книги из ГПНТБ / Кудактин, А. В. Электрооборудование подъемно-транспортных машин учебник для учащихся механизаторской специальности мореходных училищ

стержней, стенок баков. Вскрывать и разбирать кон­ денсаторы, а также заме­ нять масло не разрешается. Если обнаружится незначи­ тельная утечка масла, не­ обходимо через пробку до­ лить масло и место течи тщательно запаять. Зали­ ваемое трансформаторное масло должно соответство­ вать требованиям ГОСТ 982—68. Периодически, . не реже одного раза в год, нужно производить испыта­ ния конденсаторов, во вре­

мя которых измеряется емкость и проверяется электрическая проч­ ность конденсаторов. Измеренная емкость должна отличаться от указанной на паспорте менее чем на ±10,%.

Электрическая прочность конденсаторов испытывается в те­

Глава XII

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ

§ 54. Основные особенности крановых схем

Схемы управления крановыми электродвигателями проектируются, монтируются и настраиваются в соответствии с правилами эксплуатации крановых установок и технологическими требованиями, вытекающими из условий работы тех или иных ти­ пов кранов.

Современный электрический кран представляет собой слож­ ную производственную машину, состоящую из целого ряда ме­ ханизмов, условия работы которых далеко неодинаковы. Напри­ мер, электродвигатели механизмов передвижения и поворота работают в условиях, сильно отличающихся от условий работы электродвигателей механизмов изменения вылета стрелы и подъ­ ема груза. Если первые зачастую не требуют регулирования ско­ рости движения (или нуждаются в весьма незначительном регу­ лировании), то подавляющее большинство электродвигателей подъемных устройств работать без регулирования скорости не может. Это обусловливает применение для крановых механизмов различного назначения разные схемы управления.

Наибольшее распространение получили контроллерные схемы управления. Различают схемы управления с силовыми и магнит­

2 2 0

ными контроллерами. Схемы управления делятся также по роду тока и типу управляемого электродвигателя. Различают симмет­ ричные и несимметричные схемы управления. Симметричной на­ зывается схема, при которой включение электродвигателя, а соот­ ветственно и его характеристики при положениях рукоятки конт­ роллера (или командоконтроллера), имеющих один и тот же номер, одинаковы.

Симметричные схемы применяются обычно на механизмах передвижения, поворота и изменения вылета (при уравновешен­ ной стреле), когда требуется чтобы при одинаковых положениях рукоятки контроллера в случае движения в разные стороны электродвигатель работал на одинаковых характеристиках. Если это правило не соблюдается, то схема управления называется несимметричной. Такие схемы применяются для электродвигате­ лей вертикального перемещения грузов.

Большое распространение на кранах с напряженными режи­ мами работы получили магнитные контроллеры. В случае приме­ нения такого контроллера все переключения в силовой цепи электродвигателя производятся контакторами, а командоконтрол-

ловых создает целый ряд эксплуатационных преимуществ. В ча­ стности, крановщик избавляется от тяжелых физических нагру­ зок, появляется возможность многие операции по управлению электродвигателями автоматизировать и повысить тем самым производительность работы крана. Контакторы, обеспечивающие переключение в силовых цепях, более надежны в работе, чем си­ ловые контроллеры. Их контакты более доступны осмотру и ре­ монту.

§ 55. Крановые защитные панели постоянного и переменного тока

Электрические схемы всех крановых механизмов включают определенные аппараты, обеспечивающие защиту кра­ новых электродвигателей. Обычно в крановых установках вся аппаратура для защиты электродвигателей сосредоточена на об­

леров в их комплект могут быть включены необходимые защит­ ные аппараты и тогда необходимость в специальной защитной панели отпадает. При использовании же силовых контроллеров защита электродвигателей может осуществляться только через защитную панель.

Защитная панель представляет собой металлический шкаф, устанавливаемый в кабине крана. На задней стенке шкафа мон­ тируется общий рубильник, один или несколько линейных кон­

221

такторов, максимальные токовые реле, предохранители и кон­ тактные зажимы цепей управления.

Для использования на кранах промышленность выпускает ти­ повые защитные панели серий ПЗК (для переменного тока) и ППЗК (для постоянного тока). Кроме того, выпускаются панели переменного тока типа В-Т, предназначенные для работы в тро­ пическом климате.

С помощью крановой защитной панели обеспечиваются сле­ дующие виды защиты электродвигателей крана:

максимальная защита с помощью максимальных токовых ре­ ле мгновенного действия от токов короткого замыкания и недо­ пустимых перегрузок;

конечная защита, осуществляемая при наличии на кране ко­ нечных выключателей, которые включаются последовательно в цепь катушки контактора и отключают его при достижении ме­ ханизмом крайнего положения;

минимальная (нулевая) защита путем автоматического от­ ключения линейного контактора при чрезмерном снижении на­ пряжения или внезапном его исчезновении;

нулевая блокировка, позволяющая включить линейный кон­ тактор только тогда, когда все контроллеры находятся в нулевом положении.

Схемы защитных панелей могут быть выполнены для одного или нескольких электродвигателей. На рис. 129 приведен один из распространенных вариантов схемы защитной панели типа ПЗК для четырех электродвигателей. Схема предусматривает надеж­ ную максимальную защиту всех четырех двигателей с помощью четырех реле в одной из фаз каждого двигателя и защиту про­ водов двумя общими реле в двух других фазах.

Перед началом работы необходимо включить общий рубиль­ ник Р и нажать на кнопку КР. Если при этом все контроллеры стоят в нулевом положении и их нулевые контакты замкнуты, катушка линейного контактора Л получит питание и контактор включится. Одновременно замкнутся его блок-контакты, шунти­ руя нулевые контакты контроллеров. После этого может быть включен в работу любой из четырех двигателей крана перево­ дом рукоятки соответствующего контроллера или командоконтроллера из нулевого в рабочее положение.

При постановке, например, контроллера подъема груза в од­ но из положений подъема, его нулевой контакт и контакт «Спуск» разомкнутся, и питание катушки Л будет происходить через кон­ такт «Подъем» и конечный выключатель КВВ ограничения подъ­ ема. Размыкание контактов этого конечного выключателя или контактов максимального реле вызовет отключение линейного контактора Л. В случае срабатывания КВВ двигатель подъема груза может быть включен только на спуск.

Конечный выключатель ВОК предохраняет от обрыва гибкий питающий кабель при полном сматывании его с барабана. Замы­ кание контактов выключателя ВОК происходит после переклю-

222

Рис. 129. Схема четырехмоторной защитной панели типа ПЗК:

излишка кабеля на барабан под действием противовеса.

При необходимости срочной остановки крана отключение ли­ нейного контактора Л может быть осуществлено аварийным вы­ ключателем АВ, установленным в непосредственной близости от крановщика.

При троллейном токоподводе конечный выключатель ВОК не требуется. В этом случае в цепь катушки контактора Л должен быть включен специальный контакт люка или дверей, отключаю­ щий панель при выходе крановщика на настил крана, где распо­ ложены троллеи, находящиеся под напряжением.

Защитные панели постоянного тока типа ППЗК мало отлича­ ются от защитных панелей трехфазного тока типа ПЗК. Приме­ няются они, главным образом, для схем с силовыми контролле­ рами, так как обычно магнитные контроллеры постоянного тока включают в себя необходимую защитную аппаратуру.

Особенностью защитных панелей постоянного тока по сравне­ нию с защитными панелями трехфазного тока является наличие

223

общего линейного контактора ОЛ и индивидуальных линейных контакторов (по одному на каждый электродвигатель). В экс­ плуатации такие панели более удобны, так как при срабатыва­

механизма. Подобные панели при переменном токе не нашли при­ менения, так как из-за необходимости применения трехполюсных контакторов они создают гораздо более сложные схемы, чем па­ нели типа ПЗК-

На рис. 130 показана схема защитной панели типа ППЗК, предназначенной для защиты трех электродвигателей. Отключе­ ние двигателей со стороны одного полюса обеспечивается общим линейным контактором ОЛ, а со стороны другого полюса — ин­ дивидуальными контакторами 1Л, 2Л и ЗЛ. Последние отключа­ ют свой двигатель и параллельную катушку его тормозного электромагнита при постановке контроллера в нулевое положе­ ние или при срабатывании соответствующего конечного выклю­ чателя. Питание на защитную панель подается при замкнутом рубильнике Р нажатием на кнопку КР. Последняя, помимо за-

Рис. 130. Схема трехмоторной защитной панели типа ППЗК

224

мыкающего контакта, имеет также размыкающий контакт, кото­ рый исключает возможность одновременной подачи питания на катушки всех четырех контакторов во избежание включения их при возможном коротком замыкании в сети.

§ 56. Схемы силовых контроллеров постоянного и трехфазного переменного токов

На портальных кранах имеются следующие основ­ ные механизмы: подъема груза, поворота кабины, изменения вы­ лета стрелы, передвижения крана. Электродвигатели механизмов подъема, поворота и изменения вылета стрелы устанавливаются на поворотной части крана, а механизма передвижения крана — на тележках портала. Управление электродвигателями осущест­ вляется с помощью типовых серийно выпускаемых силовых или магнитных контроллеров. Для механизмов подъема обычно используются контроллеры с несимметричной схемой включения. Для остальных механизмов могут применяться контроллеры с симметричной схемой.

Силовые барабанные контроллеры в настоящее время не вы­ пускаются. Их сейчас можно встретить только на некоторых кранах старых выпусков, не подвергшихся модернизации. В дан­ ной книге схемы барабанных контроллеров не рассматриваются.

Для управления электродвигателями постоянного тока при­ меняются силовые кулачковые контроллеры серий НП-101 и НП-151, имеющие симметричные схемы включений и отличаю­ щиеся только числом контактов и числом положений, и контрол­ леры серий НП-102 и НП-152, имеющие несимметричные схемы замыканий контактов.

Для управления двигателями переменного тока используются кулачковые контроллеры серий НТ-53 (для маломощных корот­ козамкнутых двигателей, не требующих регулирования скорости) и НТ-51, НТ-52, НТ-101 и НТ-102 (для асинхронных двигателей с фазным ротором).

На рис. 131 приведена схема симметричного кулачкового контроллера типа НП-101. Контроллер имеет тринадцать поло­ жений и столько же контактов. В нулевом положении контрол­ лера замкнуты контакты нулевой блокировки /СО, включенные в цепь линейного контактора, установленного на защитной пане­ ли. Включить защитную панель невозможно, пока контроллер не переведен из рабочего положения в нулевое.

В первом рабочем положении контроллера «Вперед» замыка­ ется контакт К2 и включается линейный контактор Л. При сра­ батывании контактора Л электродвигатель и тормозной электро­ магнит ТМ подключаются к сети, механизм растормаживается и электродвигатель начинает работать на низкой начальной скоро­ сти, так как параллельно якорю двигателя в первом положении

к защитной панели

+Л1

—Л2

Р ис, 131. Схема кулачкового контроллера серии НП-101

оказывается подключенным сопротивление Р7-Р8. В последую­ щих положениях контроллера это сопротивление отключается и происходит последовательное закорачивание в цепи якоря пус­ ковых сопротивлений Р1-Р6. В шестом положении контроллера двигатель выходит на естественную характеристику.

Аналогично работает схема при переводе контроллера в по­ ложение «Назад». Изменение направления вращения двигателя осуществляется в данном случае за счет изменения направления тока в якоре.

При переводе контроллера в нулевое положение электродви­ гатель и тормозной электромагнит ТМ обесточиваются и меха­ низм затормаживается.

Конечная защита обеспечивается двумя конечными выключа­ телями КВВ и КВН, которые при срабатывании отключают ли­ нейный контактор Л и тем самым обесточивают двигатель и тор­ мозной магнит.

На рис. 132 приведена схема несимметричного кулачкового контроллера типа НП-102, который применяется для управления электродвигателями механизмов вертикального перемещения гру­ зов. Эта схема отличается от схемы контроллера типа НП-101 меньшим на одно число пусковых положений (при работе на «Подъем») и наличием только одного конечного выключателя, ограничивающего ход вверх. Кроме того, в схеме, помимо меха­ нического, предусмотрено электрическое торможение при пере­

двигателя Я1-Я2-ДП-ПОВ — контакт Р8 — сопротивление Р8-Р7-Я1

226

и даже при отказе механического тормоза груз упасть не сможет, а будет плавно опускаться двигателем в режиме динамического торможения с самовозбуждением.

Следует иметь в виду, что при переводе контроллера в нуле­ вое положение из положений подъема режим динамического тор­ можения при самовозбуждении невозможен, так как ток в об­ мотке возбуждения двигателя при динамическом торможении в

от работы предыдущей схемы в положениях «Вперед» или «На­ зад» и особых пояснений не требует. В положениях же контрол­

Данную схему иногда называют схемой безопасного спуска, так как она обеспечивает спуск грузов с ограниченными скоро­ стями. Достигается это за счет параллельного включения цепи якоря и последовательной обмотки возбуждения. Такое включе­ ние является характерной особенностью контроллерных схем, предназначенных для управления механизмами вертикального перемещения грузов с двигателями последовательного возбужде­ ния в положениях спуска. Параллельное включение якорной цепи и цепи возбуждения позволяет опускать различные по массе гру­ зы с разными скоростями и получать достаточно жесткие меха­

Рис. 132. Схема кулачкового контроллера серии НП-102

пиальная схема включения двигателя при спуске. Из этих схем видно, что последовательная обмотка возбуждения ПОЗ вклю­ чена параллельно цепи ДП — якорь — сопротивление Р7-Р8 и последовательно с сопротивлением Р6-Р1, секции которого в од­ них положениях закорочены, в других введены в цепь якоря и последовательной обмотки. Изменение величины последовательно включенного сопротивления Р6-Р1 дает возможность регулиро­ вать скорость двигателя, переводя его с одной характеристики на другую (рис. 134). При этом двигатель с последовательной об­ моткой возбуждения в некоторой степени приобретает свойства шунтового двигателя, так как ток, протекающий через последова­ тельную обмотку ПОВ, частично не зависит от тока якоря. Это позволяет спуск легких грузов и пустого грузозахватного при­ способления производить в двигательном режиме (III квадрант на рис. 134), а тяжелые грузы опускать с устойчивыми скоростя­ ми в генераторном режиме с самовозбуждением (IV квадрант).

Для управления асинхронными двигателями с короткозамкну­ тым ротором применяются кулачковые контроллеры серии НТ-53. Схема такого контроллера приведена на рис. 135.

Контроллер имеет по одному рабочему положению в обоих направлениях. Реверсирование двигателя осуществляется пере­ ключением двух фаз обмотки статора. Параллельно статору включен тормозной трехфазный электромагнит ТМ. Питание двигателя осуществляется через защитную панель, включить ко­ торую можно только в нулевом положении контроллера,

228

растормаживается и приходит во вращение. При разрыве цепи пита­ ния катушки Л конечным выключателем, аварийным выключате­ лем и контактом максимального реле РМ двигатель от сети от­ ключается и затормаживается, тем самым обеспечивается конеч­ ная защита механизма и защита двигателя от недопустимых пере­ грузок 'и токов короткого замыкания. Минимальная (нулевая) за­ щита схемы обеспечивается контактором Л , катушка которого пи­ тается через собственные блок-контакты.

Для управления асинхронным двигателем с фазным ротором применяется кулачковый контроллер НТ-51, схема которого при­ ведена на рис. 136. Контроллер имеет симметричную схему за­ мыкания контактов и используется обычно для управления дви­

сети с полностью введенным в цепь ротора пусковым сопротив­ лением и растормаживается тормозным электромагнитом ТМ. В последующих положениях контроллера последовательно шун­ тируются все секции сопротивления и двигатель выводится на естественную характеристику. При переводе контроллера в про­ тивоположную сторону двигатель изменяет направление враще­ ния, что достигается переключением двух фаз статорной обмот­ ки. В комплекте с контроллером устанавливается панель, обеспе­ чивающая все необходимые виды защиты: максимальную (реле максимального тока РМ и РМО), конечную (конечными выклю­ чателями КВВ и КВН), минимальную (линейным контакто­ ром Л) и нулевую блокировку (контактами 0 контроллера).

229