Система регулирования нагрузки и скорости. Блок РНС.
под общ. ред. Антипова В.А.
Источник: Электрослесарю добычного и проходческого оборудования: Справочник /Под. общ. ред. В.А. Антипова; сост. Л.С. Гуревич. — 2-е изд., перераб. и доп. — Донецк: Донбасс, 1989. — 159 с.
В основу работы вынесенной системы подачи ВСП заложен принцип, когда ЭМС «тянущего» привода развивает усилие подачи комбайна в зависимости от заданной скорости, а ЭМС «подтягивающего» привода — развивает усилие для вытяжки холостой ветви цепи комбайна. Сила тока возбуждения «подтяжки» в ней устанавливается постоянной при настройке системы в шахте. Регулятор нагрузки и скорости управляет скоростью подачи в автоматическом, ручном и аварийном режимах из лавы или штрека. Регулирование скорости подачи производится путем изменения силы тока возбуждения в электромагнитных муфтах скольжения вынесенного механизма подачи.
В автоматическом режиме работы регулятора нагрузки и скорости предусмотрены два варианта: I — с поддержанием заданной нагрузки электродвигателей комбайна и подачи и заданной скорости подачи, снижением скорости движения при перегрузке электродвигателей; II — с поддержанием заданной скорости подачи с отсечкой по нагрузке двигателей комбайна и подачи. Для выполнения вспомогательных работ — монтажа, натяжения тяговой цепи и других — предусмотрен ручной режим работы, когда сила тока в электромагнитной муфте, тяговое усилие и скорость задаются переключателем, минуя регулятор.
Регулятор нагрузки и скорости содержит два канала (рис. 3.11): 1) канал управления скоростью подачи; 2) канал регулирования нагрузки двигателей.
Рисунок 3.11 — Функциональная схема РНС
1. Канал управления скоростью подачи включает: датчики скорости (ДС); блок датчика скорости (БДС); блок задатчика скорости (БЗС); блок контроля скорости (БКС); блок управления скоростью (БУС). Необходимая скорость задается задатчиком скорости подачи, представляющим собой в режиме ДУ переключатель с последовательно соединенными резисторами блока БДУ. В режиме ТУ — это реле приемного блока БПр. Каждому положению задатчика скорости соответствует подключение определенного резистора к цепям 694, 663. Блок БЗС обеспечивает гальваническую развязку искробезопасных цепей задатчика скорости и искроопасных цепей регулятора. Выходной сигнал БЗС поступает в блок управления скоростью, где сравнивается с выходным сигналом БДС (в автоматическом режиме с поддержанием заданной скорости подачи) или с суммой выходных сигналов БДС и БРН (в автоматическом режиме с поддержанием нагрузки двигателей и скорости подачи).
Сигнал ДС, частота которого пропорциональна скорости подачи, по цепям 619, 620 поступает на вход блока БДС, который преобразует его в линейно изменяющийся сигнал. С выхода БДС сигнал поступает в БУС. Разностный сигнал через выходное устройство (эмиттерный повторитель) и переключатель «Ручн. – Авт.» поступает на фазосдвигающее устройство. На вход блока БУС поступает сигнал, пропорциональный силе тока двигателей. На амплитудном селекторе (АС2) выбирается больший из них и при достижении наибольшим из сигналов порога срабатывания схемы отсечки (СО) последняя срабатывает, что приводит к обнулению выходного сигнала блока и снижению скорости подачи.
2. Канал регулирования нагрузки двигателей включает: датчик тока двигателей комбайна (ДТК); датчики тока двигателей подачи (ДТП1, ДТП2); блок фильтров (БФ), блок регулирования нагрузки (БРН). Напряжения с датчиков тока, пропорциональные текущим значениям тока двигателей, поступают на задатчики уставок тока в блок уставок БУ (ЗУТК, ЗУТП1, ЗУТП2). Далее сигналы поступают в БФ, где фильтруются фильтрами нижних частот и подаются в блок БРН на амплитудный селектор (АС1).
На амплитудном селекторе выбирается больший из них по амплитуде, который далее сравнивается с напряжением уставки. Сигнал рассогласования через ключ К поступает на вход интегратора И. Ключ управляется от мультивибратора. С выхода интегратора сигнал поступает в БУС, где суммируется с сигналом датчика скорости таким образом, что при перегрузке двигателей происходит снижение скорости подачи, а при недогрузке — увеличение ее до заданного уровня.
В I варианте автоматического режима работы РНС с поддержанием заданной нагрузки электродвигателей и заданной скорости подачи и снижением скорости движения при перегрузке электродвигателей работают как канал стабилизации скорости подачи, так и канал стабилизации нагрузки двигателей. Сигнал, управляющий фазосдвигающим устройством, формируется выходным устройством (ВУ) на основании сравнения трех сигналов: датчика скорости V, задатчика скорости U, регулятора нагрузки Р.
Сигнал стабилизации тока нагрузки Р формируется следующим образом: сигналы с датчиков тока всех двигателей через задатчики уставок токов поступают на амплитудный селектор АС1, где выбирается больший из них и сравнивается с уставкой скорости Vуст. Сигнал рассогласования через ключ К, периодически замыкаемый генератором Г, поступает на интегратор И, на выходе которого формируется выходной сигнал канала нагрузки.
Сигнал стабилизации скорости подачи формируется в блоке БУС в результате сравнения сигналов, поступающих с блоков БЗС и БДС. В результате сравнения сигнала стабилизации нагрузки и сигнала стабилизации скорости подачи вырабатывается управляющий сигнал, который подается на вход фазосдвигающего устройства (УФС), что позволяет поддерживать нагрузку электродвигателей и скорость подачи на заданном уровне.
Во II варианте автоматического режима работы РНС с поддержанием заданной скорости подачи с отсечкой по нагрузке двигателей комбайна и подачи работает только канал стабилизации скорости подачи. Этот режим используется в случае неисправности блока регулирования нагрузки (БРН). В этом режиме предусмотрена защита двигателей подачи и комбайна от перегрузок. Сигналы с датчиков тока двигателей комбайна (ДТК) и двигателей подачи (ДТП1, ДТП2) поступают на задатчики уставок токов (ЗУТК, ЗУТП1, ЗУТП2) блока уставок. Задатчики уставок токов устроены так, что сигнал на их выходе равен 10 В в случае равенства уставки текущему значению тока; более 10 В — если текущее значение тока больше уставки; менее 10 В — если текущее значение тока меньше уставки. С выхода задатчиков уставок тока сигналы поступают на вход амплитудного селектора (АС2), где из них выбирается большее значение. При достижении наибольшим сигналом определенного уровня срабатывает схема отсечки (СО), которая обнуляет сигнал выходного устройства (ВУ), что приведет к обнулению тока в тянущей муфте.
Выходной сигнал блока БЗС поступает в блок Б КС на компараторы напряжения А1 и А2. На компараторе A1 выходной сигнал БЗС сравнивается с опорным. При увеличении сигнала БЗС более 14,5 В, что соответствует обрыву цепей задатчика скорости, включается реле К1, контакты которого размыкают цепь с выхода БУС на УФС. На компараторе А2 выходной сигнал БЗС сравнивается также с опорным напряжением, но меньшего значения. При переводе задатчика в I положение сигнал БЗС становится больше, чем опорное напряжение; включается реле К2 и замыкается цепь «готовности к работе».
На A3 – А5 собрана схема защиты от обрыва или короткого замыкания датчика скорости подачи тянущего привода ВСП. На A3 собран генератор прямоугольных импульсов частотой 200 Гц и напряжением 0,5 – 1,0 В. Сигнал генератора через резисторы подается на вход блока БДС. При отсутствии обрыва датчика скорости выход генератора нагружен на сопротивление датчика скорости, и выходной сигнал генератора меньше чувствительности БДС. При обрыве датчика скорости сигнал генератора поступает полностью на вход БДС, который выходным напряжением закрывает БУС. Комбайн останавливается, индикатор «ДС» ярко светится.
На А4 (А5) собраны схемы защиты от короткого замыкания датчика скорости тянущего привода. При коротком замыкании датчика скорости сигнал генератора, одновременно поступающий и на схему защиты от к. з., обнуляется; схема срабатывает и включает реле КЗ, которое размыкает контакт в цепи выходного сигнала БУС, что приводит к останову комбайна.
Блок выходных усилителей. Устройство фазосдвигающее (УФС) предназначено для регулирования силы тока в обмотке электромагнитной муфты скольжения. УФС состоит из нуль-органа А2, генератора пилообразного напряжения А4, сравнивающего устройства А1, формирователя импульсов управления A3, усилителя импульсов управления.
На вход нуль-органа подается синхронизирующее напряжение, при переходе которого через нуль, на выходе, вырабатывается синхроимпульс и подается на генератор пилообразного напряжения. Пилообразное напряжение суммируется с напряжением управления и, сравниваясь с опорным напряжением, заставляет сравнивающее устройство вырабатывать прямоугольные импульсы, фаза которых зависит от напряжения управления. Формирователь импульсов управления вырабатывает импульсы и подает на усилитель импульсов управления. С выхода усилителя импульсов управления сигнал подается на управляющие электроды тиристоров и отпирает их. Угол отпирания тиристоров зависит от фазы импульсов управления и от напряжения отпирания. Максимальному напряжению управления соответствует максимальный угол отпирания тиристоров и максимальная сила тока в обмотке возбуждения ЭМС. При увеличении напряжения от 0 до 10 В сила тока в обмотке возбуждения изменяется от 0 до 6,5 А.
Блок защиты и контроля (БЗК) применяется взамен РКУ–Зар. С выхода 8с УФС на выход 8с БЗК поступают положительные импульсы с частотой 100 Гц. Если сопротивление изоляции сети постоянного тока выше минимально допустимого, то уровень положительного напряжения на входе схемы измерения не превышает порог срабатывания и реле К1 не включается. При снижении сопротивления изоляции сети постоянного тока ниже допустимого на входе 6а БЗК уровень положительного сигнала возрастает, что приводит к срабатыванию реле К1. Своим нормально замкнутым контактом оно размыкает цепь дистанционного управления пусковым агрегатом. На лицевой панели БВУ ярко загорается индикатор «Утечка – кабель». Если утечки появляются на стороне переменного напряжения, то срабатывает схема, включающая реле К1, и загорается индикатор «Утечка – РНС».
При выходе из строя элементов или отсутствия вспомогательного напряжения также срабатывает схема, включается реле К1 и светится индикатор «Утечка – отказ». Во всех случаях размыкается цепь дистанционного управления пусковым агрегатом.
Для работы в автоматических режимах с управлением скоростью подачи из лавы или штрека переключатель «Ручн.– Авт.» должен находиться в положении «Авт.», а переключатель «Лава» – «Штрек» — в соответствующем положении «Лава» или «Штрек». При управлении из штрека скороcть подачи задается задатчиком на РНС.
Ручной режим управления скоростью подачи из лавы осуществляется при переводе переключателя «Лава» – «Штрек» в положение «Лава», тумблеров S5 — в положение «Работа», S3 — в положение «Ручн.». Управление скоростью подачи производится с пульта машиниста комбайна (ПМК). Сигнал с выхода БЗС через контакты блока реле БР подается непосредственно на вход фазосдвигающего устройства (УФС). Блок силовых тиристоров (БСТ), управляемый фазосдвигающим устройством, изменяет ток возбуждения в тянущей ЭМС, а следовательно, и скорость подачи комбайна.
Ручной режим управления скоростью подачи из штрека осуществляется при переводе переключателя «Лава» – «Штрек» в положение «Штрек», а тумблера S5 — в положение «Работа», S3 — в положение «Ручн.» Управление скоростью подачи комбайна производится переключателем уставок скорости подачи S6, который расположен на корпусе регулятора нагрузки и скорости.
В экстренных случаях, для кратковременной работы, а также для проведения пусконаладочных работ в аппаратуре предусмотрен аварийный режим. Для перевода РНС в аварийный режим необходимо тумблер «Работа» — «Авария» перевести в положение «Авария». В этом режиме работы скорость подачи комбайна не регулируется, так как в обе обмотки возбуждения ЭМС постоянно подается ток (3 ± 1)А. При включении подачи «Влево» или «Вправо» комбайн начинает движение после запуска двигателей подачи.