Содержание к диссертации
Введение
1 Системы безопасности кранов мостового типа 11
1.1 Постановка задачи 11
1.2 Ограничители грузоподъемности кранов мостового типа 13
1.3 Регистраторы параметров работы крана 22
1.4 Устройства защиты электроприводов механизмов кранов от обрыва фаз и перегрузок 27
1.5 Выводы 30
2 Математическое моделирование механизма подъема груза 34
2.1 Постановка задачи 34
2.2 Математическая модель асинхронного двигателя 35
2.3 Математическая модель механической части 44
2.4 Выводы 58
3 Теоретические исследования механизма подъема груза 59
3.1 Предварительные замечания 59
3.2 Исследование математической модели механизма подъема груза 60
3.3 Влияние качества электрической энергии на характеристики приводного двигателя механизма подъема . 66
3.4 Работа асинхронного двигателя при несимметрии питающих напряжений 76
3.5 Учет отклонений параметров питающей сети от номинальных значений при определении массы поднимаемого груза косвенными методами 81
3.6 Выводы 82
4 Ограничитель грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями и экспериментальные исследования его работы 85
4.1 Предварительные замечания 85
4.2 Структурная схема и алгоритм работы микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями 87
4.3 Способы измерения частоты вращения и тока ротора примененные в разработанном приборе 91
4.4 Экспериментальные исследования 96
4.5 Испытательная установка и оборудование 104
4.6 Выводы 106
Заключение 108
Литература
- Ограничители грузоподъемности кранов мостового типа
- Математическая модель асинхронного двигателя
- Влияние качества электрической энергии на характеристики приводного двигателя механизма подъема
- Структурная схема и алгоритм работы микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями
Введение к работе
Актуальность темы. По данным Ростехнадзора с 1998 г. наблюдается устойчивый рост травматизма и количества аварий на грузоподъемных кранах [4, 45]. Сложившееся неудовлетворительное положение с травматизмом и аварийностью при эксплуатации грузоподъемных машин обусловлено в первую очередь продолжающимся старением основных фондов. В настоящее время в России из почти 280 тысяч работающих грузоподъемных кранов более 85% отработали нормативный срок службы. Обновление фондов производится крайне медленно: при норме в 8-10% ежегодно обновляется не более 1 % кранового парка.
Решение проблемы повышения надежности и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов во многом зависит от решения следующих задач:
- повышения организационно-технической и исполнительской дисциплины эксплуатации кранов;
- точного выполнения всех предписаний по техническому контролю, планово предупредительным ремонтам и техническому обслуживанию, как по времени и составу этих операций, так и по качеству [46];
- повышения уровня оснащенности грузоподъемных кранов приборами и устройствами безопасности с одновременным повышением их надежности и числа контролируемых параметров.
Из информационного письма от 21.04.2003 г. Головной организации по краностроению в части приборов безопасности НТЦ «Строймашавтоматизация» следует, что около четверти аварий и несчастных случаев происходит по причинам, связанным с приборами и системами безопасности, поэтому вопросам их применения придаётся большое значение. Перспективным для дальнейшего развития приборов и систем безопасности является расширение их функций с объединением в составе единой системы на основе применения бортовых компьютерных средств, задач обеспечения безопасности работы машин, задач управления, оперативного контроля и диагностирования.
В связи с этим, актуальным является совершенствование систем защиты кранов, расширение их функциональных возможностей с одновременным повышением надежности.
Целью диссертационной работы является исследование и оценка влияния опасных производственных воздействий на безопасность эксплуатации кранов мостового типа и разработка микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями.
Методы исследования.
1. Классические методы дифференциального и интегрального исчисления.
2. Численный метод решения системы нелинейных дифференциальных уравнений.
3. Математическое моделирование и программирование.
4. Оценка достоверности результатов теоретических исследований путем сравнения их с результатами экспериментальных исследований полученных на реальном кране.
Научная новизна работы.
1. Разработана математическая модель механизма подъема груза крана мостового типа, как сложной электромеханической системы, позволяющая исследовать динамические режимы работы с учетом жесткости моста, кинематических связей и сложного характера изменения электромагнитного момента приводного двигателя.
2. Теоретически и экспериментально доказана возможность использования косвенных методов определения массы поднимаемого груза по рабочим характеристикам приводного двигателя механизма подъема груза и определены параметры влияющие на точность измерений.
3. Разработана и запатентована блок-схема микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями и встроенным регистратором параметров работы крана на основе использования косвенных методов определения массы поднимаемого груза.
4. В перечень информации, хранимой во встроенном регистраторе параметров работы крана, предложено дополнительно включить информацию, характеризующую качество питающей сети и состояние привода.
Практическая ценность.
1. Систематизированы научные знания в области обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов мостового типа.
2. Полученные в диссертации выводы и рекомендации использованы при разработке ограничителей грузоподъемности мостовых и козловых кранов ОГМК 1-1 "ВОЛНА" серийно выпускаемых ОАО "Новосибирский завод имени Коминтерна".
3. Применение косвенного метода определения массы поднимаемого груза позволило расширить область применения разработанного прибора и его функциональные возможности и отказаться от традиционных датчиков усилия.
4. Рассмотрены возможности дальнейшего развития ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями как диагностической и экспертной системы.
Реализация работы.
Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, использованы на предприятии ОАО "Новосибирский завод имени Коминтерна" при разработке ограничителей грузоподъемности электрических мостовых и козловых кранов ОГМК 1-1 "ВОЛНА".
Апробация.
Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на Международной научно-технической конференции "Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок". Томск, 2002 г., IX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Современные техника и технологии". Томск, ТПУ, 2003 г., Международной научно-технической конференции "XI Бернардосовские чтения". Иваново, 2003 г., 4 Международной научно-практической конференции "Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения". Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2004г., Семинаре "Новые и перспективные разработки крановых и рольганговых электродвигателей". Томск, ОАО "Сибэлектромотор", 2004 г. и 7 семинаре "Приборы и системы безопасности грузоподъемных машин". Адлер, НТЦ "Строймашавтоматизация", 2004 г.
Публикации.
Всего по данной тематике опубликовано 7 печатных работ, в том числе получен 1 патент.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе, списка использованных источников из 103 наименований и 1 приложения. Общий объем работы 155 с, в том числе основной текст - 102 с, приведены 40 рисунков и 8 таблиц.
В первой главе рассмотрены современные приборы безопасности, применение которых регламентировано действующими Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00). К таким приборам относятся:
- ограничители грузоподъемности;
- регистраторы параметров работы кранов;
- устройства защиты от падения груза при обрыве одной из фаз питающей электрической сети;
Доказана необходимость максимального обеспечения объективной, независящей от квалификации крановщика, защиты крана от перегрузки и других опасных производственных воздействий.
При рассмотрении современных приборов безопасности выявлены их достоинства и недостатки, определены назначение и принцип действий. Особо отмечено, что наиболее слабым звеном существующих ограничителей грузоподъемности является датчики усилий, принцип действия которых основан на непосредственном измерении нагрузок возникающих от действия поднимаемого груза. Эта особенность датчиков усилия определяет условия их работы - восприятие динамических механических и атмосферных воздействий, что зачастую является причиной выхода их из строя.
Определены перспективные направления развития автоматических систем безопасности кранов мостового типа.
Во второй главе разработана математическая модель механизма подъема груза как наиболее информативного звена характеризующего нагрузку на кран и другие производственные воздействия. Механизм подъема груза электрического крана мостового типа рассматривался как сложная электромеханическая система в которой многомассовая механическая часть с упругими связями и электрическая часть в динамических режимах влияют друг на друга.
Для описания процессов происходящих в асинхронном двигателе в данной работе разработана его модель в заторможенной системе координат а, (3, у, позволяющая исследовать режимы работы двигателя при отклонениях параметров питающей сети от номинальных значений.
Математическая модель механической части основана на двухмассовой расчетной схеме крана мостового типа
Для исследования механизма подъема груза крана мостового типа, на основе разработанной математической модели, была создана программа «KranMost»,
Разработанная математическая модель позволяет:
- исследовать процессы нагружения крана мостового типа;
- исследовать режимы работы механизма подъема и его привода при отклонениях параметров питающей сети от номинальных значений;
- имитировать срабатывание ограничителя грузоподъемности и изучать происходящие при этом процессы.
В третьей главе проведены теоретические исследования режимов работы механизма подъема груза.
В результате исследований определены информативные параметры позволяющие косвенными методами определять величины внешних воздействий на кран.
Изучены режимы работы привода при отклонениях параметров питающей сети от номинальных значений и влияние этих отклонений на точность определения массы поднимаемого груза косвенными методами (по характеристикам приводного электродвигателя).
В четвертой главе описан алгоритм работы микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями на основе использования косвенных методов определения массы поднимаемого груза и представлена его структурная схема. Представлены конструкции датчиков для определения массы поднимаемого груза по частоте и току ротора приводного электродвигателя механизма подъема. Проведен ряд экспериментов с целью подтверждения результатов теоретических исследований на натурном образце мостового крана МК-10 лаборатории железобетонных и каменных конструкций Томского государственного архитектурно-строительного университета.
Ограничители грузоподъемности кранов мостового типа
При перегрузке несущей конструкции и механизма подъема крана вследствие подъема грузов, масса которых превышает расчетное значение, появляются остаточные деформации и трещины в металлоконструкции, поломки деталей механизма подъема, ускоряется изнашивание элементов крана [12, 14, 91].
Контроль за ограничением массы поднимаемого груза для крановщика осложняется тем, что в большинстве случаев он вынужден ориентировочно определять массу захватываемого груза. Даже у опытных крановщиков и инженеров отклонения от фактической массы составляют 50-200 % [94]. Трудно также ориентировочно определить усилия, действующие на механизм подъема при застревании, примерзании или зацеплении груза.
Наряду с указанными непроизвольными случаями возможной перегрузки необходимо учитывать перегрузку крана в результате невнимательного отношения к своим обязанностям или даже преднамеренного превышения нагрузки крановщиком, так как зачастую значительно переоценивается фактическая грузоподъемность крана.
Электродвигатель механизма подъема не обеспечивает защиту от перегрузки вследствие высокого резерва крутящего момента.
На возможную перегрузку крана кроме статической нагрузки от поднимаемого груза влияют динамические нагрузки [87, 93], возникающие, например, при совпадении фаз ускорения нескольких одновременно выполняемых движений крана, резких торможениях, свободного падения подвешенного на канате груза, выбеге вращающихся масс приводов после их отключения.
Как теоретически, так и практически невозможно учесть и проконтролировать все факторы, вызывающие перегрузку. Большое число аварий часто с очень тяжелыми последствиями для людей и материальным ущербом происходит, несмотря на все меры предосторожности и высокую квалификацию крановщиков [34], вызывает необходимость максимального обеспечения объективной, независящей от квалификации крановщика защиты крана от перегрузки. При этом следует также учитывать экономические аспекты, так как затраты на приборы безопасности должны быть в разумном соотношении с общей стоимостью машины.
Обязательное применение ограничителей грузоподъемности для кранов мостового типа регламентировано Правилами устройства и безопасной эксплуатации кранов (ПБ 10-382-00) [64], согласно пункту 2.12.8. которых «краны мостового типа должны быть оборудованы ограничителями грузоподъемности (для каждой грузовой лебедки), если возможна их перегрузка по технологии производства. Ограничитель грузоподъемности кранов мостового типа не должен допускать перегрузку более чем на 25 %».
Рассмотрим несколько конструктивных решений ограничителей грузоподъемности кранов мостового типа. В связи с ненадежностью в эксплуатации и множеством конструктивных недостатков [22, 36, 37, 39, 41], не будем рассматривать механические, электромеханические и электрические ограничители грузоподъемности (ОГП, ОГК, ОГБ и другие), применяемые ранее для оснащения кранов.
Ограничитель грузоподъемности серии ПС-80 [42] предназначен для установки на электрические мостовые и козловые краны грузоподъемностью от 5 до 200 т с целью защиты конструкции и механизмов крана от перегрузки.
Ограничитель грузоподъемности ПС-80 состоит из тензометрического датчика силы (ДСТ), определяющего величину нагрузки на кран, приведенной к месту установки датчика, и электронного блок логики (БЛ), реализующего сравнение действующей нагрузки с заданным порогом ограничения и формирующего сигналы управления для отключения механизма подъема и включения звуковой сигнализации при нагрузке, превышающей порог ограничения. ДСТ в зависимости от назначения имеют следующие исполнения: - ДСТ-К предназначен для установки под опоры грузовых барабанов грузоподъемных механизмов кранов; - ДСТ-Б предназначен для установки в уравнительные блоки ГРУ-зоподъемных механизмов кранов; - ДСТ-С предназначен для установки на крюковые подвески грузоподъемных механизмов кранов. - ДСТ устанавливается на кран при помощи специального устрой ства, которое обеспечивает передачу на датчик усилия, пропорциональ ного нагрузке, действующей на грузоподъемный орган крана.
Ограничитель входит в состав крана в качестве комплектующего изделия. Место установки и типоразмер ДСТ определяется конструкцией грузоподъемного механизма конкретного крана. Согласование и установка ПС-80 на новые и находящиеся в эксплуатации краны осуществляется по технической документации, разрабатываемой АО ВНИИПТМАШ, или, по согласованию с АО ВНИИПТМАШ, специализированной проектной организацией.
По специальному заказу в комплект ограничителя грузоподъемности ПС-80 может быть включен указатель массы поднимаемого груза.
Помимо ограничителей грузоподъемности серии ПС-80 существуют и другие приборы, одним из представителей которых является ограничитель грузоподъемности мостовых и козловых кранов (ОГМК) «МОСТ-1».
ОГМК «МОСТ-1» [10] предназначен для ограничения массы поднимаемого груза лебедками основного и вспомогательного подъема мостового крана и регистрации параметров работы крана в течение всего срока службы крана. Ограничитель грузоподъемности «МОСТ-1» состоит из блока питания, счетно-решающего устройства и тензоусилителя с датчиком усилия (рис. 1.1).
Ограничители имеют модификации исполнения, отличающиеся типоразмерами тензометрических датчиков в соответствии с грузоподъемностью лебедок и их количеством на кране. Датчик усилия встраивается в ось уравнительных блоков.
Математическая модель асинхронного двигателя
Анализ электромеханических переходных процессов в асинхронных машинах, как правило, связан с решением нелинейных дифференциальных уравнений. Трудоемкость аналитических расчетов приводит к необходимости разделения исследования на две части: изучение механических переходных процессов и электромагнитных переходных процессов при постоянной скорости вращения ротора или заданном ее изменении. Поэтому в многочисленной литературе [12, 18, 23, 28, 30, 68, 92, 98] по переходным процессам асинхронных машин можно найти лишь единичные примеры расчета электромеханических переходных процессов.
В настоящее время применение вычислительной техники для решения нелинейных уравнений асинхронной машины стало главным средством исследования переходных процессов асинхронных электроприводов. Количество работ, посвященных математическому моделированию асинхронных машин, непрерывно растет. Авторы используют различные формы записи уравнений, различные координатные системы и разные скорости вращения координат, учитывают при моделировании различные факторы и т.д. Все это приводит к многообразию структурных схем моделей асинхронных машин.
При составлении уравнений и рассмотрении переходных процессов асинхронных машин будем использовать общепринятые допущения и ограничения [23, 28, 29, 30, 68, 82, 92], связанные с понятием «идеализированная машина»: машина ненасыщенна, потерями в стали пренебрегаем; фазные обмотки симметричны и сдвинуты на угол 120 электрических градусов; намагничивающие силы обмоток и магнитные поля распределены синусоидально вдоль окружности воздушного зазора; воздушный зазор равномерен; ротор симметричен. Реальная распределенная обмотка заменяется сосредоточенной, оси фаз которой сдвинуты на фазный угол, а намагничивающая сила ее равна намагничивающей силе реальной обмотки. В случае необходимости можно отказаться от тех или иных допущений, например, могут быть учтены насыщение магнитной цепи, потери в стали, несимметрия ротора и т.д.
Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в асинхронных машинах отличается известной сложностью [23, 28, 29, 30, 98]. В связи с этим составление дифференциальных уравнений переходных процессов асинхронных машин является одним из важнейших этапов подготовки задачи.
Для описания переходных процессов асинхронной машины, работающей в режиме двигателя или генератора, составляются уравнения электрического равновесия для напряжений контуров, уравнения равновесия моментов, действующих на ротор, а также уравнение электромеханического преобразования энергии.
Если многофазная (в нашем случае трехфазная) машина симметрична, а напряжения на ее обмотках синусоидальные, то удобно анализировать многофазную машину, приведя ее к двухфазной [28]. Однако при исследовании несимметричных машин, при исследовании машин с учетом пространственных гармоник или при несинусоидальных напряжениях приводить машину к двухфазной неправомерно [29], так как поля в зазоре двухфазной и многофазной машин в этих условиях отличаются друг от друга.
Трехфазная идеализированная машина имеет гладкий воздушный зазор, все параметры ее линейны, а напряжения на выводах синусоидальные. В модели машины имеются три обмотки на статоре с числом витков wA, WB, WC И три обмотки на роторе с числом витков wa, wb и wc соответственно, фазы которых сдвинуты на 120 (рис.2.2), где индексы А, В, С относятся к обмоткам статора, а индексы а, Ь, с - к обмоткам ротора. Э - угол поворота ротора, р - число пар полюсов.
В непреобразованных естественных координатах индуктивности L и взаимные индуктивности М в уравнениях потокосцеплений (2.3)-(2.8) - это периодические коэффициенты, изменяющиеся по гармоническому закону при вращении ротора машины. Уравнения (2.1) после подстановки в них выражений результирующих потокосцеплений имеют громоздкие решения с несколькими десятками членов, содержащих периодические коэффициенты. Чтобы избавиться от периодических коэффициентов, необходимо перейти к заторможенной системе координат а, (3, у [29], для которой индексы s и г относятся к статору и ротору соответственно.
Модель в заторможенной системе координат (а, р, у) показана на рис.2.3. В трехфазной системе координат а, [3, у в воздушном зазоре поле круговое и его можно представить результирующими векторами. В результате проецирования результирующих векторов токов ротора, напряжений и потокосцеплений на оси а, Р, у статора, находятся выражения для преобразованных значений.
Влияние качества электрической энергии на характеристики приводного двигателя механизма подъема
Под качеством электрической энергии понимается совокупность ее характеристик, при которых электроприемники способны выполнять заложенные в них функции [40, 76, 89].
Качество электроэнергии может существенно влиять на расход электроэнергии, надежность систем электроснабжения, технологические производственные процессы [40].
Качество электроэнергии регламентируется ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [40, 89].
Показателями качества электроэнергии являются: - установившееся отклонение напряжения 5Uy; - размах изменения напряжения 5Ut; - доза фликера Pt; - коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения Ки; - коэффициент п-ой гармонической составляющей напряжения Ku(n)5 - коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К2и; - коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности Кои; - отклонение частоты Af; - длительность провала напряжения Atn; - импульсное напряжение U ; - коэффициент временного перенапряжения Кпер и
Нормы качества электроэнергии подразделяют на нормально допустимые и предельно допустимые.
Далее будем рассматривать только те показатели качества электроэнергии, отклонения которых от нормы существенно влияют на энергетические характеристики асинхронных двигателей. К таким показателям качества относятся: - отклонение величины напряжения; - изменение частоты питающего напряжения; - несимметрия питающих напряжений.
Причинами, вызывающими отклонения напряжения в системе электроснабжения предприятий, являются изменение режимов работы электроприемников и источников питания, нерациональное подключение однофазных и ударных нагрузок к элементам системы электроснабжения.
Отклонения частоты определяются режимами энергосистемы и практически не зависят от электропотребления предприятия [40, 76, 89].
Изменение напряжения на зажимах асинхронного двигателя приводит к изменению его технико-экономических показателей.
Изменение характеристик асинхронного двигателя в зависимости от отклонений величины и частоты питающего напряжения относительно номинальных значений удобно анализировать по схеме замещения, представленной на рис.3.5.
Изменение напряжения питающей сети вызывает соответствующее изменение намагничивающего тока: _U1-(r1+jx1)I1 ro + J o где Uj - напряжение питающей сети, В; r0 - активная составляющая сопротивления ветви намагничивания, Ом; г, - активное сопротивление обмотки статора, Ом; х0 - индуктивное сопротивление взаимоиндукции обмоток, Ом; X] - индуктивное сопротивление статорной обмотки, Ом; її - ток статора, А; j = V-1 - мнимая единица, и, соответственно, изменение магнитного потока машины Ф.
Пренебрегая потерей напряжения в сопротивлениях статорной обмотки при малых скольжениях s sKp можно приблизительно считать, что относительные изменения магнитного потока машины связаны с относительными изменениями напряжения и частоты соотношениями: и Ф где UHOM5 ґном - номинальные значения напряжения и частоты.
Величина вращающего момента в зависимости от питающего напряжения определится как М = 2Вном и 2 V ном J s SKP гДе вном = ТТ Н0М (мтах )Ном»Мном " максимальное номинальное и -ном номинальное значения вращающего момента; sKp - критическое скольжение, при котором двигатель развивает максимальный вращающий момент (sKp=5-rl5%).
Следовательно при изменении напряжения U механическая характеристика двигателя изменится, что при сохранении характеристики нагрузки Mc=const приводит к изменению скольжения примерно обратно пропорционально квадрату напряжения [40]: при допущениях, что s ном S „ мсином JHOM8кр мноми2 Вном 1»6
Вном Приведенный ток ротора при отклонениях напряжения изменяется обратно пропорционально напряжению:
Структурная схема и алгоритм работы микропроцессорного ограничителя грузоподъемности с расширенными функциональными возможностями
Микропроцессорный ограничитель грузоподъёмности с расширенными функциональными возможностями содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок с информационным двунаправленным входом-выходом, вход-выход которого соединен с входом-выходом цифрового запоминающего блока, датчики, подключенные своими выходами к соответствующим информационным входам цифрового вычислительного блока, таймер, подключенный своим выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, блок визуальной и звуковой индикации и исполнительный блок, подключенные своими входами к соответствующим выходам цифрового вычислительного блока. Дополнительно содержит блок ввода информации своим выходом подключенный к соответствующему входу цифрового вычислительного блока, электронный ключ, своим выходом соединенный с соответствующим входом цифрового вычислительного блока, при этом один из датчиков является датчиком частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза, другой - датчиком тока питающей сети, третий - датчиком фазного напряжения питающей сети, кроме этого память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях частоты тока и величины фазного напряжения питающей сети, зависимости частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза и значении максимально-допустимой массы поднимаемого груза, а также с возможностью изменения этих значений при подключении электронного ключа, выполненного съемным. Датчик скорости состоит из магнита, закрепленного на валу электродвигателя механизма подъема груза, и датчика Холла закрепленного на корпусе электродвигателя, датчик тока - из трансформатора тока, выполненного с возможностью подключения к питающей сети электродвигателя механизма подъема груза, а датчик фазного напряжения выполнен из резистивных делителей.
Наличие датчиков тока и фазного напряжения питающей сети позволяет контролировать больший объем параметров, характеризующих работу крана, что позволяет надежно защитить кран от опасных производственных воздействий путем отключения крановых механизмов, а также позволяет обеспечивать необходимую точность измерения массы поднимаемого груза при отклонениях частоты и напряжения питающей сети от номинальных значений. Наличие электронного ключа и блока ввода информации позволяет использовать ограничитель грузоподъемности без доработки для различных типов кранов, поскольку грузовая характеристика формируется не на стадии изготовления прибора, а после его монтажа на кране в программе «обучения» с учетом индивидуальных особенностей конкретного крана. Программа «обучения» позволяет вводить и запоминать в цифровом запоминающем блоке предельно допустимые значения тока и фазного напряжения, значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, а также зависимость частоты вращения или тока ротора (в зависимости от выбранного способа) электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза. Программа «обучения» доступна только при подключенном электронном ключе - для защиты от несанкционированного доступа.
Ограничитель грузоподъёмности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1, информационные входы которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя 2, тока питающей сети 3 и фазного напряжения питающей сети 4, информационный двунаправленный вход-выход соединён с входом-выходом цифрового запоминающего блока 5. Один информационный выход блока 1 соединён с исполнительным блоком 6, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации 7, а таймер 8 своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1. Ключ электронный 9 своим выходом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке 5, подключается к входу цифрового вычислительного блока 1. Блок ввода информации 10 своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1.
Перед началом работы установленного на кран ограничителя грузоподъемности необходимо ввести в память цифрового запоминающего блока 5 предельно допустимые значения частоты тока и величины фазного напряжения питающей сети, зависимость частоты вращения или тока ротора электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. Для этого необходимо подключить к цифровому вычислительному блоку 1 ключ электронный 9, после этого цифровой вычислительный блок 1 перейдет в программу «обучения», которая предназначена для определения и записи в цифровой запоминающий блок 5 зависимости частоты вращения или тока ротора (информативного параметра) от массы поднимаемого груза, предельно допустимых значений тока и фазного напряжения, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. С помощью блока ввода информации 10 ввести предельно допустимые значения частоты тока, величины фазного напряжения питающей сети и значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, эти данные обрабатываются в блоке 1 и сохраняются в цифровом запоминающем блоке 5. Для снятия зависимости информативного параметра от массы поднимаемого груза необходимо поднять поочередно пустую крюковую подвеску т0 и груз известной массы т близкий к номинальному и запомнить соответствующие значения частот вращения (п0, пгр) или тока ротора (І20, Ьгр)- По этим данным в цифровом вычислительном блоке 1 сформируется, с учетом параметров питающей сети, линеаризированная зависимость информативного параметра от массы поднимаемого груза с последующим ее сохранением в цифровом запоминающем блоке 5.
Цифровой вычислительный блок 1 перерабатывает информацию получаемую от датчиков вместе с информацией извлекаемой из цифрового запоминающего блока 5. Таймер 8, выполненный, например, в виде генератора импульсной последовательности, координирует работу цифрового вычислительного блока 1. Информация перерабатывается в параметры, отражающие работу крана, которые подводятся к блоку визуальной и звуковой индикации 7, и в случае превышения допустимых значений массы поднимаемого груза и контролируемых параметров питающей сети вырабатывается команда на отключение механизма подъема груза, которая поступает на исполнительный блок 6.
