История систем управления грузоподъемными электромагнитами

Эксплуатация грузоподъемных электромагнитов (ГЭМ) невозможна без соответствующей системы управления (СУГЭМ).

Основные особенности СУГЭМ:

  • Циклический характер работы;
  • Питание – трехфазная сеть переменного тока 380/220В;
  • Специфичный закон управления напряжением и током ГЭМ;
  • Функции защиты ГЭМ;
  • Работа в режиме повреждения кабеля, пробоя ГЭМ;
  • Высокие требования к надежности, виброустойчивость пыле- и влагозащищенность.

Первое использование грузоподъемных электромагнитов в промышленности и народном хозяйстве относится к началу 30-х годов прошлого века. Системы управления грузоподъемными электромагнитами того времени представляли собой примитивный механический командо-аппарат (КА) и цепи намагничивания-размагничивания, источником постоянного напряжения служила система генератор-двигатель или селеновый выпрямитель с трансформатором.

art111sugem.jpgКонтакты КА при переходе из одного положения в другое замыкали/размыкали соответствующие цепи. Механическая контактная система при коммутации сильноточных нагрузок приводила к очень низкой надежности и частому выходу из строя как ГЭМ так и самой СУГЭМ.

Такие системы работали несколько десятилетий до появления мощных контакторов и электромеханических реле времени. Релейные системы имели большое количество аппаратов, требующих обслуживания и настройки. СУГЭМ известной серии ПМС работают по сей день на некоторых предприятиях, для их питания также требуется полупроводниковый выпрямитель с трансформатором или блоком балластных резисторов. Высокие массогабаритные характеристики, низкая надежность и КПД, а также высокая стоимость делают эксплуатацию таких СУГЭМ довольно проблематичной.

art112sugem2.jpgПрогресс в развитии электроники позволил создать в 1993 году полупроводниковую СУГЭМ. ПН-300 – так называлась первая в России серийная тиристорная система, созданная в г. Киров по патенту RU 2096851, с питанием непосредственно от промышленной сети переменного тока 380/220В. Были получены, несравнимые с контакторными СУГЭМ, технические параметры. На порядок меньшие масса и объем, возможность сепарации грузов, низкая стоимость сделали очень популярным ПН-300. За пять лет было выпущено около 2-х тысяч этих приборов. К недостаткам следует отнести низкую перегрузочную способность применяемых силовых элементов что снижало надежность работы ПН-300 в режиме частых коротких замыканий. В 1999 году было освоено производство ПН-400. Эта модель имела иную схемотехнику силовой части и микропроцессорную схему управления, что позволило уменьшить себестоимость и ввести в СУГЭМ функции диагностики. Вместе с тем эксплуатация ПН-400 выявила ряд их серьезных недостатков. Переход от трехфазной силовой части к двухфазной вызвал недопустимый перекос фаз питающей сети что приводит к возникновению уравнительных токов снижению момента и дополнительному нагреву крановых двигателей. Все это ограничивает область применения ПН-400 для управления электромагнитами только малой и средней мощности.

ПНС-300ДПН-125В 2000 году был освоен серийный выпуск ПНМ-300, представляющий из себя модернизированный вариант ПН-300. Отличительной особенностью ПНМ-300 является возврат к трехфазной силовой части с использованием патента RU 2096851, применение микропроцессорного управления, повышение мощности силовых элементов. Развитием серии явился ПНМ-600 предназначенный для управления электромагнитами повышенной мощности, группой электромагнитов. В 2004 году на смену популярнейшей серии блоков ПНМ, пришла новая серия ПНС. Серия ПНС основана на модульных системах, благодаря чему удалось снизить собственную массу блоков, одновременно увеличив надежность и технические характеристики. Дальнейшим перспективным направлением развития СУГЭМ является введение в их состав таких функций, как буквенно-цифровая индикация различных режимов работы, режим измерения веса перемещаемого груза и др. Примером подобных СУГЭМ являются системы марок ДПН-125, ДПН-200.

Блоками управления ПНС-300/600, ПНГ-300 и ДПН-125/200 комплектуются серийно – выпускаемые ж/д краны Кировского машзавода им. «1 мая» и экскаваторы ЗАО ТПО «Ковровец».