СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ Российский патент 2004 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к грузоподъемному оборудованию, а именно к электропитанию грузоподъемных электромагнитов и управлению их работой.

Известен способ управления грузоподъемным электромагнитом (авт. Свид. СССР №1753499, кл. H 01 F 7/18, 1992), заключающийся в намагничивании электромагнита путем пропускания по нему выпрямленного электрического тока с форсировкой напряжения в момент включения и размагничивания его путем рекуперации энергии электромагнита в питающую сеть.

В процессе длительной работы обмотка электромагнита нагревается, при этом возрастает ее сопротивление, а ток падает на 30-40% по сравнению с током в холодной обмотке, соответственно падает и грузоподъемность электромагнита.

Известен также способ управления грузоподъемным электромагнитом (патент РФ №2096851, кл. H 01 F 7/18, В 66 С 1/08, 1997), при котором осуществляют подачу повышенного напряжения для форсировки, намагничивание выпрямленным регулируемым током и размагничивание для сброса груза. Размагничивание производят путем рекуперации энергии электромагнита в питающую сеть, после чего пропускают через электромагнит импульс тока обратной полярности, обеспечивающий снятие остаточного магнетизма и полное отлипание груза. Способ обеспечивает высокое быстродействие электромагнита за счет форсировки при включении, позволяет сепарировать грузы путем плавного регулирования тока намагничивания.

В процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ электромагнит значительную часть времени находится под током, вследствие чего его обмотка постепенно нагревается и через несколько часов работы ее температура достигает 150-200°С. Это сопровождается увеличением сопротивления обмотки на 30-40%, соответствующим снижением тока и грузоподъемности электромагнита. Регулировкой тока намагничивания можно поддерживать его величину для обеспечения заданной грузоподъемности, но для этого требуется подавать на обмотку все более и более высокое напряжение. Одновременно с ростом напряжения растет и потребляемая мощность, что еще более усиливает разогрев электромагнита и может привести к выходу его из строя, в частности, за счет ухудшения качества изоляции обмотки при нагреве и развития токов утечки в ней, вплоть до полного пробоя изоляции. Кроме того, известно, что кабель, по которому подается ток в электромагнит, нередко повреждается, что может привести к возникновению в нем замыкания. Способ управления не предусматривает контроля за состоянием электромагнита или питающего его кабеля, поэтому указанные выше явления могут привести к выходу из строя устройства управления.

Целью изобретения является замедление процесса нагрева обмотки электромагнита и повышение благодаря этому продолжительности его непрерывной работы, а также повышение надежности работы применяемого оборудования за счет введения контроля за состоянием электромагнита и питающего кабеля.

Предложен способ управления грузоподъемным электромагнитом, при котором осуществляют подачу повышенного напряжения для форсировки, намагничивание выпрямленным регулируемым током и размагничивание для сброса груза, причем контролируют ток намагничивания и после окончания форсировки переходят в режим стабилизации тока намагничивания, в процессе удерживания груза контролируют напряжение на электромагните и при превышении им предельно допустимого значения для длительного режима работы переходят в режим стабилизации напряжения на электромагните. Способ характеризуется также тем, что контролируют ток по положительной и отрицательной цепи питания электромагнита, определяют разностный ток и производят отключение электромагнита при превышении разностным током допустимого для него уровня.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана функциональная схема устройства управления электромагнитом, позволяющая осуществить данный способ управления.

Устройство управления 1 грузовым электромагнитом 2, обмотка 3 которого подключена посредством кабеля 4, обеспечивает его электрическое питание выпрямленным током, в том числе подачу повышенного напряжения в момент включения для форсировки электромагнита, регулирование тока и его стабилизацию на уровне, установленном задатчиком 5, переключение в режим рекуперации и последующее снятие остаточного магнетизма путем пропускания импульса обратной полярности. Устройство оснащено датчиками тока 6 и 7, установленными в положительную и отрицательную цепи питания 8 и 9, датчиком напряжения 10, блоками сравнения 11-13 и задатчиками 14 и 15. Устройство управления имеет дополнительные входы управления 16-19.

Пример. Задатчиком 5 настраивают устройство управления на ток стабилизации, равный, например, 40 А. Блок сравнения 11 настраивают задатчиком 14 на предельно допустимое напряжение на электромагните в длительном режиме работы, например 220 V. Блок сравнения 13 настраивают задатчиком 15 на максимально допустимый ток утечки в электромагните, например 0,3 А. При включении устройства управления 1 осуществляется форсировка, т.е. подача на электромагнит 2 тока повышенного напряжения, например 270 V, что ускоряет переходной процесс при намагничивании и захват груза электромагнитом. При возрастании тока до рабочего значения сигнал от датчиков 6 и 7, поступающий на входы 17 и 18 устройства управления 1, обеспечивает его переключение в режим стабилизации тока. В этом режиме осуществляют подъем электромагнита с грузом и их перенос в положение разгрузки. Для обеспечения разгрузки электромагнита переключают устройство управления 1 в режим размагничивания, при этом происходит рекуперация энергии электромагнита в питающую сеть и последующее снятие остаточного импульса путем пропускания по электромагниту импульса тока обратной полярности. При длительном выполнении погрузочно-разгрузочных работ происходит постепенный нагрев обмотки 3 электромагнита 2 и увеличение ее активного сопротивления. Поскольку при удерживании груза устройство управления 1 работает в режиме стабилизации тока, то напряжение на обмотке растет пропорционально росту сопротивления обмотки. Когда это напряжение достигнет максимально допустимого значения (220 V), на выходе блока сравнения 11 появится сигнал, поступающий на вход 19 устройства управления 1 и обеспечивающий его переключение в режим стабилизации напряжения. Дальнейшее повышение температуры обмотки 3 и увеличение ее активного сопротивления приводит не к росту напряжения на обмотке, а к некоторому снижению рабочего тока, которое сопровождается снижением выделения тепла, поэтому в таком режиме происходит по сути стабилизация температуры обмотки на безопасном уровне и электромагнит сохраняет работоспособность неограниченно долгое время без существенной потери грузоподъемности. При высокой температуре обмотки ее изоляция ухудшается и возрастают токи утечки на корпус, что приводит к появлению асимметрии токов в цепях 8 и 9, и блок сравнения 12 начинает вырабатывать сигнал, соответствующий разности токов, который затем сравнивается блоком сравнения 13 с допустимым значением 0,3 А. Если ток утечки и соответствующий ему разностный ток превысит допустимое значение, произойдет отключение электромагнита за счет сигнала, поступившего на устройство управления от блока сравнения 12. Разность токов, приводящая к отключению питания, возникает также при пробое цепи питания 8 или 9 на "землю", например, при повреждении кабеля.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания грузоподъемных электромагнитов и управления их работой. Техническим результатом является замерзание процесса нагрева обмотки электромагнита, повышение продолжительности его непрерывной работы и повышение надежности работы применяемого оборудования. В способе управления грузоподъемным электромагнитом при включении электромагнита осуществляют подачу повышенного напряжения для форсировки процесса намагничивания и ускорения захвата груза, намагничивание его выпрямленным регулируемым током для удерживания и переноса груза и размагничивание для сброса груза. При намагничивании контролируют ток и после окончания форсировки переходят в режим стабилизации тока намагничивания; в процессе удерживания груза контролируют напряжение на электромагните и при превышении им предельно допустимого значения для длительного режима работы переходят в режим стабилизации напряжения на электромагните. Ток контролируют по положительной и отрицательной цепи питания электромагнита, определяют разностный ток и производят отключение электромагнита при превышении разностным током допустимого для него уровня. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ управления грузоподъемным электромагнитом, при котором осуществляют подачу повышенного напряжения для форсировки, намагничивание выпрямленным регулируемым током и размагничивание для сброса груза, отличающийся тем, что контролируют ток намагничивания, после окончания форсировки переходят в режим стабилизации тока намагничивания, в процессе удерживания груза контролируют напряжение на электромагните и при превышении им предельно допустимого значения для длительного режима работы переходят в режим стабилизации напряжения на электромагните.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контролируют ток по положительной и отрицательной цепи питания электромагнита, определяют разностный ток и производят отключение электромагнита при превышении разностным током допустимого для него уровня.