» » » Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

1. Електродвигуни кранів

Для електроприводу в кранових установках широке застосування знаходять асинхронні двигуни серії МТК з короткою а м кну критим ротором і серії МТ з фазним ротором, а також двигуни постійного струму серії МП з паралельним, послідовним або змішаним збудженням. Виготовляються кранові двигуни серії

КО одноекоростниё потужністю 4-16 кет і двухскоро-стние потужністю 4-32 кет у вибухозахищеному виконанні.

Електродвигуни серій МТК і МТ випускаються на напругу 220380 і 500 в. Потужність двигунів серії МТК - від 22 до 28 кет, швидкість обертання - 750 і 1000 об /хв (синхронних). Потужність двигунів серії МТ від 22 до 125 кет, швидкість обертання - 600750 і 1000 об /хв (синхронних). Потужність двигунів серії МП-від 25 до 130 кет, швидкість обертання -номінальная- 420-130 об /хв (менша у двигунів більшої потужності).

Для електроталей і установок безперервного транспорту використовуються асинхронні двигуни загальнопромислового виконання. Широке застосування, зокрема, знаходять двигуни з підвищеним ковзанням серій АС і АОС, з підвищеним моментом серій АПИ і АОГ1 з контактними кільцями серій АК і АОК і ін..

Найбільшого поширення в підйомно-транспортних машинах мають двигуни з горизонтальним розташуванням валу. Двигуни фланцевого виконання застосовуються в приводах механізмів пересування кранів, електроталях і спеціальних лебідках; вбудовані двигуни - в деяких машинах безперервного транспорту і електроталях.

У деяких випадках двигуни виконуються як єдине ціле з редуктором і гальмівним пристроєм. прикладом подібного конструктивного виконання є двигуни з конічним статором і ротором, вбудовані всередину електричних талів. Двигуни з конічним ротором виготовляються потужністю від 025 до 30 кет.

Для підйомного механізму кранових установок промисловість випускає спеціальні асинхронні двигуни з електромагнітним (вихровим) гальмом. У приводах транспортерів знаходять застосування двигуни барабанного типу, в барабанах яких вбудовані редуктор і статор електродвигуна. Барабан (ротор) пускає в хід стрічку транспортера.

2. Контролери

В електроприводі будівельних кранів застосовуються барабанні, кулачкові та магнітні контролери. Контролери барабанного типу поступово виходять з ужитку. Для важких умов експлуатації кранових установок використовуються магнітні контролери, що представляють собою комплект обладнання, що складається з командоконтроллера і станції управління (магнітної станції) - панелі з встановленими на ній контакторами, реле, рубильниками та запобіжниками. Для управління крановими двигунами пересування і повороту застосовують магнітні контролери типу ТН-60 для одночасного управління двома двигунами - магнітні контролери типу ДТА-60 для регулювання швидкості опускання вантажу - магнітні контролери типу ТСА-60. Командоконтролер служить для управління магнітною станції - включення і виключення її контакторів.

Нижче розглядаються найбільш поширені схеми управління двигунами з допомогою контролерів.

Схема керування асинхронним короткозамкненим двигуном за допомогою кулачкового контролера НТ-53 (рис. 80).

За допомогою контролера НТ-53 виробляють безпосереднє переключення в силових ланцюгах. Схеми контролерів НТ-63 і ККТ-63 аналогічні схемі контролера НТ-53. Вони придатні для управління механізмами у випадках, коли внаслідок ненапряженного режиму роботи і невеликих робочих швидкостей можливо використовувати двигуни з короткозамкненим ротором.

Перед пуском двигуна ручку контролера встановлюють в положення 0. Після цього подають до схеми харчування, включаючи рубильник Р. Далі, натискаючи на кнопку а Р. замикають ланцюг управління (U-12-1-2-14- '21) і включають головний лінійний контактор Л. Потім натискання на кнопку КР знімається, ток в допоміжній ланцюга може протікати по паралельній ланцюга 12-18-5-4-12-14-15-16-21 або 12-18-3-4- 12-14- 15-16-21. Встановлюючи ручку контролера в робоче положення «Вперед», пускають двигун в роботу. Як видно на схемі, при такому положенні ручки контролера контакти К1 і КЗ замикаються, що призводить до подачі живлення фа'зи Л1 до затиску обмотки статора СЗ, а фази ЛЗ до затиску обмотки С1. При перекладі ручки контролера в положення «Назад» порядок харчування двох фаз змінюється. Контакти К1 і К.2 замикаючись, подають харчування фази Л1 (провід Л11) до обмотки статора С1 а контакти К4 і КБ, замикаючись, - фази ЛЗ (провід Л31) до обмотки статора СЗ.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 80. Схема управління асинхронним двигуном з короткозамкненим сотором за допомогою контролера НТ-53

якщо механізм не знаходиться в одному з крайніх граничних положень, то двигун може обертатися в обох напрямках; якщо ж один з кінцевих вимикачів (KB або КН) розімкнути, то рух можливий тільки в одному напрямку, так як при розімкнутому KB розривається ланцюг 18-5-4 а при розімкнутому КН - ланцюг 18-3-4.

Зупинка двигуна проводиться поворотом ручки контролера в нульове положення. Двигун також автоматично відключається від мережі при наїзді на один з кінцевих вимикачів або у разі роз'єднання аварійного рубильника АВ. Захист двигуна здійснюється плавкими запобіжниками і максимальними реле РМ. Нульова захист здійснюється спрацьовуванням електромагнітної котушки лінійного контактора JI. Повторний запуск двигуна може бути здійснений лише при поверненні ручки контролера в нульове положення. У разі необхідності паралельно двигуну може підключатися гальмівний магніт або електрогідравлічний гальмо.

Схема керування асинхронним двигуном з фазним ротором за допомогою кулачкового контролера НТ-54 (рис. 81).

Вже згадана схема, так само як і схема контролерів серії ККТ-64 застосовується для управління двигунами механізмів підйому, що вимагають регулювання швидкості при опусканні вантажу.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 81. Схема управління асинхронним двигуном з фазним ротором за допомогою кулачкового контролера НТ-54

Схема передбачає максимальний захист (реле РМ), нульовий захист, кінцеве обмеження ходу і нульову блокування. Лінійний контактор JI і максимальне реле входять в комплект захисної панелі. В схемі передбачено однофазний гальмівний електромагніт ТМ.

Схеми управління асинхронними двигунами за допомогою магнітних контролерів.

У випадках, коли режим роботи силових контролерів надмірно важкі, застосовують магнітні контролери, що значно полегшує роботу кранівника.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 82. Схема управління асинхронним двигуном з фазним ротором за допомогою магнітного контролера серії ТС

Управління за допомогою магнітного контролера типу Т (рис. 82).

При включенні вимикача 2Р в ланцюзі управління і нульовому положенні командоконтроллера замикається котушка блокувального реле РБ. Наявність замька-ючої (в нульовому положенні командоконтроллера) контакту К1 дозволяє виробляти пуск, починаючи з нульового положення командоконтроллера, інакше включити іншу частину схеми через контакт реле РБ не можна. У першому положенні «Вперед» замикається контакт командоконтроллера К4 і отримує харчування котушка контактора В. Це може мати місце в тих випадках, якщо механізм перебуває не в гранична положенні ходу «Вперед» і кінцевий вимикач KB замкнутий. Статор двигуна підключається разом з гальмівним магнітом ТМ, що відкриває гальмо. У першому положенні опір включено в ланцюг ротора повністю, у другому з включенням контактора Я опір зменшується, потім у міру повороту контролера замикаються ступені прискорень У /, 2У, ЗУ і 4У.

Для пом'якшення механічної характеристики двигуна невелика частина опору в кожній фазі (Р -Рь, Р2-Рб ', Рз-Рв) залишається включеною.

Перше положення магнітного контролера Т може бути використано для гальмування протівовклю-ням. Всі інші щаблі контролера використовуються як пускові і регулювальні.

Контролер призначений для механізмів пересування і повороту, і тому всі основні робочі частини механічних характеристик розташовані в першому квадраті.

2) Управління за допомогою магнітного контролера типу ТС (рис. 83).

Ця схема на відміну від схеми Т має при русі вниз два гальмівних положення (гальмування протидії включенням). При спуску вантажу двигун включений на підйом, але фактично відбувається рух вантажу вниз (під дією його ваги).

Створюваний двигуном гальмівний момент не дає в цьому випадку вантажу падати. Гальмування використовується тільки при значних вантажах; малий вантаж не здатний подолати прагнення двигуна обертатися в сторону руху вантажу вгору, тому замість спуску на перших положеннях буде спостерігатися підйом. У силових кулачкових контролерів, чим ближче до нульового положення і, отже, чим більше опір включено в роторну ланцюг, тим більше швидкість одного і того ж вантажу. Щоб уникнути цього в панелях ТС виконана блокування блок-контактами Н і 4 У (8-27), що не дозволяє контактора 4У відпасти, поки не розірветься ланцюг К8 або НЕ відпаде контактор Н.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 83. Схема управління асинхронним двигуном з фазним ротором за допомогою магнітного контролера типу ТС

При включенні двигуна за схемою панелі ТЗ на спуск на гальмівних положеннях може фактично відбуватиметься рух вгору; кінцевий вимикач включений так, що він в цьому випадку здатний відключити двигун при переході граничного верхнього положення.

Для попередження включення контактора В при повністю виведеному пусковому опорі ротора служить включений послідовно з котушкою В блок-контакт контактора 4У. Поки замкнутий контакт 4У і зашунтірованний майже всі опір роторної ланцюга, включити двигун в гальмівній режим неможливо. Надалі блок-контакт 4У розмикається, але це не викликає відключення двигуна, так як ланцюг вже зашунтірованний блок-контактом В (20-21). Гальмівний магніт ТМ включається в панелях ТС спеціальним контактором М. Круті механічні характеристики в першому і другому положенні гальмівного спуску дають нестійкий регулювання швидкості приводу при спуску; навіть зміна втрат в механізмі в процесі спуску викликає значну зміну робочої швидкості. Відносно невелика зміна величини спускається вантажу дає на тому ж положенні контролера не тільки велика зміна швидкості, але навіть-прі малих вантажах - підйом замість спуску. Контролер по зволяет працювати в режимах силового спуску (при малих вантажах і великі втрати в механізмах) і генераторного надшвидкісного спуску (п'яте положення спуску).

Схема керування асинхронним двигуном з електромагнітним вихровим гальмом (вихровим гальмівним генератором)

Електромагнітні (вихрові) гальмує виконуються або у вигляді окремої машини, зчленованої з двигуном підйому, або розташовуються консольно на валу двигуна. Гальмо створює додатковий навантажувальний момент, виключаючи таким чином режими холостого ходу і стабілізуючи величину навантаження двигуна підйому. при опусканні вантажу з його допомогою створюється гальмуючий момент, достатній для регулювання швидкості опускання і отримання малих монтажних швидкостей.

Основне електрообладнання при цьому складається з двигуна - вихрового гальма, ящика пускових опорів, електрогідравлічного гальма, командоконтроллера і селенових випрямлячів.

На рис. 84 приведена принципова схема електроприводу вантажний лебідки з вихровим гальмівним генератором. Така схема застосована на баштових кранах КБ-40 КБ-60 КБ-100 КБ-160. Нижче розглядається робота схеми.

Перше положення підйому відповідає пусковому режиму. Спільна робота двигуна і гальмівного генератора дозволяє вибирати слабину каната зі швидкістю 10-20% ломінальной.

У другому положенні підйому проводиться розгін двигуна шляхом виведення частини роторного опору. Гальмівний генератор на цьому положенні командокон-троллера не працює.

У третьому положенні підйому пусковий опір в ланцюзі ротора виводиться і двигун працює на максимальній швидкості. Гальмівний генератор знаходиться в відключеному стані.

Перше положення спуску відповідає роботі двигуна з повним опором в ланцюзі ротора і включеним гальмівним генератором, що забезпечує низьку посадкову швидкість при опусканні великих вантажів.

У другому положенні спуску частина опору роторної ланцюга виводиться, гальмівний генератор знаходиться у включеному стані, що дозволяє здійснювати посадку різних вантажів.

У третьому положенні спуску гальмівний генератор відключається, а в ланцюзі ротора залишається невелика додатковий опір. При опусканні невеликих вантажів швидкість двигуна нижче синхронної, а при вантажі великої ваги вона може перевищити останню. Третє положення є основним при опусканні вантажу. У першому і другому положеннях командоконтроллера здійснюється остаточна посадка вантажу.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 84. Схема управління асинхронним двигуном з фазним ротором і вихровим гальмівним генератором

ДП - Електродвигун механізму підйому: 77 С - контактори реверсу; 1У-ЗУ - контактори прискорення; Г - контактор генератора; РМП, РМВ, РМК, РМС - блок максимальних реле; РТ - реле гальмування; РУ - реле прискорення; ГС - опір ланцюга генератора; АВ - аварійний вимикач; KB - кінцевий вимикач; 777 - гальмо електрогідравлічеокій

Реле прискорення РУ виконує автоматичний пуск двигуна. Витримка часу при закорачіваніі реле на спуску завдяки опору 2ДС-менше, ніж на підйомі. Реле гальмування РТ створює форсировку струму порушення гальмівного генератора в динамічному режимі в момент переходу з третьої позиції спуску.

Електрогідравлічний тормо'з включений так, щоб його колодки були розтиснуті на всіх позиціях підйому і спуску.

Привід з вихровим гальмівним генератором дає можливість здійснювати регулювання швидкості в широких межах як при опусканні, так і при підйомі вантажу, незалежно від його ваги.

Схема управління двигуном постійного струму за допомогою кулачкового контролера НП-102 (рис. 85).

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 85. Схема управління двигуном постійного струму за допомогою кулачкового контролера НП-102

Вже згадана схема призначена для управління двигуном підйому. В схемі передбачено кінцевий вимикач для напрямку руху вгору. У нульовому положенні контролера за допомогою замкнутого в цьому положенні контакту (нижній на схемі) створюється ланцюг електричного гальмування, що складається з якоря (Я1-Я2), додаткових полюсів ЦП, головних полюсів ПО і опору (Р8-Р7). Верхні контакти 1-2 замкнуті в нульовому положенні контролера і служать дЛя здійснення нульовий блокування. Через них в нульовому положенні всіх контролерів крана відбувається замикання ланцюга котушки загального лінійного контактора. Якщо хоча б один з контролерів знаходиться не в нульовому положенні, лінійний контактор не може бути включений. Нульову блокування легко простежити на схемах контролерів і захисних панелей, також на повних схемах кранів. Після виведення контролерів з нульових положень ланцюг нульового блокування шунтируется 'блок-контактом лінійного контактора. Контролер НП-102 має несиметричну електричну схему. У положенні спуску якір двигуна включається паралельно електричному ланцюзі, що складається з обмотки головних полюсів і частини опору. У цьому легко переконатися, простеживши з'єднання в першому положенні спуску: + JI-ПО-Р6-Р1-Л і паралельно цьому ланцюзі + Л-ДП-Я2-Я1-Р7-Р8-РЗ- -Р1-Л. У наступних положеннях контролера точка приєднання другого ланцюга змінюється і змінюється сама величина опорів, так як поступово переключаються контакти Р6 Р5 Р4 РЗ, Р2 і Р1.

Схема дає можливість окрім рухових режимів мати при підйомі вантажів гальмівні положення з регулюванням швидкості, а також положення силового спуску, необхідні для підйому вантажів малої ваги.

3. Апарати командні

Апарати командні призначаються для впливу на допоміжні ланцюги управління і захисту. До них відносяться кнопкові станції, Командоконтроллери, шляхові, кінцеві і аварійні вимикачі.

Кнопки управління виконуються замикаючими (3) або розмикаючими {Р), одно- і багатоланцюгові, ручними і ножними. Спеціальні кнопки виключають можливість запуску механізму без ключа. З окремих кнопок управління комплектуються кнопкові станції.

КомандоконтроЛЛёрИ призначаються Для складність ^ их перемикань в ланцюгах управління. Вони можуть мати значне число положень і велике число ланцюгів управління (в стандартних виконань 6 і 12). Ко-мандоконтроллери КК-8000 призначені для управління робочими органами механізму крана, вбудовуються в крісло кранівника.

Апарати командні можуть управлятися вручну, за допомогою ножної педалі, допоміжним двигуном - серводвигуном або самим керованим механізмом. В останньому випадку спеціальні кулачки або рейки впливають на апарат при переході через певні ділянки шляху або після певного числа обертів барабана (шляхові або кінцеві вимикачі).

Аварійні вимикачі служать для миттєвого розриву основних ланцюгів управління при необхідності швидкої зупинки і знеструмлення крана, конвеєра і т. Д. Іноді на одному підйомно-транспортному спорудженні встановлюється кілька аварійних вимикачів, послідовно включених в ланцюг управління.

Кінцеві вимикачі служать для обмеження ходу механізмів підйому, пересування візків, мостів і веж кранів. У більшості випадків вони мають контакти, що розмикаються при переході механізму через граничні положення. Контакти кінцевих вимикачів в більшості випадків знаходяться в ланцюзі котушок контакторів. Кінцеві вимикачі поділяються на тип КУ, що діють при наїзді вимикає лінійки, каната або вантажу, і на тип ВУ, що діють при повороті вала на певний кут. Для цілей блокування використовуються також важільні малопотужні вимикачі типу В-10.

4. Апаратура управління гальмами

Для управління гальмами підйомно-транспортних машин зазвичай служать гальмові електромагніти, електрогідравлічні і відцентрові штовхачі і серводвігателі.

Гальмівні електромагніти бувають однофазні та трифазні. Вони характеризуються робочою напругою, відносною тривалістю включення котушки, ходом або кутом повороту, тяговим зусиллям (або моментом) якоря і допустимим числом включень магніту. Чи включаються гальмівні магніти разом з двигуном і виробляють розгальмовування гальма; при відключенні двигуна гальмівний електромагніт миттєво знеструмлюється і гальмо замикається під дією пружини.

Кранове електрообладнання та схеми управління кранами

Мал. 86. Однофазний електромагніт типу МО 1 - магнітопровід у вигляді П-образ-ного сердечника; 2-бічні стійки для кріплення електромагніта до гальмівної системи; 3 - котушка; 4 - якір; 5 - нерухома вісь; 6 - планка; 7 - гальмівний шток

За умовами нагріву гальмові електромагніти, що працюють в повторно-короткочасному режимі, допускають до 900 а при тривалому режимі до 300 включень в годину. У найбільш відповідальних випадках, при важкому режимі роботи і велику кількість включень, однофазні магніти Заміняють магнітами постійного струму, що живляться через випрямлячі.

Загальним недоліком гальмівних електромагнітів змінного струму є те, що котушки їх згорають в тих випадках, коли електромагніт включений, але не зміг але якоїсь причини (наприклад, через заклинювання) втягнути свій якір. Великий струм включення котушка витримати тривалий час не може. Іншим недоліком гальмівних електромагнітів як змінного, так і постійного струму є те, що на початку руху якоря, коли потрібно найбільше зусилля, тягові характеристики електромагніта забезпечують найменшу силу; в кінці ж ходу потрібно зменшення зусилля для ослаблення удару, а електромагніт розвиває найбільшу силу.

Штовхачі. У зв'язку з зазначеними недоліками гальмівних електромагнітів для керування механічними гальмами широко використовують Електрогідравлічне-ські і електромеханічні штовхачі і серводвігателі (гальмівні двигуни).

Електрогідравлічні штовхачі використовуються в пружинних і колодкових гальмах серії ТТ. Вони допускають до 720 включень в годину. Штовхач забезпечений двигуном з коротко-замкнуті »ротором, .вращающім крильчатку в циліндрі з маслом. Обертання крильчатки створює тиск масла, яке не залежить від напрямку обертання двигуна. Тиск масла викликає рух поршня, що передається через траверсу гальма.

Штовхачі забезпечують надійне і плавне управління процесом гальмування, регулювання швидкості кранових механізмів. Для цього двигуни штовхачів трапляються до ротора приводного двигуна; харчуючись струмом зниженої частоти, двигун штовхача розвиває неповне число оборотів, гальмо не відкривається повністю і, пригальмовуючи механізм, знижує його швидкість. Така система є автоматичною імпульсною системою регулювання швидкості.

5. Кранові опору

Кранові опору призначені для пуску, регулювання швидкості обертання і гальмування двигунів змінного і постійного струму. Залежно від потужності електродвигуна, плавності регулювання швидкості і гальмування, опору можуть мати різні величини, різне число ступенів і відрізнятися конструктивним виконанням. Кранові опору виготовляють з константановой дроту (типу НК) або з фехралевой стрічки (типу НТ) товщиною 08-15 лш-: при ширині 8-15 мм, намотаною на ребро. Елементи опорів збираються в стандартні по опору і розміром ящики опорів.




Схожі публікації по темі: