Составление расчетных математических моделей для изучения взаимного влияния частей электромеханической системы базируется на классических положениях теории, приведенных в работах [1–6]. Одновременно учитываются требования систем автоматического управления [7–9]. Это позволяет формулировать общие принципы моделирования и управления асинхронными двигателями [10–13]. Особое внимание к данному вопросу возникает при включении в систему управления средств диагностирования, что позволяет упредить возникновение аварийных ситуаций [14–18]. Рассмотрение аварийных ситуаций, возникающих в технологическом процессе, является единичным событием, и относительно доменного производства можно выделить исследования [19, 20]. Однако это позволяет разработать эффективные механизмы предупреждения аварийных ситуаций [21].
К вопросам повышения надежности литейных и мостовых, металлургических кранов отмечается устойчивый интерес с 1998 по 2011 г. Тематика исследований связана с: оценкой риска эксплуатации и управления безопасностью; диагностированием повреждаемости металлических конструкций; прогнозированием безопасных условий труда при эксплуатации; исследованиями теплового взаимодействия на металлоконструкции и канаты; построением моделей для управления электроприводом; оценкой несущей способности элементов металлоконструкций мостовых кранов; основными элементами, к которым относятся: крюковые подвески, канаты, металлоконструкции; с повышением безопасности кранов при ненормируемых условиях эксплуатации.
В работе предполагается разработать ряд математических моделей на основе единой расчетной объединяющей свойства электрической и механических частей системы главного подъема для определения путей предупреждения неисправных состояний.
Литейный кран, грузоподъемностью 110т, работает в напряженном режиме, осуществляя подъем и опускание траверсы, траверсы и ковша, траверсы и ковша с металлом. В качестве приводных двигателей использованы асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Каждый из двигателей (Pн = 110 кВт) через редуктор передает крутящий момент на барабан (Dб = 0,8 м). Барабан разрезной выполнен с центральной вставкой, фланцы которой крепятся с «половинками» барабана болтовыми соединениями. К траверсе с крюками от «половинок» барабана идут блоки канатов через полиспаст (kп = 4). Скорость подъема/опускания (V[sub]п/о[/sub]) ковша с металлом планируется на уровне 6м/мин. Масса траверсы с крюками mтр = 9,5 т, масса ковша может лежать в интервале mк = 34…39 т, масса металла колеблется в пределах mм = 40…60 т. Приводные двигатели питаются от индивидуальных преобразователей частоты, имеющих общий блок управления. В аварийном режиме некоторое время возможна работа привода подъема на одном двигателе, который выбран со значительным запасом по мощности.