ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КРАНА

Полезная модель относиться к приборам безопасности грузоподъемных кранов и предназначена для автоматического отключения механизмов 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 выход соединен с входом синтезатора звука и блоком визуальной индикации. Ограничитель содержит также n датчиков аналоговых параметров крана, подключенных к входам 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.
Недостатком известного устройства является невозможность использования ограничителя грузоподъемности без доработки для различных типов кранов, неполный объем контролируемых параметров, нет резервации информационных
каналов, что может привести к нежелательным режимам работы привода механизма подъема, и, как следствие, к его ненадежной работе.
Наиболее близким к заявляемому является ограничитель грузоподъемности электрического крана по патенту РФ на полезную модель №41460, опубл. 2004.06.23, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные входы которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза, 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. Ограничитель содержит таймер, который своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока и электронный ключ, который своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке, подключен к входу цифрового вычислительного блока. К соответствующему входу цифрового вычислительного блока подключен блок ввода информации. Этот ограничитель принят за прототип заявленному.
Недостатком известного устройства является неполный объем контролируемых параметров, нет резервации информационных каналов, нет возможности использования на кранах с регулируемой частотой вращения механизма подъема, что может привести к нежелательным режимам работы привода механизма подъема, и, как следствие, к его ненадежной работе.
Задача полезной модели заключается в обеспечении надежной защиты электрического крана от опасных производственных воздействий, таких как перегруз крана, обрыв фазы, от некачественной электрической сети, и возможностью применения в приводах как с регулируемой частотой вращения, так и с нерегулируемой.
Технический результат при решении поставленной задачи заключается в регистрации частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема
груза и величины потребляемой активной мощности, сравнения этих значений со значениями запомненной зависимости указанных параметров от массы поднимаемого груза и отключение крана при перегрузке или отклонении параметров питающей электрической сети.
Технический результат, достигается следующим образом. По аналогии с известным устройством, принятым за прототип, заявляемый ограничитель грузоподъемности электрического крана, содержит цифровой вычислительный блок, к информационным входам которого подключены выход блока ввода информации и выходы двух датчиков, один из которых датчик частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза, а к входу прерывания цифрового вычислительного блока подключен таймер, информационный двунаправленный вход-выход цифрового вычислительного блока соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока, память которого выполнена с возможностью хранения информации о значении максимально-допустимой массы поднимаемого груза и зависимости частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, а для изменения вводимой в память цифрового запоминающего блока информации к соответствующему входу цифрового вычислительного блока подключен электронный ключ. В отличие от прототипа в качестве второго датчика, подключенного к входу цифрового вычислительного блока использован датчик активной мощности питающей сети электродвигателя механизма подъема груза, кроме того, память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимом значении потребляемой активной мощности и зависимости потребляемой активной мощности от массы поднимаемого груза. В частных случаях выполнения датчик активной мощности питающей сети электродвигателя механизма подъема груза выполнен в виде трехфазного счетчика, подключенного
к питающей сети электродвигателя подъема груза, датчик частоты вращения вала выполнен из магнита, закрепленного на валу электродвигателя механизма подъема груза, и датчика Холла, закрепленного на корпусе этого электродвигателя. Электронный ключ выполнен съемным.
Отличия от прототипа подтверждают новизну заявленного устройства.
Наличие датчика активной мощности, подключенного к питающей сети электродвигателя подъема груза, позволяет контролировать потребляемую активную мощность и при превышении допустимых значений надежно защитить кран от опасных производственных воздействий путем отключения крановых механизмов, и использовать в механизмах подъема с регулируемой частотой вращения. Датчик частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема груза как и в прототипе предназначен для резервации информационных каналов о массе поднимаемого груза. Наличие электронного ключа и блока ввода информации позволяет использовать ограничитель 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 значение максимально допустимой массы поднимаемого груза, а также зависимость активной составляющей мощности и частоты вращения вала электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза. Программа «Обучение» доступна только при подключенном электронном ключе - для защиты от несанкционированного доступа. Для этого электронный ключ сделан съемным.
На фигуре 1 показана блок-схема ограничителя грузоподъемности.
А
На фигуре 2 представлена аппроксимированная зависимость активной составляющей мощности Р и частоты вращения вала n электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза m.
Ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1, информационные входы
которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя 2 и активной мощности питающей сети электродвигателя 3, информационный двунаправленный вход-выход цифрового вычислительного блока соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока 4. Один информационный выход блока 1 соединен с исполнительным блоком 5, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации 6, а таймер 7 своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1. Ключ электронный 8 своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке 4, подключен к входу цифрового вычислительного блока 1. Блок ввода информации 9 своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1.
1
i
n
1
i
n
1
i
n
Перед началом работы установленного на кран ограничителя грузоподъемности необходимо ввести в память цифрового запоминающего блока 4 зависимости частоты вращения вала и активной составляющей мощности электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, а также значение придельно допустимой массы поднимаемого груза. Для этого необходимо подключить к цифровому вычислительному блоку 1 ключ электронный 8, после этого цифровой вычислительный блок 1 перейдет в программу «обучения», которая предназначена для снятия и записи в цифровой запоминающий блок 4 зависимости частоты вращения вала и активной составляющей мощности электродвигателя от массы поднимаемого груза, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. С помощью блока ввода информации 9 ввести значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, эти данные обрабатываются в блоке 1, и сохраняются в цифровом запоминающем блоке 4. Для снятия зависимости частоты вращения вала и активной составляющей мощности от массы поднимаемого груза необходимо поднять поочередно несколько грузов массами m..., m, m и запомнить соответствующие значения частоты вращения вала n..., n, n и значения активной составляющей мощности P...P, P. По этим данным в
цифровом вычислительном блоке 1 сформируется, с учетом параметров питающей сети, аппроксимированная зависимость частоты вращения вала от массы поднимаемого груза (фигура 2) с последующим ее сохранении в цифровом блоке 4. При работе крана в цифровой вычислительный блок 1 с датчиков 2, 3 поступают сигналы о частоте вращения вала и действующего значения активной потребляемой мощности электродвигателя подъема груза, соответствующие массе поднимаемого груза. Цифровой вычислительный блок 1 перерабатывает эту информацию, сравнивает с запомненной информацией в цифровом запоминающем блоке 4. Информация о работе крана отображается на экране (визуально). При превышении максимально-допустимых значений масс поднимаемых грузов срабатывает световая и звуковая сигнализация и вырабатывается команда на отключение механизма подъема груза. Эта команда поступает на исполнительный блок 5. Таймер 7 координирует работу цифрового вычислительного блока 1.