26.3.4. Типовые электроприводы крановых механизмов

В зависимости от назначения и типа крана, вида механизма и требований, предъявленных к приводу, применяются различные системы крановых электроприводов.

Промышленностью выпускаются комплектные крановые электроприводы и панели управления электродвигателями. Ниже приведены основные из них [4-25].

Электроприводы постоянного тока: а) с управлением магнитным контроллером МК-ДП (магнитным контроллером, называют устройство управления, состоящее из командоконтроллера и контакторных панелей);

б) по системе тиристорный преобразователь – двигатель ТП-Д;

в) по системе генератор- двигатель Г-Д.

Электроприводы переменного тока:

а) с односкоростным или двухскоростным асинхронным короткозамкнутым двигателем, управляемым магнитными пускателями, МП-АДК, МП-АДД;

б) с асинхронным двигателем с фазным ротором, управляемым магнитным контроллером с торможением противовключением, МКП-АДФ;

в) с асинхронным двигателем с фазным ротором, управляемым магнитным контроллером с динамическим торможением с самовозбуждением СМКД-АДФ;

г) по системе асинхронный двигатель с фазным ротором – управляемый тиристорный преобразователь напряжения ТПН-АДФ;

д) асинхронный двигатель с фазным ротором, управляемый магнитным контроллером с тиристорным импульсно-ключевым регулированием МКИ-АДФ;

е) по системе тиристорный преобразователь частоты с непосредственной связью – двухскоростной асинхронный короткозамкнутый двигатель (НПЧ-АДД).

Технические данные некоторых из указанных приводов приведены в таблице 26.4.

Таблица 26.4

Технические данные типовых электроприводов кранов

Тип электропривода	Механизм	Диапазон регул. Скорости	Тип магнит. Контроллера и преобразователя	Наибольшая расчетная мощность электродвигателя, кВт при Uном=380В				Тип кранов
				1М-3М	4М	5М	6М
МК-АДД	Подъем, пере-движение	6:1 3:1	Б5701 Б5701	22 22	18,5 18,5	- -	- -	Облегченные
МКД-АДФ	Подъем, крюковой, грейферный	8:1 при спуске	ТСД60, ТСД160, ТСД250, ТСД400, ТСДГ160	37, 85, 140, 250, 85	30, 70, 110, 200, 70	25, 58 90, 160 58	-	Краны мостовые козловые, башенные, где требуется диапазон регулирования 8:1
Продолжение таблицы 26.4
МКИ-АДФ	Передвижение	10:1	БОК6511, БОК6502	37 2х18,5	30 2х15	22 2х11	-	Все типы кранов, где требуются жесткие характеристики
ТПН-АДФ	Подъем, пере-движение	4:1 Подъем 8:1 Спуск 8:1 Передвижение	П6512...ПУ ПС512...КУ		До 80			Контейнерные краны с двухдвигательными и кратным двум двигателями приводами
НПЧ-АДД	Поворот, пере-движение	(10...20):1	ТТС40, ТТС100 Б004			24 60		Башенные краны
МК-ДП	Подъем, передвижение	6...1	ПСО160...ПС630 ПСО...П630 или (ДП) двухдвигательный	38, 150	30...125	25...100	16...80	Мостовые металлургические краны
ТП-Д	Подъем, поворот	40:1	ТПЕ, панель управления П9203		240			Башенные краны
	Поворот, пере-движение	100:1	Комплексный привод ЭТУ 360		20			Краны штабелеры

Ниже рассмотрены некоторые из типовых схем, применяемых в приводах кранов.

Схема электропривода механизма подъема с панелью ТСДИ

Электропривод с магнитным контроллером типа ТСДИ рис.26.5 обеспечивает динамическое торможение асинхронного двигателя с самовозбуждением при спуске и импульсно-ключевое регулирование при подъеме. Электроприводы с динамическим торможением с самовозбуждением выполняются только для механизмов подъема с целью получения жестких тормозных характеристик при спуске (рис.26.6), что позволяет увеличить диапазон регулирования скорости до значения 8:1. С помощью импульсно-ключевого регулирования получают жесткую характеристику на первой позиции при подъеме, что также повышает диапазон регулирования до (6...4):1.

Рис.26.6. Механические характеристики электропривода при управлении панелью ТСДИ

Рис.26.5. Схема электропривода механизма подъема с панелью ТСДИ и электросхемы реле времени (а)

Реверс осущес-твляется контакто-рами КМ1В КМ2В, динамическое тор-можение – контак-тором КМ2. Для по-вышения надежно-сти электропривода в режиме динами-ческого торможения с самовозбуждением применяют началь-ное подмагничивание. Питание дви-гателя постоянным током при началь-ном подмагничива-нии осуществляется от сети через кон-такты контактора КМ4, сопротивле-ние R1, диод V1, ка-тушку реле КА2, контакта контактора КМ2. Контактами КМ2 также подключаются две фазы двигателя к выпрямителю UZ1. Регу-лирование скорости осущес-твляется контакторами КМ1V...КМ4V. Жесткие ха-рактеристики при динами-ческом торможении само-возбуждением получаются из-за изменения постоян-ного тока, питающего об-мотку статора при изме-нении нагрузки. Узел им-пульсно-ключевого регули-рования ИКР, включает в себя тиристоры VS1...VS3, формирователь импульсов на резисторах R2...R4, измерительный мост UZ2, подключенный к цепи ротора через конденсаторы С1 с выходом на резисторы R7, R8, стабилитроны VD1 и VD2. В схеме применены полупроводниковые реле времени КТ2...КТ4, условно показанные в цепи управления блоками. Схема реле времени приведена на рис.26.5а.

Управление осуществляется от командоконтроллера, имеющего по четыре фиксированных положения в каждую сторону движения. Схема выполнена несимметричной. Регулирование скорости в сторону подъема осуществляется изменением сопротивления ступеней резисторов в роторной цепи под контролем реле времени КТ2...КТ4. На первой позиции командоконтроллера контактор КМ1 - разомкнут и в цепь ротора включены все резисторы на стороне переменного тока и резисторы R11 на стороне постоянного тока. Для выпрямления напряжения служит полууправляемый мост, состоящий из тиристоров VS1...VS3 и диодов UZ1. При напряжении больше пробоя стабилитрона VD1 по оптрону VS4 протекает ток и тиристоры VS1...VS3 открываются, двигатель работает на характеристике с полным сопротивлением. При уменьшении напряжения на стабилитроне VD1 ниже его номинального значения, по оптрону ток не протекает и тиристоры закрываются. При снижении скорости э.д.с. ротора повышается и тиристоры открываются.

Такая работа схемы регулирования позволяет создать жесткую механическую характеристику 1П. На второй позиции включается контактор КМ1V и шунтирует выпрямительную схему, двигатель переходит на характеристику 2П и т.д.

Режим динамического торможения реализуется на всех положениях спуска, кроме последнего, на котором двигатель работает от сети и спуск осуществляется в режиме рекуперативного торможения. Недостатком схемы является невозможность спуска легких грузов с малой скоростью, а также отсутствие на 1-ой...3-ей позициях спуска перехода с тормозного в двигательный режим.

У

Рис.26.7. Упрощенная силовая схема электропривода с панелями управления П6502

казанные недостатки устранены на панелях управления П6502, предназначенных для управления асинхронными двигателями с фазным ротором в многодвигательных электроприводах крановых механизмов подъема и передвижения. Электропривод механизма содержит число приводных двигателей кратное двум, при суммарной мощности до 125кВт. В электроприводах регулировочные механические характеристики с подсинхронными частотами вращения и автоматическим переходом изI в II квадрат (из III в IV) и обратно получены путем сложения механических характеристик одного двигателя за счет перевода е

380В

го из двигательного режима работы в ре-жим динамического торможения в течение каждого полупериода питающей се-ти, что осуществляется по специальной схеме питания статорных обмоток электродвигателя (рис. 26.7) при 2 и 2n электродвигателях. Схема позволяет осуществить од-новременное питание элек-тродвигателей постоянным и переменным токами. К на-чалам обмоток электродви-гателей подводится трех-фазное напряжение пере-менного тока от тирис-торного регулятора напря-жения ТРН, а к концам обмоток каждых двух элек-тродвигателей, соединен-ных в две звезды (звездой объединяются две ф

Рис.26.7. Упрощенная силовая схема электропривода с панелями управления П6502

азные обмотки одного двигателя и третья фазная обмотка другого двигателя) – постоянное напряжение. Постоянное напряжение подается с выпрямительного мостаUZ3, питающегося от трансформатора Т, первичная обмотка каждой фазы которого шунтирует фазу ТРН. Величина действующего значения напряжения переменного и постоянного тока, прикладываемого к двигателю, является функцией угла проводимости тиристоров. Каждая точка механической характеристики привода получается путем алгебраического сложения двух моментов: момента развиваемого электродвигателем в двигательном режиме и момента, развиваемого двигателем в режиме динамического торможения с независимым возбуждением. При полном открытии тиристоров динамическое торможение отсутствует. Наличие обратной связи по скорости (с помощью тахогенератора) обеспечивает получение жестких регулировочных характеристик, показанных на рис.26.8. Диапазон регулирования скорости до 8:1.

О

Рис.26.8. Механические характеристики электропривода, выполненного на рис.26.7 в 1 и 2 квадранте

дновременное вклю-чение всех приводных элек-тродвигателей одного меха-низма и равномерность рас-пределения нагрузки между ними обеспечивается тем, что переключение в цепи статора и ротора осущес-твляется едиными коммути-рующими аппаратами, для чего роторные обмотки эле-ктродвигателей через трех-фазные выпрямительные мо-стыUZ1 и UZ2 включены на общий пускорегулировочный резистор. Для управления тиристорами ТРН использованы маломощные магнитные усилители типа ТУМ (А1...А3) (на схеме не показаны).