![](/user_photo/_userpic.png)
1369
.pdfн 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 |
![](/html/65386/197/html_ko9mWUHc2p.ImcY/htmlconvd-GmNSec354x1.jpg)
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