RU164927U1 - ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE - Google Patents
ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU164927U1 RU164927U1 RU2016115420/03U RU2016115420U RU164927U1 RU 164927 U1 RU164927 U1 RU 164927U1 RU 2016115420/03 U RU2016115420/03 U RU 2016115420/03U RU 2016115420 U RU2016115420 U RU 2016115420U RU 164927 U1 RU164927 U1 RU 164927U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- output
- electric drive
- parameters
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
1. Устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока резания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока резания, а выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации, причем регулятор нагрузки снабжен вторым входом, соединенным с первым выходом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока датчиков и блока пороговых сигналов, а его второй выход соединен с входом блока сигнализации.2. Устройство управления электроприводом очистного комбайна по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода содержит блок нормирования, нейросетевой блок и блок анализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом блока нормирования и вторым входом блока1. The control device of the electric drive of the shearer, comprising two asynchronous cutting motors connected to an alternating current network, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, comprising a cutting current sensor, a load regulator, a comparison unit, the output of which is connected to the first input of the load regulator , a unit for setting the cutting current, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the cutting current sensor, and the output of the heat controller ki is connected to the second input of the frequency converter, the first input of which is connected to an alternating current network, characterized in that it additionally includes a unit for monitoring and predicting the parameters of the electric drive elements, a sensor unit, a threshold signal unit and an alarm unit, the load regulator being provided with a second input, connected to the first output of the control and forecasting unit of the parameters of the electric drive elements, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the sensor unit and the threshold unit signals, and its second output is connected to the input of the alarm unit. 2. The control device for an electric drive of a shearer according to claim 1, characterized in that the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements comprises a standardization unit, a neural network unit and an analysis unit, the first and second outputs of which are connected to the first and second outputs of the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements , the first and second inputs of which are connected respectively to the input of the rationing unit and the second input of the block
Description
Предложенное техническое решение относится к горной промышленности, а именно к средствам механизации выемки полезных ископаемых, и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления электроприводами угольных комбайнов для повышения их надежности и производительности, путем применения нейронных сетей.The proposed technical solution relates to the mining industry, and in particular to the mechanization of mining minerals, and can be used in automatic control systems and electric drives of coal combines to increase their reliability and productivity, through the use of neural networks.
Известно устройство управления электроприводом очистного комбайна /Серов В.И., Бабокин Г.И., Колесников Е.Б. Система управления частотно-регулируемым электроприводом подачи комбайна. Известия вузов. Горный журнал, 1992, №6, с. 93-96./, содержащее датчик нагрузки асинхронного нерегулируемого электродвигателя исполнительного органа, преобразователь частоты, регулятор нагрузки, блок задания сигнала. Вход преобразователя частоты подключен к сети, а выход соединен с обмоткой статора электродвигателя механизма подачи. Датчик нагрузки подключен к входу электродвигателя исполнительного органа, а его выход соединен с регулятором нагрузки, выход которого соединен со вторым входом преобразователя частоты. Выход блока задания сигнала соединен со вторым входом регулятора нагрузки.A known device for controlling an electric drive of a shearer / Serov V.I., Babokin G.I., Kolesnikov E.B. A control system for a frequency-controlled electric feed of the combine. University News. Mountain Journal, 1992, No. 6, p. 93-96./, containing a load sensor of an asynchronous unregulated electric motor of the executive body, a frequency converter, a load regulator, a signal setting unit. The input of the frequency converter is connected to the network, and the output is connected to the stator winding of the feed motor. The load sensor is connected to the input of the electric motor of the executive body, and its output is connected to a load regulator, the output of which is connected to the second input of the frequency converter. The output of the signal setting unit is connected to the second input of the load regulator.
Недостатком известного устройства является то, что при регулировании скорости подачи и постоянной скорости резания изменяется толщина стружки, а шаг резания - расстояние между соседними линиями резания - остается неизменным. Поэтому отношение шага резания к толщине стружки при регулировании скорости подачи изменяется в широком диапазоне, а наименьшие удельные затраты энергии обеспечиваются только при определенном оптимальном соотношении шага резания и толщины стружки. В связи с этим данное устройство не обеспечивает поддержания минимума удельных затрат энергии на отделение угля от массива, что приводит к снижению возможной производительности очистного комбайна.A disadvantage of the known device is that when controlling the feed rate and constant cutting speed, the chip thickness changes, and the cutting step — the distance between adjacent cutting lines — remains unchanged. Therefore, the ratio of the cutting step to the chip thickness when adjusting the feed rate varies over a wide range, and the smallest specific energy consumption is provided only at a certain optimal ratio of the cutting step and chip thickness. In this regard, this device does not provide a minimum of specific energy costs for the separation of coal from the array, which leads to a decrease in the possible productivity of the shearer.
Наиболее близким техническим решением является устройство управления электроприводом очистного комбайна /Бабокин Г.И., Гнатюк Т.А. Оценка робастности системы управления электроприводом комбайна для различных регуляторов нагрузки. Известия ТулГУ, 2013, №2, с. 10-15./, включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока резания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока резания, а выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока.The closest technical solution is the control device of the electric drive of the shearer / Babokin G.I., Gnatyuk T.A. Assessment of robustness of the combine electric drive control system for various load regulators. Izvestiya TulGU, 2013, No. 2, p. 10-15./, including two asynchronous cutting motors connected to an AC network, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, containing a cutting current sensor, a load regulator, a comparison unit, the output of which is connected to the first input of the load regulator, block setting the cutting current, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output of the cutting current sensor, and the output of the load regulator is connected to the second input of the frequency converter, p rvy input of which is connected to the AC network.
Недостатком наиболее близкого технического решения являются: низкая надежность электропривода, обусловленная отсутствием информации о параметрах технического состояния его силовых элементов; низкая производительность работы комбайна, т.к. при превышении параметрами комбайна, таких как: температура и виброускорение силовых элементов электропривода нормативных значений или снижения сопротивления изоляции ниже нормативного, система управления электроприводом комбайна отключает его от электрической сети. Последующее включение электропривода комбайна возможно при устранении неисправности, что приводит к снижению его времени полезной работы и производительности.The disadvantage of the closest technical solution is: low reliability of the electric drive, due to the lack of information on the parameters of the technical condition of its power elements; low productivity of the combine, because if the parameters of the combine are exceeded, such as: temperature and vibration acceleration of power elements of the electric drive of standard values or a decrease in insulation resistance below the standard, the control system of the electric drive of the combine disconnects it from the electric network. Subsequent switching on of the combine’s electric drive is possible when the malfunction is eliminated, which leads to a decrease in its useful life and productivity.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности эксплуатации и производительности очистных комбайнов, за счет прогнозирования диагностируемых параметров силовых элементов электропривода и выдачи упреждающих управляющих воздействий на систему управления комбайна и организации своевременного его технического обслуживания и ремонта.The technical task of the claimed utility model is to increase the reliability of operation and performance of shearers by predicting the diagnosed parameters of the power elements of the electric drive and issuing proactive control actions on the control system of the combine and organizing its timely maintenance and repair.
Поставленная задача достигается таким образом, что в устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания, подключенные к сети переменного тока, два асинхронных электродвигателя подачи, подключенные к выходу преобразователя частоты, содержащее датчик тока резания, регулятор нагрузки, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора нагрузки, блок задания тока резания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика тока резания, а выход регулятора нагрузки соединен со вторым входом преобразователя частоты, первый вход которого подключен к сети переменного тока, дополнительно введены блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, блок датчиков, блок пороговых сигналов и блок сигнализации, причем регулятор нагрузки снабжен вторым входом, соединенным с первым выходом блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока датчиков и блока пороговых сигналов, а его второй выход соединен с входом блока сигнализации. Причем, блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода содержит блок нормирования, нейросетевой блок и блок анализа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блок контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом блока нормирования и вторым входом блока анализа, первый вход которого соединен с выходом нейросетевого блока, вход которого соединен с выходом блока нормирования.The task is achieved in such a way that in the control device of the electric shearer of the shearer, which includes two asynchronous cutting motors connected to an alternating current main, two asynchronous feed motors connected to the output of the frequency converter, containing a cutting current sensor, a load regulator, a comparison unit, the output of which connected to the first input of the load regulator, the cutting current setting unit, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the output the cutting current sensor, and the output of the load regulator is connected to the second input of the frequency converter, the first input of which is connected to an alternating current network, an additional unit for controlling and predicting the parameters of the electric drive elements, a sensor unit, a threshold signal unit and an alarm unit are additionally introduced, the load regulator being provided with a second an input connected to the first output of the control and forecasting unit of the parameters of the electric drive elements, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the date block chikov and block of threshold signals, and its second output is connected to the input of the alarm unit. Moreover, the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements contains a standardization unit, a neural network unit and an analysis unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second outputs the control and forecasting unit for the parameters of the electric drive elements, the first and second inputs of which are connected respectively to the input of the standardization unit and the second input of the analysis unit, the first input of which is connected to the output of the neural network unit, the input of which is connected to the output of the normalization unit.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления электроприводом очистного комбайна, на фиг. 2 представлена структурная схема блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода.In FIG. 1 is a structural diagram of a control device for an electric drive of a shearer, FIG. 2 is a structural diagram of a control and forecasting unit for parameters of electric drive elements.
Устройство управления электроприводом очистного комбайна, включающим два асинхронных электродвигателя резания соответственно 1 и 2, два асинхронных электродвигателя подачи соответственно 3 и 4, содержит датчик тока резания 5, преобразователь частоты 6, регулятор нагрузки 7, блок сравнения 8, блок задания тока резания 9, блок датчиков 10, блок пороговых сигналов 11, блок сигнализации 12 и блок 13 контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода. Два электродвигатели резания 1 и 2 подключены к сети переменного тока, два электродвигателя подачи 3 и 4 - к выходу преобразователя частоты 6, первый вход которого также подключен к сети переменного тока.A control device for a shearer electric drive, including two
Датчик тока резания 5, который измеряет ток электродвигателей резания 1 и 2, соединен с первым входом блока сравнения 8, второй вход которого соединен с выходом блока задания тока резания 9. Выход блока сравнения 8 соединен с первым входом регулятора нагрузки 7, выход которого соединен со вторым входом преобразователя частоты 6.The cutting current sensor 5, which measures the current of
Блок 13 контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода содержит блок нормирования 14, нейросетевой блок 15 и блока 16 анализа. Первый и второй выходы блока 16 соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 13 контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом блока нормирования 14 и вторым входом блока 16 анализа результатов контроля и прогноза. Первый вход блока 16 соединен с выходом нейросетевого блока 15, вход которого соединен с выходом блока нормирования 14.
Регулятор нагрузки 7 своим вторым входом, соединен с первым выходом блока 13 контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода (первым выходом блока анализа 16), второй выход блока 13 (второй выход блока анализа 16) соединен с входом блока сигнализации 12. Первый вход блока 13 (вход блока нормирования 14) соединен с выходом блока датчиков 10, т.е. датчиков температуры обмоток статора электродвигателей 1-4 и масла их редукторов, датчиков виброускорений подшипников электродвигателей 1-4 и шестеренчатых пар их редукторов, а также сопротивления изоляции электрической сети, питающей электрооборудование комбайна. Выход блока пороговых сигналов 11 соединен со вторым входом блока 13 (входом блока анализа 16).The load regulator 7 with its second input is connected to the first output of the control and
Работает устройство управления электроприводом очистного комбайна следующим образом.The device controls the electric drive of the shearer as follows.
Регулятор нагрузки 7, обеспечивает поддержание на заданном уровне тока наиболее загруженного электродвигателя резания 1 или 2 - IФ, сигнал о величине которого снимается с датчика нагрузки 5. Этот сигнал сравнивается в блоке сравнения 8 с сигналом задания IЗ, с выхода блока задания тока резания 9.The load regulator 7 provides for maintaining at a given current level the most loaded
При выполнении условия IФ>IЗ уменьшается скорость подачи комбайна, влияющая на толщину стружки угля, отделяемого от массива и на момент сопротивления электропривода, путем подачи соответствующей команды на преобразователь частоты 6 с выхода регулятора нагрузки 7.When the condition I Ф > I З is met, the feed rate of the combine decreases, affecting the thickness of the coal chips separated from the array and at the moment of resistance of the electric drive, by issuing the appropriate command to the
На вход блока нормирования 14 (первый вход блока контроля и прогнозирования параметров элементов электропривода 13) подаются сигналы с блока датчиков 10 пропорциональные данным температуры обмоток статора электродвигателей - tАДi и масла редукторов tPj, виброускорений подшипников gП электродвигателей и шестеренчатых пар редукторов, а также сопротивления изоляции электрической сети RИЗ, питающей электрооборудование комбайна. В блоке нормирования происходит преобразование данных, измеренных в различных шкалах к некоторому диапазону - т.е. нормирование, для последующей нейросетевой обработки. Нейросетевой блок 15 прогнозирует указанные параметры на период прогноза и в блоке анализа 16 происходит сравнение результатов прогноза с заданными нормативными (пороговыми) значениями, (gпор.п, tпор.i, Rпор.из)- получаемыми с блока пороговых сигналов 11.The input of the standardization unit 14 (the first input of the control unit and the forecasting of the parameters of the electric drive elements 13) receives signals from the
При достижении прогнозными параметрами температуры и виброукорений пороговых значений, блок 13 (блок анализа 16) формирует сигнал UК на снижение скорости подачи комбайна, что приводит определенному снижению нагрузки на силовые элементы электропривода. Электропривод комбайна работает с пониженной на (5 - 10)% нагрузкой до технологических перерывов или плановых профилактических ремонтных работ, когда устраняются возможные дефекты силовых элементов. Если в процессе работы контролируемые параметры приходят в норму и прогноз также благоприятен, заданный режим работы электропривода восстанавливается.When the predicted parameters reach the temperature and vibration acceleration thresholds, block 13 (analysis block 16) generates a signal U K to reduce the feed rate of the harvester, which leads to a certain reduction in the load on the power elements of the electric drive. The electric drive of the combine works with a load (5 - 10)% reduced until technological breaks or scheduled preventive maintenance work when possible defects of power elements are eliminated. If during operation the monitored parameters return to normal and the forecast is also favorable, the specified operating mode of the electric drive is restored.
При достижении прогнозным значением сопротивления изоляции шахтной сети предельно допустимого минимального значения, режим работы электропривода не изменяется, но в автоматизированную систему участка и шахты подается сигнал с выхода блока сигнализации 12 о необходимости ее восстановления в ближайшее время.When the predicted value of the insulation resistance of the mine network reaches the maximum permissible minimum value, the operating mode of the electric drive does not change, but a signal is sent to the automated system of the section and the shaft from the output of the
Таким образом, предлагаемое введение дополнительного блока контроля и прогнозирования параметров силовых элементов позволяет прогнозировать значения контролируемых параметров, на предмет достижения ими пороговых (критических) значений. По результатам прогноза изменяется режим работы комбайна, и выдаются упреждающие рекомендации по техническому обслуживанию электропривода. В результате повышается надежность и производительность очистных комбайнов, за счет увеличения продолжительность времени его безаварийной работы.Thus, the proposed introduction of an additional unit for monitoring and predicting the parameters of the power elements allows us to predict the values of the controlled parameters, in order to achieve threshold (critical) values. According to the results of the forecast, the operating mode of the combine changes, and proactive recommendations for the maintenance of the electric drive are issued. As a result, the reliability and productivity of shearers increases due to the increase in the duration of its trouble-free operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115420/03U RU164927U1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115420/03U RU164927U1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU164927U1 true RU164927U1 (en) | 2016-09-27 |
Family
ID=57018612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115420/03U RU164927U1 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU164927U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169576U1 (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-23 | Дмитрий Маркович Шпрехер | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
-
2016
- 2016-04-20 RU RU2016115420/03U patent/RU164927U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU169576U1 (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-23 | Дмитрий Маркович Шпрехер | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200356069A1 (en) | Machine tool management system | |
KR102021474B1 (en) | Predictive control system | |
CN101362568B (en) | Elevator abnormity diagnostic system | |
AU2018200808B2 (en) | Predicting motor failure based on relationship of motor pair characteristics | |
CN101151201A (en) | Condition monitoring system | |
RU164927U1 (en) | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE | |
CN117171590B (en) | Intelligent driving optimization method and system for motor | |
DE102016002129B4 (en) | Numerical control device that can prevent spindle overheating | |
RU169576U1 (en) | ELECTRIC DRIVE CONTROL DEVICE | |
CN114781669A (en) | Numerical control management system of high-efficient modularization IGBT smelting power | |
CN109240253B (en) | Online equipment diagnosis and preventive maintenance method and system | |
KR102114709B1 (en) | Energy-saving smart freeze protection system | |
US20130063096A1 (en) | Method for controlling the maximum charge rate of an electrochemical energy storage device | |
CN117583236A (en) | Fine particle material screening machine operation parameter monitoring system | |
KR102561410B1 (en) | Ai-based autonomous control integrated building automatic control system | |
US20210316960A1 (en) | System for transporting passengers, and method for optimizing the operation of the system for transporting passengers | |
EP3312844A1 (en) | Abnormality indication monitoring system | |
CN103896145A (en) | Automatic escalator speed regulating method | |
CN116262580A (en) | Elevator control device and abnormality diagnosis method | |
CN108455394B (en) | Elevator operation inspection method and device, management server and elevator control system | |
KR100635175B1 (en) | Method and device for determining the remainder travel duration of a submarine | |
WO2007103500A2 (en) | Method and system for controlling an operation of an electrical power network | |
RU183724U1 (en) | SHIP ELECTRICAL EQUIPMENT MONITORING DEVICE | |
CN118152970B (en) | Equipment state trend sensing method based on edge calculation algorithm | |
JP2019187026A (en) | Power source system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170421 |