Способ управления электроприводом поворота экскаватора Советский патент 1982 года по МПК E02F9/20 

Изобретение относится к строительному и горному машиностроению, например к экскаваторам.

Известен способ управления электроприводом поворота экскаватора, основанный на изменении напряжения, подаваемого на якорную обмотку электродвигателя, п зависимости от разности сигналов, пропорциональных заданной и фактической частоте вращения поворотной платформы, и формирование характеристик путем введения обратных связей .

Известен также способ управления электроприводом поворота экскаватора путем изменения напряжения, подаваемого на якорную обмотку электродвигателя в функции рассогласования заданной и фактической частот вращения поворотной платформы, и ограничения тока 2.

Недостатком таких способов является возможность появления периодических возмущающих моментов, обусловленных кинематическими несовершенCTBeiMH зубчатых зацеплений редукторов

Под действием этих моментов в режиме резонанса имеют место значительные Д)и1ц:.а1ческие усилия в меха ниэмах.

Частота периодических возмущающих моментов равна частоте зацепления венцовой пары, т.е. пропорциональна частоте вращения поворотной платформы.

Режим резонанса наступает при совпадении этой частоты с резонансной частотой колебаний электромеханической системы. Величина возникающих

10 в механизме динамических усилий в режиме резонанса достигает максимальных значений. Колебания момента приводят к колебаниям скорости поворотной платформы и расположенных

15 на ней металлоконструкций. Колебания поворотной платформы передаются на кабину управления и воспринимаются машинистом как тряска.Многократные, удары в приводах приводят к

20 усиленному расшатыванию и ослаблению металлоконструкций и, особенно, секций поворотной платформы и зубчатого венца.

Большое число нагружений кинема25тической цепи с повышенными нагрузками снижает усталостную прочность узлов и деталей механизма поворота.

Целью изобретения я вляется повышение надежности электромеханическо30го оборудования механизма поворота.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют частоту вращения поворотной платформы, сравнивают ее с заданной, при которой момент в механизме соответствует допустимому значению, и при равенстве этих частот уменьшают резонансную частоту колебаний электромеханической систем с помощью корректирующего звена.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, реализующее способ управления электроприводом поворота экскаватора; на фиг. 2 приведены амплитудно-частотные характеристики электромеханической системы в виде отношения амплитуды момента в упругой связи механизма Ко к амплитуде возмущающего момента Mg в функции частоты возмущающего момента.

Кривая 1 соответствует амплитудно-частотной характеристике системы без корректирующего звена, а кривая 2-е корректирующим звеном.

Так как частота возмущающего момента ujg меньше резонансной частоты ujp , то механизм поворота работает в дорезонансной области кривой 1 (фиг.2).

При дальнейшем разгоне частота вращения поворотной платформы сравнивается с частотой возмущающего воздействия зубчатого зацепления -Li (точка А на фиг.2), при которой момент в механизме соотг етствует доnycTiiMOMy значению н схема сравнения подключает корректирующее звено к датчику скорости или датчику ЭДС. Благодаря тому, что корректирующее звено имеет передаточную функцию, при которой амплитудно-частотная характеристика электромеханической систеглы соответствует кривой 2, при разгоне на участке II частота возмущающего воздействия uj в больше резонансной частоты uJp, т.е. механизм поворота работает в зарезонансной области.

По горизонта.чьной оси (фиг. 2) отложена частота возмущающего момента I jj-wj, а также пропорциональная ей относительная частота вращения

двигателя , соответствующая jj . текущая и номинальная частотвращения двигателя). По вертикальной оси (фиг.2) отложено отношение амплитуды момента в упругой связи механизма Мс к амплитуде возмущающего момента П,.

Устройство состоит из датчика частоты вращения 1, кинематически соеди ненного с поворотной платформой 2, схемы сравнения 3 и корректирующего звена 4.

Устройство работает следующим образом.

При разгоне механизма поворота двигателем 5 напряжение преобразователя Б регулируется системой управления 7. В начальный период разгона

на участке I (фиг.2), когда частотавращения платформы меньше схема сравнения заперта и корректирующее звено не влияет на работу системы управления. Амплитудно-частотная характеристика электромеханической системы соответствует кривой 1 (фиг.2) и резонансная частота колебаний Шр имеет максимальное значе.ние top.

Для получения амплитудно-частотной характеристики до кривой 2 корректирующее звено может иметь,например, следующую передатогную функцию

.ЧР)о(рТ,,Г

При дальнейшем увеличении частоты вращения поворотной платформы или установившемся движении корректирующее звено включено и мexaниз поворота работает в зарезонансной области кривой 2.

На первом этапе торможения механизма корректирующее звено включено ujg , затем схема сравнения отключает его и амплитудно-частотная характеристика системы соответствует кривой 1 и механизм поворота работает в дорезонансной области кривой 1.

Таким образом, в режимах разгона торможения и установившегося движения поворотной платформы исключаетс режим резонанса, амплитуда колебаний момента в упругой связи механизма Мр не превышает допустимого значения, соответствующего точке А (фиг.2).

При использовании предлагаемого способа управления электроприводом поворота экскаватора существенно ограничиваются динамические усилия в механизме, так коэффициент динамичности, т.е. отношение максимального момента к возмущающему моменту, снижается в 2-3 раза. Это позволит уменьшить вес механизма поворота экскаватора. Одновременно с экономией металла в результате снижения динамических усилий увеличиваются надежность и долговечность механизма поворота, уменьшаются затраты на ремонт оборудования, сокращаются простои, т.е. увеличивается эксплуатационная производительность экскаватора.

Формула изобретения

Способ управления электроприводом поворота экскаватора путем изменения напряжения, подаваемого на якорную обмотку электродвигателя в функции рассогласования заданной и фактической частот вращения поворотной платформы, и ограничения тока, о т л ичающийся тем,что, с целью