Оценка применимости электрических параметров привода для определения нагрузки на механизм подъема кранов мостового типа

Введение. Выявлена проблема существующих регистраторов параметров работы крана в направлении определения интенсивности работы механизмов. Определена потребность в увеличении числа информационных источников. Предложено применение текущих параметров электродвигателя в качестве источника первичной информации.
Материалы и методы. Представлены характеристики экспериментальной установки. Оценка достоверности информационных источников проводилась на механизме подъема. Приведены формулы определения ошибки вычисления параметров тока статора и активной мощности и определения коэффициента пропорциональности нагрузки на привод и информационного параметра.
Результаты. Представлены таблицы и графики вычисленной нагрузки на механизм по току статора и активной мощности во всём диапазоне рабочих нагрузок. Исследована зависимость точности определения нагрузки от изменения напряжения питающей сети.
Выводы. В качестве информационного источника о нагрузке на механизм подъема крана рекомендовано применять активную мощность привода. Данный параметр показал большую по сравнению с током статора устойчивость к изменениям напряжения. Удалось достичь точности определения нагрузки 2,6% при требовании 3%.

1. Москвичева Л. Ф., Чернякова Н. А. Исследования прочности, ресурса и надежности крановых металлоконструкций: обзор и результаты // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2020. С. 933–955.

2. Климаш В. С., Соколовский М. А. Повышение энергетической эффективности комплекса подъемных кранов // Электротехнические системы и комплексы. 2020. С. 34–40.

3. Махутов Н. А., Гаденин М. М., Печёркин А. С., Красных Б. А. Расчетно-экспериментальные подходы к анализу обеспечения ресурса и срока безопасной эксплуатации промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 1. С. 7–15. DOI: 10.24000/0409-2961-2020-1-7-15

4. Пестич С. Д. Обзор регистраторов параметров кранового оборудования при строительстве для предотвращения аварийных ситуаций // International scientific review of the problems and prospects of modern science and education. 2019. С. 16–18.

5. Воронцов Д. С. Применение данных с регистраторов параметров работы крана с целью определения ресурса работы грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы // European Science. 2015. № 3(4). С. 10–17.

6. Яценко О. В., Омельчук М. В. Оценка технического состояния крана автомобильного стрелового КС-45-717-1, эксплуатирующегося в условиях Крайнего Севера // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке. 2018. С. 391–399.

7. Эпов Д. А. Использование приборов и устройств безопасности на подъемных сооружениях // Вестник современных исследований. 2021. № 3–5 (41). С. 12–15.

8. Горелов В. Н. Опыт применения данных регистратора параметров при расследовании аварии башенного крана QTZ160 // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2019. № 4. С. 12–18.

9. Мокшин В. В., Якимов И. М., Кирпичников А. П., Шарнин Л. М. Разработка системы мониторинга состояния грузоподъемных механизмов // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20, № 19. С. 75–81.

10. Алексанкин В. А., Каминский Л. С., Каминский Ф. Л., Пятницкий И. А., Федоров И. Г. Совершенствование устройств архивации и трансляции параметров работы грузоподъемных кранов // Строительство: новые технологии – новое оборудование. 2017. № 6. С. 42–49.

11. Каржавин В. В., Каменский С. В., Душанин И. В. Расчет крановых механизмов. Курсовой проект: учебное пособие // Екатеринбург: РГПДУ. 2017. 115 с. Режим доступа: http://elar.rsvpu.ru/978-5-8050-0634-1.

12. Шугайло Т. С. Управление движением козлового крана с грузом заданием ускорения // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2020. С. 154–164.

13. Корытов М. С., Щербаков В. С., Беляков В. Е. Моделирование и исследование колебаний груза, перемещаемого грузоподъемным краном // Вестник СибАДИ. 2019. Т. 16, № 5 (69). С. 526–533.

14. Шимкович Д. Г. Динамические нагрузки при колебаниях груза на канате // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. 2012. № 4. С. 141–146.

15. Коган Б. И., Васильков С. А. Технологическое обеспечение качества узла встройки тензометрического датчика // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2010. № 4 (80). С. 46–53.

16. Каминский Л. С., Каминский Ф. Л., Пятницкий И. А., Федоров И. Г. Повышение эффективности использования приборов безопасности грузоподъёмных кранов // Научная перспектива. 2016. № 1. С. 140–144.

17. Тимин Ю. Ф. Применение ограничителей грузоподъемности типа ОГШ в кранах мостового типа // Подъемно-транспортное дело. 2010. № 2 (57). С. 10–11.

18. Семыкина И. Ю., Кипервассер М. В., Герасимук А. В. Исследование токов привода подъема мостовых кранов металлургических предприятий для раннего диагностирования превышения массы груза // Записки Горного института. 2021. Т. 247, № 1. С. 122–131.

19. Орлов Ю. А., Столяров Д. П., Бурков В. П. Совершенствование системы защиты и контроля технического состояния электромеханической системы крана мостового типа // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. № 2. С. 363– 368.

20. Орлов Ю. А., Дементьев Ю. Н., Однокопылов Г. И., Орлов Д. Ю., Однокопылов И. Г., Столяров Д. П. Система защиты мостового крана на основе мониторинга параметров электропривода механизма подъёма // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312, № 4. С. 119–124.

21. Рощин В. А., Иванов С. Д., Михальчик Н. Л. Разработка и экспериментальная проверка алгоритма самонастройки ограничителя нагрузки ОГШ для кранов мостового типа // Вестник СибАДИ. 2018. № 4. С. 514–524. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-4-514-524

22. Иванов С. Д., Назаров А. Н., Михальчик Н. Л. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane // Journal of Physics: Conference Series. 2021. № 1926. 7 с. doi:10.1088/1742-6596/1926/1/012047

23. Попов Д. А. Исследование влияния изменения напряжения сети на потери мощности при испытании асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки // Вестник Чувашского университета. 2020. № 1. С. 145–154.