ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ
Подъемно-транспортное оборудование (грузоподъемное оборудование)- это совокупность приспособлений, механизмов и машин, предназначенных для разгрузки транспортных средств и перемещения грузов.
К средствам малой механизации относятся разнообразные ручные тележки, ручные тали, подъемники и т. п. На многих складах (особенно на мелких складах, а также на недогруженных участках крупных складов), где содержание высокопроизводительного механизма может оказаться экономически нецелесообразным, средства малой механизации достаточно эффективны. Основными средствами механизации складов являются электро- и автопогрузчики, электрокары, конвейеры, консольные краны, лебедки, мостовые и козловые краны и др.
На обогатительных фабриках применяются ленточные, вибрационные и другие конвейеры. По назначению конвейеры разделяют па распределительные, сборные и передаточные. Распределительные конвейеры применяются для распределения материала по ячейкам бункеров, сборные — для сбора материала из ряда последовательно расположенных ячеек бункеров, передаточные — для транспортирования материала внутри цехов или связи отдельных технологических установок.
Длины конвейерных установок различны, а углы наклона трассы зависят от их назначения и места установки. По конструктивному исполнению конвейеры принято делить па две группы — мощностью до 200 квт и мощностью больше 200 квт. Конвейеры первой группы принято называть конвейерами общего назначения, конвейеры второй группы — конвейерами большой мощности, или тяжелыми.
В большинстве случае конвейеры оборудуются однодвигательным приводом при большой длине или высокой производительности — двумя двигателями. Ленточные конвейеры получили наибольшее распространение в связи с простотой их конструкции и высокими технико-экономическими показателями. Материал на ленту конвейера, как правило, подается равномерно, поэтому режим работы ленточных конвейеров продолжительный и отличается постоянством нагрузки. Пуск конвейера может происходить вхолостую, когда на лепте нет материала, или под нагрузкой, если остановка конвейера произошла внезапно с транспортируемым материалом на ленте.
Мини строительные краны (передвижные, переставные, консольные или стреловые) - разборные подъемные краны и механизмы небольшой грузоподъёмности, широко используемые при ремонте и строительстве небольших зданий, проведении работ по укладке коммуникаций. Данный вид кранов обладает малыми габаритами и не требует специальных навыков от оператора. Краны-манипуляторы на базе тракторов и автомобильных шасси. Универсальные мобильные подъемные механизмы, используемые в различных отраслях хозяйства.
Условия работы и общая техническая характеристика электрооборудования механизма подъема мостового крана. Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа. Работающие при снятии напряжения. На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается. При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью. Мостовой кран, установленный на производстве, где наблюдается выделение пыли, электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями, защита электрооборудования от капель воды падающих под углом 60 град. к вертикали.
Питание электроприемников перемещающихся подъемно-транспортных устройств - кранов, тельферов и тележек - может осуществляться либо гибким кабелем, либо при помощи троллеев, представляющих собой голые проводники, съем тока с которых производится скользящими токосъемниками.
Гибкие кабели, подвешиваемые к тросу на кольцах, роликах пли двигающихся каретках или наматываемые на специальные кабельные барабаны, используются для питания в тех случаях, когда:
а) троллеи не могут быть размещены из-за отсутствия места;
б) устройство троллеев вообще недопустимо например, во взрывоопасных помещениях;
в) подъемно-транспортный механизм используется эпизодически например, при ремонте оборудования, и имеет небольшую длину перемещения.
Область применения гибких кабелей ограничивается, главным образом, тельферами, имеющими монтажно-ремонтное назначение.
Преобладающее применение для питания подъемно-транспортных устройств имеют троллейные линии.
Троллеи выполняются преимущественно из стали различных профилей (уголок, квадрат, швеллер, двутавр), наиболее часто применяемый является равнобокий уголок, и прокладываются по специальным конструкциям на изоляторах с держателями.
В настоящее время наметилась устойчивая тенденция по применению частотно-регулируемого электропривода в механизмах кранов и лифтов. Наиболее высокие требования предъявляются к приводу механизма подъема крана и приводу перемещения кабины лифта. Изменение оборотов двигателя преобразователя частоты, обеспечивает плавный пуск и останов, точное позиционирование груза, позволяет отказаться от использования двухскоростного лифтового двигателя, имеющего по сравнению с общепромышленным значительно большие габариты и вес.
На кранах применяют трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым и фазным ротором.
Двигатели с короткозамкнутым ротором применяются в электроприводе, где не требуется регулировать частоту вращения, или в качестве второго (вспомогательного) двигателя для получения пониженных скоростей механизмов крана. Недостатком электродвигателей с короткозамкнутым ротором является большой пусковой ток, в 5…7 раз превышающий ток двигателя при работе с номинальной нагрузкой. Двигатели с фазным ротором применяются в приводе, где требуется регулировать частоту вращения. Включение в цепь ротора пускорегулирующего реостата позволяет уменьшить пусковой ток, увеличить пусковой момент и изменить механическую характеристику двигателя.
Они имеют значительные преимущества перед двигателями других типов: возможности выбора мощности в широком диапазоне, получения значительного диапазона частот вращения с плавным регулированием.
Двигатели постоянного тока тяжелее, дороже и сложнее устроены, чем одинаковые по мощности трехфазные асинхронные. Достоинства двигателей постоянного тока является возможность плавного и глубокого регулирования частоты вращения, поэтому такие двигатели применяют в специальных схемах электропривода кранов для высотного строительства.
Крановые двигатели предназначены для работы, как в помещении, так и на открытом воздухе, поэтому их выполняют закрытыми с самовентиляцией или с независимой вентиляцией (двигатели постоянного тока) и с влагостойкой изоляцией.
Так как двигатели рассчитаны на тяжелые условия работы, их изготовляют повышенной прочности. Двигатели допускают кратковременные перегрузки и имеют большие пусковые и максимальные моменты, которые повышают номинальные моменты в 2.3…3.0 раза; имеют относительно небольшие пусковые токи и малое время разгона; рассчитаны на кратковременные режимы работы.
Двигатели постоянного тока
Механическая характеристика
Зависимость частоты от момента на валу ДПТ отображается в виде графика. Горизонтальная ось— момент на валу ротора, вертикальная ось— частота вращения ротора. Механическая характеристика ДПТ есть прямая, идущая с отрицательным наклоном.
Механическая характеристика ДПТ строится при определённом напряжении питания обмоток ротора. В случае построения характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик ДПТ.
Регулировочная характеристика
Зависимость частоты вращения ротора от напряжения питания обмоток ротора ДПТ, отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абсцисс) — напряжение питания обмоток ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Регулировочная характеристика ДПТ есть прямая, идущая с положительным наклоном.
Регулировочная характеристика ДПТ строится при определённом моменте, развиваемом двигателем. В случае построения регулировочных характеристик для нескольких значений момента на валу ротора, говорят о семействе регулировочных характеристик ДПТ.
Возбуждение двигателя постоянного тока является отличительной особенностью таких двигателей. От типа возбуждения зависят механические характеристики электрических машин постоянного тока. Возбуждение может быть параллельным последовательным смешанным и независимым. Тип возбуждения означает, в какой последовательности включены обмотки якоря и ротора.
При параллельном возбуждении обмотки якоря и ротора включаются параллельно друг другу к одному источнику тока. Так как у обмотки возбуждения больше витков чем у якорной то и ток в ней течет незначительный. В цепи, как обмотки ротора, так и обмотки якоря могут включаться регулировочные сопротивления.
Рисунок 1 — схема параллельного возбуждения машины постоянного тока
Обмотка возбуждения может подключаться и к отдельному источнику тока. В этом случае возбуждение будет называться независимым. У такого двигателя характеристики будут схожи с двигателем, в котором применяется постоянный магнит. Скорость вращения двигателя с независимым возбуждением, как и у двигателя с параллельным возбуждением зависит от тока якоря и основного магнитного потока. Основной магнитный поток создается обмоткой ротора.
Рисунок 2 — схема независимого возбуждения машины постоянного тока
Скорость вращения можно регулировать с помощью реостата включенного в цепь якоря изменяя тем самым ток в нем. Также можно регулировать ток возбуждения, но здесь нужно быть осторожным. Так как при его чрезмерном уменьшении или полном отсутствии в результате обрыва питающего провода ток в якоре может возрасти до опасных значений.
Если обмотка возбуждения включена последовательно с якорной, то такое возбуждение называется последовательным. При этом через якорь и обмотку возбуждения протекает один и тот же ток. Таким образом, магнитный поток изменяется с изменением нагрузки двигателя. А следовательно скорость двигателя будет зависеть от нагрузки.
Рисунок 3 — схема последовательного возбуждения машины постоянного тока
Двигатели с таким возбуждением нельзя запускать на холостом ходу либо с небольшой нагрузкой на вал. Их применяют в том случае если, требуется большой пусковой момент или способность выдерживать кратковременные перегрузки.
При смешанном возбуждении используются двигатели, у которых на каждом полюсе есть по две обмотки. Их можно включить так чтобы магнитные потоки как складывались, так и вычитались.
Рисунок 4 — схема смешанного возбуждения машины постоянного тока
В зависимости от того как соотносятся магнитные потоки двигатель с таким возбуждением может работать как двигатель с последовательным так и двигатель с параллельным возбуждением. Все зависит от ситуации, если нужен большой стартовый момент, такая машина работает в режиме согласного включения обмоток. Если же необходима постоянная скорость вращения, при динамически изменяющейся нагрузке применяют встречное включение обмоток. В машинах постоянного тока можно изменять направление движения ротора. Для этого необходимо изменить направление тока в одной из обмоток. Якорной либо возбуждения. Изменением полярности направление вращения двигателя можно добиться только в двигателе с независимым возбуждением, или в котором используется постоянный магнит. В других схемах включения нужно переключать одну из обмоток. Стартовый ток в машине постоянного тока достаточно велик, поэтому ее следует запускать с добавочным реостатом, чтобы избежать повреждения обмоток.