Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1369

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.83 Mб
Скачать

н а гр узки , при

 

котором

значение

провала напряж ения не

пре­

вы сит 10

и

2 5 % .

Д ля

кратности

ф орсировки

возбуж дения

R = 3,

обеспечиваемой

сущ ествую щ им и регуляторам и напряж е ­

ния,

построены

граф ики

(рис.

143),

называемые

диаграм м ой

предельной

м ощ ности. Х отя эта

диаграм м а

носит

приближ ен ­

ны й

характер,

по

ней

м ож но определить

возм ож ность пуска

асинхронного

короткозам кнутого

двигателя

заданной мощ ности

в зависим ости от кратности пускового тока

при

заданной

м ощ ­

ности

генератора. Д ля

этого, зная ном инальны е

м ощ ности

дви-

Рис, 143. Диаграмма пре­ дельной мощности при

Рис. 144. Диаграмма пре­ дельной мощности яри пуске без ограничения про­ вала напряжения

^ИЛ I

гателя

и генератора

в киловольт-ам перах, определяю т

отнош е­

ние Sjkn/Sn-r- Затем

по

кривой,

соответствую щ ей

известном у

значению T'dQ и

заданном у

значению A U

( % ) , и щ ут

д опусти ­

м ую кратность силы

пускового тока

д вигателя . Е сли

по

ка та ­

л о гу

значение

кр атно сти

силы

пускового

то ка

меньш е

или

равно

полученном у

допустим ом у

значению , то падение напря­

ж ения

на

за ж и м а х

генератора при пуске двигателя не будет

превы ш ать

заданного значения A U

( % ) ,

Е сли ж е

ката л о ж на я

кратность

тока

больш е

полученной

(см ,

ряс, 143), необходимо

вы брать та ко й способ п уска , которы й обеспечил бы уменьш ение

кратности

пусково го

то ка , наприм ер,

зам енить

двигатель нор­

м ального исполнения двигателем с повы ш енны м

скольж ением ,

В ряде

случаев

возникает задача

определения пределш ой

м ощ ности двигателя

только из условий обеспечения п уска д ви ­

гателя п од

н а гр узко й независим о о т

значения

провала напри-

жения и при отсутствии другой нагрузки на зажимах генера­ тора. В этом случае возможность разгона не определяется наи­ большим значением провала напряжения в начальный момент пуска, потому что регулятор напряжения восстанавливает на­ пряжение и тем самым обеспечивает разгон двигателя. Дви­ гатель разгонится, если его момент (с учетом снижения напря­ жения) превысит момент сопротивления при пуске. Диаграмма предельной мощности для генераторов передвижных электро­ станций, применяемых при строительстве трубопроводов, по­

строена с учетом этого

условия

(рис. 144).

Зная номинальную

мощность

двигателя Р„. д и кратность

его пускового тока &д= /п//н,

а

также момент сопротивления

при пуске, отнесенный к номинальному моменту двигателя тс (см. рис. 144), определяют отношение k = Рн.Д/Р„. г.

Номинальная мощность генератора (полная) может быть определена из равенства

 

S H. г = ^ н . д^(^ COS фн Т]н),

(9*1)

где совфп

и Цн — номинальные значения коэффициента

мощ­

ности и к.

п. д. двигателя.

 

Из кривых на рис. 144 следует, что уменьшение момента сопротивления при пуске в 5 раз позволяет примерно в 3 раза увеличить мощность пускаемого двигателя. Поэтому часто практикуют пуск мощных асинхронных двигателей без на­ грузки с последующим подключением механизма посредством сцепной (фрикционной пли электромагнитной) муфты.

51. ЭЛЕКТРОПРИВОД МАШИН ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТРАНШЕИ

Наибольшее распространение электропривод получил в зем­ леройных машинах, применяемых для разработки траншей в различных условиях. К основным преимуществам электропри­ вода механизмов экскаваторов относятся большой к. п. д. (до 90%) и высокая надежность н долговечность; надежная авто­ матическая защита машины от поломок при динамических нагрузках и перегрузках; удобство дистанционного управления с пульта управления, установленного в кабине; простота и удобство изменения направления движения механизмов; воз­ можность автоматизации процессов управления и регулирова­ ния скорости рабочего хода; уменьшение габаритных размеров и снижение массы машины с достижением более совершен­ ных форм; улучшение условий труда вследствие уменьшения шума и вибрации, а также применения электрического обог­ рева и вентиляции.

Электрический привод не исключает элементов механиче­ ских передач, которые необходимы для согласования высоких номинальных частот вращения электродвигателей с требуемыми вшзкими скоростями исполнительных механизмов. Экскаваторы с электрическим приводом всех основных исполнительных меха-

низмов называют дизель-электрическими. К таким экскавато­ рам относится экскаватор ЭТР231, привод механизмов которого построен по схеме дизель-генератор переменного тока — асинх­ ронные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами. Не­ которые экскаваторы, например типа ЭТР253, имеют электриче­ ский привод только роторного колеса и транспортера.

Роторные траншейные экскаваторы ЭТР253 и ЭТР253А созданы на базе дизель-электрического трактора ДЭТ-250М и имеют электроприводы ротора (125 кВт) и транспортера (51 кВт). Роторные траншейные экскаваторы ЭТР231 и ЭТР231А изготовляются на базе специального дизель-электри­ ческого тягача.

Передвижение экскаватора, вращение ротора, приводы тран­ спортера и масляных насосов осуществляются асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. Подъем рабочего ор­ гана гидравлический. На этих экскаваторах смонтированы элек­ тростанции с генераторами переменного тока ГСС-104-4Э (200 кВт, 400 В). Мощность асинхронного электродвигателя привода ротора 100 кВт, хода — 40 кВт, транспортера — 2x17 кВт.

В трансмиссии хода дизель-электрических экскаваторов сохранены главная передача базового трактора и его задний мост с бортовыми фрикционами. Кроме того, для изменения скоростей сохранена механическая коробка передач. Примене­ ние для этих целей только электрической системы привело бы к усложнению конструкции машины и к снижению ее эксплуа­ тационной эффективности.

В кинематической схеме роторного траншейного экскаватора (рис. 145) электропривод состоит из нескольких индивидуаль­ ных приводов с электродвигателями, приводящими в действие механизмы хода экскаватора, подъема и опускания рабочего органа, привода ротора, привода транспортера и гидравличе­ ского насоса. Трансмиссия хода экскаватора приводится в дви­ жение от электродвигателя /, соединенного с ведущим валом коробки 2 через цепную муфту. В коробке передач экскаватора сохранены все передачи тракторной коробки и добавлены пони­ жающие передачи. На конце ведомого вала коробки передач имеется малая коническая шестерня 3, которая входит в зацеп­ ление с большой конической шестерней 4, посаженной на вал 5 бортовых фрикционов. При вращении ведомого вала коробки передач движение передается парой конических шестерен на вал бортовых фрикционов и на бортовые передачи 6, которые, в свою очередь, приводят в движение через ведущие звездочки 7 ходовые гусеницы.

Ротор экскаватора получает движение через редуктор 10 от электродвигателя 11 закрытого исполнения, установленного на раме рабочего органа. Электродвигатель соединен с редук­ тором при помощи цепной муфты. Движение от ведущего вала передается на промежуточный вал через пару конических

12 Заказ ЛЬ 2268

353

оснащен двигателем внутреннего сгорания трактора Т-130, вра­ щающим генератор ГСС-104-4, 250 кВ*А, 1500 об/мин. Привод механизма хода осуществляется через коробку передач асинх­ ронным двигателем А02 (40 кВт, 980 об/мин). Для привода ротора служит двигатель АОП2 (100 кВт, 930 об/мин), рабо­ тающий через двухскоростной редуктор и реечные зацепления.

Транспортер получает движение от двух двигателей А0П2 (17 кВт, 1460 об/мин), соединенных фланцами с редукторами ведущих барабанов. Навешенная часть транспортера удержи­ вается электрической талью грузоподъемностью 5 кН, приводи­ мой во вращение двигателем (0,83 кВт, 875 об/мин).

Механизм подъема передней части рабочего органа экска­ ватора имеет гидропривод. Гидравлический цилиндр получает питание от шестеренчатого насоса, вращаемого двигателем А02 мощностью 10 кВт, частотой вращения 1460 об/мин. В этом экскаваторе автономная дизель-электрическая установка с син­ хронным генератором трехфазного тока мощностью 250 кВ • А и напряжением 380 В питает электроэнергией синхронные трех­ фазные двигатели с короткозамкнутыми роторами, вращающие механизмы транспортера, ротора, гусеничного хода тягача, масляного насоса и электротали. Напряжение генератора регу­ лируется автоматическим электромагнитным регулятором на­ пряжения или ручным реостатом в цепи обмотки возбуждения возбудителя генератора.

Защита генератора от межфазных коротких замыканий обеспечивается максимальными токовыми реле, а от замыканий на «корпус» — реле напряжения, включенными между нулевой точкой обмотки статора генератора и «корпусом».

Катушки магнитных пускателей транспортера, ротора, хода и реверса питаются стабилизированным постоянным током на­ пряжением 220 В, получаемым от электромагнитного стабили­ затора напряжения и выпрямителя. К катушкам контакторов электрической тали подведено питание при напряжении 24 В переменного тока от трансформатора. Все осветительные и на­ гревательные приборы включены на напряжение 24 В.

Электродвигатели хода, ротора и транспортера защищены от перегрузок тепловыми реле. Тепловые элементы реле вклю­ чены в силовые цепи электродвигателей, а их размыкающие контакты соединены последовательно в цепи управления элект­ роприводами. При перегрузке электродвигателя хотя бы одногоиз механизмов срабатывает соответствующее тепловое релег размыкается его контакт и все электроприводы механизмов од­ новременно отключаются, а на пульте управления загорается лампочка, сигнализирующая о перегрузке соответствующего механизма.

Для защиты силовой цепи и электродвигателей механизмов от короткого замыкания и стопорных режимов в две фазы об­ мотки статора генератора включены реле максимального тока. После срабатывания этих реле разрывается цепь питания реле

12*

355

защиты генератора, которое шунтирует своими размыкающими контактами обмотку возбуждения генератора. Сила тока в об­ мотке возбуждения синхронного генератора уменьшается, а следовательно, уменьшается до нуля его напряжение. Цепь катушки реле защиты генератора получает питание от акку­ муляторной батареи, что обеспечивает стабильное напряжение на его контактах и возможность автоматических отключений генератора при срабатывании максимальных токовых реле или реле защитного отключения генератора.

Управление генератором, а также электродвигателями хода,

ротора, транспортера

и тали — дистанционное при помощи кно­

пок управления. Для

управления электродвигателем масляного

насоса служит автоматический выключатель.

В схеме предусмотрены контакторы, осуществляющие реверс электродвигателей хода, ротора и транспортера. Электрообо­ греватель кабины, передние и задние фары экскаватора и ос­ ветительные приборы пульта управления получают питание от генератора, а плафоны освещения кабины и звуковой сигнал — от аккумуляторной батареи.

Для ускорения запуска дизеля в зимних условиях на нем установлен форсуночный подогреватель, запальная свеча и электродвигатель которого получают питание от аккумулятор­ ной батареи.

Вентилятор с трехфазным двигателем на 12 В подключают в цепь через два однофазных трансформатора 380/12 В, соеди­ ненные по схеме неполной звезды. Вентилятор засасывает срав­ нительно чистый воздух над кабиной и создает в ней неболь­ шое избыточное давление, препятствующее проникновению пыли сквозь щели.

Размещенные по бокам экскаватора аварийные выключа­ тели позволяют при нажатии на рычаг выключать генератор с земли, так как их размыкающие контакты находятся в цепи катушки реле защиты генератора.

Применение смешанного привода (механического для меха­ низмов, расположенных на тягаче, и электрического — для ра­ бочего органа и транспортера) позволяет существенно упро­ стить электрическую схему машины без существенного измене­ ния ее кинематической схемы. Поэтому в роторном траншейном

экскаваторе — ЭТР253 электропривод имеет только

ротор (дви­

гатель типа АОЮ1-4М-125 кВт, 380 В, 1470 об/мин)

и транспор­

тер (три двигателя типа АОС262-4-18,5 кВт при

ПВ = 25 %,

380 В, 1350 об/мин). На подвижной части транспортера уста­ новлены два электродвигателя, работающих на один барабан, а на неподвижной — один электродвигатель.

Для охлаждения полупроводниковых диодов системы воз­ буждения генератора применен вентилятор с приводным элект­ родвигателем типа АОП 11-4 (0,6 кВт, 380 В, 1350 об/мин). Защиту электродвигателей обеспечивает реле максимального тока, включенное через трансформаторы тока.

356

Для рытья траншей под трубы диаметром 1420 мм пред­ назначен экскаватор ЭТР253А, в котором тягачом служит ди- зель-электрический трактор ДЭТ-250М. В этом экскаваторе привод ротора и транспортера такой же, как в экскаваторе ЭТР253, а для привода хода применена система трехобмоточ­ ный генератор — двигатель постоянного тока, позволяющая плавно регулировать скорость хода от 20 до 350 м/ч. Стабили­ зация скорости хода достигается введением обратных связей, подаваемых на вход магнитного усилителя, от которого пи­ тается одна из обмоток возбуждения возбудителя.

Двигатель ротора экскаватора во время разработки тран­ шей работает в условиях резко переменной нагрузки, нередко значительно превышающей номинальную. В отдельных случаях нагрузка может быть настолько велика, что возникает опас­ ность разрушения отдельных звеньев механической передачи. Поэтому момент, развиваемый ротором электропривода, дол­ жен быть в допустимых пределах. Ограничение момента дости­ гается получением специальной механической характеристики двигателя. Форма этой характеристики должна быть такой, чтобы при рабочих нагрузках обеспечивалась высокая произво­ дительность механизма с последующим ограничением момента. Такая характеристика называется экскаваторной.

Для получения экскаваторной характеристики обычно при­ меняют электропривод постоянного тока по системе трехобмо­ точный генератор — двигатель или генератор — двигатель с управляемым возбудителем генератора. В траншейных экска­ ваторах для облегчения условий работы в кинематической цепи имеется муфта предельного момента, которая, проскальзывая, сглаживает удары в механических передачах, защищая их от разрушений.

Мощность двигателей роторного траншейного экскаватора определяют по заданным параметрам траншеи, категориям грунта и производительности. Однако из-за отсутствия достаточ­ ных экспериментальных и теоретических данных при расчете пользуются эмпирическими зависимостями. Для расчета мощ­ ности получил также применение способ удельных показате­ лей, собранных за большой период эксплуатации. При этом способе расчета мощность двигателя определяют по мощности, необходимой для выемки или перемещения 1 м3 грунта.

Мощность (в кВт), затрачиваемая на копание, предвари­ тельно может быть определена из предположения, что усилие

копания пропорционально сечению стружки:

 

 

P = Qk/(36,75-105 л),

(9.2)

где Q — производительность ротора,

м3/мин;

k — удельное со­

противление грунта

копанию, Н/м2;

ц — к. п. д. трансмиссии

привода.

 

 

 

Значение k в приведенной формуле зависит от физико-ме­

ханических свойств

грунта, режимов

и условий резания, гео-

357

метрии и износа режущих зубьев. Поэтому, чтобы пользоваться формулой, необходимо иметь экспериментальные данные о всех возможных условиях работы экскаватора. Формула (9.2) при­ годна для приближенных статических расчетов и предваритель­ ного выбора мощности.

Мощность, затрачиваемая на вращение транспортера экска­ ватора, может быть определена по формулам, принятым для быстроходных криволинейных транспортеров:

(9.3)

где К — коэффициент, учитывающий число ведущих и направ­ ляющих барабанов (при двух ведущих барабанах и четырех направляющих /(=1,6); Q — производительность транспортера экскаватора, т/ч; ол — скорость ленты, м/ч; уг— скорость грунта на выходе транспортера, м/ч; г — радиус кривизны транспор­

тера, м; f — коэффициент трения

грунта о ленту, равный 0,3—

0,7; a i— угол

входа грунта на

ленту, равный 90°; аг — угол

выхода грунта с ленты

(этот угол не должен превышать угла

естественного

откоса);

а — угол

наклона транспортера; т] —

к. п. д. трансмиссии н транспортера.

По экспериментальным данным удельная мощность для при­ вода транспортера составляет в летних условиях 37 Вт/м3 и в зимних условиях 44 Вт/м3. Мощность, затрачиваемая на пе­ редвижение экскаватора, определяется как произведение тяго­ вого или окружного усилия на ведущих звездочках цепи (эти усилия зависят от плотности грунта, профиля пути перемеще­ ния и скорости передвижения) на скорость передвижения. В ра­ бочем режиме мощность, затрачиваемая на передвижение, со­ ставляет в среднем 15 Вт на разработку 1 м3 грунта в 1 ч.

Подводные траншеи для магистральных трубопроводов раз­ рабатывают главным образом несамоходными речными земсна­ рядами, перемещаемыми к месту проведения работ буксирными судами. Земснаряды во время работы передвигают при помощи лебедок. На земснарядах чаще всего имеется семь лебедок, из которых две становые (носовая и кормовая), четыре папильонажпые (но две на носу и корме) и одна рамоподъемная. Папввдиыоиажным способом разработки траншеи называется такой способ, при котором рабочий орган в процессе работы переме­ щается поперек забоя с последовательным перемещением зем­ снаряда вдоль забоя. В процессе работы земснаряд передвига­ ется при помощи становых и папильонажных лебедок подтяги­ вавшем или отпуском канатов, закрепленных на якорях.

Разрыхляется грунт погружным электронрнводным механи­ ческим разрыхлителем с фрезой. Мощность асинхронного дви-

ЗЙ&

гателя разрыхлителя 55—75 кВт. Кроме лебедок, на земснаря­ дах имеются разнообразные насосы (осушительный, пожарный, зачистной, топливный и масляный), компрессор и вентиляторы. На разливочном понтоне находятся также две лебедки.

На речном траншейном земснаряде типа ТЗР25 все электро­ двигатели, цепи освещения, управления и сигнализации во время работы земснаряда получают питание от дизель-генера­ тора с генератором переменного тока типа С117-4 (125 кВ*А, 380/220 В, 1500 об/мин) с электромагнитным регулятором на­ пряжения УБК-0. Четыре папильонажные и две становые ле­ бедки приводятся во вращение четырехскоростными асинхрон­ ными короткозамкнутыми двигателями АО 73-12/8/6/4 мощно­

стью 4/6/7/Э кВт,

частоту вращения которых можно изменять

от 480 до 1420 об/мин переключением числа пар полюсов.

Рамоподъемная

лебедка приводится в движение асинхрон­

ным короткозамкнутым двигателем с повышенным скольжением типа A0C 52-4 (7 кВт, 1305 об/мин). Для привода лебедок на

разливочном

понтоне служат двигатели A0C

42-2 (2,8 кВт,

2730 об/мин).

Кратность начального пускового

момента у этих

двигателей составляет 2,2, что облегчает условия их пуска. Ба­ рабаны всех лебедок после отключения электродвигателей удер­ живаются в неподвижном состоянии электромагнитными тормо­ зами.

Пожарный и осушительный насосы приводятся во вращение двигателями АО 52-4 (7 кВт, 1460 об/мин), зачистной, топлив­ ный и масляный насосы — АО 41-4 (1,7 кВт, 1425 об/мин), компрессор — А0П 63-6 (8 кВт, 930 об/мин), вентилятор ком­ прессора— АО 31-4 (0,6 кВт, 1410 об/мин). Управление гидро­ мониторами осуществляется при помощи электромагнитных золотников. Для питания нагрузок земснаряда во время пере­ рывов в его работе служит бензоэлектростанция с генераторами СГ-9С (9 кВ-А, 230 В).

Управление всеми электродвигателями дистанционное, кон­

такторное. Контакторы

смонтированы на панели управления,

установленной вместе

с силовым распределительным щитом

в машинном зале.

 

Кнопочные посты управления электромагнитами золотников и контакторами двигателей лебедок, переключатели числа пар полюсов многоскоростных двигателей вместе с контрольно-изме­ рительными приборами и сигнальными лампами установлены на пульте багермейстера в рубке управления.

Зашита двигателей от перегрузок и коротких замыканий обеспечивается установочными автоматами. Предусмотрен трансформатор 380/24 В для питания переносных ламп.

52. Э Л Е К Т Р О П Р И В О Д В С П О М О Г А Т Е Л Ь Н Ы Х М Е Х А Н И ЗМ О В

Механизмы битумоплавильных котлов УБ-1, УБ-2 и УБК-81 (табл. 36) имеют индивидуальный электропривод от асинхрон­

ных

короткозамкнутых

двигателей. Электроприводы

вентиля­

тора,

топливного

насоса и

мешалки — нереверсивные,

лебедки

 

 

 

 

 

 

Таблица 36

 

Технические данные двигателей битумоплавильных котлов

 

 

 

 

 

Марка котла

 

 

Показатели

 

УБ-1

УБ-2

УБК-81

 

 

 

 

Общая

мощность двигателей,

кВт

8,75

11,55

18,6

Число двигателей

 

 

4

5

6

Привод вентилятора:

 

 

А012-4

АО12-4

А041-4

тип двигателя

 

 

мощность, кВт

об/мин

 

0,85

0,85

1,7

частота вращения,

 

1410

1410

1420

Битумный насос:

 

 

А052-6

А051-6

А052-6

тип двигателя

 

 

 

 

 

 

 

(два двига­

мощность, кВт

 

 

4,5

2,8

теля)

об/мин

 

4,5

частота вращения,

 

950

950

950

Топливный насос:

 

 

А031-4

А031-4

А0211-4

тип двигателя

 

 

мощность, кВт

об/мин

 

0,6

0,6

0,6

частота вращения,

 

1410

1410

1420

Мешалки:

 

 

Нет

А052-6

А052-6

тип двигателя

 

 

мощность, кВт

 

 

4,5

4,5

частота вращения,

об/мин

 

950

950

Лебедка:

 

 

А051-6

А051-6

А051-&

тип двигателя

 

 

мощность, кВт

об/мин

 

2,8

2,8

2,8

частота вращения,

 

950

950

950

и битумного насоса — реверсивные (для предупреждения засты­ вания мастики в наружной магистрали). Управление всеми дви­ гателями дистанционное при помощи магнитных пускателей и кнопок управления, которые вместе с остальной коммутацион­ ной аппаратурой монтируют в шкафах, устанавливаемых вне котла. Электроприводы получают питание от передвижных электростанций напряжением 380 В или от трансформаторных подстанций (в случае централизованного электроснабжения).

Все двигатели закрытые, обдуваемые. Двигатели вентиля­ тора и мешалки выполнены со щитовыми подшипниками и креплением на лапах; двигатели битумного и топливного насо­ сов— со щитовыми подшипниками и креплением на лапах или фланцевым креплением. Электропривод применяют также в таких вспомогательных механизмах, как станок для резки и

360

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]