устройство для управления шахтной подъемной машиной

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНОЙ, содержащее пусковой блок, первый выход которого соединен с приводом подъемной машины непосредственно, а второй - через блок выбора направления движения, третий и четвертый выходы пускового блока соединены соответственно с предохранительным и рабочим тормозами подъемной машины, блок измерения частоты вращения подъемной машины, выход которого соединен с одним входом пускового блока и через блок формирования сигнала временной блокировки пуска с другим его входом, датчики положения сосуда в стволе и датчики контроля загрузки промежуточных бункеров, подключенные к соответствующим входам блока формирования временной блокировки пуска, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем регулирования нагрузки подъемной машины в период максимума и межтупиковые периоды, оно снабжено датчиком контроля загрузки сосуда и блоком регулирования привода подъемной машины, включающим анализатор скорости, элемент ИЛИ - НЕ, элемент И, функциональный преобразователь и регулятор напряжения, причем анализатор скорости и элемент ИЛИ - НЕ подключены к соответствующим входам элемента И, выход которого подключен к первому входу функционального преобразователя, выход которого соединен с регулятором напряжения, выход которого является выходом блока регулирования привода подъемной машины, первым, вторым и третьим входами которого являются соответственно входы анализатора скорости, элемента ИЛИ - НЕ и второй вход функционального преобразователя, при этом выходы блока измерения частоты вращения подъемной машины датчиков положения сосуда в стволе с датчика контроля загрузки сосуда подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока регулирования привода подъемной машины, выход которого соединен с приводом подъемной машины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подъемно-транспортным машинам и может быть использовано для управления шахтной подъемной установкой с приводом от асинхронного двигателя.

Известно устройство для управления шахтной подъемной машиной, содержащее панели управления, источники питания и другие типовые блоки, обеспечивающие формирование заданных тахограмм работы подъемных установок в соответствии с требованиями Правил безопасности.

Однако, это устройство не обеспечивает формирование режимов внепикового электропотребления подъемных установок с учетом ограничения нагрузки, вводимых энергоснабжающими организациями.

Наиболее эффективным является устройство для управления шахтной подъемной машиной содержащее пусковой блок с контакторами, соединенный выходами соответственно с цепями блокировок привода подъемной машины, блоком выбора направления и исполнительными механизмами предохранительного и рабочего торможения, блок измерения скорости вращения подъемной машины, соединенный с входом пускового блока, датчики положения сосуда в стволе и блок формирования сигнала временной блокировки пуска, выход которого соединен со вторым входом пускового блока, а выходы - с блоком измерения скорости вращения подъемной машины и датчиками положения сосуда в стволе и контроля загрузки промежуточных бункеров, загружаемых подъемной машиной.

Недостатком известного устройства является то, что оно при формировании внепикового электропотребления, т. е. в период максимума и междупиковые периоды, не позволяют регулировать нагрузки на валу подъемной машины как при работе ее вхолостую, так и при подъеме груза с различных горизонтов шахты. В свою очередь, указанные выше обстоятельства не дают возможность экономично управлять шахтной подъемной машиной.

Целью изобретения является повышение экономичности, за счет регулирования нагрузки подъемной установки в период максимума и междупиковые периоды.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем пусковой блок, первый выход которого соединен с приводом подъемной машины непосредственно, а второй - через блок выбора направления движения, третий и четвертый выходы пускового блока соединены соответственно с предохранительным и рабочим тормозами подъемной машины, блок измерения скорости вращения подъемной машины, выход которого соединен с одним входом пускового блока и через блок формирования сигнала временной блокировки пуска с другим его входом, датчики положения сосуда в стволе и датчики контроля загрузки промежуточных бункеров, подключенные к соответствующим входам блока формирования временной блокировки пуска, с целью повышения экономичности за счет регулирования нагрузки подъемной машины в период максимума и междупиковые периоды, используют датчик контроля загрузки сосуда и блок регулирования привода подъемной машины, включающий анализатор скорости, элемент ИЛИ-НЕ, элемент И, функциональный преобразователь и регулятор напряжения, причем, анализатор скорости и элемент ИЛИ-НЕ подключены к соответствующим входам элемента И, выход которого подключен к первому входу функционального преобразователя, выход которого соединен с регулятором напряжения, выход которого является выходом блока регулирования привода подъемной машины, первым, вторым и третьим входами которого являются соответственно, входы анализатора скорости, элемента ИЛИ-НЕ и второй вход функционального преобразователя, при этом, выходы блока измерения скорости вращения подъемной машины датчиков положения сосуда в стволе с датчика контроля загрузки сосуда подключены соответственно, к первому, второму и третьему входам блока регулирования привода подъемной машины, выход которого соединен с приводом подъемной машины.

Введение блока регулирования привода в устройство для управления шахтной подъемной машиной обусловлено тем, что при формировании внепикового электропотребления подъемной установки формируется реактивная мощность двигателя в зависимости от нагрузки на валу в периоды междупикового электропотребления, обеспечивающая эффективные значения КПД и коэффициент мощности двигателя. Регулирование напряжения на зажимах двигателя подъемной машины подчиняется известному закону теории электрических машин (см. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. М. : Энергоатомиздат, 1984, с. 240).

K_U= K , (1) где K_U = U/U_ном - относительное значение напряжения на зажимах двигателя;

K_f = f/f_ном - относительное значение частоты питающей сети;

M_c* = M/M_c - относительное значение момента сопротивления нагрузки;

I^l _2ном- номинальное значение приведенного тока ротора, А;

I_{o ном} - номинальное значение намагничивающего тока, А;

b_ном - кратность max момента.

При регулировании напряжения целесообразно поддерживать частоту сети неизменной, т. е. K_f = 1. Тогда выражение (1) упрощается.

K_U= a, где a= .

Предлагаемое решение представлено в виде функциональной блок-схемы. В качестве датчика контроля загрузки сосуда может быть использован бесконтактный магнитоупругий датчик крутящего момента типа МИМ, измеряющий момент на валу и устанавливаемый на одном из участков кинематической цепи привода подъемной машины.

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока регулирования привода подъемной машины.

Устройство содержит пусковой блок 1 с контакторами (не показано), соединенный с цепями блокировок привода 2 подъемной машины 3, с блоком 4 выбора направления движения и исполнительными механизмами предохранительного 5 и рабочего 6 торможения, блок 7 измерения скорости вращения подъемной машины 3, соединенный со входом пускового блока 1, датчики 8 положения сосуда в стволе, блок 9 формирования сигнала временной блокировки пуска, выход которого соединен с пусковым блоком 1, а входы - с блоком 7 измерения скорости вращения подъемной машины 3, с датчиками 10 контроля загрузки промежуточных бункеров и блок 11 регулирования привода 2 подъемной машины, выход которого соединен с приводом 2 подъемной машины, а входы - с блоком 7 измерения скорости вращения подъемной машины, с датчиками 8 положения сосуда в стволе и датчиком 12 загрузки сосуда.

Блок 11 регулирования привода подъемной машины включает в себя анализатор 13 скорости и элемент ИЛИ-НЕ 14, выходы которых подключены к элементу И 15, выход которого соединен с первым входом функционального преобразователя 16, второй вход которого соединен с датчиком 12 контроля загрузки сосуда, а выход соединен с регулятором 17 напряжения на зажимах асинхронного двигателя привода 2 подъемной машины.

Устройство работает следующим образом.

Команда на начало движения поступает из пускового блока 1 в блок 4 выбора направления движения и в цепи управления привода 2 подъемной машины. Затем по команде пускового блока 1 происходит растормаживание подъемной машины 3 механизмами предохранительного 5 и рабочего 6 торможения, подъемная машина 3 приходит в движение и осуществляется подъемный цикл по заданной тахограмме: ускорение, движение с равномерной скоростью, замедление и остановка подъемного сосуда в стволе на заданной отметке. Параметры тахограммы контролируются блоком 7 измерения скорости вращения подъемной машины.

По окончанию цикла подъема подъемная машина 3 затормаживается с помощью механизма рабочего тормоза 6. В случае срабатывания любой из блокировок в цепи управления привода 2 подъемной машины, механизм предохранительного тормоза 5 производит аварийную остановку подъемной машины 3.

В период максимума электроэнергетической системы при условиях отсутствия напряжения с блока 7 (подъемная машина заторможена), замкнутых датчиках 8 контроля положения сосуда в стволе и при замкнутых датчиках 10 контроля загрузки промежуточных бункеров, сигнализирующих о наличии свободной вместимости бункеров, срабатывает блок 9 формирования сигнала временной блокировки пуска и происходит блокировка пуска подъемной машины 3 на период максимума электроэнергетической системы.

При изменении технологической ситуации или при возникновении необходимости пуска подъемной машины в период максимума, например, для планового осмотра подъемной установки, предусмотрена возможность исключения блока 9 из работы с помощью встроенного в него переключателя (не показано).

Когда появляется необходимость осуществить определенное количество подъемных циклов для предотвращения перепол- нения подъемных бункеров, работает блок 11 регулирования привода подъемной машины.

При движении с равномерной скоростью срабатывает анализатор скорости 13 и при разомкнутом одном из датчиков 8 контроля положения сосуда в стволе на выходе элемента И 15 появляется сигнал, разрешающий работу функционального преобразователя 16, который, при наличии информации о степени нагрузки подъемной машины от датчика 12 контроля загрузки сосуда, вырабатывает управляющее воздействие на регулятор 17 напряжения, изменяющий напряжение на зажимах двигателя привода подъемной машины.

Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом более экономично за счет возможности регулирования нагрузки подъемной установки в период максимума и междупиковые периоды на 20-25% . (56) Авторское свидетельство СССР N 1191403, кл. B 66 B 1/28, 1982.