6.Електричні схеми контролерного керування двигунами кранових

механізмів.

Керування електроприводами кранових механізмів здійснюється з пульта, а окремими приводами кожного механізму - за допомогою контактних чи безконтактних апаратів.

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором можуть бути як одношвидкісні, так і багатошвидкісні. Перші знайшли найбільше застосування в приводах електричних талей, кран-блоків, монорельсових візків, різних лебідок і доволі часто застосовуються в приводах кранів, що працюють у вибухо- і пожежо-небезпечних приміщеннях; другі - у приводах суднових кранів і загальнопромислових кранів з легкими режимами роботи. Керування одношвидкісними асинхронними двигунами може здійснюватися кулачковими контролерами типу ККТ63А або магнітними пускачами, а багатошвидкісними - магнітними станціями. У тому випадку, коли потрібно забезпечити невеликий діапазон регулювання швидкості обертання кранового механізму, що характерне для найбільш розповсюджених кранів, використовують асинхронні двигуни з фазним ротором або двигуни постійного струму з послідовним збудженням, керування якими в багатьох випадках здійснюється за допомогою контактних контролерів. Пуск, гальмування і ступеневе регулювання швидкості обертання в цьому випадку здійснюються зміною додаткового опору в колах обмоток ротора чи якоря електродвигунів. Регулювання в цьому випадку здійснюється з постійним моментом. На теперішній час близько 80 % кранових електроприводів працює з фазними асинхронними електродвигунами, а тому на ці електроприводи має бути звернена особлива увага.

В даний час випускаються кулачкові (до 300 вмик./год.) і звичайні магнітні (до 1 200 вмик./год.) контролери, а для механізмів підіймання, які працюють на змінному струмі - кулачкові і магнітні контролери, що допускають динамічне гальмування з самозбудженням. Магнітні контролери виготовляються на великі потужності і значний термін служби, ними легше керувати, вони забезпечують автоматичний пуск і гальмування електродвигунів.

Контролери випускаються симетричними (для механізмів горизонтального переміщення і повороту, схеми вмикання яких в обидва боки однакові) і несиметричними (для механізмів підіймання, де в сторону опускання й підіймання схеми вмикання різні).

Кулачкові (силові) й магнітні контролери, що не мають захисної і комутаційної апаратури, вмикаються в мережу через захисні панелі, а магнітні контролери, що мають таку апаратуру - безпосередньо. В даний час випускаються захисні панелі типу ПЗК та ПЗКБ для одночасного під'еднання декількох двигунів змінного струму і типів ППЗК та ППЗБ для під'еднання двигунів постійного струму на стандартні напруги до 500 В.

Силові кулачкові контролери випускаються для перемикань як в колах постійного струму з напругою 220 і 440 В (типів ККП і KB І), так і в колах змінного струму (типу ККТ) на стандартні напруги 220 і 380 В.

Електроприводи з контролерами без динамічного гальмування забезпечують діапазон регулювання швидкості обертання в межах 2,5:1 -^ 4:1, а з динамічним гальмуванням із самозбудженням — до 8:1. Кожен кулачковий контролер, як правило, керує одним двигуном. Винятком є кулачковий контролер ККТ62. який допускає керування двома двигунами механізмів переміщення.

Електроприводи із силовими кулачковими контролерами призначені для використання в механізмах з легкими і середніми режимами роботи і тільки при значному зниженні потужності статичного навантаження вони можуть застосовуватися в механізмах з важкими режимами роботи. Потужності керованих ними двигунів у легких і середніх режимах не перевищують 30 кВт (з ТВ = 40%). а в окремих випадках - 45 кВт.

Номінальні потужність кулачкового контролера визначають як потужність керованого ним двигуна з номінальною напругою і струмом в режимі роботи з ТВ = 40 % при загальній тривалості кожного циклу не більше 4 хв.

1. Схема для керування двигуном постійного струму послідовного збудження зображена на рис. 3.5, - принципова схема контролера типу ККП-102 і одержані при цьому характеристики двигуна в різних положеннях рукояті керування для підіймання й опускання вантажу. Контролер живиться від мережі через захисну панель.

На схемі напруга до двигуна підводиться за допомогою лінійних контакторів: загального КЛЗ і підіймання КЛП, які, крім того, забезпечують захист схеми від перевантажень і коротких замикань. Під час підіймання вантажу якір електродвигуна і його обмотка збудження ввімкнені послідовно, а швидкість обертання двигуна регулюється зміною опору резисторів R2 - R5. В процесі опускання вантажу електродвигун вмикається за схемою безпечного опускання, в котрій якір і обмотка збудження з'єднані паралельно, а швидкість обертання регулюється зміною опору резисторів Rl - R5. В такій схемі швидкість опускання вантажу та швидкість неробочого ходу обмежується на всіх характеристиках опускання і завдяки цьому виключається вільне падіння вантажу з моментом навантаження, який перевищує втрати потужності в механічній передачі.

Зупинка вантажу під час підйому й опускання здійснюється переведенням рукояті контролера в нульове положення, в якому котушка електромагнітного гальма ЕГ втрачає живлення, на гальмівний шків накладаються гальма, причому під час опускання вантажу механічне гальмування доповнюється електричним, що підвищує інтенсивність гальмування та знижує зношування гальмівних колодок. У нульовому положенні рукояті контролера двигун від'єднується від мережі і, замикаючись на резистор R6, переводиться в режим динамічного гальмування із самозбудженням, що у свою чергу виключає падіння вантажу при зникненні напруги живлення.

Для підготовки схеми до роботи необхідно увімкнути вимикач В, аварійний вимикач ВА і натиснути кнопку КнР. Після цього першим вмикається спільний контактор КЛЗ. а коли кнопка КнР буде відпущена, спрацює контактор підіймання КЛП.

Зі зникненням напруги живлення або від'єднанні схеми з інших причин. її можна привести в робочий стан тільки після переведення рукояті командо - контролера в нульове положення.

Рис. 3.5. Схема керування двигуном

постійного струму кулачковим

контролером ККП-102.

В – ввідний вимикач;

ВА – аварійний вимикач;

КнР – кнопка підготовки схеми;

Кр1-Кр26 – контролер;

КЛЗ – спільний контактор;

КЛП – контактор підіймання;

М – електродвигун підіймання;

R1- R5 – пускорегулювальні резистори;

R6 – резистор динамічного

гальмування;

ВКП – кінцевий вимикач підіймання.

2. Схема керування асинхронним двигуном з фазним ротором.

А) з силовим контролером ККТ-61А.

Рис. 3.6. Схема керування

крановим механізмом з

силовим контролером.

М – електродвигун приводу;

YAN – електромагніт гальма;

R1, R2, R3- пускорегулювальні

опори;

К1–К12 –контакти контролера;

КА1–КА3-реле максимального

струму;

SA КМ – лінійний контактор;

SB – кнопка запуску ПЗК;

SQ1, SQ2 – кінцеві (шляхові)

вимикачі обмеження руху;

SQ3 – кінцевий вимикач люку

кабіни;

FU – запобіжники в колі

керування;

SA – аварійний вимикач.

Напруга на контролер подається через ПЗК. Одна з фаз подається безносе- редньо, а дві інші через контролер, що забезпечує зміну порядку чергування фаз,- реверсування двигуна. Робота контролера пояснюється діаграмою стану контактів.

При нейтральному положенні ручки контролера через контакти К12 забез -печується запуск панелі ПЗК.

При першому положенні «вперед» замкнуті контакти 3-7 живлення двигуна і К11, - живлення КМ через SQ2.

Контакти 2,4,6,8,10 переключення комбінацій резисторів роторного кола розімкнені, тобто всі опори введені в роторне коло повністю і створюють симетричну зірку. Пуск двигуна при характеристиці «1».

При другому положенні К2 шунтують частину опору R2, опір роторного кола зменшується і тім самим збільшуються оберти двигуна.

При подальшому переміщенні ручки замикаються контакти 4,6,8,10 і шунтують ступені резисторів,- вмикаються наступні ступені прискорення.

При першому положенні «назад» замкнені К1 і К5, на статор подається напруга з іншим порядком чергування фаз,- реверс двигуна. Інші режими комутуються аналогічно як при русі вперед.

В ) з магнітним контролером типу ТСА.

Рис. 3.7. Схема керування

крановим механізмом з

магнітним контролером.

М – двигун електроприводу;

ГМ – електромагніт гальма;

R4,7,10,13,16,19 – пускорегулю-

вальні резистори;

КЛ – лінійний контактор;

КВ, КН – контактори реверсу;

КП – контактор противмикання;

КО – контактор однофазного

гальмування;

К1-К4 – контактори ступенів

прискорення;

КГ – контактор ГМ;

РП1, РБ – реле часу;

НП педаль противмикання;

ВКВ, ВКН – кінцеві (шляхові)

вимикачі обмеження руху;

КК1-КК12 – контакти командо -

контролера.

Несиметрична схема магнітного контролера типу ТСА, призначена для керування двигуном змінного струму з фазним ротором. Подібно до цієї схеми для підіймання вантажу працює симетрична схема контролера типу ТА. Контролер ТСА під'єднується до мережі через захисну панель. Вмикання двигуна здійснюється контактором КЛ, реверс - контакторами КВ і КН (при увімкненому КЛ), вмикання в режим противмикання - контактором КП, однофазного гальмування - контактором КО; швидкість обертання регулюється контакторами КП, К1 - К4 за допомогою під'єднання пускорегулювальних резисторів; гальмування здійснюється гальмом ГМ, котре керується контактором КГ. Щоб не допустити одночасного вмикання контакторів КП і КО, а також КВ і КН, вони попарно механічно зблоковані; для виключення падіння вантажу чи його переміщення з більшою швидкістю передбачена педаль НП, вмикання якої ногою забезпечує роботу двигуна в режимі противмикання; необхідна витримка часу для розгону електропривода, коли рукоять контролера швидко переводиться з нульового в одне з крайніх положень і навпаки, досягається за допомогою реле РП1 і РБ.

Рукоять контролера ТСА має чотири положення при підійманні й опусканні вантажу, що дозволяє одержати відповідну кількість механічних характеристик двигуна, зображених на рис. 3.6. У крайньому положенні рукояті в колі ротора двигуна залишається ввімкненим резистор. В режимі підіймання вантажу резистори під'єднуються до кола ротора послідовно з обмотками його фаз, а при необхідності збільшення швидкості обертання - шунтуються контактами контакторів КП і К1 - К4 (характеристики ПІ ... 4П).

В режимі опускання вантажу двигун може працювати в гальмівних режимах і в режимі силового опускання з під'єднанням відповідних резисторів до ротора. За номінального навантаження рукоять контролера утримується в першому і другому положеннях, що відповідає режиму противмикання (характеристики 10 и 20), у третьому положенні - режиму однофазного гальмування (характеристика 30); у четвертому положенні здійснюється реверс (вмикається контактор КН і двигун під'єднується для опускання вантажу (характеристика 40). В обох випадках (підіймання й опускання вантажу) у першому положенні рукояті командо-контролера механізм розгальмовується.

У схемі передбачені кінцеві вимикачі з контактами ВКВ і ВКН. Для збільшення надійності магнітного контролера реле РП1 і РБ живляться постійним струмом.

Магнітні контролери можуть використовуватися для будь-яких режимів роботи кранових механізмів, причому електроприводи з контролерами змінного струму охоплюють діапазон номінальних потужностей двигунів від 11 до 180 кВт у механізмах підіймання і від 3,5 до 100 кВт у механізмах переміщення, а приводи з контролерами постійного струму — потужності двигунів послідовного збудження від 2,4 до 106 кВт (з ТВ — 40%), причому всі контролери постійного струму обладнані індивідуальним захистом.

Електроприводи з магнітними контролерами забезпечують регулювання швидкості обертання в таких межах: для роботи на змінному струмі у звичайних схемах - діапазон регулювання є від 2,5:1 до 4:1; а з динамічним гальмуванням із самозбудженням - до 8:1; для роботи на постійному струмі з номінальним навантаженням - до 6:1.