Електричний обмежувач швидкості підйомної машини

Изобретение относится к устройствам защиты подъемных установок от опасного превышения скорости и может быть использовано на подъемных установках в угольной и горнорудной отраслях промышленности. Известен электрический ограничитель скорости подъемной машины, содержащий два симметричных дубль-блока тахогенераторных датчиков действительной скорости и сельсинных регуляторов задания контролируемой скорости, кинематически связанных с подъемной машиной, которые своими электрическими выходами одноименной полярности включены на входы нуль-органов с исполнительными реле контроля превышения скорости, а также статические источники напряжения и коммутационные элементы в целях аппарата. Работа ограничителя скорости характеризуется тем, что при движении подъемной машины, на одно из присоединений входа нуль-органа от тахогенератора датчика поступает напряжение пропорциональное действительной скорости машины, а на другое присоединение входа того же нуль-органа от статического источника подается установочное напряжение постоянной величины, пропорциональное контролируемой скорости в период разгона и равномерного хода машины или переменное напряжение от сельсинного регулятора, пропорциональное скорости защитной диаграммы на участке пути контролируемого замедления. При увеличении скорости машины до уровня защитной диаграммы, напряжения на присоединениях входа нуль-органа уравниваются и нуль-орган выдает сигнал на срабатывание исполнительного реле экстренного торможения машины [1]. Недостатками ограничителя скорости являются: - отсутствие ретардирующих устройств для формирования угла поворота (выходного напряжения) сельсинных регуляторов задания контролируемой скорости, вследствие чего сельсинным регулятором формируется сигнал задания контролируемой скорости линейно, пропорциональный пути движения подъемной машины, не согласующийся с параметрическим характером защитной диаграммы скорости, которая определяется силовыми параметрами тормозной системы машины в режиме экстренного торможения. Это вызывает необходимость увеличения пути дотяжки сосудов а конечных положениях цикла подъема, на предельно малой скорости и тем снижается производительность подъемной установки; - несовершенный самоконтроль исправности функциональных цепей ограничителя скорости; так, например, нуль-орган, выполняющий основную функцию контроля превышения заданной скорости по своей технической сущности не может обеспечить самоконтроль такой неисправности, как нарушение целостности цепи в присоединении входного напряжения от тахогенераторного датчика действительной скорости, не обеспечивается также взаимный контроль исправности дубль-блоков аппарата; - чрезмерная усложненность слаботочными функциональными и коммутационными элементами снижает надежность работы ограничителя скорости и затрудняет его эксплуатационное обслуживание. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрический ограничитель скорости подъемной машины, содержащий два симметричных дубль-блока последовательно соединенных тахогенераторных датчиков действительной скорости, резисторных регуляторов с ретардирующими устройствами задания контролируемой скорости, кинематически связанных с подъемной машиной, электромагнитных реле контроля превышения скорости и двухобмоточного реле контроля исправности функциональных цепей, обмотки которого раздельно и разнополярно включены в цепи своих дубль-блоков, а также полупроводниковые коммутационные элементы в присоединениях резисторных регуляторов. Работа такого ограничителя скорости характеризуется тем, что при движении подъемной машины тахогенераторные датчики каждого дубль-блока генерируют напряжение пропорциональное действительной скорости машины, которое поступает на обмотки электромагнитных реле, а резисторными регуляторами посредством ретардирующих устройств задается переменный параметр сопротивления электрической цепи, согласующийся с защитной диаграммой скорости машины по току срабатывания реле контроля превышения скорости. При этом, в зависимости от направления движения машины, в каждом дубль-блоке в работу избирательно вступает один из двух резисторных регуляторов, в цепи которого полярность полупроводникового элемента соответствует полярности напряжения тахогенераторного датчика, чем достигается возможность реализации несимметричной тахограммы рабочего цикла, подъемной машины с режимом разгона интенсивнее режима замедления. Если в период разгона, равномерного хода или замедления подъемной машины в конце рабочего цикла будет превышена нормированная скорость, и она достигнет ограничительной скорости защитной диаграммы, то ток в обмотке реле контроля скорости соответственно возрастет, реле включится и выдаст сигнал на экстренное торможение машины. При возникновении неисправности в элементах электрических или кинематических цепей ограничителя скорости происходит нарушение симметрии токов в обмотках двухобмоточного реле, реле включается и выдаст сигнал неисправности [2]. Недостатки этого ограничителя скорости в следующем: - имеет ограниченный диапазон контролируемых скоростей; это обусловлено тем, что резисторный регулятор составляет часть общего омического сопротивления функциональной цепи аппарата и поэтому может регулировать задание контролируемой скорости лишь в пределах соотношения регулируемой части и постоянной величины сопротивления последовательно соединенных элементов якорной цепи тахогенераторного датчика; - резисторное регулирование осуществляется за счет гашения в регулируемом сопротивлении значительной части энергии генерируемой тахогенераторным датчиком, что определяет его неэкономичность, требует использования тахогенераторных датчиков завышенной мощности и габарита; - резисторный регулятор имеет ступенчатое регулирование, что ухудшает качество характеристики регулирования задания контролируемой скорости; - резисторный регулятор имеет контактный механизм переключения ступеней сопротивления, что снижает надежность и долговечность его работы. Цель предлагаемого изобретения: расширение диапазона контролируемых скоростей за счет исключения влияния постоянной величины сопротивления в цепи резисторных регуляторов задания сигнала контролируемой скорости; достижение линейности функциональной характеристики за счет замены резисторных регуляторов задания сигнала контролируемой скорости со ступенчатой характеристикой регулирования, сельсинными регуляторами с линейной характеристикой регулирования; повышение экономичности за счет исключения потерь энергии в резисторных регуляторах задания сигнала контролируемой скорости, уменьшение мощности и габаритов тахогенераторных датчиков сигнала действительной скорости; повышение надежности за счет исключения элементов механического контактного переключения ступеней резисторного регулятора задания сигнала контролируемой скорости. Цель достигается тем, что предложенный электрический ограничитель скорости подъемной машины содержит общие с прототипом признаки: два блока, каждый из которых имеет тахогенераторный датчик скорости, два регулятора задания контролируемой скорости, реле контроля скорости, одну из обмоток двухобмоточного реле и коммутационные электроконтакты, соединенные между собой электрически последовательно, а также ретардирующее устройство механически соединенное с регуляторами задания контролируемой скорости и подъемной машиной, в которой механически соединен и тахогенераторный датчик скорости, и отличительные признаки: ретардирующее устройство каждого блока снабжено двумя сельсинными регуляторами задания контролируемой скорости, у которых электрические входы сельсинов разной полярности соединены между собой и последовательно с обмоткой реле контроля скорости включены на электрический выход тахогенераторного датчика скорости, имеющего на своем валу реле оборотов с переключающими электроконтактами, посредством которых электрические выходы каждого сельсина включены на вход того же тахогенераторного датчика скорости последовательно с одной из обмоток двухобмоточного реле встречно полярности тока другой обмотки этого реле. Предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", так как не были обнаружены известные технические решения с признаками, отличающими предложенное автором решение от прототипа. На чертеже показана схема электрического ограничителя скорости подъемной машины. Предлагаемый электрический ограничитель скорости подъемной машины состоит из двух блоков 1 и 2, каждый из которых содержит по одному, механически соединенному с подъемной машиной, тахогенераторному датчику скорости 3 и 4, имеющему на своем валу реле оборотов 5 и 6 и переключающими электроконтактами 7,8 и 9,10, по два сельсинных регулятора задания контролируемой скорости 11, 12 и 13,14, которые посредством своих ретардирующих устройств 15,16 и 17,18 тоже механически соединены с подъемной машиной, а также по одному реле контроля скорости 19 и 20 и по одной обмотке двухобмоточного реле 21. Электрические входы сельсинных регуляторов задания контролируемой скорости 11, 12 и 13, 14 в каждом блоке 1 и 2 попарно и разной полярностью соединены между собой и последовательно с обмоткой реле контроля скорости 19 и 20 включены на электрический выход тахогенераторного датчика скорости 3 и 4 своего блока, а электрические выходы этих сельсинных регуляторов посредством переключающих электроконтактов 7, 8 и 9, 10 включены на вход того же тахогенераторного датчика скорости последовательно с одной из обмоток двухобмоточного реле 21 встречно полярности тока другой обмотки этого реле. (Механические и электрические связи функциональных элементов ограничителя скорости с подъемной машиной и ее цепями управления на схеме фиг.1 не показаны). Работа ограничителя скорости основана на сравнении действительной скорости подъемной машины с предельно допустимой скоростью по защитной диаграмме на любом участке технологического цикла подъема. Каждый из двух блоков 1 и 2 в ограничителе скорости работают одновременно и идентично. При разгоне подъемной машины в начале технологического цикла тахогенераторных датчики 3 и 4 генерируют напряжение пропорциональное действительной скорости машины, а их реле оборотов 5 и 6 своими коммутационными контактами 7,8 и 9,10 включают в цепь тахогенераторов по одному из двух в каждом блоке сельсинному регулятору 11,13 или 12,14 у которых полярность напряжения на выходе, в зависимости от направления движения машины, согласуется с полярностью напряжения тахогенераторного датчика последовательно. При этом ретардирующие устройства 15,17 или 16,18 включенных в работу сельсинных регуляторов, в период разгона и равномерного хода машины задают этим датчикам позиционное положение, при котором на их выходах поддерживается нулевой потенциал и на обмотки реле 19, 20 поступает напряжение только от тахогенераторных датчиков. Это позволяет работать подъемной, машине по несимметричной тахограмме технологического цикла, когда интенсивность разгона машины контролируется лишь пределом максимальной скорости. На участке пути контролируемого замедления машины тем же сельсинным регуляторам ретардирующими устройствами задается параметрически переменное позиционное положение, при котором на выходе сельсинов формируется напряжение пропорциональное изменению напряжения тахогенераторных датчиков в период замедления так, чтобы суммарное напряжение на выходе последовательно соединенных тахогенераторного датчика и сельсинного регулятора не превышало напряжения контроля максимальной скорости машины. В конце участка пути контролируемого замедления сельсинные регуляторы формируют свое максимальное напряжение, которое в сумме с напряжением тахогенераторных датчиков, соответствующим нормированной скорости подхода подъемных сосудов к приемно-отправительным площадкам, определяет напряжение пропорциональное защитной диаграмме скорости машины в конечном периоде технологического цикла подъема. Реле 19, 20 имеют уставку срабатывания по максимальному напряжению, соответствующему скорости контролируемой защитной диаграммой машины. Если на каком-либо участке технологического цикла подъема скорость машины достигнет скорости защитной диаграммы, то суммарное напряжение тахогенераторных датчиков и сельсинных регуляторов соответственно достигнет максимальной величины, при которой реле 19, 20 включатся и выдадут сигнал на экстренное торможение машины. При возникновении неисправности в элементах электрических или кинематических цепей ограничителя скорости происходит нарушение симметрии напряжений на обмотках двухобмоточного реле 21, реле включается и выдает сигнал неисправности. Таким образом, предлагаемый электрический ограничитель скорости подъемной машины устраняет недостатки известных устройств того же назначения и обеспечивает достижение качественно новой, бесступенчатой функциональной характеристики, предельно согласующейся с защитной диаграммой в широком диапазоне рабочих скоростей подъемной машины, поскольку в нем задание контролируемой скорости формируется бесконтактными сельсинными регуляторами, кинематически связанными с ретардирующими устройствами, а отсутствие энергетических потерь и слаботочных элементов в системе регулирования повышает экономичность и надежность предлагаемого устройства, упрощает его конструкцию и техническое обслуживание.