Лабораторная работа № 6. Исследование схемы электропривода грузовой лебедки
Цель работы:
1. Изучить устройство и принцип действия электропривода грузовой лебедки переменного тока.
2. Отработать навыки поиска неисправностей в схеме управления электроприводом.
3. Изучить работу схемы управления грузовой лебедкой с двигателем переменного тока.
Материалы и оборудование
Лабораторная установка состоит из следующих основных элементов исполнительного двигателя, магнитного контроллера, командоконтроллера и учебного пульта.
В качестве исполнительного двигателя применен трехскоростной асинхронный двигатель М1 с электромагнитным тормозом постоянного тока YB и принудительной вентиляцией от автономного электродвигателя М2.
В лобовых частях статорных обмоток электродвигателя М1 встроены датчики температурного реле КК1 для защиты обмоток от перегрева.
Схема электрическая принципиальная электропривода грузовой лебедки изображена на рисунке 6.1 и на лицевой панели учебного пульта, где также расположены светодиоды для индикации подачи питания на обмотки электродвигателей и индикации неисправностей в соответствующих цепях схемы. В нижней части учебного пульта размещены тумблеры для ввода неисправности (внутри стенда) и тумблеры для их устранения (на лицевой панели). Тумблер ПР служит для переключения тренажера в режим обучения или режим поиска неисправностей.
В нулевом положении командоконтроллера МК и открытой крышке вентилятора (выключатель SB4 замкнут), а также замкнутых контактах аварийного выключателя SB3, выключателя магнитного контроллера SB5 и многопозиционного переключателя постов управления b5 загорается лампа EL, получает питание катушка контроллера S4, который срабатывает и подключает к сети электровентилятор М2. Находится под током катушка нулевого реле KH1, через один из замкнувшихся контактов которого получают питание катушки реле времени KT1 и KT2 для плавного разгона двигателя М1, а также температурное реле KK1, замыкающее свой контакт.
Если командоконтроллер поставить в первое положение "Подъем" или "Спуск" срабатывает реверсивный контактор S1 или S2, затем контактор первой скорости S11 и реле времени для плавного торможения KT3, после чего через один из замкнувшихся блок-контактов контактора S11 получает питание контактор тормоза S14. В результате срабатывания контактора S14, происходит растормаживание при помощи катушки YB электродвигателя М1 и одновременно обеcточивается катушка реле времени KT1. Один из контактов реле KT1 продолжает шунтировать экономическое сопротивление тормоза RYB, обеспечивая в течение времени выдержки форсировку напряжения питания тормоза YB и практически одновременное растормаживание и включение обмотки малой скорости двигателя М1.
При переводе командоконтроллера во второе положение "Подъем" или "Спуск" после выдержки времени реле KT1, если она не закончилась в первом положении командоконтроллера, срабатывает контактор второй скорости S12, обесточивая катушки контактора S11 и реле времени KT2, а также одновременно подавая питание на катушку реле времени KT4.
Если перевести командоконтроллер в третье положение "Подъем" или "Спуск", то после выдержки времени реле KT2, если она не закончилась, когда командоконтроллер находился во втором положении, срабатывает промежуточное реле KH2 и одновременно отключит контактор S12 и подключит контактор третьей скорости S13. Реле времени KT4 своим контактом обеспечит бесперебойное питание контактора тормоза S14.
При обратной перекладке командоконтроллера из третьего положения во второе произойдет отключение реле KH2 и последовательное переключение контакторов S13 и S12.
При переключении из второго положения в первое одновременно получает питание контактор S11, отключается контактор S12 и реле времени KT3, после чего одним из блокконтактов S12 подключается реле времени KT2, а другим - отключается реле времени KT4.
Если перевести командоконтроллер в нулевое положение, то отключается контактор тормоза S14 и в течении времени отработки обеспечивается одновременное рекуперативное торможение двигателя на первой скорости и электромагнитным тормозом, после чего отключаются последовательно реверсивный контактор S1 (или S2) и контактор первой скорости S11. После отключения контактора S14 происходит подключение катушки реле времени KT1.
Таким образом схема обеспечивает трехступенчатый разгон двигателя М1 в функции времени и одноступенчатое торможение путем одновременного включения двигателя в режим рекуперативного торможения на обмотке первой скорости и электромагнитного тормоза.
В схеме предусмотрены защиты от короткого замыкания в цепи контроллера при помощи предохранительной FU1 и в цепи тормоза предохранителями FU2 и FU3. Предусмотрена грузовая защита на второй скорости двигателя М1 при помощи реле тока KA и защита от перегрузки двигателя вентилятора М2 посредством термореле KK. Нулевую и минимальную защиту обеспечивает реле KH1.
Для безопасности работы на тренажере под изоляционным ковриком перед магнитным контроллером расположен микровыключатель, посредством которого отключается питание со схемы тренажера.
Рисунок 6.1 - Схема электрическая принципиальная электропривода грузовой лебедки
Краткие теоретические положения
Грузовые лебедки предназначены для переработки различных грузов. Электроприводы судовых грузовых лебедок изготавливаются с применением специализированных электрических машин и аппаратов, отвечающих требованиям, регламентируемым правилами Регистра. Основные требования предъявляются к следующим характеристикам грузовых лебедок:
Грузоподъемность - расчетная номинальная масса поднимаемого груза, которая характеризуется тяговым усилием на грузовом барабане.
Номинальная скорость - линейная скорость вертикального перемещения груза.
Минимальная (посадочная) скорость - скорость опускания груза, определяемая условиями сохранности перерабатываемых грузов.
Диапазон регулирования скорости, определяемый как отношение наибольшей скорости подъема груза к наименьшей скорости спуска груза.
Мощность двигателя, причем наименьшая мощность двигателя переменного тока в режиме ПВ=40% на обмотке наибольшей скорости должна быть не менее 90% мощности, соответствующей выборке троса с номинальным тяговым усилием при наивысшей частоте вращения. Двигатель должен допускать работу в режиме ПВ-100% при мощности 50% номинальной с наибольшей частотой вращения, а также в режиме ПВ-25% с наименьшей частотой вращения. Время непрерывной работы на обмотках низшей и средней частот вращения должно составлять не менее 5 мин на каждой обмотке при включении с холодного состояния.
Исполнение электрооборудования судовых грузовых лебедок должно быть для переменного тока на 380В, 50Гц, и предназначенное для установки на открытых палубах должно быть водозащищенного исполнения. Магнитные контроллеры и другое оборудование, устанавливаемое в закрытых помещениях должно быть брызгозащищенного исполнения.
Система управления электроприводом может быть контроллерная или контакторная. При контакторном исполнении должна обеспечиваться автоматическая задержка на промежуточных положениях при разгоне и торможении. Должны устанавливаться конечные выключатели. При этом после остановки привод должен иметь возможность двигаться в обратном направлении. Подача напряжения на электропривод должна быть возможна только в том случае, если все командоконтроллеры находятся в нулевом положении. Электродвигатели должны быть защищены от токов короткого замыкания и перегрузок.
Должен быть обязательно автоматический тормоз закрытого типа, действующий при прекращении питания.
Задание для курсантов
Отчет о работе должен содержать формулировку цели, схему электрическую, принципиальную и временную диаграмму работы электропривода грузовой лебедки при заданной преподавателем неисправности.
Методика выполнения
1. Изучите устройство и принцип действия лабораторной установки-тренажера электропривода грузовой лебедки (см. п. 5.1 настоящих методических указаний)
2. Изучите работу электропривода грузовой лебедки в режиме "Обучение" для чего:
Получите разрешение преподавателя и переключите тумблером ПР тренажер в режиме "Обучение".
Подайте кнопкой SB1 питание на схему тренажера.
Проверьте работу схемы при медленном переводе командоконтроллера из нулевого положения в третье в сторону "Подъем" и в сторону "Спуск".
Проверьте работу схемы при быстрой перекладке командоконтроллера из нулевого в крайнее положение "Подъем", а затем в крайнее "Спуск".
Изучите работу схемы при наличии неисправностей, для чего последовательно поочередно включайте тумблеры внутри стенда и выполните действия п.п.2в) и 2г).
Выполните поиск и устранение неисправности, заданной преподавателем.
3. Составьте временную диаграмму работы электропривода при заданной неисправности.
4. Изучите схему управления грузовой лебедкой с двигателем постоянного и переменного тока. Схемы и их описание приведены на стр.293-298 [18].
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите требования Регистра к электроприводам лебедок и кранов?
2. В каких режимах обычно работают электроприводы лебедок и кранов?
3. Какие типы электродвигателей применяются для электропривода лебедок и кранов?
4. На основании чего выбирается электродвигатель механизма подъема?
5. Как регулируется скорость при подъеме и опускании груза?
6. Как осуществляется торможение при остановке?
7. От чего зависит продолжительность переходных процессов при разгоне и торможении?
8. Какие потери возникают в электроприводах грузоподъемных механизмов?
9. Какие существуют разновидности приводов тормозов грузоподъемных устройств?
10. Объясните работу схемы электропривода при медленном и резком разгоне, остановке и реверсе электродвигателя?
11. Какие виды защит применяются в изучаемой схеме?
12. Объясните работу схемы при указанной преподавателем неисправности схемы?
Рекомендуемая литература: [15, 18].