/х у6 s-./CsAs, ) где8 - ошибка регулирования; Л /ос - сигналы задания и обратной связи; /ч, /X- ток двигателя черпаковой цепи и ток его холостого Uy - выходное напряжение усилителя 3; Кз, /Cs и /(б - статические передаточные коэффициенты соответственно усилителя 3, электропривода лебедок носовых канатов 5 и черпающего комплекса 6; Уб и УЧ - скорости бокового перемещения и черпания. Рещение системы уравнений (1) при пренебрежении /X относительно боковой скорости дает результат V, I/SJZI.(2) Известные устройства имеют 1/в-- + IK -KS-KS Так как производительность черпающего комплекса, определяемая зависимостью Q h-l-Ve, где hut - толщина и длина стружки (нерегулируемые параметры), при последнем драгировании поддерживается регулированием боковой скорости, то очевидно, что предлагаемое устройство с регулированием Уб по зависимости (2), эффективнее известных устройств с регулированием Уб по зависимости (3). Кроме того, в устройстве автоматически изменяется боковая скорость 1/ч при изменениях скорости черпания, причем отношение УСУ/УЧ щироко не отклоняется от оптимального, при котором происходит рациональный режим (наименьшие потери электроэнергии) резания грунтов. Устройство работает следующим обрам. Источником сравнения напряжения 1 задается сигнал /, который сравнивается в устройстве сравнения 2 с сигналом обратной связи /ос, поступающим с выхода множительно-делительного устройства 4. Сигнал рассогласования е, полученный в устройстве сравнения 2, усиливается демпфирующим пропорциональным усилителем 3, который сглаживает колебания 8, обусловленные пульсациями тока двигателей черпаковой цепи, и формирует плавный пуск электропривода 5 лебедок носовых канатов. Электропривод 5 обрабатывает выходной сигнал усилителя 3, создавая посредством намотки каната на барабан боковое перемещение черпающему комплексу 6, при этом черпаковая цепь приводится в движение двигателями 7 черпаковой цепи. Нагрузка двигателей черпаковой цепи формируется скоростью бокового перемещения Уб

и зависит прямо пропорционально от скорости черпания У крепости грунта Кг, толщины стружки /I и ее длины /. Нагрузка /ч двигателей черпаковой цепи и их скорость УЧ, а также сигнал управления i/y с усилителя 3 поступают на множительно-делительное устройство 4, которое выполняет операцию вычисления /ос t/y/ч/Уч и формирует сигнал обратной связи в автоматической системе, отрабатывающей заданный сигнал /.

При послойном драгировании, например, увеличение крепости грунта приводит к увеличению нагрузки 1ч, которая через множительно-делительное устройство 4 уменьшает сигналы ошибки е и соответственно i/y на выходе усилителя 3, последний из которых в свою очередь уменьшает выходной сигнал устройства 4, частично стабилизируя тем самым ошибку регулирования и соответственно скорость бокового перемещения УбДополнительное введение множительноделительного устройства в цепь обратной связи делает иеременным ее передаточный коэффициент в зависимости от скорости бокового перемещения и скорости черпания, причем увеличение скорости черпания снижает передаточный коэффициент, а увеличение боковой скорости его увеличивает. Такое устройство позволяет автоматически без вмешательства оператора настраивать приводы черпающего комплекса на процесс драгирования, близкий к оптимальному, что способствует повышению производительности черпающего комплекса. Выполнение пропорционального усилителя демпфирующим снижает колебательный характер работы электропривода лебедок носовых канатов (папильонажных лебедок) и делает ее пуск плавным.

Формула изобретения

1.Устройство для автоматического рсгулирования нагрузки черпаковой цепи

драги, содержащее источник напряжения сравнения, элемент сравнения, электропривод лебедок носовых канатов, привод черпаковой цепи с датчиком скорости и тока и

пропорциональный усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и снил :ения удельных затрат электроэнергии, оно снабжено множительно-делительным блоком, входы которого подключены к выходам пропорционального усилителя и датчиков скорости и тока, а его выход соединен с одним из входов элемента сравнения.

2.Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью улучшения качества

регулирования, пропорциональный усилитель выполнен демпфирующим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бургин Б. Ш. Коррекция САР тирнсторных электроприводов драги при низкочастотном возмущении. - «Электричество, 1967, № 5, с. 53-58.

2. Авторское свидетельство СССР № 244206, кл. Е 02F 9/20, 1967.