Устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающего комбайна

 

Изобретение относится к области автоматического управления горными машинами и может быть использовано для автоматического регулирования скорости подачи частотно-регулируемого электропривода угледобывающего комбайна. Устройство позволяет повысить точность стабилизации динамических свойств системы автоматическоI го регулирования при изменении сопротивления угля резанию. Источником 1 задающего сигнала задается ток электродвигателя резания (ЭДР) комбайна 14, Сигнал с датчика 2 тока резания через фильтр 4 низкой частоты и регулируемый усилитель 5 поступает на вход сумматора 6, где суммируется с сигналом с источника 8 опорного напряжения и подается на первый вход блока деления (БД) 7. Коэффициент передачи усилителя 5 устанавливается пропорциональным произведению коэффициента передачи датчика 2 на коэффициент связи между активной мощностью и током ЭДР. Источником 8 опорного сигнала задается сигнал, пропорциональньш активной мощности холостого кода ЭДР. Сигнал задания скорости подачи, снимаемый с выхода регулятора 3, подается, на второй вход БД 7. Выходной сигнал БД 7 изменяет сопротивление оптопары 12 таким образом, что произведение коэффициента зарубаемости на коэффициент усиления регулятора 3 остается неизменным. 1 ил. (Л СО 4 4 00 о kr

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 E 21 С 35/24

ОПИСЛНИЬ ИЗОБРКткнИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4014418/22-03 (22) 28.01.86 (46) 15.10.87, Бюл. ¹ 38 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.И. МИНделеева (72) Г.И. Бабокин и Е.Б. Колесников (53) 622.232,72(088.8) (56) Теоретические и экспериментальные исследования регулируемого привода шахтных забойных машин.

M.: Наука, 1966, с.137.

Авторское свидетельство СССР № 281352, кл. Е 21 С 27/00, 1967. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ПОДАЧИ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМБАЙНА (57) Изобретение относится к области автоматического управления горными машинами и может быть использовано для автоматического регулирования скорости подачи частотно-регулируемого электропривода угледобывающего комбайна. Устройство1позволяет повысить точность стабилизации динамических свойств системы автоматического регулирования при изменении сопротивления угля резанию. Источником

1 задающего сигнала задается ток электродвигателя резания (ЭДР) комбайна 14. Сигнал с датчика 2 тока резания через фильтр 4 низкой частоты и регулируемый усилитель 5 поступает на вход сумматора 6, где суммируется с сигналом с источника 8 опорного напряжения и подается на первый вход блока деления (БД) 7. Коэффициент передачи усилителя 5 устанавливается пропорциональным произведению коэффициента передачи датчика 2 на коэффициент связи между активной мощностью и током ЭДР. Источником 8 опорного сигнала задается сигнал, пропорциональный активной мощности холостого хода ЭДР. Сигнал задания скорости подачи, снимаемый с выхода регулятора 3, подается. на второй вход БД 7, Выходной сигнал БД 7 изменяет сопротивление оптопары 12 таким образом, что произведение коэффициента зарубаемости на коэффициент усиления регулятора 3 остается неизменным.

1 ил.

Р

3 равен

К| T3 -A

1 (2)

Ч„

Р— 
В 7 где коэААициент В пропорционален .сопротивляемости угля резанию или коэфАициенту зарубаемости объекта.

1

i34489

Изобретение относится к области автоматического управления горными машинами и может быть использовано для автоматического регулирования ,> ,скорости подачи частотно-регулируемого электропривада угледобывающего комбайна.

Цель изобретения — повьш|ение точности стабилизации динамических 10 свойс.тв системы автоматичс ского регулирования при изменении сопротивления угля резанию, На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства. 15

Устройство содержит источник задающего сигнала тока резания, датчик 2 тока резания, регулятор 3 скорости подачи, фильтр 4 низкой частоты, подключенный к выходу датчика 2 тока 20 резания, регулируемый усилитель 5, подключенный к выходу фильтра. 4 низкой частоты, сумматор б, выход которого подключен к первому входу (делимое) блока 7 деления, а первый и вто- 25 рой входы подключены соответственно к выходам регулируемого усилитепя 5 и источника 8 опорного сигнала. Регулятор скорости выполнен на операционном усилителе 9, инвертирующий вход 30 которого через входной резистор 10 подключен к выходу фильтра 4 низкой частоты, а неинвертирующий вход через входной резистор 11 присоединен к выходу источника 1 задающего сигнала.

В цепь обратной отрицательной связи операционного усилителя 9 включены последовательно соединенные резисторная оптопара 12, вход которой подключен к выходу блока 7 деления, и конденсатор 13, Выход регулятора 3 скорости подачи подключен к входу задания скорости подачи привода угледобывающего комбайна 14, в цепь питания двигателя резания которого включен датчик 2 тока резания.

Устройство работает следующим образом.

Источником 1 задающего сигнала тока резания задают ток резания, ко-. торый однозначно определяет мощность потребляемую электродвигателем резания угледобывающего комбайна 14.

Сигнал задания скорости подачи, снимаемый с выхода регулятора 3, пос- б тупает на второй вход (делитель) блока 7 деления. Сигнал с датчика 2 тока резания через фильтр 4 низкой частоты и регулируемый усилитель 5 поступает

9 2 на вход сумматора 6„ где суммируется с сигналом с источником 8 опорного напряжения, причем коэфАициент усиления регулируемого усилителя 5 устанавливается пропорциональным произведению коэфАициепта передачи датчика тока 2 резания на коэффициент К связи между активной мощностью Рз и током данного типа электродвигателя резания угледобывающего комбайна 14:

| где P — заданная активная мощность электродвигателя резания;

I — заданный ток электродвигате3 ля резания, Одновременно источником 8 опорного сигнала задается сигнал, пропорциональный активной мощности А холостого хода данного типа электродвигателя резания, Таким образом, на первом входе (целимое) блока 7 деления устанавливается сигнал, пропорциональный активной мощности (току) резания с учетом потерь мощности холостого хода,.

На выходе блока 7 деления сигнал, выраженный через параметры энергетической характеристики комбайна

В (2) учтено „что Р = К I

Сигнал с выхода блока 7 деления, пропорциональный коэАфициенту зарубаемости, воздейс.твует на резисторную оптопару 12, вследствие чего сопротивление резистора оптопары 12 изменяется обратно пропорционально сигналу с выхода блока 7 деления.

В результате того, что резистор оптопары 12 включен в цепь отрицательной обратной связи усилителя 9, изменение его сопротивления пропорционально перестраивает коэАфициент усиления усилителя 9„ а следовательно, и регулятора З,Регулятор 3 обеспечивает пропорционально интегральный закон регулирования благодаря включению в обратной связи конденсатора 13 и оптопары 12.

1 Г Ron

U ) U dt+ — — U

Bblk Р ° 1P.C ) Bz R 1 1 ev (3) 4Р входной сигнал регулятора

3, равный разности тока задания и фактического тока, сопротивления входных резисторов операционного уси- 45 лителя, емкость в цепи обратной связи операционного усилителя 9; сопротивление оптопары 12 ° 5р

R10=R11

Коэффициент усиления регулятора

13448

При увеличении сопротивления угля резанию и неизменном сигнале задания тока резания, система регулирования уменьшает скорость подачи комбайна

14 до тех пор, пока сигнал с выхода датчика 2 тока резания не будет равен току задания, выдаваемого источником

1. Сигнал на выходе блока 7 деления, полученный в результате вычисления нового значения коэффициента зарубаемости, увеличивается. Это приводит к тому, что коэффициент усиления регу-. лятора 3 уменьшается пропорционально увеличению коэффициента зарубаемости. 15

Следовательно, произведение коэффициента зарубаемости на коэффициент усиления регулятора остается неиз- менным, и не изменяются динамические свойства (быстродействие, перерегули- 2р рование, устойчивость) системы регулирования.

В качестве регулируемого усилителя 5 в устройстве использован опера-. ционный усилитель с регулируемым ко- 25 эффициентом усиления гутем изменения сопротивления резисторной оптопары

12, включенной в цепь отрицательной обратной связи. Блок 7 деления может быть выполнен по одной из известных 3р схем.

В качестве привода углецобывающего комбайна 14 может быть использован частотно-регулируемый электропривод.

Выходной сигнал регулятора 3 равен 35

99

4 дачи комбайна, так как этот сигнал подается в электропривод комбайна

14 в качестве задающего скорость подачи. Регулятор 3 может быть выполнен и пропорциональным, но тогда имеется статическа". ошибка в поддержании величины тока резания.

Использование устройства(по сравнению с известными)повышает точность стабилизации заданных динамических свойств системы (быстродействие, перерегулирование, устойчивость) в

1,5-2,5 раза за счет учета мощности

А па ерь холостого хода при вычислении коэффициента В зарубаемости по формуле (2). При использовании известных устройств коэффициент зарубаемости определяют по формуле В

Р и — без учета потерь мощности на холостом ходу. Мощность (ток) холостого хода имеется в достаточно широких пределах — 15-20Z (30-507) от номинальной для комбайновых электродвигателей с номинальной мощностью от 90 до 160 кВт и зависит от конструкции комбайна, степени износа резцов, состояния редуктора резания комбайна типа электродвигателя и ряда других факторов. В предлагаемом устройстве коэффициент зарубаемости вычисляется по формуле (2) с учетом коэффициента А с применением дополнительно введенных блоков — регулируемого усилителя, обеспечивающего учет типа электродвигателя путем установки коэффициента усиления, пропорционального К, сумматора и источника опорного сигнала задающего величину А.

Кроме того, в предлагаемом устройстве (в отличие от известных) исключен датчик скорости подачи комбайна, так как сигнал, пропорциональный скорости, берется с выхода регулятора скорости подачи, причем в качестве датчика, характеризующего нагрузку, применяется датчик тока, а не более сложный датчик мощности, что упрощает.предлагаемое устройство по сравнению с известными. согласно (3) равен — — и меняется кon

R 11

55 с изменением сопротивления оптопары 12.

Сигнал на выходе 3 регулятора пропорционален фактической скорости поФормула изобретения устройство автоматического регулирования скорости подачи угледобывающего комбайна, содержащее блок деления и регулятор скорости подачи, 1344899

Составитель М. Аксенов

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор А. Ревин

Заказ 4898/33 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 выход которого соединен с входом привода угледобывающего комбайна, в выходные цепи которого включен датчик тока резания о т л и ч а ю—

У

5 щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности стабилизации динамических свойств системы автоматического регулирования при изменении сопротивления угля резанию, устройство снабжено регулируемым усилителем, источником опорного сигнала, сумматором, задатчиком тока резания и AHJIbTpoM низкой частоты, причем регулятор скорости подачи состоит из операционного 1r усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последовательно соединенные конденсатор и выходная цепь резисторной оптопары, а также иэ двух входных резисторов, к первому из которых подключен задатчик тока резания, при этом выход датчика тока резания подключен к входу фильтра низкой частоты, выход которого связан с вторым входным резистором регулятора скорости подачи и с входом регулируемого усилителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, а выход сумматора соединен с первым входом блока деления, выход которого подключен к входным цепям резисторной оптопары, а выход операционного усилителя, являющийся выходом регулятора скорости подачи, соединен с вторым входом блока деления.