Тема 2.5 Электрооборудование мостовых кранов
Назначение и классификация мостовых кранов. Электрооборудование мостовых кранов. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом крановых механизмов.
Методические рекомендации
В результате изучения темы учащиеся должны описывать назначение, классификацию и электрооборудование мостовых кранов. Излагать принцип работы принципиальной электрической схемы автоматического управления электроприводом крановых механизмов.
Краны — это грузоподъемные устройства для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.
В цехах предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны.
Однотипными узлами всех кранов являются:
-механизм передвижения моста,
-механизм передвижения тележки,
-механизм подъема и опускания груза.
По грузоподъемности мостовые краны условно делятся на малые, средние и крупные.
Подвод электропитания осуществляется — от главных троллеев, уложенных вдоль подкранового пути, по скользящим токосъемникам. Питание электромагнитов грузоподъемных, подвешенных к крюку цепями, осуществляется гибким кабелем. Кабель намотан на барабан, который вращается через передачу от барабана лебедки.
Управление механизмами крана осуществляется из кабины оператора-крановщика.
Особенностями работы кранового оборудования является:
-Изменение нагрузки в широких пределах;
- Повторно-кратковременный режим работы при большом числе включений в час.
- Тяжелые условия работы.
Основное крановое оборудование Стандартизовано и применяется для комплектации типовых схем. Электродвигатели на переменном трехфазном токе при напряжениях 220, 380 и 500 В наибольшее распространение получили крановые и металлургические синхронные двигатели:
-с короткозамкнутым ротором — серии «МТК» и «4МТК»,
-с фазным ротором — серии «МТ» и «4МТ».
По исполнению могут быть одно- и многоскоростные, для повторно-кратковременного режима (S3), с ПВ = 40 %. На постоянном токе при напряжениях 220 и 440 В с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением применяются электродвигатели серии «ДП» или новая серия «Д», с ПВ = 25 % Электродвигатели этих серий удовлетворяют следующим основным требованиям:
-реверсирование и работа как в двигательном, так и в тормозном режимах;
-широкий диапазон регулирования скорости, так как малая скорость нужна для перемещения тяжелых грузов и обеспечения точной остановки, а повышенная -для перемещения порожних мостов, тележек и крюков;
-жесткость механических (особенно регулировочных) характеристик, обеспечивающих независимость низких скоростей от груза;
-ограничение ускорений в допустимых пределах при минимальной длительности переходных процессов.
К аппаратуре управления относятся контроллеры, крановые конечные выключатели и резисторы.
Контроллеры кулачковые предназначены для пуска, остановки, реверса и регулирования скорости крановых электродвигателей как переменного, так и постоянного тока. Магнитные контроллеры предназначены для управления двигателями механизмов мостовых кранов средней и большой производительности, с большой частотой включений, в напряженных режимах работы.
Крановые конечные выключатели предназначены для ограничения хода движущихся устройств (мост, тележка, крюк) или блокировки запирающихся устройств (двери кабины или шкафа, люки). Они представляют собой рычажные выключатели поворотного типа для конечных положений.
Резисторы предназначены для пуска, торможения и регулирования скорости электропривода. Кроме того, их устанавливают в других цепях — возбуждения, управления и подъемных электромагнитов. Резисторы комплектуются в ящики на базе элементов чугунных литых, фехралевых ленточных или константановых проволочных. Из комбинаций этих ящиков подбираются любые необходимые сочетания ступеней сопротивлений. Крановые резисторы выбираются по условиям повторно-кратковременного режима.
Крановые защитные панели предназначены для защиты и управления электропривода крановых механизмов. Конструктивно панель выполняется в виде металлического шкафа с аппаратурой.
Все крановые двигатели оснащены тормозами, предназначенными для его торможения при отключении от сети. Пи этом сокращается не только выбег, но и обеспечивается безопасность. По конструкции применяются механические тормоза колодочные, дисковые или ленточные.
На рисунке 7 показана принципиальная электрическая схема магнитного контроллера типа ТА-161, который подключается к сети через защитную панель, так как не имеет собственных аппаратов защиты. Этот контроллер применяется для механизмов передвижения. Оператор воздействует при управлении двигателем на командоконтроллерSA2, имеющий семь контактов и девять фиксированных положений рукоятки.
Обмотка статора двигателя подключается к сети через реверсирующие контакторы SA1.1-SA1.4. Резисторы в цепях ротора двигателя выводятся по средством двухполюсных контакторов KM5.1, KM6.1 – KM8.1.
Схема позволяет получить: автоматический пуск на естественную характеристику в функции независимых выдержек времени, создаваемых электромагнитными реле KM9-KM11, питание катушек которых производится через выпрямитель VD1; работу на трех промежуточных скоростях; торможение противовключением при переводе рукоятки SA2 в первое положение обратного направления.
В нулевом положении рукоятки SA2 через замкнутый контакт SA2.1 включается реле напряжения KV1 и своим контактом KV1.1 подготавливает к работе основные цепи управления. В первом положении рукоятки SA2, например Вперед, замыкается контакт SA2.2 и включается контактор KM2, который своими главными контактами присоединяет статор двигателя к сети, а вспомогательным контактом включает реле KM4. Через замыкающий контакт KM4.1 включается контактор KM1, который подает питание обмотки тормозного электромагнита YA1, механизм растормаживается и двигатель пускается в ход с полностью включенными резисторами в цепи ротора.
В положениях 2-4 командоконтроллера соответственно включаются контактор KM5 и с выдержкой времени - контакторы KM6-KM8. После срабатывания контактора KM8 в цепи ротора остается включенным небольшое сопротивление, смягчающее естественную характеристику двигателя для уменьшения пика момента при ускорении.
Рисунок 7 - Схема электрическая принципиальная магнитного контроллера -типа
ТА-161
Для быстрой остановки двигателя следует перевести рукоятку SA2 в положение 1 Назад. При этом отключаются контакторы KM2, KM5, KM6-KM8 и реле KM4 (на небольшой период времени), форсированно срабатывает реле KM12 (резистор R3 шунтирован контактом KM4.1) и происходит торможение противовключением при введении всех резисторов в цепь ротора. При скорости w≈0 реле KM12 теряет питание, и оператор должен привести рукоятку SA2 в нулевое положение. Для реверса двигателя рукоятку SA2 необходимо установить в одно из положений 2, 3 или 4 Назад.
В цепи катушки реле KV1 находятся контакты конечных выключателей SB2 и SB3, а также контакт аварийной кнопки SB1. После срабатывания какой-либо защиты для перерыва в электроснабжении пуск двигателя возможен только после установки рукоятки команд деконтроллера в нулевое положение, когда контакт SA2.1 замкнут и включится реле напряжения KV1.
Подробней по электрооборудованию подвесных мостовых кранов можно ознакомиться в [1], с. 219-222. Закрепить знания можно, выполнив задания по теме в рабочей тетради и ответив на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1 Назовите назначение мостовых кранов.
2 Приведите классификацию мостовых кранов.
3 Перечислите и опишите электрооборудование мостового крана.
4 По приведенной схеме опишите принцип работы магнитного контроллера.
Литература [1] с. 239-265.
Практическая работа №5
Изучение электрической схемы управления электроприводом мостового крана.
Методические рекомендации
В результате выполнения работы учащиеся читают схемы управления электроприводом мостового крана.
Контрольные вопросы
1 Назовите режимы работы привода крановых механизмов.
2 Перечислите, какие типы двигателей применяют на крановых механизмах.
3 Опишите, каким образом осуществляется регулирование скорости электропривода крановых механизмов.
4 Опишите, каким способом осуществляется торможение электропривода.
Литература [1] с. 239-265.