5. Основное электрооборудование

5.1 Магнитные контроллеры Назначение, классификация, особенности конструкции

Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом. По схеме магнитные контроллеры представляют собой комплектные устройства, обеспечивающие определенную программу переключений в главных цепях при соответствующей подаче команд в цепи управления.

Команды управления подаются командоконтроллерами или кнопочными постами. Магнитные контроллеры предназначаются для пуска, регулирования скорости, торможения и отключения двигателей краново-металлургических серий переменного (асинхронных с фазным и короткозамкнутым ротором) и постоянного тока.

По сравнению с силовыми кулачковыми контроллерами магнитные контроллеры имеют целый ряд преимуществ. К ним можно отнести следующие:

1. для управления магнитными контроллерами независимо от мощности двигателя применяются командоконтроллеры, требующие малой затраты энергии со стороны оператора;

2. кулачковые контроллеры, как правило, располагаются в кабине управления около оператора. При наличии в кабине нескольких таких контроллеров размеры кабины возрастают, рабочее место оператора становится неудобным, обзор рабочего пространства сокращается. При управлении магнитными контроллерами в кабине размещаются, как правило, только малогабаритные командоконтроллеры, которые в большинстве случаев встраиваются в кресло крановщика или устанавливаются на специальном пульте управления. Это позволяет уменьшить кабину крановщика и максимально увеличить обзор рабочего пространства;

3) срок службы магнитных контроллеров при одинаковых нагрузках в несколько раз выше, чем кулачковых контроллеров, в связи с тем, что коммутация в силовой цепи осуществляется с помощью электромагнитных контакторов;

4) при помощи магнитных контроллеров обеспечивается автоматизация пуска и торможения, что позволяет повысить производительность крановых механизмов даже без увеличения мощности приводного двигателя и упрощает работу оператора. При равных возможностях использования кулачковых и магнитных контроллеров применение магнитных контроллеров является целесообразным для механизмов, имеющих высокую производительность и соответственно повышенное число включений в час;

5) магнитные контроллеры обладают значительной коммутационной способностью. В предельном случае магнитный контроллер размыкает ток до 1000%

номинального и в то же время может пропустить этот ток в течение 1 с, что определяет достаточную термическую стойкость на время срабатывания защиты. Изготавливаемые промышленностью крановые магнитные контроллеры объединяются в две группы: магнитные контроллеры кранов общего назначения, маг­нитные контроллеры кранов металлургического производства.

Для повышения надежности и износостойкости в магнитных контроллерах переменного тока металлургического исполнения цепи управления, включая катушки контакторов, выполняются на постоянном токе. Для питания цепей управления постоянным током пользуются отдельным источником в виде статического или вращающегося преобразователя.

По конструктивным признакам магнитные контроллеры подразделяются на две группы:

1. с аппаратурой, монтируемой на стальных каркасах (каркасно-реечная конструкция);

2. с аппаратурой, монтируемой на изоляционных досках (панельная конструкция).

Размеры магнитных контроллеров, расстановка аппаратуры, размещение зажимов и другие конструктивные особенности определяются условиями компоновки контроллеров на кране и удобством их обслуживания. Установка магнитных контроллеров в кабине управления возможна только в отдельных случаях. Обычным местом для них являются фермы моста, что определяет их предельный размер по высоте, который не должен в этом случае превосходить 1,7 м. По ширине магнитные контроллеры могут состоять из нескольких полотен, устанавливаемых на одной раме. Имеется также конструкция магнитных контроллеров переменного тока, которые изготавливаются не на вертикальных, как обычно, а на горизонтальных рамах, приспособленных для встройки в ниши балок кранов (балочная конструкция).

Магнитные контроллеры изготавливаются в открытом исполнении со степенью защиты IРОО.

Защита магнитных контроллеров на кранах должна производиться в соответствии с рекомендациями, данными в разд. 1.

Все современные конструкции магнитных контроллеров имеют обслуживание с одной (передней) стороны, что позволяет получить минимальную площадь зоны обслуживания.

Магнитные контроллеры каркасно-реечной конструкции имеют одну ступень изоляции между токоведущими частями и корпусом. Такие изделия используются для кранов общего назначения, работающих на открытом воздухе или в обычных производственных помещениях. Магнитные контроллеры панельной конструкции имеют две ступени изоляции и используются в основном для кранов металлургического производства и других производств с большой концентрацией токопроводящей пыли.

В магнитных контроллерах всех типов шины и часть монтажных проводов располагаются с задней стороны рамы или досок, но все болтовые соединения с аппаратами осуществляются со стороны обслуживания.

Внешние провода главных цепей в магнитных контроллерах каркасно-реечной конструкции присоединяются непосредственно к выводам соответствующих аппа­ратов, а в магнитных контроллерах панельной конструкции имеются специальные выводы главной цепи. Для обеспечения обслуживания панельных конструкций с одной стороны применяются поворотные рамы. Рама с аппаратами может поворачиваться на 90° вокруг вертикальной оси. После поворота рамы задняя сторона панелей становится доступной для осмотра и ремонта и сохраняется доступ к лицевой стороне.

При токах до 60 А все соединения главной цепи между аппаратами выполняются проводами, при токах свыше 60 А соединения выполняют шинами. Шины могут быть медными или алюминиевыми, однако алюминий, используемый для шин, должен быть жестким, а болтовые соединения должны достаточно часто подтягиваться.

Изоляционные панели могут выполняться из асбестоцементных плит, пропитанных в битумном составе, или стеклотекстолитовых плит. Внешние провода цепей управления присоединяются к наборным рейкам, имеющим маркировку и винтовые зажимы внешнего и внутреннего монтажа. Монтаж цепей управления осу­ществляется многожильным проводом, причем для магнитных контроллеров общего назначения может применяться провод с полихлорвиниловой изоляцией, а для магнитных контроллеров металлургического исполнения предпочтительно применение провода с нагревостойкой изоляцией (ПАЛ 180, РКГМ и др.). Провода внутреннего монтажа крепят к каркасам, выполненным из стальных прутов, изолированных хлорвиниловыми трубками или лентами. Для укладки проводов внут­реннего монтажа применяются также пластмассовые короба, укрепленные на рамах и досках магнитных контроллеров.

Магнитные контроллеры изготавливаются для работы как в условиях умеренного, так и тропического климата. При этом контроллеры тропического испол­нения допускают нагрузку, примерно на 25% меньшую по сравнению с однотипными контроллерами нормального исполнения.

Механическая и электрическая износостойкость магнитных контроллеров определяется износостойкостью применяемых в них электромагнитных контакторов главной цепи.

Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости коммутацион­ной аппаратуры (контакторов).

Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их 1_н должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма, т. е.

Iн ≥ Iрk

где k — коэффициент, учитывающий режим работы механизма (число включений, продолжительность включения).

Значения коэффициента k для различных исполнений магнитных контроллеров даны в табл. 5-2.

Основные технические данные магнитных контроллеров переменного тока (исполнение УЗ). Таблица 5-1

Механизм	Тип магнит­ного контрол­лера	Мощность двигателя (кВт) при ПВ-40% и напряжении 380 В	Диапазон ре­гулирования (вниз)	Мас­са, кг
	ТСА-161	20—80		100
	КС- 160	11—80	1 : 3	285
	КС-250	80—125		370
	КС-400	125—160		475
	ТСД-63	11—30		55
Подъема	ТС Д- 160	30—80		150
	ТСД-250	75—100	1 · 8	220
	КСД Б- 160	30—100		415
	КСДБ-250	75—145		530
	КСДБ-400	115—230		570
	ТСН-160	До 15	1 : 6	75
	ТА- 161	22—37		60
Передвиже­ния, поворота	ТАЗ- 160 К-63 К- 160	22—37 1,4-30 35—80	1 : 3	75 160 310
	К-250	80—125		345
	ТСН-60	До 20		50

Примечания:

1.При наличии на механизме двух двигателей применяются магнитные контроллеры топов ДТА, ДКС и др. При этом каждый двигатель имеет мощность, указанную в таблице.

2.Контроллеры экспортного исполнения см. «Комплектные устройства. Каталожные данные, ТИБЛ.430.412.009РР».

Значения коэффициента k для различных типов и исполнений магнитных контроллеров. Таблица 5-2

Тип контрол­лера	Напряжение главной цепи, В	Значение коэффициента к в режимах
		Л	С	Т		ВТ		ОТ
		до 60 включе­ний в час	до 150 включе­ний в час	до 300 включе­ний в час	до 600 включе­ний в час	до 600 включе­ний в час	до 1200 включе­ний в час		до 1200 включе­ний в час
ТА, ТСА	380	0,75	0,8	1,0	1,2	1,5	2,0		-
ТА, ТСА	500	0,9	1,0	1,2	-	-	-		-
К, КС	380	-	0,7	1,0	1,1	1,3	1,6		2,0
ТДС	380	0,75	0,8	1,0	1,2	-	-		-
КСД	380	-	-	1,0	1,1	1,3	-		-
КСДБ	380	-	-	1,0	1,0	1,2	1,3		1,5
П, ПС	220	0,75	0,8	1,0	1,2	1,4	2,0		-
П, ПС	440	0,9	1,0	1,2	1,5	2,0	-		-
ТС.ТН. ТСН	380	0,8	1,0	-	-	-	-		-
КБК	380	0,8	0,9	1,0	-	-	-		-

Магнитные контроллеры переменного тока серий ТА, ТСА и К, КС

Магнитные контроллеры серий ТА, ТСА и К, КС предназначены для управления крановыми асинхронными двигателями с фазным ротором серий МТ, МТН и применяются: К и КС в крановых электроприводах металлургического производства, работающих в легком (Л), среднем (С), тяжелом (Т), весьма тяжелом (ВТ) и особо тяжелом (ОТ) режимах; ТА и ТСА—в электроприводах кранов общего назначения легкого (Л) и среднего (С) режимов работы.

Контроллеры серий ТСА и КС используются в электроприводах механизмов подъема, а также механизмов грейфера; контроллеры серий ТА и К — в основном в электроприводах механизмов горизонтального передвижения (поворот, передвижение моста крана и теле леки).

Главная цепь контроллеров выполняется на напряжение 220 или 380 В переменного тока. Цепь управления — на постоянном токе напряжением 220 В (кон­троллеры К и КС) и на переменном токе напряжением, равным напряжению главной цепи (контроллеры ТА и ТСА).

Все контроллеры изготавливаются в открытом исполнении (1Р00) для умеренного (нормальное исполнение) и тропического (тропическое исполнение) климата категории размещения 3. Рабочее положение контроллеров — вертикальное, обслуживание с передней стороны.

Основные технические данные магнитных контроллеров серии К, КС и ТА, ТСА нормального исполнения приведены в табл.5-4..

Магнитные контроллеры К, КС, ТА, ТАЗ, ТСА, ТСАЗ предназначены для управления одним двигателем, контроллеры ДК, ДКС и ДТА — двумя двигателями одновременно. Двухдвигательные (дуплексные) магнитные контроллеры могут обеспечивать кратковременную работу привода на одном двигателе.

Магнитные контроллеры типов ДК 61 и ДТА 161 применяются только в комплекте с контроллерами соответственно ДК 62 и ДТА 160 или ДТА 162. При этом в четырехдвигательном приводе применяется по одному контроллеру ДК 61 и ДТА 161; в шестидвигательном — по два контроллера ДК 61 и ДТА 161.

Серии магнитных контроллеров ТА, ТСА и К, КС имею! Несколько исполнений, отличающихся мощностью управляемых двигателей, которая в свою очередь определяется величиной встраиваемых в магнитные контроллеры контакторов.

Магнитные контроллеры выполняются на номинальные токи контакторов: 63, 160, 250 А (К); 160 А (ТА); 160, 250, 400 А (КС); 160, 250 А (ТСА).

В качестве контакторов в магнитных контроллерах применяются — контакторы серии КТ 6000 в ТА и ТСА (в магнитных контроллерах ДТА 161 в роторной цепи используются четырехполюсные контакторы серии КТ 6000); серий КТП 6000 (в статоре) и КТПВ 600 (в роторе) в КС 400; серии КТП 100 в К 60 и серии КТПВ 600 в К 160 и К 250.

Магнитные контроллеры каждой величины имеют несколько исполнений, отличающихся напряжением главной цепи, токами катушек реле максимальной за­щиты. Все исполнения контроллеров обеспечивают автоматический пуск (в функции времени), реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование скорости, которое осуществляется путем изменения сопротивления резисторов в фазах ротора.

Диапазон регулирования скорости при управлении магнитными контроллерами не превышает 3 : 1—4 : 1. Указанный диапазон, так же как и при управлении си­ловыми кулачковыми контроллерами серии ККТ 60А, реализуется в основном за счет толчковой работы (переключение командоконтроллера из одного положения в другое). Толчковый режим работы несколько ухудшает условия эксплуатации, увеличивает износ коммутационной аппаратуры, снижает производительность работы крана, утомляет крановщика и ухудшает знергетические показатели электропривода.

Все контроллеры серий К, КС, а также контроллеры ТСАЗ 160, ТСАЗ 250, ТАЗ 160 обеспечивают нулевую, максимальную и конечную защиты. В магнитных I контроллерах К 63, ДК 61, ДК 62, ДК 63 не устанавливаются электромагниты максимальных реле. Они поставляются отдельно по индивидуальному заказу в зависимости от мощности и напряжения управляемых двигателей.

Магнитные контроллеры ТСА 161, а также все типы контроллеров ТА и ДТА не обеспечивают максимальной и нулевой защит. Эти контроллеры могут быть использованы только вместе с защитными панелями ПЗКБ 160 и ПЗКБ 400.

Основные технические данные магнитных контроллеров серий К, КС, ТА, ТСА. Таблица 5-3

Тип троллера	Режим работы	Назначение	Номинальный ток, А	Максимальный ток вкл.	Количество управляемых двигателей	Масса, кг	Габаритные размеры, мм
							ширина	глуби-на	высо-та
К63 К160 К250 ДК63 ДК61 ДК62 ДК160 ДК250	Т, ВТ для кранов металлурги-ческого производ-ства	Механизмы передвижения со встроенной защитой	63 160 250 63 63 63 160 250	250 700 1100 250 250 250 700 1100	1 1 1 2 4; 6 2 2	135 235 315 200 150 215 450 420	700 1000 2х700 1000 700 1000 700+1000 900+2х700	375 430 470 375 375 375 430 440	1520 1520 1520 1520 1520 1520 1520 1520
КС160 КС250 КС400 ДКС160 ДКС250		Механизмы подъема со встроенной защитой	160 250 400 160 250	700 1100 1700 700 1100	1 1 1 2 2	260 400 500 560 900	1000 700+700 700+1000 900+1000 1000+2х700	430 470 520 430 440	1520 1520 1520 1520
ТА161 ДТА160 ДТА161 ДТА162	Л, С для кранов общего назначения	Механизмы передвижения без защиты	160 160 160 160	700 700 700 700	1 2 4; 6 1	80 110 55 107 60	550 650 500 650	400 400 400 400	1700 1700 1700 1700
ТАЗ160		Механизмы передвижения с защитой	160	700	1	140	2х400	400	1700
ТСА161		Механизмы подъема без защиты	160	700	1	140	2х400	400	1700
ТСАЗ160 ТСАЗ250		Механизмы подъема с защитой	160 250	700 1100 1	1 1	150 145	2х400 500+400	400 400	1700 1700