Основні теоретичні положення

Автоматизація гірничих комбайнів і комплексів дозволяє виконати наступні завдання:

– підвищити продуктивність гірничої машини за рахунок більш повного використання потужності двигуна;

– збільшити надійність і термін служби машини;

– зробити можливим включення гірничих машин у систему централізованого контролю та керування із застосуванням засобів обчислювальної техніки.

Питання автоматизації гірничих машин пов'язано з комплексом засобів дистанційного керування, системи попереджувальної сигналізації і зв'язку, впровадженням автоматичних регуляторів навантаження та інших пристроїв.

Замкнутий цикл автоматизації мають автоматичні регулятори навантаження, які працюють по програмі, заздалегідь встановленою людиною. Така система автоматичного регулювання (САР) навантаження двигуна комбайна може мати три варіанти зі зміною: швидкості подачі; різання; подачі й різання.

З теорії роботи механізмів відомо, що для підтримки постійного навантаження на двигун і забезпечення максимальної продуктивності машини (комбайна) необхідно здійснити вибір оптимальних значень швидкості подачі та швидкості різання залежно від міцності вугілля. При цих умовах також повинно здійснюватися автоматичне коректування по зниженню струму навантаження в залежності від температурного режиму двигуна, тому що двигуни гірничих комбайнів працюють на перехідній потужності (годинно-тривала). Такий регулятор вимагає створення для комбайнів сучасного тиристорно-регульованого привода, де оптимальні параметри роботи будуть забезпечуватися обчислювальною машиною, зв'язаною з регулятором. У теперішній час на основі першого варіанта регулювання Макіївським заводом шахтної автоматики випускається регулятор навантаження УРАН, який виконано на сучасній елементній базі із застосуванням інтегральних мікросхем.

Уніфікований регулятор навантаження УРАН забезпечує:

– стабілізацію заданого значення струму навантаження шляхом автоматичної зміни швидкості подачі;

– захист двигуна від «перекидання» (зупинки);

– зменшення швидкості подачі до нуля при пуску комбайна;

– узгодження з іншими ланцюгами дистанційного керування.

Функціональна схема регулятора показана на рис. 1. Регулятор має два канали: швидкості та навантаження, які спільно працюють на пристрої виходу. До каналу швидкості відносяться: датчик швидкості ДС, програма швидкості ПС, блок контролю швидкості БКС і блок вихідних пристроїв. До каналу навантаження відносяться: датчик струму ДТ, програма струму ПТ і імпульсний пристрій ИУ. У блоці каналу швидкості здійснюється порівняння двох напруг: датчика швидкості та програми швидкості, які пропорційні відповідно швидкості подачі v_п і установки швидкості програми v_y. У випадку різниці між ними виробляється сигнал на включення електрогідророзподілювача ЕГР по зменшенню або збільшенню швидкості подачі.

Рис.1 – Функціональна схема регулятора УРАН

Рис. 2 – Електронний блок регулятора УРАН

 

У блоці каналу навантаження порівнюються напруги: напруга, пропорційна фактичному струму двигуна I_д, і напруга програми струмової уставки, пропорційна уставці I_у. При різниці цих значень у межах ±5%I_у регулятор по каналу навантаження не працює (зона нечутливості). При різниці значення в межах 5-25% більше I_у з блоку БКН у блок БКС видається напруга U_н на імпульсне зменшення швидкості подачі до значення встановлення струму I_д у межах ±5% I_у. Якщо неузгодженість струму I_д більше 25% струму I_у, то блок БКН видає безперервний сигнал на зменшення швидкості подачі. При недовантаженні двигуна комбайна, тобто коли I_у>>I_д, блоком БКН видається напруга U_м на збільшення швидкості подачі до значення встановленого програмою швидкості ПС. У випадку застосування в комплексі з комбайном запобіжної лебідки її керування здійснюється блоком реле БР. При пуску комбайна в блоці БКС працює реле часу, що видає сигнал на установку нульової швидкості подачі, а через 2-3 с здійснюється процес на нормальне її регулювання. До регулятора УРАН входять пристрої: електронний блок, датчик струму, датчик швидкості, панель індикації, джерело живлення і пульт керування. У комплексі з регулятором УРАН встановлюється апарат контролю роботи електродвигунів КОРД, що забезпечує захист при технологічних перевантаженнях, перекиданні та обриві однієї з фаз.

Електронний блок регулятора (рис. 2) являє собою шасі, на якому встановлені: штепсельне рознімання 1 для підключення; програма струму й тривалості імпульсів 2; перемикачі 7 «Навантаження - швидкість» і «Ручне - автоматичне»; блок контролю навантаження 3; блок контролю швидкості 4; блок вихідних пристроїв 5; блок реле 6. Програма струму й тривалості імпульсів закривається кришкою, на якій зображені положення перемичок, відповідно до обраного значення. Перемикач "Навантаження - швидкість" у першому положенні забезпечує роботу двох каналів регулятора, у другому – один.

В якості датчика струму застосовується трансформатор струму, виконаний на тороідальном сердечнику. Трансформатор струму, елементи іскрозахисту та узгодження розміщені в пластмасовому корпусі та залиті епоксидним компаундом.

Датчик швидкості й напрямку подачі (рис. 3) являє собою диференційний індуктивний датчик, що містить дві обмотки 3, розміщені в стакані магнітопровода 4. Стакан встановлено в корпусі 5 рухомо, і його положення визначається кришкою 1.

Рис. 3 – Датчик швидкості УРАН

 

Усередині магнітопроводу переміщується круглий якір 2, який пружиною притискається до тяги статора гідронасоса комбайна та сприймає його ексцентричне переміщення. Обмотки датчика виведені через елементи вибухозахисту 6, залиті епоксидним компаундом у штепсельне рознімання 8. Кріплення датчика до корпуса комбайна здійснюється за допомогою фланця 7.

Пульт керування являє собою зварений корпус, на передній панелі якого розташовані: перемикач «Подача - лебідка», що забезпечує програму швидкості, кнопки управління комбайна та конвеєра, кнопка аварійного відключення фідерного автомата та перемикач дистанційного керування швидкості подачі.