5.2. Силовые кулачковые контроллеры. Назначение, конструкция и технические данные

Силовые кулачковые контроллеры относятся к категории аппаратов ручного управления. Они предназначаются для непосредственного управления двигателями по­стоянного и переменного тока различных грузоподъемных машин.

Простота конструкции и безотказность в работе, а также минимально возможные габариты относительно сложного коммутационного устройства предопределили широкое распространение силовых кулачковых контроллеров для электроприводов кранов с невысокими требованиями по износостойкости.

Рис. 5.2. Габаритные размеры кулачковых контроллеров серии КВ100.

Рис 5.1. Габаритные размеры кулачковых контроллеров серии ККТ60А

В крановых электроприводах используются контроллеры серий ККТ 60А и КВ 100, габаритные и установочные размеры которых приведены соответственно на рис. 5-1 и 5-2. Первые предназначены для управления асинхронными двигателями, вторые — для управления двигателями постоянного тока. Контроллеры указанных серий выполняют все функции, связанные с коммутацией главной цепи двигателя и цепей управления. Что касается защит - нулевой, нулевой блокировки, максимальной и путевой, то они осуществляются с помощью специальных устройств.

Контроллеры серий ККТ 60А и КВ 100 изготавливаются в защищенном корпусе с крышкой со степенью защиты IРЗЗ (ККТ 60А) и IР44 (КВ 100). Привод кулачковых контроллеров КВ 100 осуществляется с помощью маховичка, а контроллеров ККТ 60А с помощью рукоятки. Усилие на рукоятке не более 50 Н, на маховичке не более 70 Н.

Контроллеры рассчитаны для установки на горизонтальной плоскости лапами вниз, на вертикальной плоскости — рукояткой или маховичком вверх. Основой конструкции контроллеров кулачкового типа является блок коммутационных элементов с кулачковым валом, размещаемых в алюминиевом (ККТ 60А) и стальном (КВ 100) корпусах. Крышки выполняются из алюминиевых сплавов. Максимальное число контактных элементов - 12. При этом предусматривается двухрядное расположение элементов — по шесть в каждом ряду.

Основные конструктивные решения, принятые для крановых кулачковых контроллеров, видны из рис. 5-1, на котором показан общий вид наиболее широко применяемого кулачкового контроллера серии ККТ 60А. У контроллеров этой серии коммутационные элементы размещаются на двух пластмассовых рейках 6. Привод элементов осуществляется с помощью кулачковых шайб, смонтированных на барабане 5. Каждая из шайб управляет одновременно двумя кулачковыми элементами, размещенными на двух рейках. Кулачковые шайбы имеют определенный профиль для создания необходимой последовательности коммутации пары контактных элементов. Поворот кулачкового барабана производится рукояткой 4. Главные контакты 2 контроллера выполнены из меди. Неподвижные контакты укреплены непосредственно на пластмассовых рейках, а подвижные контакты установлены на контактных рычагах 3 с шарнирно-пружинной связью между рычагом и контактом.

Электрическая связь подвижных контактов с выводными зажимами осуществляется через гибкое соединение 1.

При набегании гребня кулачковой шайбы на ролик контактного рычага последний поворачивается и контакты размыкаются. Наоборот, при сходе ролика с гребня шайбы рычаг под действием возвратной пружины переводит контакты в замкнутое состояние. Такая система обеспечивает высокую надежность коммутации, поскольку даже при приваривании главных контактов они механически открываются при повороте вала барабана. Профиль гребня кулачковых шайб и устройства фикси­рования рабочих положений вала контроллера (состоит из храповика и фиксатора) обеспечивают эффективную установку вала в рабочие положения контроллера и исключение такого положения главных контактов, когда они не имеют определенного коммутационного состояния.

Угол поворота вала и размеры кулачковых шайб выбраны с таким расчетом, чтобы при предельном износе движущихся элементов и возможных производственных допусках сохранилась заданная программа замыкания контактов. Угол поворота вала между двумя фиксированными положениями имеет следующие значения:

13,0° для условий, когда обеспечиваются полное размыкание контактов одного элемента и полное замыкание контактов другого элемента;

18,5° между нулевым (соответствует нерабочему состоянию двигателя) и рабочими положениями для обеспечения определенной последовательности размыкания контактов;

26° для условий, когда между двумя рабочими положениями должно быть гарантировано одновременное включение контактов двух элементов, из которых один размыкает, а другой замыкает контакты.

Коммутация тока контактами контроллера естественная, без дугогасительных устройств. Для предотвращения перебросов дуги между элементами при размыкании больших токов с внутренней стороны крышки контроллера укреплены камеры, отделяющие коммутационные зоны элементов друг от друга.

В отличие от контроллеров ККТ 60А, у которых используется моноблочная конструкция коммутационных элементов, контроллеры постоянного тока серии КВ 1 имеют индивидуальные элементы, закрепляемые на металлических рейках. Принцип действия элементов коммутации аналогичен рассмотренному. Однако для гашения дуги при размыкании цепи постоянного тока в контроллерах КВ 1 предусматриваются узлы электромагнитного дугогашения на каждом из элементов, коммутирующих ток главной цепи. Узлы дугогашения, аналогичные соответствующим узлам электромагнитных контакторов, состоят из электромагнитной системы (катушки и магнитопровода) и дугогасительной камеры. Последняя помимо гашения дуги выполняет также функцию защитных перегородок, предотвращающих переброс дуги на корпус или другие токоведущие части. Контакты главной цепи выполняются не медными, как в ККТ 60А, а металлокерамическими из композиции серебро — окись кадмия. Кулачковые контроллеры ККТ 60А и КВ I выполняются с коммутационными элементами главного тока на номинальный ток 63А. Кроме того, имеются кулачковые элементы для коммутации цепей управления.

В табл. 5-7 приводятся основные технические данные изготавливаемых промышленностью контроллеров серий ККТ 60А и КВ 1. Номинальной мощностью контроллера является мощность управляемого им двигателя при номинальном напряжении и номинальном токе, отнесенном к режиму работы ПВ = 40% при общей продолжительности каждого цикла не более 4 мин.

Кулачковые контроллеры постоянного тока выполняются в двух модификациях — КВ 1-01 и КВ 1-02. Первый из них используется для управления электродвига­телями постоянного тока серии ДП и Д последовательного, смешанного и параллельного возбуждений механизмов горизонтального передвижения, а второй — для управления двигателями последовательного возбуждения механизмов подъема.

При управлении контроллерами КВ 1-02 и КВ 1-01 может быть реализован диапазон регулирования скорости 5:1. Область применения контроллеров КВ 1-01 и КВ 1-02 — краны легкого и среднего режимов работы.

Основными исполнениями кулачковых контроллеров переменного тока являются контроллеры для управления асинхронными двигателями с фазным ротором серии МТР (МТН). Контроллеры ККТ61А и ККТ68А применяются на механизмах подъема и передвижения, а контроллер ККТ 62А, управляющий двумя двигателями,— на механизмах передвижения. Указанные исполнения контроллеров позволяют в зоне больших нагрузок осуществлять регулирование скорости электродвигателей в диапазоне 2,5 : 1 за счет введения в цепь ротора регулировочных ступеней резисторов. Получить такой диапазон в зоне малых нагрузок представляется возможным только при толчковой работе (многократное переключение с рабочего на нулевое положение и обратно), что является одним из недостатков этих контроллеров.

Рис. 5.3. Общий вид кулачкового контроллера серии ККТ 60А.

Контроллеры ККТ 61А, ККТ 62А и ККТ 68А рекомендуется применять для тихоходных кранов малой и средней грузоподъемности легкого и среднего режимов работы с невысокими требованиями к диапазону регулирования скорости и точности остановки.

В серии контроллеров переменного тока предусмотрены исполнения ККТ 65А и ККТ 69А (предназначаются только для механизмов подъема) с улучшенными регу­лировочными и энергетическими показателями. Контроллеры ККТ 65А и ККТ 69А, выполняемые с использованием принципа динамического торможения с самовоз­буждением, обеспечивают устойчивый диапазон регулирования скорости 8:1. Указанные исполнения применяются вместе с магнитным контроллером ТРД 160, предназначенным для получения режима динамического торможения. Кулачковые контроллеры ККТ 65А и ККТ 69А обеспечивают заданный диапазон регулирования скорости без применения толчкового режима работы, поэтому управление ими несколько проще и удобнее, чем контроллерами ККТ 61А и ККТ 68А. Контроллеры ККТ 65А и ККТ 69А могут быть рекомендованы для кранов легкого, среднего, а также тяжелого режимов работы с большими скоростями подъема и спуска, а также с более жесткими требованиями к точности остановки.

Для управления односкоростными короткозамкнутыми двигателями серии МТКР (МТКН) механизмов подъема и передвижения находят применение кулачковые контроллеры типа ККТ 63А. Функции управления этим контроллером сводятся к включению и отключению двигателя без регулирования его частоты вращения.

Предельные мощности кулачковых контроллеров по условиям электрической износостойкости. Таблица 5-6

		Предельные значения мощностей, кВт, при режимах
Тип кон­троллера	Напряже-­		С		Т
	ние сети, В	Л	до 60 включе­-	до 150 включе­-	до 150 включе­-	до 300 включе­-
			ний в час	ний в час	ний в час	ний в час
ККТ61А	220 380	24 40	20 30	15 20	8 10	5 8
ККТ65А	220	24	20	18	13	10
	380	40	30	22	18	15
ККТ62А	220	2x15	2x12	2x10	2x7	-
	380	2x20	2x20	2x12	2x10	-
ККТ68А	220, 380	60	60	30	15	10
ККТ69А	220,380	60	50	35	25	20
ККТ63А	220, 380	15	-	-	-	-
КВ1-01	220	25	20	15	-	-
KB 1-02	440	25	18	10	-	-

Тип контроллера	Исполнение двигателя	Назначение контроллеров	Максимальное число рабочих положений		Номиналь­ный ток ку­лачкового элемента главного тока, А при ПВ=100%	Ток, А при ПВ=40%		Наибольший пусовой ток двигателя, А		Число включе­нийв час		Износостойкость (электрическая), 105циклов В-О		Масса,кг
			вперёд, подъём, вправо	назад, спуск, - влево		статор якорь	ротор
) ККТ61А	Асихронный с фазным ротором	Для однодвигатель- ных приводов всех типов механизмов	5	5	63	100 50	100 50		200  100		120300		1 5		15
ККТ62А с реверсом ДР160		Для двухдвигатель- ных приводов меха­низмов передвижения	5	5	63	100	100 50		200 100		120300		1 5		15
ККТ58А с реверсом ДР160		Для однодвигатель- ных приводов всех типов механизмов	5	5	63	-	150 75		300 150		120 300		1 5		15
ККТ58А с магнитным контроллером ТРД160		Для однодвигатель- ных приводов меха­низмов подъёма	5	5	63	100 50	100 50		200 100		120 300				15
ККТ60А с реверсом ДР160 и магнитным контроллером ТРД160		Для однодвигатель- ных приводов меха­низмов подъёма	5	5	63	-	150 75		300 150		120 300		1 5		15
ККТ63А	Асинхронный с корот- козамкнутым ротором	Для однодвигатель- ных приводов всех типов механизмов	1	1	63	75 35	-		200 100		120 300		1 5		15
KB 1-01	Двигатель постоянного тока последовательного и параллельного воз­буждения	Для однодвигатель- ных приводов меха­низмов передвижения	6	6	63	80	-		200		120		1		45
KB 1-02	Двигатель постоянного тока последователь-ного возбуждения	Для однодвигатель- ных приводов меха­низмов подъёма	5	5	63	80	-		200		120		1

Основные технические данные котроллеров ККТ60А и КВ1. Таблица 5-7