Строительные машины и оборудование, справочник




Электрическая система управления кранами

Категория:
   Системы и аппаратура управления



Электрическая система управления кранами

Электрическую систему применяют для управления кранов с электрическим и дизель-электрическим приводом переменного и постоянного тока. Эта система предназначена для управления грузовой и стреловой лебедками, механизмами поворота и передвижения крана. Электрические цепи управления и систему электроаппаратов видоизменяют в зависимости от типа привода, рода питающего тока и типа применяемого на кранах электрооборудования.
Принципиальная цепь управления состоит из следующих основных элементов: плавкие предохранители, аварийный выключатель, конечные выключатели, линейный контактор, кнопки, контроллеры или магнитные пускатели.

Система управления короткозамкнутыми электродвигателями включает в себя магнитные пускатели и кнопки. Двигателями с фазовым ротором управляют с помощью силовых или магнитных контроллеров.

Электрическая схема наряду с функциями управления предусматривает также защиту от перегрузок двигателей и коротких замыканий.




Аппаратура управления. Рубильник является простейшим прибором, с помощью которого включают и отключают подачу электроэнергии двигателям крана, приборам освещения и сигнализации. Для кранов применяют трех- и двухполюсные рубильники. Рубильник устанавливают в силовом распределительном ящике.

Аварийный выключатель служит для экстренного выключения линейного контактора путем разъединения цепи его катушек. Длительно допускаемый ток в выключателе не должен превышать 30 А. Аварийный выключатель включают в цепь питания катушки контактора защитной панели.

Контрольно-защитные устройства. Плавкие предохранители служат для защиты всей электрической сети крана от коротких замыканий. Принцип действия предохранителей основан на расплавлении их плавких элементов при резком возрастании силы тока в цепи.

Плавкие предохранители выпускают трех типов: пробочные, рассчитанные на силу тока до 60 А, трубчатые СПО — до 360 А и пластинчатые — до 600 А.
В распределительных ящиках применяют предохранители СПО с фарфоровыми трубками, защищающие всю электрическую цепь крана. В цепи освещения, управления и сигнализации включают пробочные предохранители. В цепях, подающих ток к отдельным электрическим двигателям, не имеющим максимальных реле защиты, устанавливают предохранители, тип которых выбирают в зависимости от силы тока двигателя.

Защитная панель предназначена для включения и отключения питания электрическим током всех механизмов и аппаратов крана, для максимальной токовой и нулевой защиты двигателей, а также для концевой и нулевой защиты механизмов и блокировки электрооборудования. Панели применяют при управлении электродвигателями с помощью контроллеров. Панели рассчитаны на напряжение сети 220 и 380 В.

На стреловых кранах используют защитные панели ПЗКБ-160 (рис. 102) и ПЗКБ-400, рассчитанные на установку восьми и двенадцати максимальных реле и на подключение шести электродвигателей. Максимально допускаемый ток для защиты панелей — 260 и 680 А. Кроме максимальных реле на панели смонтированы линейный рубильник, линейный контактор, плавкие предохранители цепи управления и кнопки включения контактора панели.

Аппараты, смонтированные на панели, позволяют автоматически защищать электродвигатели от токов короткого замыкания и длительных перегрузок. Нулевая защита устраняет возможность включения линейного контактора панели, а следовательно, и электродвигателей после исчезновения напряжения в сети, исключает самозапуск Двигателей.

Защитная панель обеспечивает такж‘е отключение двигателей в Цепи управления в случае возникновения неисправностей электрооборудования или необходимости быстрого прекращения любого движения с помощью «аварийного выключателя, включенного в цепь питания катушки контактора.

От нормальной работы защитной панели зависит надежная работа всего крана и отдельных его механизмов. Поэтому панель и отдельные устройства на ней необходимо содержать в чистоте, а контакты линейного контактора и максимальные реле — систематически проверять и регулировать. Сила нажатия контактора должна находиться в пределах 30—36 Н, а наибольшие зазоры при разомкнутой цепи составлять 12,5—17,5 мм.

Рис. 102. Защитная панель ПЗК.Б-160:
1 — ручка линейного рубильника, 2 — кожух, 3 — кнопка возврата, 4 — предохранитель, 5 — линейный контактор, 6— окна цля подводящих проводов, 7 — основание для установки реле, 8 — контактные зажимы цепи управления

При слишком слабом нажатии контактов они будут перегреваться, при сильном — быстро изнашиваться, а катушка — перегреваться. Указанная неисправность может привести к привариванию контактов вследствие образования вольтовой дуги. Контакты должны касаться один другого по всей их ширине по одной линии.

Контактор представляет собой аппарат, предназначенный для замыкания, размыкания и изменения направления тока в силовых электрических цепях; контактор приводится в действие с помощью электромагнита. Контакторы применяют в защитных панелях (линейные контакторы), магнитных контроллерах, в магнитных пускателях.

Контакторы различают по роду тока — контакторы постоянного и переменного тока и по числу одновременно- переключаемых цепей — одно- и многополюсные. Контактор состоит из трех основных частей: магнитной системы, системы главных контактов и системы блок-контактов.

Контактор (рис. 103) состоит из катушек электромагнита с сердечником (ярма), подвижного якоря, укрепленного шарнирно на валу с главным подвижным контактом, и главного неподвижного контакта, соединенного с зажимами для проводов главной цепи. Контакт, укрепленный на валу, и контакт изготовлены из красной меди; они соединяют токоведущие части контактора. При протекании тока через катушку электромагнита возникающее магнитное поле притягивает подвижный якорь, вследствие чего контакты замыкают цепь тока. При отключении тока, поступающего в катушку, магнитное поле исчезает и подвижный якорь под действием своей массы перемещается от сердечника. В результате этого контакты размыкаются и прекращается поступление тока из главной цепи.

Рис. 103. Контактор:
1 — сердечник, 2 — катушка электромагнита, 3 — подвижный якорь, 4 — искрогасительная камера, 5, 6 — неподвижный и подвижный контакты,
7 — вал

Главные контакты закрываются дугогасительными асбестоцемент-ными камерами.

Максимальное реле предназначено для мгновенно максимальной защиты электродвигателей, аппаратов от токов, величина которых превышает нормальную для данной электроустановки. Защита с помощью максимальных реле называется максимальной.

Максимальное реле (рис. 104, а) состоит из двух катушек с размыкающими контактами, включенных в цепь каждого электродвигателя крана и в цепь линейного контактора защитной панели. В центре катушки установлен сердечник с грузиком, помещенным в трубке с щелевой прорезью. В нижней части сердечника расположен регулировочный винт, позволяющий перемещать грузик и стержень вдоль трубки. К трубке прикреплена линейка, градуированная на силу тока, на которую регулируется реле. При прохождении тока через катушку реле сердечник под действием возникающего магнитного поля поднимается, ударяет своим бойком в собачку или защелку, поднимает ее и размыкает вспомогательную цепь линейного контактора.

Рис. 104. Максимальное реле

В конструкции максимального реле, изображенного на рис. 104, б, контакты на каждом реле не предусмотрены. Один контакт установлен на группу реле (3—4 шт.), монтируемых на защитной панели. Над всеми реле проходит скоба, закрепленная на валу. При работе хотя бы одной катушки ее сердечник поднимается, упирается в скобу, которая в свою очередь воздействует на толкатель контактов и разрывает цепь.

Реле регулируют на выключающий ток, превышающий указанный в паспорте электродвигателя номинальный ток в 2,25—2,5 раза.

Контакты должны быть чистые: нагар, капли металла следует удалять бархатным напильником. После осмотра контактора искрогасительные камеры необходимо установить в прежнее положение, в противном случае возможно распространение дуги на другие фазы, а также повышенное изнашивание контактов.

Контакторы переменного тока во время работы издают легкое гудение. Сильное гудение возникает вследствие падения напряжения в сети и неисправности контактора. Катушки контактора рассчитаны на колебания напряжения в цепи управления до 85% от номинального. Поэтому напряжение, при котором возможна работа контактора, не должно падать ниже 185 В при номинальном 220 В и ниже 325 В при номинальном 380 В.

Магнитным пускателем называется малогабаритный контактор специального исполнения, предназначенный для пуска, остановки и реверсирования асинхронных короткозамкнутых электродвигателей и для периодического замыкания и размыкания других электрических цепей.

Магнитные пускатели ПМА имеют главные контакты, которые служат для включения или выключения силовой цепи, и вспомогательные контакты — для блокировки и переключения в цепи управления. Магнитные пускатели различают по величине (чем больше величина пускателя, тем для более мощного двигателя он предназначен), по роду защиты от окружающей среды (открытые и защищенные) и по исполнению (реверсивные и нереверсивные, с тепловыми реле или без них).

Для характеристики пускателя, отражающей указанные основные его данные, принимают следующие три группы условных цифровых обозначений, которые ставят в соответствующем порядке после буквы А: на перБом месте — величина пускателя, на втором — открытое исполнение или защищенное — 2; на третьем — нереверсивный соответственно с тепловым реле и без него и реверсивный с тепловым реле или без него. Так, марка ПМА-422 означает, что это магнитный пускатель 4-й величины, защищенное исполнение, нереверсивный без теплового реле — 2.

В магнитных пускателях 3-й величины подвижная часть контактов выполнена поворотной, а контактов пускателей 2, 4 и 5-й величин — прямоходовой.
Катушки магнитных пускателей включают кнопками, смонтированными на пульте управления в кабине машиниста. На кранах применяют пускатели с контакторами КТВ-22.

Автоматические выключатели — автоматы служат для максимальной защиты короткозамкнутых электродвигателей и автоматического их отключения при перегрузках и коротких замыканиях. Автомат включают вручную рукояткой. В зависимости от назначения различают автоматы максимальные и минимальные.
Принципиальная схема максимально-нулевого автоматического выключателя приведена на рис. 105.

Работает выключатель следующим образом. При нормальной силе тока и напряжении в цепи электромагнит притягивает рычаг, удерживающий защелкой тягу с рубильником во включенном положении. В случае падения сверх нормы или полного исчезновёния напряжения рычаг не удерживается магнитом, под действием пружины 6 поворачивается вокруг шарнира и защелка выходит из зацепления с тягой. Пружина притягивает тягу и размыкает рубильник. То же происходит при прохождении в электродвигателе и катушках максимального реле тока, превышающего максимально допускаемый. Рычаг притягивается к магнитам, защелка освобождает тягу, и рубильник размыкается под действием пружины. Автоматические выключатели выпускают трех типов: А, АП и АК. В стреловых кранах применяют автоматы А-3163, рассчитанные на номинальную силу тока электродвигателей 30 и 50 А, и автоматы типа АП-25 и АП-50 (сила тока 25 и 50 А).

Рис. 105. Максимально-нулевой автоматический выключатель:
а — общий вид, б — принципиальная схема; 1 — искрогасительные камеры, 2 — рукоятка, 3 — максимальное реле, 4 — нулевое реле, 5 — шины, 6, 13 — пружины, 7 — электромагнит, 8 — рычаг, 9, 10 — катушки, 11 — защелка, 12 — тяга, 14—16 — ножи рубильника

Резисторы. Эти приборы служат для плавного разгона и торможения двигателей с фазовым ротором путем ограничения силы тока. Они могут быть использованы при работе двигателя в режиме противотока в период замедленного опускания грузов.

Резисторы представляют собой специальные литые чугунные элементы или ленточные фехралевые (константановые, никелиновые) элементы — проволоки, ленты, закрепляемые на стержнях или на’ пластинах, покрытых электроизоляцией.

Наборы таких элементов образуют стандартный ящик, который выбирают по номеру в зависимости от мощности двигателя и принятого типа контроллера в соответствии с электрической схемой крана. Включают резисторы в цепь ротора двигателя или выключают (шунтируют) их в процессе пуска и торможения с помощью контроллеров.

Резисторы рассчитаны только на кратковременные режимы пуска и торможения двигателей. Поэтому длительная работа двигателей исполнительных механизмов с включенными резисторами (контроллер не установлен в крайнее положение) не разрешается, так как перегреваются резисторы.

Ящики открыты с боков для циркуляции воздуха между элементами, которые могут быть защищены от попадания посторонних предметов металлическим кожухом с отверстиями.. На элементы не должны попадать осадки во избежание нарушения изоляции между отдельными спиралями.

Контроллеры. Электрический аппарат, предназначенный для включения, изменения направления вращения (реверсирования), регулирования скорости и остановки электродвигателей, называется контроллером. На стреловых кранах применяют силовые кулачковые контроллеры переменного тока типа ЭК и ККТ и контроллеры дистанционного управления (магнитные), комплектуемые вместе с командоконтроллерами серии КП-1000.

Кулачковые контроллеры ККТ имеют двухрядную конструкцию, при которой каждая шайба вала соединяется одновременно с двумя роликами контактных элементов. Управляют контроллером рукояткой.

Контроллеры ККТ рассчитаны на 600 включений в час при ПВ = = 40% с учетом соответствующих мощностей управляемых ими электродвигателей.
Контроллерами ККТ-61АУ2 можно включать цепь питания статора и переключать цепь ротора; контроллерами ККТ-02АУ2 — только переключать цепь ротора электродвигателя; цепь питания статора при этих контроллерах включается с помощью специальной реверсивной панели или контактора. Направление вращения двигателя изменяют поворотом маховичка контроллера в противоположную сторону, вследствие чего переключаются две фазы, питающие обмотку статора электродвигателя.

Кулачковые контроллеры ККТ-61АУ2 и ККТ-62АУ2 имеют по пять положений рукоятки в каждую сторону от нулевого положения.

Контроллеры ККТ-62 предназначены для управления двумя двигателями, ККТ-63 — для управления короткозамкнутым двигателем. Нулевые контакты контроллеров обеспечивают нулевую защиту.

Командоконтроллеры (командоаппараты) — аппараты, позволяющие производить переключения во вспомогательных цепях управления и защиты.
По конструкции и принципу действия командо контроллер является кулачковым контроллером, отличающимся от силового кулачкового контроллера размерами и формой. Командоконтроллерами, устанавливаемыми на кранах, управляют вручную, поворачивая рукоятку аппарата на определенный угол. При повороте рукоятки кулачки, закрепленные на горизонтальном валу, воздействуют на контактные элементы с мостиковыми контактами. Для получения различных схем переключений в цепи управления следует соответствующим образом переставить кулачки на горизонтальном валу контроллера.

На стреловых кранах применяют серийные командоконтроллеры КП-1226 и ЭК, которые выбирают по каталожному номеру. Контроллеры КП-1226 выпускают на номинальное напряжение до 500 В, допускаемый длительный ток — 10 А, частота включений 600 в час. Магнитные контроллеры выпускают серии Т. Для управления одним электродвигателем механизма передвижения применяют контроллеры ТА-160УЗ; для управления двумя электродвигателями — ДТА-160УЗ.

Рис. 106. Схемы конечных выключателей и установка их рычагов:
а— КУ-703, б — КУ-701, в – ВУ-250; 1 — контргруз, 2 — грузы, 3 — выключающая линейка переднего рычага, 4 — выключающая линейка заднего рычага, 5 — рычаг

Конечные выключатели. Эти приборы предназначены для размыкания соответствующих цепей электродвигателей при переходе отдельными частями (рабочими органами) крана предельных положений. Все конечные выключатели, устанавливаемые на кранах для ограничения хода движений рабочих органов, имеют замыкающие контакты, размыкающиеся под внешним воздействием специальных устройств — линеек, тяг, рычагов.

По способу работы конечные выключатели разделяют на выключатели, срабатывающие при действии на них выключающих устройств, и выключатели, действующие после поворота вала на определенный угол. Кроме того, различают выключатели с самовозвратом, у которых рычаг после снятия нагрузки возвращается в исходное положение под действием собственной пружины, и выключатели, у которых рычаг возвращается под воздействием внешних устройств.

На кранах для ограничения грузоподъемности и высоты подъема крюка применяют конечные выключатели ВК-300, КУ-703 (рис. 106, а), имеющие модификации по исполнению.

Для ограничения поворота платформы применяют выключатели КУ-701 (рис. 106, б), для ограничения подъема и опускания стрелы — вращающиеся (шпиндельные) конечные выключатели ВУ-250 (рис. 106, в).

Рис. 107. Кулачковый элемент:
1 — контакт, 2 — рычаг, 3 — ролик, 4 — пружина

Конечные выключатели типа КУ имеют штампованный или литой металлический корпус, внутри которого помещен барабан с кулачковыми шайбами; при повороте барабана замыкаются или размыкаются контакты кулачковых элементов (рис. 107). Снаружи корпуса на валике установлен рычаг с роликом на конце (тип ВК-306) или рычаг с грузиком (тип ВК-303) и противовесом. При отклонении рычага (см. рис. 106) выключающей линейкой или противовесом барабан поворачивается, кулачковые шайбы давят на ролик (см. рис. 107) и рычаг, который перемещается, разрывая тем самым электрическую цепь катушки линейного контактора защитной панели.

Все контакты конечных выключателей электрически соединены с контактами контроллеров двигателей механизмов, для ограничения хода которых они служат, и с катушкой линейного контактора защитной панели. Поэтому разрыв цепи конечным выключателем приводит к обесточиванию катушки линейного контактора и, следовательно, автоматическому отключению силовой цепи, питающей все электродвигатели крана.

Тормозные электромагниты. Эти приборы применяют для растор-маживания колодочных тормозов в механизмах крана при включении электродвигателей. Электромагниты включаются параллельно со статором двигателя и поэтому его включение сопровождается автоматическим отходом тормозных колодок от шкива под действием электромагнита.

В кранах применяют электромагниты трехфазного тока (длинно-ходовые) КМТ и однофазного тока (короткоходовые) МО.

Трехфазные тормозные электромагниты КМТ (рис. 108) состоят из разрезного Ш-образного сердечника и ярма, которое набрано из тонких листов мягкого железа. На сердечник верхнего неподвижного ярма надеты три катушки с изолированной медной проволокой. Катушки в зависимости от напряжения сети могут быть соединены между собой звездой или треугольником, как и обмотки электродвигателей. Провода от катушек выведены на щиток электродвигателя и присоединены к фазовым обмоткам статора.

Нижнее подвижное ярмо — якорь соединено с помощью штока с демпфером (полым цилиндром). Якорь электромагнита вместе с катушками смонтирован в корпусе, защищающем их от попадания осадков.

При прохождении тока через катушки образуется магнитное поле, под действием которого якорь перемещается поступательно вверх до соприкосновения с сердечником, поднимает при этом груз и растормаживает тормоз. При обес-точивании катушек магнита якорь опускается и колодки у длинноходовых тормозов сжимаются под влиянием груза, а у короткоходовых — с помощью пружины. В демпфере перемещается поршень, насаженный на шток. К штоку присоединена серьга, которая связывает его с рычагом тормоза.

Рис. 108. Тормозной электромагнит КМТ:
1 — корпус, 2 — сердечник (ярмо), 3 — катушка, 4 — якорь, 5 — демпфер, 6 — шток, 7 — щиток- с клеммами

Однофазные электромагниты МО при напряжении 220 В подключаются непосредственно к двум проводам статора электродвигателя, а при напряжении 380 В — одним проводом к статору, а вторым — к его нулевой точке. В электромагнитах этого типа П-образ-ный якорь подвешен шарнирно в одной точке и может перемещаться по дуге относительно катушки с сердечником. Втягиваясь в катушку, якорь сжимает пружину и растормаживает колодки. При выключении тока под ! действием пружины тормоз замыкается.

Основными данными, характеризующими магнит, являются величина хода и тягового усилия (момента) якоря и допускаемое число включений магнита.
Тормозные электрогидротолкатели общего назначения типа Т и ТГ устанавливают на колодочных тормозах грузовых и стреловых лебедок, механизмов поворота и передвижения.

Приборы освещения. На стреловых самоходных кранах предусмотрены две системы освещения: наружная и внутренняя. Для освещения рабочей площадки на кранах монтируют прожекторы заливающего света, включаемые пакетными выключателями. При движении в вечернее и ночное время суток по площадке и автодорогам дорогу освещают двумя фарами, вмонтированными в ходовую раму крана. Лампы дальнего или ближнего света фар включаются выключателями и переключателями, смонтированными на пульте управления в кабине машиниста.

Напряжение рабочего освещения в отличие от ремонтного и аварийного принимается 12 В. Источником питания служат аккумуляторные батареи или генераторы (постоянного или переменного тока) при работающем двигателе и батареи при неработающем двигателе.

В пневмоколесном кране КС-5363 для рабочего освещения использована аккумуляторная батарея из двух аккумуляторов 6СТМ-128 на 12 В по 128 А-ч, которая питает одновременно цепи звукового сигнала, заднего стоп-сигнала, электродвигателей вентиляторов, а также служит для управления пуском и остановкой дизеля и для питания приборов дизеля.

Реклама:


Читать далее:

Категория: - Системы и аппаратура управления

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:



Остались вопросы по теме:
"Электрическая система управления кранами"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы