Более 50% эксплуатируемых в настоящее время грузоподъемных магнитов на территории Украины располагается на литейных заводах. Эффективная их эксплуатация в значительной степени влияет на результаты работы литейного комплекса Украины в целом. Источники постоянного напряжения, которые питают непосредственно катушку магнита сегодня, в большинстве своем, морально и физически устарели, а их аналоги в основном производятся предприятиями РФ.
В порядке импортозамещения, ЧАО «ДНЕПРОПРЕСС» предложило ООО «Струмтех, ЛТД» (г. Запорожье), имеющей более чем 40-летний опыт в разработке преобразовательной техники, разработать, изготовить и внедрить новый источник постоянного напряжения для питания грузоподъемного магнита (вместо вышедшего из строя источника УВК-3-50/220П), который отвечает мировым стандартам для такой техники. В результате ООО «Струмтех, ЛТД» разработал, изготовил и ввел в эксплуатацию преобразователь ТПЕ-50/5-220 У3, который предназначен для питания грузоподъемных электромагнитов типа М-22, ПМ-15, М-42, М42-Б, М-40, М-62А, ПМ-25А и других.
Питание источника осуществляется от сети 3 х 380 В через токоограничивающий дроссель или разделительный трансформатор. Данная схема питания не создает перекосов в сети (в отличие от аналогов, у которых используются две фазы, третья не используется), что положительно сказывается на продолжительности эксплуатации кранового электрооборудования.
В качестве разделительного трансформатора, в зависимости от нагрузки, могут быть использованы трансформаторы от диодно-контакторных выпрямителей УВК-3-100/220П или УВК-3-50/220П. Разделительный трансформатор, кроме понижения напряжения до требуемого рабочего, обеспечивает гальваническую развязку с силовой сетью, что улучшает безопасность эксплуатационного персонала и повышает надежность работы как источника питания, так и всего кранового оборудования. В случае отсутствия разделительного трансформатора, необходимо использовать токоограничивающий дроссель. При этом, запас напряжения на выходе источника питания создает возможность форсированного включения электромагнита, что уменьшает время нарастания тока, а, следовательно, увеличивает производительность электромагнита.
Источник питания выполнен на тиристорных модулях, которые имеют естественное воздушное охлаждение, по 3-х фазной реверсивной мостовой схеме выпрямления. Данная схема, при отпускании груза, позволяет возвращать накопленную в катушке магнита энергию в сеть за короткий промежуток времени, снижает время размагничивания за счет реверса, ограничивает возникающие при этом перенапряжения на уровне питающей сети, экономит до 30% электроэнергии, а так же стабилизирует выходное напряжение на уровне 220…230В. При производстве источника питания используются компоненты известных зарубежных фирм: АВВ (коммутационное оборудование), LEM (бесконтактные датчики тока и напряжения) и др.
Таблица 1: Основные технические характеристики преобразователя ТПЕ-50/5-220 У3
| Наименование параметра | Значение параметра |
| 1. Параметры питающей сети: | |
| а) частота, Гц | 50 |
| б) число фаз | 3 |
| в) напряжение, В | 163…220…380* ±10% |
| 2. Выходные параметры: | |
| а) номинальный ток, А максимальный допустимый ток, А |
50 100 |
| б) ток размагничивания, А | 5 |
| в) номинальное напряжение, В | 220 |
| г) номинальная мощность, кВт | 11 |
| 3. КПД, не менее, % | 97** |
| 4. ПВ при выходном токе 50А, % | 100 |
| 5. ПВ при выходном токе 100А, %, не более | 50 (за время цикла 10 мин.) |
| 6. Количество включений в час, не более | Ограничено максимально допустимым нагревом электромагнита. |
| 7. Охлаждение | Естественное воздушное. |
| 8. Габариты (Ш х Г х В), мм | 500 х 400 х 800 |
| 9. Масса, кг | 38 |
* при питании от токоограничивающего дросселя
**без учета потерь в разделительном трансформаторе или дросселе
При отключении электромагнита, преобразователь автоматически обеспечивает реверсивное включение нагрузки на заданный промежуток времени (не более 3 сек.) – размагничивание.
Контроллер микропроцессорной системы управления преобразователя, кроме непосредственного фазо — импульсного управления преобразователем, так же выполняет следующие функции:
- Защита от сверхтоков (КЗ) в цепи электромагнита
- Контроль целостности кабеля электромагнита
- Контроль температуры катушки электромагнита (косвенное измерение)
- Контроль межвиткового пробоя изоляции
- Контроль утечки выпрямленного напряжения на землю
Сообщения о состоянии преобразователя выводятся на терминал устройства. Дополнительно, на выносной пульт управления выводятся аварийные и предупредительные сигналы:
- «Готовность» тиристорного выпрямителя к работе
- «Работа», индикация во время намагничивания или размагничивания ЭМ
- «Межвитковое замыкание» электромагнита
- «Перегрев электромагнита», если достигнута предупредительная уставка — лампа мигает, аварийная – горит постоянно
- «Утечка» выпрямленного напряжения на корпус электромагнита
- «Обрыв» в нагрузке выпрямителя
- «Авария / К.З.», если лампа мигает – произошло короткое замыкание в цепи нагрузки, если горит постоянно – авария тиристорного выпрямителя.
На пульте управления находятся манипулятор типа «джойстик», кнопка сброса аварийного состояния выпрямителя (если причина вызвавшая аварию устранена) и кнопка «тест» для принудительной проверки состояния электромагнита на предмет межвиткового замыкания. Наличие выносного пульта носит вспомогательный характер, для функционирования преобразователя достаточно подключить «сухой» (НО) контакт любого устройства для управления электромагнитом. Также (при необходимости) могут быть установлены кнопки дополнительных блокировок при работе магнита для обеспечения наибольшей безопасности.
Управление источником питания для крановщика предельно простое. Требуется лишь две манипуляции управляющим органом при подъеме и опускании груза. Все промежуточные операции происходят автоматически с помощью контроллера, в программе которого зашиты необходимые регулируемые уставки.
Источник питания устанавливается непосредственно на кран и имеет диапазон рабочих температур от -10…+40 С. Эксплуатация ТПЕ-50/5-220 У3 на ЧАО «ДНЕПРОПРЕСС» (в течение 9-ти месяцев) подтвердила надежность его работы еще в более жестких температурных условиях и обеспечив безаварийную работу электромагнита.
Выводы
В Украине разработан и изготовлен источник постоянного напряжения для грузоподъемных магнитов, который не уступает мировым аналогам по качеству, но имеет преимущество по стоимости. Данный источник также может быть адаптирован под любой процесс, в котором используется постоянный магнит (железоотделители, перемещение стопок грузов и т.д) с помощью корректировки программного обеспечения и установки дополнительных кнопок управления.
Автор
Саньков Сергей Анатольевич — Технический директор ООО «Струмтех, ЛТД», г. Запрожье, Украина т.: +38 (061) 284-53-07; т. (моб.): +38 (067) 617-41-99; e-mail: strumtex@dctel.net.ua
