Вопрос 13.
Режим работы электропривода грузовых лебедок и кранов является повторно-кратковременным и характеризуется изменением нагрузки приводного двигателя в широких пределах вследствие изменения приемов и общей организации грузовых работ (подтаскивание груза, спаренная работа двух лебедок на один гак и т. п.).
Наиболее распространен привод грузовых лебедок с электрическим реверсированием двигателя и регулированием его скорости при подъеме и спуске груза с электрическим и механическим торможением. Судовые лебедки и подъемные механизмы кранов имеют следующие основные типы электроприводов:
а) с двигателями постоянного тока смешанного возбуждения при контроллерных или релейно-контакторных схемах управления;
б) по системе генератор-двигатель или с тиристорным управлением;
в) с асинхронными короткозамкнутыми многоскоростными двигателями;
г) асинхронными двигателями с фазным ротором.
В качестве примера рассмотрим схему электропривода грузовой лебедки, выполненной на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с релейно-контакторным управлением (рис. 2.4).
Питание на привод подается автоматическим выключателем QF, который одновременно обеспечивает защиту от коротких замыканий. Для подключения к сети электродвигателя должен сработать один из контакторов КМ1 или КМ2. В роторную цепь электродвигателя включены пусковые резисторы R1 и R2, которые по мере разгона электродвигателя шунтируются силовыми контактами контакторов КМ3 и КМ4.
Выбор направления вращения осуществляется включением одного из контакторов КМ1 и КМ2 после нажатия кнопок SBВ или SBН соответственно. После этого двигатель разгоняется по искусственной механической характеристике, соответствующей включению в цепь ротора дополнительного сопротивления R1+R2 (рис. 2.5). Одновременно замыкается блок-контакт одного из контакторов КМ1 (КМ2) в цепи питания обмотки реле времени КТ1. Последнее запускает выдержку времени, по истечении которой замыкается контакт КТ1 в цепи обмотки контактора КМ3. Контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты в цепи ротора электродвигателя, шунтируются сопротивления R1, и двигатель переходит на вышерасположенную искусственную механическую характеристику. Кроме того, замыкается блок-контакт КМ3 в цепи обмотки реле времени КТ2. Последнее отсчитывает выдержку времени, по истечении которой замыкает свой контакт в цепи обмотки контактора КМ4. Контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты в цепи ротора электродвигателя, переводя его на естественную механическую характеристику, по которой двигатель разгоняется до точки, соответствующей номинальному режиму.
|
Рис. 2.4. Схема электропривода грузовой лебедки
|
Рис. 2.5. Механические характеристики электропривода
Таким образом, разгон двигателя происходит по трем механическим характеристикам, последовательно проходя через точки 0–1–2–3–4–5.
Остановка электропривода производится нажатием кнопки стоп SBС.
К современным грузовым лебедкам и кранам предъявляется ряд требований как технического, так и эксплуатационно-экономического характера. Основными из них являются:
а) достаточно высокая производительность грузовых операций (до 50 ц/ч с номинальным грузом и до 70–80 ц/ч с половинным грузом);
б) необходимый диапазон изменения рабочих скоростей, достаточный для оперативной и безопасной работы с различными грузами;
в) высокая надежность электропривода, под которой понимается обеспечение безотказной работы в течение разгрузки (или погрузки) судна;
г) простота схемы и конструкции;
д) простота и удобство обслуживания, минимальный уход при эксплуатации;
е) минимальное отрицательное влияние пусковых токов и двигателя на судовую сеть;
ж) минимальные мощность электропривода и расход электроэнергии;
з) минимальная стоимость оборудования и площадь, необходимая для его размещения на судне.
В большинстве случаев высокая производительность, способствуя сокращению погрузочно-разгрузочных paбoт и продолжительности стоянки судна в портах, значительно улучшает экономические показатели эксплуатации всего судна в целом. Поэтому естественно, что требование высокой производительности во многих случаях является доминирующим. Высокой производительности грузовых операций добиваются тремя путями:
1) обеспечением достаточной скорости подъема. Обычно она колеблется в пределах 0,2–1,0 м/с (12–66 м/мин). Более высокие скорости для судовых устройств нерациональны вследствие малой высоты подъема грузов. Увеличение скорости подъема выше 50–60 м/мин перестает влиять на продолжительность всего цикла и не способствует увеличению производительности даже в том случае, если за счет увеличения мощности двигателей обеспечить достаточные ускорения, которые позволили выходить на максимальную скорость.
2) значительным увеличением диапазона регулирования скорости для обеспечения быстрого подъема и спуска холостого гака и малых грузов. При этом скорость подъема холостого гака допускается обычно несколько выше, а скорость спуска оставляется умеренной, так как слишком быстрый спуск холостого гака может привести к спутыванию троса на барабане лебедки;
3) сокращением продолжительности переходных процессов. Это достигается уменьшением моментов инерции движущихся частей механизма, ограничением скорости двигателя (обычно до 1000 об/мин). Увеличение пусковых моментов ограничивается допустимой кратностью пускового тока, имеющего обычно значения IПУСК = (2,0–2,5)IН.
Для обеспечения безопасности работы лебедочные и крановые двигатели снабжаются электромагнитными и механическими тормозами, допускающими ручное растормаживание, а для остановки в верхнем положении – концевыми выключателями.