книги из ГПНТБ / Вашец Н.И. Монтаж и эксплуатация башенных кранов

оборудование должно обладать повышенной прочностью, высо­ кокачественной изоляцией и надежной защитой от окружающей среды.

Этому требованию в достаточной мере отвечают машины и аппараты специального кранового исполнения. Однако на кра­ нах, особенно прежних выпусков, применяют также электроап­ параты общепромышленного назначения (магнитные пускатели, станочные выключатели, микропереключатели и др.). Эти аппа­ раты не приспособлены для тяжелых условий работы на кранах и требуют особо тщательного наблюдения и ухода.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Для привода механизмов башенных кранов применяют асин­ хронные электродвигатели трехфазного тока кранового типа (рис. 24), предназначенные для работы как в помещении, так и на открытом воздухе. Поэтому их выполняют закрытыми, с на­ ружным обдувом и противосыростной изоляцией. Так как двига­ тели рассчитаны на тяжелые условия работы, их механическая конструкция обладает повышенной прочностью. Они имеют повы­ шенные пусковые моменты и могут выдерживать кратковремен­ ные перегрузки, превышающие в 2,5—3 раза их номинальную мощность.

Статорные обмотки электродвигателей рассчитаны на напря­ жение 220/380 в. При напряжении 220 в обмотки соединяют в треугольник, а при напряжении 380 в — в звезду. Для этого в ко­ робке выводов необходимо сде­ лать переключения: при соеди­ нении в треугольник попарно соединить выводы С1 и С6, С2 и С4, СЗ и С5 и к образовав­ шимся трем точкам присоеди­ нить провода питания, при сое­ динении в звезду концы обмо­ ток С4, С5, С6 соединяют вместе, а к началам обмоток С1, С2, СЗ подключают прово­ да питания.

Для изменения направления вращения электродвигателя на­ до поменять местами концы

двух проводов питающей сети в месте присоединения их к выво­ дам обмотки статора. Места соединения подводящих проводов с выводными проводами обмотки статора необходимо изолиро­ вать прорезиненной лентой, затем лентой из лакоткани и по­ вторно прорезиненной лентой, накладывая каждую ленту в два слоя с перекрытием половины ее ширины. После этого статорные соединения укладывают на дно коробки выводов.

61

Сверху коробка выводов закрывается крышкой на болтах. Между коробкой и крышкой обязательно должна быть проклад­ ка, препятствующая проникновению в коробку пыли.

Допустимые нагрузки электродвигателя определяются его на­ гревом, а следовательно, зависят от режима работы.

Крановые электродвигатели рассчитаны на кратковременные и повторно-кратковременные режимы работы.

Кратковременным режимом называется режим работы, при ко­ тором электродвигатель включается на некоторое время (напри­ мер, на 30 мин), после чего наступает перерыв в работе до пол­ ного остывания электродвигателя.

Повторно-кратковременный режим представляет собой дли­ тельно-повторяющиеся циклы. В каждом цикле последовательно чередуются включение — работа, выключение — пауза. Этот ре­ жим характеризуется продолжительностью включения (ПВ), вы­ раженной в проц.:

Время цикла

Согласно установленным нормам время цикла не должно пре­ вышать 10 мин. В СССР для крановых электродвигателей приня­ ты стандартные значения ПВ, равные 15; 25; 40 и 60%. Каждому из них соответствует нагрузка электродвигателя, допускаемая его нагревом при данном режиме работы.

КОНТРОЛЛЕРЫ

С помощью контроллеров осуществляют управление работой электродвигателя, т. е. его включение, регулирование скорости, остановку и изменение направления движения (реверсирование).

Контроллеры, применяемые для управления электродвигателя­ ми крановых механизмов, по принципу работы разделяются на два вида: контроллеры непосредственного управления, или сило­ вые, замыкающие или размыкающие силовые цепи двигателя с помощью контактных устройств контроллера с ручным приводом; контроллеры дистанционного управления, или магнитные, управ­ ляемые с помощью командоконтроллеров, переключающих цепи управления.

Силовые контроллеры. В настоящее время наша промышлен­ ность выпускает силовые контроллеры с контактными устройства­ ми только кулачкового типа. В эксплуатации сохранились изго­ тавливаемые ранее контроллеры барабанного типа (рис. 25).

Контактное устройство барабанного контроллера состоит из ряда пружинящих контактов-пальцев, собранных на неподвиж­ ной изоляционной доске, и из металлических сегментов с медны­ ми накладками, собранными на изолированном валу. При вра­ щении вала его сегменты соединяют контактные пальцы по тре­ буемой схеме.

62

Магнитные контроллеры представляют собой панель (раму) в открытом или защищенном исполнении, на которой размещены контакторы, реле управления, плавкие предохранители и другие аппараты управления и электрической защиты.

ционное основание; Os, О*— оси.

Управление катушками контакторов и реле магнитного конт­ роллера осуществляется с помощью специального аппарата-ко­ мандоконтроллера. Командоконтроллер имеет такую же конст­ рукцию, как и двухрядный кулачковый контроллер ККТ, но ко­

сравнению с силовыми. Управление магнитным контроллером лю­ бой мощности осуществляется малогабаритным аппаратом — командоконтроллером без применения значительного мускульного усилия машиниста. Магнитные контроллеры могут быть установ­ лены вне кабины, в любом месте на кране.

Контакторы магнитных контроллеров более износоустойчивы, чем контакторы кулачковых контроллеров. Применение магнит­ ных контроллеров позволяет автоматизировать операции пуска и торможения двигателя, что упрощает управление приводом и пре­ дохраняет двигатель от перегрузок. Однако магнитные контрол­ леры имеют более сложную схему и большее количество электро­ аппаратов, чем силовые, поэтому за ними требуется более тща­ тельный уход.

КОНТАКТОРЫ И МАГНИТНЫЕ ПУСКАТЕЛИ

Контактор предназначен для замыкания и размыкания силовых электрических цепей, приводимых в действие с помощью электро­ магнита. В зависимости от рода тока различают контакторы по-

64

стоянного и переменного тока. По числу одновременно переклю­ чаемых цепей контакторы делятся на одно- и многополюсные.

Контакторы постоянного тока выпускаются одно- и двухполюс­ ными, а контакторы переменного тока— двух-, трех- и четырех­ полюсными. Трехллюсный контактор переменного тока (рис. 27) состоит из магнитной системы, системы главных контактов и сис-

темы блок-контактов. Магнитная система включает неподвижную часть (ярмо), катушку и подвижную часть (якорь). Магнитный поток, создаваемый катушкой при прохожденйи по ней тока, за­ мыкаясь через ярмо и якорь, вызывает усилия, стремящиеся сблизить их до соприкосновения.

Контактная система состоит из неподвижных и подвижных контактов. Подвижные контакты соединены механически с яко­ рем. Когда якорь сближается с ярмом, подвижные замыкающие контакты соединяются с неподвижными. При снятии напряжения с катушки контактор отключается под действием собственного веса подвижной системы и усилий контактных пружин.

При размыкании контактов контактора, находящегося под током, между ними возникает электрическая дуга, мощность ко­ торой зависит от напряжения, рода тока и величины его.

Отключение постоянного тока при всех прочих равных усло­ виях сопровождается более мощной и устойчивой дугой.

Электрическая дуга, даже кратковременно образовавшаяся между контактами, является причиной износа и разрушения. Для сокращения времени ее сгорания часто применяется принудитель­ ное гашение.

Принудительное гашение дуги бывает деионным и электромаг­ нитным (рис. 28). В обоих случаях контакты заключают в дугога­ сительную камеру из огнестойкого материала. Камера служит для охлаждения и гашения дуги и предотвращает переброс ее на соседние аппараты или заземленные части.

движный контакт

При деионном гашении над контактами устанавливают ряд ме­ таллических пластин — деионную решетку. Возникающая дуга под влиянием динамических усилий тока поднимается кверху и, разбиваясь на части решеткой, охлаждается и гаснет. Деионное гашение используют только для контакторов переменного тока при небольшой частоте включений (до 300 в/ч).

При электромагнитном гашении ток цепи проходит от непо­ движного контакта к подвижному через дугогасительную катуш­ ку, укрепленную в дугогасительной камере. Внутри камеры соз­ дается магнитное поле, в зоне которого находятся контакты. Ду­ га, образовавшаяся при размыкании контактов, взаимодействуя с магнитным полем, растягивается и, охлаждаясь о стенки каме­ ры, разрывается.

Если мощность контактов небольшая, то принудительного га­ шения дуги не применяют, но между полюсами контактора ставят перегородки, препятствующие переброске дуги на контакты со­ седних полюсов.

Работа контакторов со снятыми дугогасительными камерами недопустима.

Блок-контакты выполнены в виде отдельного узла и наличие или отсутствие их не влияет на конструкцию контактора. Блокконтакты рассчитаны на небольшие токи (не более 20 а) и прину­ дительного гашения не имеют.

Так как ток в катушке переменного тока в течение секунды 100 раз снижается до нуля (при частоте 50 гц), то соответственно снижается до нуля и тяговое усилие электромагнита. В этот мо­ мент якорь может несколько отходить от ярма, поэтому электро­ магнит будет работать с сильной вибрацией и гудением.

Для устранения вибрации и гудения на торцы ярма и якоря на­ девают короткозамкнутые витки, благодаря которым магнитный

66

поток не уменьшается до нуля. При исправных короткозамкнутых витках магнитная система контактора переменного тока работа­ ет с мягким гудением.

В электросхемах башенных кранов контакторы используют в магнитных контроллерах в качестве линейных контакторов цепи защиты и в реверсорах. . . ,

Реверсор состоит из двух двухполюсных контакторов, установ­ ленных в общем кожухе на рейке или панели. Контакторы ревер­ са защищены от одновременного включения механической и элек­ трической блокировки.

Цепи катушек контакторов у реверса замыкаются контактами барабанного или кулачкового контроллера, а главные контакты контакторов включены» в силовую цепь и с их помощью переклю­ чаются фазы статорных цепей электродвигателей.

Реверсоры обычно применяют совместно с барабанными или кулачковыми контроллерами, когда последние управляют двумя одновременно работающими механически связанными электро­ двигателями.

Магнитные пускатели. Малогабаритный контактор специаль­ ного исполнения, предназначенный для пуска, остановки и ревер­ сирования асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и для нечастой коммутации (замыкания и размыкания) других электрических цепей, называется магнитным пускателем. Магнит­ ный пускатель может иметь встроенные тепловые реле для защи­ ты замыкаемой электрической цепи от перегрузки.

На башенных кранах пускатели применяются для управления короткозамкнутыми двигателями и коммутации других силовых цепей. Однако магнитные пускатели рассчитаны на гораздо мень­ шее число включений, чем контакторы.

РЕЛЕ ВРЕМЕНИ И ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РЕЛЕ

Реле времени применяют в магнитных контроллерах кранов для автоматического замыкания и размыкания цепей управления с заданной выдержкой времени.

Электромагнитное реле времени (рис. 29) состоит из катушки реле, укрепленной на ярме. К ярму на качающейся призмати­ ческой опоре прикреплен якорь, удерживаемый в отключенном положении возвратной пружиной.

Работа реле времени заключается в том, что при отключении или закорачивании катушки реле ток в катушке исчезает не мгноменно, а постепенно уменьшается за счет явления самоиндукции.

При включении катушіш в сеть в магнитной системе реле воз­ никает магнитный поток, под действием которого цкорь быстро, без выдержки времени, притягивается к ярму. Если закоротить или отключить катушку, то постепенно уменьшающаяся в ее об­ мотке сила тока будет поддерживать магнитный поток реле, поэ­ тому еще некоторое время после отключения катушки якорь ос­

тается притянутым к ярму. Когда сила притяжения к ярму (в связи с уменьшением потока) станет меньше усилия возвратной пружины, якорь реле отпадает.

Время, в течение которого якорь реле остается притянутым пос­ ле отключения или закорачивания катушки, называется време­ нем выдержки реле. Так как якорь связан с подвижным мости-

пружины увеличивается поток остаточного магнитизма и тем са­ мым уменьшается выдержка времени реле и наоборот.

В крановых схемах главным образом используют электромаг­ нитные реле времени РЭВ-800 и РЭ-500, катушки которых рас­ считаны на питание постоянным током.

Промежуточное реле применяют в крановых схемах в качестве вспомогательного аппарата в случаях, когда основной аппарат не обладает достаточным количеством контактов, требуемых для работы схемы, а также когда мощность контактов основного ап­ парата недостаточна для размыкания или замыкания цепи управ­ ления. Промежуточное реле выпускают с катушками постоянного и переменного тока.-

Реле имеет от трех до шести контакторов. Подвижные контак­ ты реле (мостикового типа) укреплены на стержне, соединенном с якорем. Когда катушка включается в сеть, якорь притягивает­ ся к ярму, а связанные с ним мостиковые контакты замыкают или размыкают неподвижные контакты, производя необходимые пе­ реключения в схеме.

68

Контакты промежуточного реле рассчитаны на токи до 20 а и включаются только в цепи управления.

МАКСИМАЛЬНОЕ И ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Максимальное реле служит для защиты электродвигателя от повреждения при резком возрастании величины тока (например, при большой перегрузке, резком включении, коротком замыка­ нии).

Максимальное реле (максимальная защита) имеет ряд преиму­ ществ по сравнению с плавкими предохранителями:

при срабатывании реле в крановой электросхеме отключаются минимум две фазы, и, следовательно, исключается возможность работы двигателя на двух фазах;

реле автоматически возвращается в рабочее состояние после снятия нагрузки;

реле можно настраивать на различную величину тока, при ко­ торой требуется отключение электродвигателя.

Максимальное реле (как и предохранители) не защищает электродвигатель от длительных незначительных, но опасных для него перегрузок, так как оно настраивается на ток, превышающий пусковой ток двигателя. Как правило, реле устанавливают на срабатывание при возрастании величины тока против'номинальной на 200—250%.

Рис. 30. Максимальное реле Р-4000.

Максимальное реле Р-4000 (рис. 30) состоит из латунной гиль­ зы 2, на которую насажена катушка 3. Внутри гильзы помещена втулка 5, поднимающаяся или опускающаяся с помощью регули­ ровочного винта 6. На втулку опирается якорь 4, оканчивающий­ ся латунной шпилькой 1. Катушка включается последовательно в фазу силовой цепи двигателя.

69

При протекании тока по катушке создается магнитное поле, возрастающее с увеличением тока. Под действием магнитных сил якорь подтягивается вверх, и, если ток превышает заданную ве­ личину, на которую настроено реле, латунная шпилька 1 упира­ ется в коромысло 9, поворачивает его вокруг оси 7, и контакты 8 размыкаются. Контакты 8 включены последовательно в цепь ка­ тушки линейного контактора.

Регулировка реле на величину тока срабатывания производит­ ся вращением винта 6 в соответствии со шкалой указателя 10, соединенного с регулировочным винтом.

Чем ниже опущен якорь со втулкой, тем большей должна быть сила тока для срабатывания реле.

На таком же принципе работает блок-реле РЭО-401. Отдель­ ные реле в данном случае не имеют своих контактов, а устанав­ ливаются в устройство, имеющее один контакт для всех реле. Такое групповое реле может состоять из четырех блок-реле.

Тепловое реле служит для защиты электродвигателя от не­ больших, но длительных перегрузок, при которых ток двигате­ ля на 10—20% превышает номинальный. Тепловое реле сраба­ тывает при определенной температуре, зависящей от вличины силы тока.

В электросхемах башенных кранов применяют биметалличе­ ское тепловое реле (рис. 31), основным элементом которого яв­ ляется биметаллическая пластинка 7, сваренная из двух метал­ лов с различными коэффициентами линейного расширения. При нагревании пластинки рабочим током, проходящим по располо­ женному рядом нагревательному элементу 1 или (в ряде конст­

рукций реле) непосредственно по пластинке, последняя изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расши­ рения. Конец пластинки освобождает рычаг 6, который под действием пружины 5 пово­ рачивается по часовой стрелке. Связанная с рычагом тяга 4 размыкает контакты реле 3, в результате чего отключается контактор или магнитный пускатель, с помощью кото­ рого двигатель был включен в сеть.

Возврат реле в исходное положение про­ Рис. 31. Схема биме­ исходит с помощью возвратного устройства

Реле срабатывает с выдержкой времени, находящейся в об­ ратной зависимости от силы тока. Чем больше сила тока в на­ гревателе, тем меньше время, в течение которого биметалличес­ кая пластинка нагревается до срабатывания реле.

Тепловое реле не срабатывает при мгновенном нарастании тока подобно максимальному реле, поэтому не может служить

70