1.4. Анализ кинематической схемы, определение параметров и проектирование расчётной схемы механической части электропривода.

Механизм подъема груза (рис.1.1) состоит из крюко­вой подвески, полиспаста, барабана, передаточного устройства (редуктора, муфт, валов), тормоза и электродви­гателя. Узлы механизма смонтированы на раме тележки или на металлоконструкции крана. Тележка опирается на четыре колеса и перемещается по рельсам с помощью собственного механизма передвижения. При установке узлов механизмов подъема на металлоконструк­ции крана на тележке монтируют только верхние блоки, а ее перемещение осуществляется канатом тяговой лебедки, кинематическая схема кото­рой аналогична кинематической схеме механизма подъема груза. При выполнении тележки подвесной, она перемещается на четырех двухколесных ходовых тележках, а ее рама содержит две продольные балки, жестко соединенные с передней и шарнирно — с задней балками. В продольных балках закреплены оси блоков по­лиспаста. Грузовой канат от схода с блоков предо­храняется жесткими и отодвигающимися ограничителями.

1 2 3

5 4

Рис. 1.4.1. Кинематическая схе­ма механизма подъема; 1 —барабан;2 —муфта;3 —редук­тор; 4— тормоз;

5—электродвигатель

1.5 Определение путей повышения эффективности установки на основе модернизации системы электропривода, автоматизации установки, введения технологических обратных связей.

Системы управления крановыми механизмами от­носятся к категории устройств, находящихся под не­прерывным контролем оператора, т. е. в этих системах выбор момента начала операции, скоростных парамет­ров и момента окончания, операции осуществляется ли­цом, управляющим механизмом. В свою очередь система управления должна обеспечивать необходимую по­следовательность переключений для реализации желае­мых скоростных параметров, предотвратить при этом недопустимые перегрузки и обеспечить необходимую защиту.

Все многообразие различных систем управления мо­жет быть разделено на следующие группы. По способу управления:

1. управляемые непосредственно силовыми кулачковыми контроллерами, где весь процесс управления, включая выбор необходимых ускорений, осуществляется исключительно оператором;

2. управляемые кнопочными постами, где возмож­ности управления ограничены конструктивными особенностями поста;

3) управляемые сложным комплектным устройст­вом (магнитным контроллером с использованием преоб­разователя энергии или без него). В этом случае опе­ратор выбирает только необходимые скорости, а про­цессы разгона, торможения и необходимые промежу­точные переключения осуществляются автоматически.

По условиям регулирования:

1) с регулированием скорости ниже номинальной с регулированием скорости выше и ниже номинальной;

2. с регулированием ускорения и замедления.

Параметры регулирования систем управления не­разрывно связаны с регулировочными свойствами при­водных электродвигателей.

В крановом электроприводе используется следующие типы электродвигателей:

1. электродвигатели постоянного тока с последовательным или независимым возбуждением. Они допуска­ют регулирование скорости, ускорений и замедлений путем регулирования подводимого к якорю двигателя напряжения и тока возбуждения;

2. асинхронные электродвигатели переменного то­ка с короткозамкнутым ротором. При постоянной ча­стоте сети они имеют практически постоянную частоту вращения, а при регулируемой частоте сети допускают регулирование частоты вращения соответственно изменению частоты преобразователя;

3. асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором и двумя или тремя об­мотками на статоре с разным числом полюсов. Они до­пускают регулирование скорости соответственно измене­нию числа пар полюсов обмоток. Для этих двигателей по конструктивным особенностям наибольший возмож­ный диапазон регулирования 6:1 при постоянной частоте;

4. асинхронные электродвигатели переменного тока с фазным ротором. Они позволяют осуществлять регу­лирование скорости, ускорения и замедления, в частно­сти, путем введения в цепь ротора резисторов.

В крановых электроприводах начи­нают использоваться системы с тиристорными преобра­зователями частоты, что позволяет при применении асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором получить большой диапазон регулирования и добиться высоких динамических показателей электро­привода (ТПЧ—АД). Тиристорные преобразователи ча­стоты инверторного типа, обеспечивающие плавное ре­гулирование частоты в интервале 5—70 Гц, являются весьма сложными устройствами, которые пока не нашли большого применения в крановом электроприводе. Ти­ристорные преобразователи частоты с непосредственной связью относительно просты по схеме и конструктивному исполнению, однако могут быть использованы для формирования напряжения регулируемой частоты пе­ременного тока только в интервале 3—20 Гц при пита­нии от сети промышленной частоты. В связи с этой особенностью преобразователи частоты с непосредст­венной связью используются в трех вариантах:

1. системы с диапазоном регулирования 4:1 для механизмов горизонтального передвижения кранов путем непосредственного питания через преобразователи частоты с непосредственной связью асинхронных короткозамкнутых двигателей (ПЧН—АД);

2. системы с высоким и особо высоким диапазоном регулирования, когда обмотки двухскоростного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя имеют смешанное питание от сети с частотой 50 Гц и от преобразователя частоты (ПЧН—АДП). При этом макси­мальный диапазон регулирования 60:1;

3. системы с высокими динамическими показате­лями, когда обмотка статора с числом пар полюсов 4 двухскоростного асинхронного электродвигателя с чис­лом полюсов 4/6 получает питание от преобразователя частоты, благодаря чему до частоты вращения 500 об/мин осуществляется плавное увеличение скорости, затем дальнейшее увеличение скорости происходит в две ступени до 1000—1500 об/мин (ПЧН—АДП).Такая система обладает наименьшей массой на единицу мощности из всех известных систем с диапазоном ре­гулирования скорости около 8:1.

Применение систем с преобразователями частоты является единственно возможным для крановых меха­низмов, работающих в условиях, где невозможен до­ступ для обслуживания (агрессивные и радиоактивные среды).

При диапазоне регулирования скорости более вы­соком, чем 20:1, применение систем с преобразователя­ми частоты является практически единственно возмож­ным, так как все другие системы пря этих диапазонах не отвечают поставленным требованиям.