Способ регулирования нагрузки электродвигателя резания горной машины

 

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано в электроприводах горных машин. Цель изобретения - повышение производительности при снижении величины питающего напряжения ниже номинального значения путем повышения качества регулирования. Для этого формируют сигналы задания тока электродвигателя резания (ЭДР) и напряжения питающей сети (ПС) и сигналы действительных значений тока ЭД и напряжения ПС. Сравнивают сигналы задания тока ЭДР и его действительного значения и при превышении действительного значения над заданным формируют управляющий сигнал. Определяют произведение заданных сигналов тока ЭДР и напряжения ПС и по нему определяют значение сигнала заданной мощности. По произведению действительных значений тока ЭДР и напряжения ПС определяют значение сигнала действительной мощности. При значении действительного сигнала тока ЭДР, меньшем заданного, корректируют сигнал управления пропорционально рассогласованию между сигналами действительной и заданной мощности на валу ЭДР. Регулирование электропривода по мощности ЭДР исключает недоиспользование этой мощности при существующих перепадах напряжения шахтной печи. При этом достигается комбинированное регулирование, при котором электропривод резания до номинального значения тока регулируется по мощности на валу ЭДР, а при большем токе - по этому току ЭДР. 3 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1567769 A 1 (51)5 " 2! С 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4415078/24-03 (22) 25. 04. 88 (46) 30. 05. 90 Бюп, !! 20 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормам (72) Л.Я. Косяковский, Р,Л. Невлер и Л.A. Сукач (5 3) 621. 316 . 718. 5: 622 . 2 32 . 72 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 825938, кл. Е 21 С 35/24, 1981, Авторское свидетельство СССР

Ф 347744, кп. G 05 D 29/00, 1968. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ РГЗАНИЯ ГОРНОЙ !!А-! 1И1П 1 и сигналы действительных значешш тока ЭД и напряжения ПС. Сравнивают сигналы задания тока ЭДР и его действительного значения и при превышении действительного значения над заданным формируют управляющий сигнал.

Определяют произведение заданных сигналов тока ЭДР и напряжения ПС и по нему определяют значение сигнала заданной мощности. По произведению действительных значений тока ЭДР и напряжения ПС определяют значение сигиJ ла действительной мощности. При значении действительного сигнала тока

ЭДР, меньшем заданного, корректируют сигнал управления пропорционально рассогласованию между сигналами действительной и заданной мощности на валу ЭДР. Регулирование электропривода по мощности ЭДР исключает недоиспользование этой мощности при существующих перепадах напряжения шахтной печи. При этом достигается комбинированное регулирование, при котором электропривод резания до номинального значения тока регулируется по мощности на валу ЭДР, а при большем токе — по этому току ЭДР. 3 ип. (57) Изобретение относится к угольной пром-ти и м.б. использовано в электроприводах горных машин, Цель иэобретенил — повышение произв-сти при снижении величины питающего напряжения ниже номинального значения путем повышения качества регулирования. Для этого формируют сигналы задания тока электродвигателя резания (ЭДР) и напряжения питающей сети (ПС

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для автоматического регулирования электропривода горных машин, преимущественно угледобывающих и проходческих комбайнов.

Цель изобретения — повышение производительности при снижении величины питающего напряжения ниже номинального значения путем повьппения качества регулирования, На фиг.1 представлена зависимость относительных значений тока и мощности от полезной мощности на валу, на фиг.2 — зависимость относительных значений полезной мощности P на ва7 лу электродвигателя от относительных значений тока I потребляемого им;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

15Г) 7769 на фиг.3 — - структурная схема устройства регулирования нагрузки электродвигателя резания горной машины, реализ ую)дан предлагаемый способ .

Применение предлагаемого способа

5 позволяет IloHblcHTb произ водительность горной машины, что обосновываетсяется регулированием эпектропринода по мощности электродвигателя, что исключает недоиспользование этоймощности при существующих перепадах напряжЕния шахтной сети; повышением качесгва регулирования, так как система регулирования более чувствительна к регулированию по мощности Р на валу электродвигателя, как видно из характеристик на фиг, 1 (нвиду больнего угла наклона характеристики Р/P„ к параметру Р ), что позволяет уменьшить коэффициент усиления системы и, следовательно, уменыдить частоту колебаний тока статора электродвигателя, возникающих н замкнутой системе регулирования. Такие колебания вызывают дополнительный нагрев электродвигателяя, Поэтому снижение частоты этих колебаний уменьшает произнодимый ими нагрев электродвигателя, а значит поз— воляет повысить полезную нагрузку на электродвигатель °

Для горных машин регулирование нагрузки электропривода резания по току приводного электродвигателя. не является наилучшим, так как ток элект35 родвигателя в условиях шахтной сети, характеризующейся большими колебаниями питающего напряжения, не отражает действительную полезную мощность на валу электродвигателя резания, определяющую производительность горной машины.

1(роме того, практически нез ависи- мо от напряжения сети величина тока определяет нагрев электродвигателя, ограниченный допустимыми значениями температуры для данного режима рабо— ты электродвигателя и его продолжительности включения, которые являют— ся определяющими при установлении значения номинального тока для данно50 го электродвигателя резания, Поэтому оптимальным н условиях изменяющегося напряжения питающей сети является применение комбинированного регулирования, когда электро-ээ привод рез ания до номинально го значения тока регулируется по мощности на валу электродвигателя, а при большем токе — по этому току электродвигателя.

Устройство регулирования, поясняющее предлагаемый способ, содержит датчик 1 тока электродвигателя 2 резания, блок 3 уставок номинальных значений тока электроднигателя 2, выходы датчика 1 и блок 3 соединены соответственно с перным и вторым входами блока 4 деления, датчик 5 напряжения сети U, блок 6 уставок номинальных значений напряжения сети, выходы датчика 5 и блока 6 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 7 деления, Выход блока 4 деления соединен с входом блока 8 нелинейности и первым входом первого элемента 9 сравнения, второй вход которого соединен с источником 10 опорного напряжения. Выход первого элемента 9 сравнения соедиI нен с катодом диода 11 и с анодом диода 12, анод диода 11 и катод диода

12 соединены соотнетственно с управляющими входами ключей 13 и 14.

Выход блока 7 деления соединен с первым входом блока 15 умножения, нторои вход которого соединен с выходом блока S нелинейности, выходы блока 15 умножения и блока 14 деления через информационные входы ключей 13 и 14 соответственно соединены с первыми входами второго 16 и третьего 17 элементов сравнения, вторые входы которых соединены с источником 10 опорного напряжения, Выходы второго 16 и третьего 17 элементов сравнения соединены с входами регуляторов 18 и 19 нагрузки соответственно, выходы которых соединены с входом тиристорного преобразователя 20, выход которого соединен с электродвигателем 21 подачи.

Устройство, реализующее способ, работает сл едул щим о бр азом, 11апряжение, пропорциональное среднему значению ток а электродвигателя

2 резания, с датчика тока поступает на первый вход блока 4 деления, на второй вход которого подается напряжение с блока 3 уставок тока электродвигателя 2 резания, пропорционального номинальному значению тока. С блока 4 деления величина напряжения, пропорциональная кратности среднего значения тока ;< алания и его номинальному значенп)-, поступает

1567769 на элемент 9 сравнен ия, где сравнивается с напряжением источника 10 опорного напряжения.

Когда ток электродвигателя ре"ания больше номинального и напряжение кратности тока с блока 4 деления соответствует кратности> большей единицы, то выходное напряжение элемента 9 сравнения голожительно и через диод 12 открывается ключ 14, с информационного входа которого на элемент 17 сравнения подается напряжение с блока 4. На элементе 17 сравнения происходит вычитание из напряжения источника 10 величины сигнала с блока 4, причем эта разность, соответствующая сигналу рассогласования по току, в данном случае отрицательна и на регуляторе

19 нагрузки, куда она поступает, Нроисходит уменьшение сигна«а, в результате понижается напряжение на выходе тиристорного преобразователя

20, подающего напряжение на электродвигатель 21 подачи, при этом уменьшается нагрузка на электродвигателе

2 резания.

При снижении питающего Henðÿæåíèÿ устройство работает следующим образом.

Напряжение, получаемое с блока 4 де«еHHR поступает на вход блока 8 нелинейности, с которого снимается напряжение, пропорциональное кратности полезной мощности на валу электродвигателя резания относительно номинального значения мощности при номинальном напряжении питающей сети. На фиг,2 приведена характеристика блока 8 нелинейности, получаемая из рабочих характеристик электроднигателя и представляющая собой зависимость относительных значений полезной мощности Р на валу электродвигателя от относительных значений тока Т, потребляемого им. С выхода блока 8 нелинейности напряжение поступает на второй вход блока 15 перемножения, на первый вход которого поступает напряжение с блока 7 деления, соответствующее кратности напряжения сети U снимаемого с датчика 5 напряжения сети, относительно номинального значения U©, снимаемого с блока 6 устанок номинальных значений напряжения сети.

Когда ток электродвигателя резания меньше номинального и напряжение кратности тока с блок,lt.; 4 деления отнетствует кратности, меньше Л един цы, то выходное напряжение злемеи а

9 сравнения отрицательно и чер з

I 1 открывается ключ I 3, с информационного входа которого па э .е пт

I б сравнения подается H"-ря, с. Иие с выхода блока 15. 3 данно с.:у чае выходное напряжение блока 15 соотаетствует кратности, меньшеи единицы, ь результате чего после сравнения с опорным напряжением с источника

10 опорного напряжения на элементе ! б сравнения ныходное н, пряжепи», соответствующее рассогласоьанию мощности, будет положительно и pt гуля— тор 18 нагрузки повышает напряженп управления тиристориым преобразэн.зте20 лем 20, в результате чего электродвп— гатель 21 подачи повышает сною скорость и увеличивает нагрузку на электродвигателе 2 резания, Таким образом, устрс и тно,, або25 тая по предлагаемому снособу, формп! у— ет сигнал обратной связи l ропорциональным рассогласованию мощности и позволяет при колебаниях напряжен о шахтной сети нагружать электрогnltl àтель ре з ания соотне тстве ll Ho: ада«пой производительности, избе гая р то,ке время перегрева электроднигате: я ком, большим заданного IlpII форм. он, " нии сигнала обратной связи, пропо;— ционального рассогласованпю ток,!

35 электродвигателя, Кроме того, менье:пй коэффициент усипения в регуляторе 8 мощносiè п сравнению с коэффициентом усиления

40 регуляторе 19 тока позволяет прп регулировании пс мощности уменьшить частоту колебаний мгновенного значения тока относительно среднего значения, возникающих в замкнутой систс45 ме ре гулиро вания ° а значит yr- e и ьш: т ь нагрев электродвигателя, обусловпеиннй наличием этих колебаний и, ел едо вател ьно, повысить полез ную на гру з— ку на электродвигате; ь, 50 формула из о 6реенин

Способ регулирования 1 агру- ки электродвигателя резания горной:.а шины, з аключающийся В формировании сигналов задания тока электрод::иг«ta-" ля резания и действительного зна;ения тока электродвигат ля р. завив, сравнении этих сигналов и пги вышении действительно"o -па;

15 6 7769

Ж

Ри М

)Ч

/О

Об

О,Ч

50 ЯО /50 200 250500Рн550 чОО чбО Pg gg

Ф p,f

IQ I Ч

1н

Оа Оч Об ООI

9 0.

Фас. Л

Составитель Л Виноградов

Редактор Н. Киштулинец Техред M.дидык Корректор Э. Лончакова

Заказ 1309 Тираж 388 Подписное

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, 101 заданным формировании управляющего сигнала, отличающийся тем, что с целью повышения проиэводительностй при снижении величины питающего напряжения ниже номинально5 го значения, формируют сигнал задания напряжения питающей сети, сигнал действительного напряжения питающей сети, по произведению заданных сигналов тока электродвигателя и напряжения питающей сети определяют значение сигнала заданной мощности, 7 О

1н Рн а по произведению сигналов действительных значений тока электродвигателя резания и напряжения питающей сети — значение сигнала действительной мощности при значении действительного сигнала тока электродвигателя резания меньше заданного корректируют сигнал управления пропорционального рассогласованию между сигналами действительной и заданной мощности на валу электродвигателя pes ания ° 0

0,6

06

ОЧ

Оа