УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ КРАНА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Полезная модель относиться к приборам безопасности грузоподъемных кранов и предназначена для автоматического отключения механизмов электрического крана в случае превышения грузоподъемности и отклонения параметров питающей сети свыше предельных допустимых величин.
Известен ограничитель грузоподъемности стрелового крана по патенту РФ на изобретение №2116240, опубл. 1998.07.27, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, один из информационных входов которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй, двунаправленный, - с входом цифрового запоминающего блока, а информационный вход соединен с выходом синтезатора звука и блоком визуальной индикации. Ограничитель содержит также n датчиков аналоговых параметров крана, подключенных к выходам аналого-цифрового преобразователя, m датчиков дискретных параметров и сигналов о работе крана, соединенных с третьими информационными входами цифрового вычислительного блока, а также таймер, подключенный выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и цифровой управляемый фильтр, вход управления которого подключен к упомянутому выходу таймера, информационный вход - к упомянутому информационному выходу цифрового вычислительного блока, а выход - к исполнительному блоку, второй выход таймера подключен ко второму входу цифрового запоминающего блока, а выход цифрового управляемого фильтра соединен с третьим входом цифрового запоминающего блока, кроме того, цифровой запоминающий блок и цифровой вычислительный блок выполнены с выходами считывания-записи информации.
Наиболее близким к заявляемому является ограничитель грузоподъемности электрического крана по патенту РФ на изобретение №41460, опубл.
2004.06.23, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные выходы которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя, тока питающей сети и фазного напряжения сети, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока. Один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, а таймер своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока. Ключ электронный своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке, подключен к входу цифрового вычислительного блока. Блок ввода информации своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока. Память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях частоты питающей сети, напряжения питающей сети и массы поднимаемого груза, а также зависимость частоты вращения вала электродвигателя подъема груза от массы поднимаемого груза. Этот ограничитель принят за прототип заявленному.
Недостатком известного устройства является то, что массу поднимаемого груза определяют при помощи датчика частоты вращения ротора электродвигателя, так как датчик подвержен атмосферным и механическим воздействиям, что может привести к отказу ограничителя грузоподъемности, и, как следствие, к потере работоспособности крана.
Задача полезной модели состоит в обеспечении надежной защиты электрического крана от опасных производственных воздействий, таких как защита крана от перегруза, обрыва фазы, от некачественной электрической сети.
Технический результат заключается в регистрации рабочих параметров асинхронного двигателя механизма подъема груза и отключении подъема груза при превышении предельно допустимых значений. По аналогии с известным
устройством, принятым за прототип, заявляемое устройство защиты и ограничения грузоподъемности электрического крана содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные входы которого связаны с блоком ввода информации и с соответствующими выходами датчиков тока питающей сети и фазного напряжения сети, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока, один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, кроме этого ограничитель содержит таймер, который своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и электронный ключ, выход которого для изменения информации в цифровом запоминающем блоке подключен к входу цифрового вычислительного блока, а память цифрового вычислительного блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях массы груза, напряжения и частоты питающей сети. В отличие от прототипа устройство дополнительно содержит датчик сдвига фаз который соединен с входом цифрового вычислительного блока, а цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления активной составляющей тока ротора электродвигателя подъема груза по показаниям датчиков сдвига фаз, тока и напряжения питающей сети. Память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях активной составляющей тока ротора электродвигателя механизма подъема груза и зависимости значений активной составляющей тока ротора от массы поднимаемого груза. Электронный ключ выполнен съемным.
Отличие от прототипа подтверждают новизну заявленного устройства. Наличие датчика сдвига фаз и информации в цифровом вычислительном блоке о значениях активной составляющей тока ротора электродвигателя позволяет расширить объем контролируемых параметров асинхронного двигателя, характеризующих работу крана, что позволяет надежно защитить
кран от опасных производственных воздействий путем отключения крановых механизмов. Наличие электронного ключа и блока ввода информации, как и в прототипе, позволяет использовать устройство ограничения грузоподъемности без доработки для различных типов крана, поскольку грузовая характеристика формируется не на стадии изготовления прибора, а после его монтажа на кране в программе «Обучение» с учетом индивидуальных особенностей конкретного крана. Программа «Обучение» позволяет вводить и запоминать в цифровом запоминающем блоке предельно допустимые значения тока и фазного напряжения, значение максимально допустимой массы поднимаемого груза, а также зависимость расчетного значения активного тока ротора электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза. Программа «Обучение» доступна только при подключенном электронном ключе - для защиты от несанкционированного доступа.
На фигуре 1 показана блок-схема устройства защиты крана от перегрузки.
p
На фигуре 2 представлена аппроксимированная зависимость расчетного тока ротора электродвигателя I электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза m.
Ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1, информационные выходы которого связаны с соответствующими выходами датчиков сдвига фаз 2, тока питающей сети 3 и фазного напряжения сети 4, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока 5. Один информационный выход блока 1 соединен с исполнительным блоком 6, другой информационный выход - с блока визуальной и звуковой индикации 7, а таймер 8 своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1. Ключ электронный 9 своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке 5, подключен к входу цифрового вычислительного блока 1. Блок ввода
информации 10 своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1.
1
i
n
1
i
n
Перед началом работы установленного на кран ограничителя грузоподъемности необходимо ввести в память цифрового запоминающего блока 5 предельные допустимые значения частоты и величины фазного напряжения питающей сети, зависимость расчетного значения активного тока ротора электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, а также значение минимально 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 снятия и записи в цифровой запоминающий блок 5 зависимость расчетного значения активного тока ротора электродвигателя 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. В процессе работы крана по данным, полученным от датчиков тока, фазного напряжения и сдвига фаз и согласно введенной программе в цифровом вычислительном блоке 1 производиться расчет активной составляющей тока ротора электродвигателя подъема механизма груза. Для снятия зависимости расчетного значения активного тока ротора от массы поднимаемого груза необходимо поднять поочередно несколько грузов массами m..., m, m и запомнить соответствующие вычисленные цифровым вычислительным блоком 1 значения расчетного тока ротора I..., I, I. По этим данным в цифровом вычислительном блоке 1 сформируется, с учетом параметров питающей сети, аппроксимированная зависимость расчетного значения активного тока ротора от массы поднимаемого груза (фигура 2) с последующим ее сохранении в цифровом блоке 5.
В процессе работы информация о параметрах отражающих работу крана, из цифрового вычислительного блока 1 постоянно, поступает в блок визуальной и звуковой индикации 7. Одновременно с этим, при достижении предельно-допустимых значений любого из введенных в цифровой запоминающей блок 5 параметров подается команда на исполнительный блок 6 и отключается механизм подъема груза. О превышении допустимых значениях крановщика предупреждает световая и звуковая сигнализация.