Многодвигательный электропривод конвейеров

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многодвигательным электроприводом с переменной нагрузкой, в частности электроприводом конвейеров в горной промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение надежности энергетических показателей. За счет введения в состав электропривода датчика нагрузки, двух реле времени, пускового реле, двух RS-триггеров , реверсивного счетчика, регистра сдвига, логических элементов 3ИЛИ, 3 - 2И-ИЛИ, 2И-ИЛИ, 2-2И-ИЛИ, четырех элементов НЕ и четырех элементов 4-2И-ИЛИ и соответствующего выполнения функционального блока число работающих двигателей в многодвигательном электроприводе конвейеров соответствует нагрузке, а отключение двигателей при изменении нагрузки происходит по круговому циклу, что приводит к поочередному охлаждению двигателей, повышению перегрузочной способности привода в целом, надежности и энергетических показателей, т.к. вновь включающийся в работу двигатель имеет температуру, равную температуре окружающей среды. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„55791 (51)5 Н 02 P 1/54

58КОШ1А3

ЧСЕ11:: j „"Í1EJû

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4302261/24-07 (22) 30 ° 06.87 (46) 07.04.90. Бюл. ¹ 13 (71) Донецкий политехнический институт (72) И.И. Коваленко, В.И. Чернышев и О.И. Коваленко (53) 621.313.333 (088.8) (56) Малинковский А.К. Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников ° — M,: Недра, 1987, с. 210 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 961082, кл. Н 02 Р 1/54, 1980. (54) МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

КОНВЕЙЕРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многодвигательным электроприводом с переменной нагрузкой, в частности электроприводом конвейеров в горной промышленности и в других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многодвигательным электроприводом с переменной нагрузкой, в частности электроприводом конвейеров в горной промышленности и в, других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение надежности энергетических показателей.

На чертеже представлена структурная схема многодвигательного электропривода.

Многодвигательный электропривод конвейеров содержит четыре электро2

Цель изобретения — повышение надежности энергетических показателей. За счет введения в состав электропривода датчика нагрузки, двух реле времени, пускового реле, двух RS-триггеров, реверсивного счетчика, регистра сдвига, логических элементов 3ИЛИ, 3-2И-ИЛИ, 2И-KIH 2-2И-ИЛИ, четырех элементов НЕ и четырех элементов

4-2И-ИЛИ и соответствующего выполнения функционального блока число работающих двигателей в многодвигательном электроприводе конвейеров соответствует нагрузке, а отключение двигателей при изменении нагрузки происходит по круговому циклу, что приводит к поочередному охлаждению двига- Е телей, повышению перегрузочной способности привода в целом, надежности и энергетических показателей, т.к. С„ вновь включающийся в работу двигатель имеет температуру, равную температуре окружающей среды. 2 табл.,1 ил. двигателя 1-4 переменного тока, четыре контактора с катушками 5-8 и соответствующими контактами 9-12, трансформатор 13 тока, четыре исполнительных реле с катушками 14-17 и двумя замыкающими контактами соответственно 18 и 19, 20 и 21, 22 и 23, 24 и 25 каждое, функциональный блок 26, датчик 27 нагрузки, два реле времени с катушками 28 и 29 и соответствующими переключающими контактами 30 и 31, пусковое реле с катушкой 32, размыкающим 33 и замыкающим 34 контактами, два RS-триггера 35 и 36, реверсивньп счетчик 37, регистр 38 сдвига, логи1555791

50 ческий элемент ЗИЛИ 39, логический элемент 3-2И-ИЛИ 40, логический элемент 2И-ИЛИ 41, логический элемент

2-2И-ИЛИ 42 четыре логических элеФ

5 мента НЕ 43-46, четыре логических элемента 4-2И-ИЛИ 47-50 ° Функциональный блок 26 составлен иэ четырех пос,ледовательно соединенных резисторов 5 154, каждый из которых шунтирован пер- 10 вым замыкающим контактом соответственно 18,20., 22, 24 соответствующего исполнительного реле, пятого 55, шестого 56 и седьмого 57 резисторов и двух конденсаторов 58 и 59. 15

Статорные обмотки электродвигателей

1-4 через соответствующие контакты 912 соответствующих контакторов объединены и через трансформатор 13 тока соединены с клеммами для подключения к питающей сети. Вторые замыкающие контакты 19, 21, 23 и 25 исполнительных реле включены в цепи питания катушек 5-8 соответствующих контакторов.

ПервьпЪ выход трансформатора 13 тока 25 соединен с первым входом функционального блока 26, второй вход которого подключен к выходу датчика 27 нагрузl ки, первый вход которого соединен с . вторым выходом трансформатора 13 тока, а второй вход датчика 27 нагрузки связан с клеммами для подключения к питающей сети через согласующий трансформатор 60. Первый и четвертый входы функционального блока 26 предназначены для подключения к разноименным выводам

35 источника 61 опорного напряжения. Первый и второй выходы функционального блока 26 соединены с катушками 28 и 29 соответственно первого и второго реле времени. Входы первого и второго

RS-триггеров через переключающие контакты 30 и 31 соответственно первого и второго реле времени соединены с клеммой для подключения к минусовому выводу источника 62 стабилизированного напряжения. Выход(первого RS-триггера 35 соединен с прямым счетным входом реверсивного счетчика 37 и с входом сдвига регистра 38.

Выход второго RS-триггера 36 соединен с инверсным счетным входом реверсивного счетчика 37, первый и второй информационные входы которого непосредственно, а его третий информа5S ционный вход и вход записи через соответственно размыкающий и замыкающий контакты 33 и 34 пускового реле соединены с клеммой для подключения к минусовому выводу источника 62 стабилизированного напряжения. Вход сброса реверсивного счетчика 37 соединен с выходом логического элемента

2И-ИЛИ 41. Первый информационный вход регистра 38 сдвига соединен с клеммой для подключения к минусовому выводу чсточника 62 стабилизированного напряжения, второй, третий и четвертый, информационные входы и первый управляющий вход регистра 38 сдвига объединены и соединены с третьим информационным входом реверсивного счетчика 37. ПерньпЪ выход реверсивного счетчика 37 соединен с первыми .входами логических элементов ЗИЛИ 39, 2-2ИИЛИ 42, 2И-ИЛИ 41, 3-2И-ИЛИ 40. Второй выход реверсивного счетчика соединен с вторым входом логических элементов ЗИЛИ, 3-2И-ИЛИ, 2-2И-ИЛИ 39, 40 и 42 и с третьим и четвертым входами логического элемента 3-2И-ИЛИ 40.

Третий выход реверсивного счетчика 37 соединен с третьим входом логического элемента ЗИЛИ, пятым и шестым входами логического элемента 3-2И-ИЛИ

40,. вторым входом логического элемента 2И-ИЛИ 41, третьим и четвертым; входами логического элемента 2-2И-ИЛИ

42, входом записи регистра 38 сдвига, первыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50. Выход логического элемента ЗИЛИ 39, соединен с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50. Выход логического элемента 3-2И-ИЛИ 40 соединен с третьими входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50. Выход логического элемента 2-2И-ИЛИ 42 соединен с четвертыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50. Первый выход регистра 38 сдвига через первый логический элемент НЕ 43 соединен с пятыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50. Второй выход регистра 38 сдвига через второй логический элемент НЕ 44 соединен с шестыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-HJIH 47-50.

Третий выход регистра 38 сдвига через третий логический элемент НЕ

45 соединен с седьмыми входами пер5 1 вого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 4750. Четвертый выход регистра 38 сдвига соединен с вторым управляющим входом регистра 38 сдвига непосредственно и через четвертый логический элемент НЕ 46 с восьмыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ 4750, выходы которых соединены с ка тушками 14-17 соответствующих исполнительных реле. Первый вывод седьмого резистора 57 образует первый вход функционального блока 26, третий и четвертый входы которого образованы свободными выводами соответственно второго 52 и третьего 53 резисторов. Общая точка соединения первого

51 и четвертого 54 резисторов соединена с одним выводом пятого резистора 55 и образует второй вход и второй выход функционального блока 26.

Один вывод шестого резистора 56 соединен с вторым выводом седьмого резистора 57 и образует первый выход функционального блока 26. Пятый 55 и шестой 56 резисторы соединены другими выводами и зашунтированы соответственно первым 58 и вторым 59 конденсаторами.

Многодвигательный электропривод конвейеров работает следующим образом.

При включении электропривода пусковое реле кратковременно включается, размыкая контакт 33 и замыкая контакт 34 ° При этом на третий информационный вход реверсивного счетчика

37, первый управляющий и второй, третий и четвертый информационные входы регистра 38 сдвига подается сигнал логической "1", а на вход записи реверсивного счетчика 37 — сигнал логического "0" ° В результате на первом и втором выходах реверсивного счетчика 37 и на первом выходе регистра

38 сдвига устанавливаются сигналы логического "0", а на третьем выходе реверсивного счетчика 37, на втором, третьем и четвертом выходах регистра

38 сдвига сигналы логической

Логическими элементами НЕ 43-46 сигналы с выхода регистра 38 сдвига инвертируются и на выходе первого логического элемента НЕ 43 устанавливается сигнал логической " 1", а на выходах второго, третьего и четвер555791 6 того логических элементов 43-46 сигналы логического "0", которые подаются на входы первого, второго, третьего и четвертого логических

5 элементов 4-2И-КПИ 47-50.

В первом пусковом режиме на пятые входы логических элементов 4-2И-ИЛИ

47-50 с выхода логического элемента

HE 43 подается сигнал логической

"1". Сигнал логической "1" подается также с третьего выхода реверсивного счетчика 37 на второй вход логического элемента 4-2И-ИЛИ 47 через логический элемент 3-ИЛИ 39, на третий вход логического элемента 4-2ИИЛИ 48 через логический элемент

3-2И-ИЛИ 40, на четвертый вход логического элемента 4-2И-ИЛИ через логический элемент 2-2И-ИЛИ 42, на первый вход логического элемента 4-2ИИЛИ 50 непосредственно, В этом режиме на выходах всех логических элементов 4-2И-ИЛИ 47-50 устанавливаются

25 сигналы логической "1", подаются управляющие сигналы на катушки 14-17 исполнительных реле, которые замыкают первые контакты 18, 20, 22 и 24 в функциональном блоке 26 и вторые контакты 19, 21, 23 и 25 в цепи питания катушек 5-8 контактов, которыми электродвигатели 1-4 присоединяются к сети питания. Все электродвигатели

1-4 включаются в работу.

Нагрузка на многодвигательный

35 электропривод конвейера контролируется функциональным блоком 26, включенным через трансформатор 13 тока на датчик 27 нагрузки и на источ4О ник 61 опорного напряжения. Токи этих источников в функциональном бло.ке 26 встречно направленные и, когда их разность .. меньше выбранного порогового значения, на первом и втором

45 выходах функционального блока 26 сигналы отсутствуют и все электродвига,тели 1-4 остаются в работе.

Если нагрузка на конвейер меньше максимальной или в процессе работы снизилась до такого значения, что разность тока датчика 27 нагрузки и источника 61 опорного напряжения по абсолютной величине больше выбранного порогового значения, то на втором

55 выходе функционального блока 26 появляется напряжение, которое подается на катушку 29 второго реле времени, и с выбранной выдержкой времени второе реле времени замыкает перек1555791

50 лючающий контакт 31, срабатывает второй RS-триггер 36, и на инверсный счетный вход реверсивного счетчика 37 подается сигнал логической "1". Этой операцией из числа в двоичной системе 100 на выходе реверсивного счетчика 37 вычитается 1 и устанавливается число 011;;т.е. сигналы логической

11 1I

1 на первом и втором выходах и сигнал логического "0" на третьем выходе счетчика 37. Логическим "0" с третьего выхода реверсивного счетчика

37 переключается четвертый логический элемент 4-2И-ИЛИ 50 и снимается управляющий сигнал с катушки 17 четвертого исполнительного реле, которое размыкает свои контакты 24 и 25. Контактом 25 обесточивается катушка 8 четвертого контактора, контактами 12 которого отключается электродвигатель 4. Контактом 24 четвертого исполнительного реле в функциональном блоке 26 вводится четвертый резистор

54, через который включен источник 61 опорного напряжения. Если же теперь установившаяся разность токов с датчика 27 нагрузки и источника 61 опорного напряжения меньше по абсолютной величине пороговой величины, многодвигатейьный электропривод конвейера остается в этом режиме работы.

Если же нагрузка снизилась и в функциональном блоке 26 разность токов датчика 27 нагрузки и источника

61 опорного напряжения по абсолютной величине снова больше пороговой величины, на втором выходе функционального блока 26 появляется сигнал, поступающий на катушку 29 второго реле времени, с выдержкой времени второе реле времени снова заьыкает свой контакт 31 и на инверсный счетный вход реверсивного счетчика 37 вновь подается сигнал логической "1". Из числа 011 вычитается 1 и на выходах. счетчика 37 остается число 010, т.е. логическая "1" остается только на втором выходе реверсивного счетчика

37. При этом на выходе логического элемента 2-2И-ИЛИ 42 появляется сигнал логического ".0", что вызывает появление сигнала логического "О" на выходе третьего логического элемента

2-2И-ИЛИ 49. Обесточивается катушка

16 третьего исполнительного реле, размыкаются его контакты 22 и 23, обесточивается катушка 7 третьего .

/

20 контактора, размыкаются его контакты

11 и двигатель 3 отключается.

При новом снижении нагрузки с второго выхода функционального блока 26 подается сигнал на катушку 29 второго реле времени, реле срабатывает н на инверсный счетный вход реверсивного счетчика 37 вновь подается сигнал логической "1". На выходе реверсивного счетчика 37 устанавливается число 1, т.е. логическая "I" 6yдет на его первом выходе. Она передается на второй вход первого логического элемента 4-2И-ИЛИ 47. На выходе второго логического элемента

4-2И-ИЛИ 48 формируется сигнал логического "0", срабатывает второе исполнительное реле, второй контактор и отключается электродвигатель 2.

При повышении нагрузки в этом или любом другом режиме в функциональном блоке 26 разность токов датчика

27 нагрузки и источника 61 опорного напряжения больше порогового значения, но теперь она другого знака и поэтому сигнал появляется на его первом выходе. С выдержкой времени срабатывает первое реле времени и замыкает свой переключающий контакт 30.

Срабатывает первый RS-триггер 35 и формирует сигнал логической "1" на прямом счетном входе реверсивного счетчика 37 и входе сдвига регистра

38 сдвига. В реверсивном счетчике 37 число увеличивается на единицу, т.е. если было 1, то становится 10. Теперь уже на его втором выходе будет логическая единица, а в регистре 38 сдвига перемещается нуль из первого выхода во второй выход и с второго . логического элемента НЕ 40 в этом случае подается "I" на соответствующие входы логических элементов 3-2ИИЛИ 47-50.

Первый двигатель 1 остается в работе, так как на третий вход первого логического элемента 4-2И-ИЛИ 47 подается логическая единица с второго выхода реверсивного счетчика 37 через логический элемент 3-2И-ИЛИ 40 и включается четвертый электродвига-; тель 4, так как на второй вход логического элемента 4-2И-ИЛИ 50 подается сигнал логической "1" с выхода логического элемента ЗИЛИ 39.

Если же в этом положении снова снижается нагрузка, то появляется . сигнал на втором выходе функциональ15557

0

Четыре двигателя

Три двигателя

Три двигателя 30

Один двигатель

0

1

0

Таблица 2

40

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

0 1 1 1

М4-МЗ-М2-М1

М3-М2-М1-М4

М2-М1-М4-МЗ 45

М1-М4-М3-М2

М4-МЗ-М2-М1 ного блока 26, срабатывает второе реле времени и формируется управляю щий сигнал на инверсном счетном выходе реверсивного счетчика 37. На выходе реверсивного счетчика 37 число снизится на единицу и будет в этом случае 10, т.е. на втором его выходе будет логическая единица. В этом случае отключается первый электродвигатель 1, так как на четвертом входе первого логического элемента 4-2И-ИЛИ 47 нет сигнала с выхода логического элемента 2-2И-ИЛИ 42.

В табл. 1 и 2 приведены зависимос- 15 ти количества работающих двигателей и последовательность их отключения от состояния реверсивного счетчика 37 и регистра 38 сдвига.

Таблица 1 20

Таким образом, количество работа- щ ющих двигателей в многодвигательном электроприводе конвейара соответствует нагрузке, отключение двигателей при изменении нагрузки идет по круговому циклу, что приводит к поочередному охлаждению электродвигателей, а это повышает надежность и перегрузочную способность электропривода, снижает потери энергии в двигателе, 91 .о так как вновь включающ йся B работу электродвигатель имеет температуру, равную окружающей среде, т.е. сопротивление их обмоток ниже, чем в базовых приводах, когда двигатели постоянно не отключаются от сети, или в известном, в котором только последние двигатели не отключаются от сети.

Формула изобретения

Многодвигательный электропривод конвейеров, содержащий четыре электродвигателя переменного тока, статорные обмотки которых через контакты соответствующих кантакторов объединены и через трансформатор тока соединены с клеммами для подключения к питающей сети, четыре исполнительных реле с двумя замыкающими контактами каждое, функциональный блок, выполненный в виде последовательно соединенных четырех резисторов, каждый из которых шунтирован первым замыкающим контактом соответствующего исполнительного реле, вторые замыкающие контакты соответствующих исполнительных реле включены в цепи питания катушек соответствующих контакторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и энергетических показателей, в него введены датчик нагрузки, два реле времени с катушкой и переключающими контактами каждое, пусковое реле с размыкающим и замыкающим контактами, два RS-триггера, реверсивный счетчик с тремя выходами, тремя информационными входами, входами записи, сброса и прямым и инверсным счетными входами, регистр сдвига с двумя управляющими и четырьмя информационными входами, входами сдвига и записи и четырьмя выходами, логический элемент ЗИЛИ, логический элемент

3-2И-ИЛИ, логический элемент 2И-ИЛИ, логический элемент 2-2И-ИЛИ, четыре . логических элемента HE четыре логических элемента 4-2И-ИЛИ, согласующий трансформатор; функциональный блок . выполнен с четырьмя входами и двумя выходами и снабжен пятым, шестым и седьмым резисторами и двумя конденсаторами, первый выход трансформатора тока соединен с первым входом функционального блока, второй вход которого подключен к выходу датчика нагрузки, первый вход которого соединен

15557 с вторым выходом трансформатора тока,: а второй вход датчика нагрузки связан с клеммами для подключения к питающей сети через согласующий транс5 форматор, третий и четвертый входы функционального блока предназначены для подключения к разноименным выводам источника опорного напряжения, первый и второй выходы функционально- 1О го блока соединены с катушками соответственно первого и втoporb реле времени, входы первого и второго

RS""òðèããåðîâ через переключающие контакты соответственно первого и второго реле времени соединены с клеммой для подключения к минусовому выводу источника стабилизированного напряжения, выход первого RS-триггера соединен с прямым счетным входом реверсивного счетчика и с входом сдвига регистра сдвига, выход второго RS-триггера соединен с инверсным счетным входом реверсивного счетчика, первый и второй информаци- 25 онные входы которого непосредственно, а его третий информационный вход и вход записи — через соответственно размыкающий и замыкающий контакты пускового реле соединены с клеммой gg для подключения к минусовому выводу источника стабилизированного напряжения, вход сброса реверсивного счетчика соединен с выходом логического элемента 2И-ИЛИ, первый информационный вход регистра сдвига соединен с клеммой для подключения к минусовому выводу источника стабилизированного напряжения, второй, третий и четвертый информационные входы и пер- 40 вый управляющий вход регистра сдвига объединены и соединены с третьим информационным входом реверсивного счетчика, первый выход реверсивного счетчика соединен с первыми входами логических:элементов ЗИЛИ, 3-2И-ИЛИ, 2И-ИЛИ, 2-2И-ИЛИ, второй выход реверсивного счетчика соединен с вторыми входами логических элементов ЗИЛИ, 3-2И-ИЛИ, 2-2И-ИЛИ, и с третьим и четвертым входами логического элемента 3-2И-ИЛИ, третий выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом логического элемента ЗИЛИ, пятым и шестым входами логического элемента 3-2И-ИЛИ, вторым входом логического элемента 2И-ИЛИ, третьим и четвертым входами логического элемента 2-2И-ИЛИ, входом записи регистра сдвига, первыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-HJIH выход логического элемента ЗИЛИ соединен с в"."орыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ, выход логического элемента 3-2И-ИЛИ соединен с третьими входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ, выход логического элемента 2-2И-ИЛИ соединен с четвертыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов

4-2И-ИЛИ, первый выход регистра сдвига через первый логический элемент НЕ соединен с пятыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ, второй выход регистра сдвига через второй логический элемент HE соединен с шестыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ, третий выход регистра сдвига через третий логический элемент НЕ соединен с седьмыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов

4-2И-ИЛИ, четвертый выход регистра сдвига соединен с вторым управляющим входом регистра сдвига непосредственно и через четвертый логический элемент НŠ— c восьмыми входами первого, второго, третьего и четвертого логических элементов 4-2И-ИЛИ, выходы которых соединены с катушками соответствующих исполнительных реле, первый вывод седьмого резистора образует первый вход функционального блока, третий и четвертый входы которого образованы свободными выводами соответственно второго и третьего резисторов, общая точка соедине! ния первого и четвертого резисторов соединена с одним выводом пятого резистора, и образует второй вход и . второй выход функционального блока, один вывод шестого резистора соединен. с вторым выводом седьмого резистора и образует первый выход функционального блока, пятый и шестой резисторы соединены другими выводами и зашунтированы соответственно первым и вторым конденсаторами.

1555i91

Составитель С. Позднухов

Техред М.Дидык

Корректор О. Кравцова.

Редактор Г. Гербер

Подписное

Тираж 451

Заказ 560

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r Ужгород, ул. Гагарина, 1

l! !! н 101