Устройство для управления копающимМЕХАНизМОМ эКСКАВАТОРА Советский патент 1981 года по МПК E02F9/20 

1

Изобретение относится к системам управления копающими механизмами одноковшовых экскаваторов, кранов и ряда других машин с тяжелыми условиями работы и предназначено для ограничения динамических нагрузок.

Известно устройство содержит систему управляемый преобразователь - двигатель с двухконтурной системой подчиненного регулирования и узел ограничения динамических нагрузок, состоящий из источника постоянного напряжения, элемента -сравнения и ключа, и позволяет уменьшить динамические нагрузки на механизм l .

Однако процесс ограничения нагрузок носит колебательный характер.

Известно устройство для ограничения динамических усилий в электроприводе рабочего органа экскаватора, включающее электрические вентили и систему управления электропривода, регулятор тока, датчик усилия и узел ограничения нагрузки, состоящий из формирователя уровня рекуперативного тока с ограничением в цепи обратной связи и стабилитронов, последовательно соединенных с упомянутым формирователем, обеспечивающее эффективioe снижение динамического коэффициента нагрузок в электромеханическом оборудовании экскаватора при стопорении кпгвша 2 .

Однако процесс ограничения нагрузок путем рекуперации энергии при стопорении ковша имеет колебательный характер, что отрицательно сказывается на надежности и долговечности оборудования и канатов.

Известно также устройство для управления копающим механизмом экскаватора, содержащее регулируемый привод копающего механизма с регуляторами напряжения и тока, управляемым 5 преобразователем и датчиком тока, датчики усилия и производной усилия, узел ограничения нагрузки, сумматор и ключевой элемент, позволяющее ограничивать производную тока якорной цепи и величину тока якоря двигателя в тормозном режиме з.

Однако колебательность процесса ограничения нагрузок при этом не 25 устраняется. Это объясняется тем, что контур ограничения нагрузок такой же,как и в устройстве 2.

Цель изобретения - повышение на-дежнасти управления и производительности экскаватора. Поставленная цель достигается те что устройство снабжено датчиком ск рости и двумя диодами, причем датчи производной усилия через последовательно соединенные ключевой элемент один из диодов и сумматор подключен к регулятору тока, а управляющий вх ключа через второй диод соединен с датчиком скорости. На чертеже изображена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит регулятор 1 тока, ко входам которого подсоедине датчик 2 тока, узел 3 ограничения нагрузки, состоящий, например, из формирователя 4 уровня рекуперативного, тока с элементами 5 ограничени в цепи обратной связи, и регулятор напряжения. Датчяк 7 усилия через .. стабилитроны 8 и 9 подсоединен к уз лу 3. Электродвигатель 10 получает питание от преобразователя 11, управляемого системой 12 И1«пульсно-фа зового управления. Датчик 13 скорос двигателя 10 подключен через первый диод 14 к управляющему входу ключевого элемента 15. Датчик 16 производной усилия через последовательно соедиь енные ключевой элемент 15, вт рой диод 17 и cyivMaTOp 18 связан со входом регулятора 1 тока. Устройство работает следующим образом. Ограничение динамических усилий осуществляется путем перевода двига / теля в режим рекуперативного торможения. Если усилие в механизме превышает стопорное значение Р., то стабилитроны 8- и 9 пробиваются, и сигнал с датчика 7 усилия поступает на вход формирователя 4, на выходе которого появляется напряжение Уф, величина которого больше максимального значения напряжения Upn may. на вькоде регулятора 6 напряжения в режиме стопорения. Полярность напряжения Уф на выходе формирователя 4 противоположна полярности сигнала Урн на выходе регулятора 6 напряжения. При Уф 7 UpHfYiax изменяется поля ность напряжения как на входе, так и на вьшоде регулятора 1 тока, и двигатель переходит в режим рекуперативного торможения. Процесс торможения .электропривода с рекуперацией. энергии в сеть происходит до тех пор, пока усилие в механизме не становится меньше стопорного значения Величина рекуперативного тока определяется разностью напряжений ифрт - ирнглач. Ве 1ичина стопорного тока, задаваемая ограничивается максимально возможным усилием в механизме при работе на упор. Максимальная величина рекуперативного тока двигателя определяется Иф ограничиваемой перегрузочной способность по условиям коммутации. Максимальное значение усилия в упругом элементе в режиме ограничения нагрузки, определяемое запасенной в механизме кинетической энергией, величиной рекуперативного тока и рядом других параметров, соответствует во времени переходу скорости двигателя через нулевое значение, во время которого сигнал с датчика 13 скорости проходит через первый диод 14 и открывает ключевой элемент 15. Сигнал с датчика 16 производной усилия через ключевой элемент 15, второй диод 17 и сумматор 18 поступает на вход регулятора тока. Этот сигнал, представляющий собой гибкую положительную связь по усилию, устраняет колебательность процесса ограничения нагрузок, вызываемую упругим элементом механизма. Превый диод 14 не пропускает сигнал с датчика скорости при положительном направлении скорости двигателя. Это позволяет не затягивать переходные процессы в приводе в рабочих режимах. В качестве ключевого элемента используется полупроводниковое реле или микросхема серии 901 общепромышленного применения. Применение предлагаемого устройства полностью устраняет колебательность процесса при рекуперации энергии, сокращает длительность процесса жесткого стопорения более, чем в 3 раза, что повышает производитель ость и надежность экскаватора. Формула изобретения Устройство для управления копающим механизмом экскаватора, содержащее регулируемый привод копающего механизма с регуляторами тока и напряжения, управляемым преобразователем и датчиком тока, датчики усилия и производной усилия, узел ограничения нагрузки, сумматор и ключевой элемент, отличающееся тем, чуо, с целью повышения надежности управления и производи-иельности экскаватора, оно снабжено датчиком скорости и двумя диодами, причем датчикПроизводной усилия через последовательно соединенные ключевой элемент, один из диодов и сумматор подключен к регулятору тока, а управляющий .вход ключа через второй диод соединен с датчиком скорости. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 613037, кл. Е 02 F 9/20, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 442272, кл. Е 02 F 9/20, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР о заявке № 2676411/03, л. Е 02 F 9/20, 12.10.78 (протоип).