Устройство управления роторным экскаватором Советский патент 1980 года по МПК E02F3/26 

1

Изобретение относится к стредствам автоматизации производственных процессов на открытых горных работах и может быть использовано для управления роторным экскаватором.

Известны устройства управления роторным экскаватором, содержащим системы стабилизации скорости привода роторного колеса и привода подачи роторного колеса, обеспечивающие постоянство производительности за счет стабилизации скорости приводов подачи и вращения роторного колеса 1 и 2.

Недостатком таких устройств является недоиспользование мощности приводов, так как при выборе стабилизируемого уровня производительности (т. е. установок для устройств стабилизации скорости) выбирают его минимальное значение, исключающее перегрузку приводов экскаватора во всем диапазоне возможного изменения свойств обрабатываемого забоя.

Известно устройство управления роторным

экскаватором, содержащее системы стабилизации скорости привода роторного колеса и привода подачи роторного колеса, которое обеспечивает стабилизацию потребляеной приводом роторного колеса мощноети 3.

Недостаток известного устройства заключается в том, что машинисту экскаватора для обеспечения наиболее полного использования мощности привода роторного колеса установку стабилизации мощности следует постоянно корректировать (в зависимости от времени года и суток в силу колебаний температуры окружающей среды, характера предшествующей нагрузки, например после поворота стрелы или других технологических пауз, и т. д.), что затруднительно. Это приводит к недоиспользованию 5 мощности привода.

Цель изобретения - повышение эффективности использования мощности привода роторного колеса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками тока привода роторного колеса и температуры окружающей среды, двумя функциональными преобразователями, элементом сравнения и интегратором, причем датчики тока привода роторного колеса и температуры окружающей среды через соответствуюш,ие преобразователи подключены к элементу сравнения, выход которого через интегратор подключен ко входу системы стабилизации скорости привода подачи роторного колеса. На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство управления роторным экскаватором содержит систему, стабилизации 1 скорости привода роторного колеса, электродвигатель 2 роторного колеса, датчик тока 3 двигателя роторного колеса, функциональный преобразователь 4, обеспечивающий квадратную зависимость выходной величины от входной, датчик температуры 5 окружающей среды, функциональный преобразователь 6 обеспечивающий преобразование величины, пропорциональной температуре окружающей среды 8, величину, пропорциональную максимально допустимому значению среднеквадратичного тока привода роторного колеса при заданной температуре окружающей среды; звено сравнения 7, интегратор 8 (например, операционный усилитель в режиме интегрирования), систему стабилизации 9 скорости привода подачи роторного колеса (например, привода поворота) электродвигатель 10 подачи роторного колеса, збой 11, посредством которого осуществляется связь между рассматриваемыми приводами.

Выход датчика тока 3 привода роторного колеса соединен со входом функционального преобразователя 4, выход которого соединен со входом звена сравнения 7. Выход звена сравнения 7 соединен со входом интегратора 8, выход которого подключен ко входу регулятора скорости 9 привода подачи.

Функциональный преобразователь 4 представляет собой квадратор, т. е. его вь1ходное напряжение Свых определяется

ивых mip,(1)

гдеi - ток электродвигателя 2; m - масщтабный множитель.

Функциональный преобразователь 6 с точностью до масщтаба реализует зависимость

i| f(T),(г)

где Т - температура окружающей среды;

is -максимально допустимое значение среднеквадратичного тока электродвигателя 2 при температуре окружающей среды Т, Напряжение задания Us на скорость привода подачи . определяется выражением

из r(,)dt.(3)

Предположим, что

1з const,W

(что соответствует условию Т const) и, что величина i не подвержена систематическому изменению, а самая низкая частота периодических колебаний этой величины

больше собственной частоты интегратора 8. Тогда можно записать:

„r()dt 0,(5)

где т -Jпостоянная времени интеграто ра 8.

Из (5) X учетом (4) получаем:

,: 9JXi

i| dt const

(6)

А

Левая часть (4) определяется среднеквадратичным значением за время т.

Следовательно, устройство стабилизирует среднеквадратичное значение тока привода роторного колеса. Очевидно, что при соблюдении условий г Ti и т const (где TI - постоянная времени нагрева обмоток электродвигателя привода роторного колеса) такое устройство обеспечивает постоянство температуры об.моток двигателя (что эквивалентно условию его максимального использования при данной Т).

Оптимальное значение т определяется из условия

(7)

где Та - период естественных колебаний нагрузки на валу привода роторного колеса, вызванных дискретностью режущего инструмента.

Для мощных экскаваторов т 2 составляет 0,8-2 с, а т - 2-3 мин, т. е. условие (7) выполнимо.

Таким образом, при длительном (более тз) изменении нагрузки на валу электродвигателя 2 соответствующее изменение ip приводит к изменению выходных величин функционального преобразователя 4, устройства сравнения 7 и интегратора 8, что приводит к изменению скорости подачи до величины, обеспечивающей заданное значение среднеквадратичного тока при новой нагрузке. При изменении температуры окружающей среды изменяются выходные величины датчика 5, функционального преобразователя 6, устройства сравнения 7 и интегратора 8, что

также приводит к изменению скорости подачи до такой величины, чтобы среднеквадратичный ток электродвигателя 2 равнялся его максимально допустимому значению при данной температуре окружающей среды. При изменении нагрузки на его валу или температуры окружающей среды (т п) температура обмоток электродвигателя 2 будет практически постоянной, т. е. использование электродвигателя 2 максимально.

Применение устройства позволяет автоматически учитывать изменение перегрузочной способности привода роторного колеса с изменением температуры окружающей среды (амплитуда колебаний которой в течение года составляет, как правило, более 40°С) и в результате влияния технологических пауз в процессе копания, что обеспечивает более эффективное использование мощности привода роторного колеса экскаватора.

Формула изобретения

Устройство управления роторным экскаватором, включающее системы стабилизации скорости привода роторного колеса и привода подачи роторного колеса, например привода поворота роторной стрелы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования мощности привода роторного колеса, оно снабжено датчиками тока привода роторного колеса и температуры окружающей среды, двумя функциональными преобразователями, элементом сравнения и интегратором, причем датчики тока привода роторного колеса и температуры окружающей среды через соответствующие преобразователи подключены к элементу сравнения, выход которого через интегратор подключен ко входу системы стабилизации скорости привода подачи роторного колеса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 303546, кл. Е 02 F 3/26, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 294902, кл. Е 02 F 3/26, 1968.

3.Автоматизация производственных процессов на открытых горных разработках. Киев, «Техника, 1973, с. 33.