Строительные машины и оборудование, справочник





Электрический привод механизмов и механические характеристики крановых электродвигателей

Категория:
   Грузоподъемные краны предприятий


Электрический привод механизмов и механические характеристики крановых электродвигателей

Электрический привод получил широкое применение в крановых механизмах благодаря следующим особенностям и преимуществам: индивидуальный, привод каждого механизма крана, простота конструкции привода механизма и надежность его работы, высокая экономичность и удобство управления, простота реверсирования механизмов и регулирования скорости рабочих движений крана в значительном диапазоне, возможность работы со значительными кратковременными перегрузками, простота конструкции, установки и высокая надежность устройств безопасности и др.

К недостаткам привода следует отнести его неавтономность, в результате чего грузоподъемный кран требует подключения его к общей промышленной электрической сети. Применительно к грузоподъемным кранам, работающим на машиностроительных предприятиях, указанный недостаток не столь существен, так как предприятия всегда имеют централизованное энергоснабжение.

Регулирование скоростей рабочих движений кранов связано с регулированием механических характеристик электродвигателя. Для грамотного управления краном необходимо уяснить происходящие в электродвигателе физические процессы. Поэтому перед рассмотрением конкретных схем управления крановыми механизмами необходимо более подробно изучить основные процессы регулирования двигателя.



Рис. 37. Схема ступенчатого увеличения частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя серии МТ

Частота вращения ротора асинхронного двигателя трехфазного переменного тока при постоянном сопротивлении его цепи (короткозамкнутый ротор) практически не изменяется в зависимости от момента внешней нагрузки во всем диапазоне от режима холостого хода до полной нагрузки. При этом механическая характеристика такого двигателя (зависимость между крутящим моментом М, развиваемым двигателем, и частотой вращения ротора п — жесткая в рабочей части, рис. 36, кривая 2). Обмотку статора электродвигателя с корот- козамкнутым ротором включают непосредственно в электрическую сеть, а так как сопротивление ротора — минимально, то в нем и в обмотке статора в период пуска (неустановившегося движения разгона ротора) течет ток большей величины. Величина пускового тока и момента М в 4…6 раз превышает величину номинального рабочего тока (момента) при установившейся частоте вращения ротора. Максимальную нагрузку на асинхронный двигатель ограничивает величина критического (опрокидывающего) момента двигателя Мтах.

Основные недостатки электродвигателей с короткозамкнутый ротором следующие: – высокие значения пускового момента; – все пусковые потери энергии преобразуются в тепловую энергию и идут на нагрев обмотки двигателя; – невозможность регулирования частоты вращения ротора вызывает необходимость повышения числа включений привода, что также повышает нагрев электродвигателя.

Рис. 36. Механические характеристики асинхронных
электродвигателей: 1 — серии МТ, 2 — серии МТК; по — частота вращения ротора без нагрузки, Мтах — опрокидывающий момент двигателя

Указанных недостатков лишен асинхронный двигатель с фазным ротором, сопротивление в цепи которого — переменно. Этот двигатель также имеет жесткую механическую характеристику (рис. 36).

Указанные механические характеристики органически присущи каждому типу электродвигателя, являются единственными и потому их называют естественными в отличие от семейства других характеристик, получаемых искусственным путем за счет изменения режима работы двигателя благодаря введению в электропривод дополнительных элементов и называемых искусственными. Вводя в цепь ротора дополнительные сопротивления, можно уменьшить величину тока в обмотке статора и соответственно величину пускового момента двигателя.

Обмотку статора электродвигателя с фазным ротором включают непосредственно в электрическую сеть, а в цепь его ротора включают регулируемые сопротивления (резисторы). В зависимости от величины сопротивления, включенного в цепь ротора, увеличение частоты его вращения будет осуществляться по одной из искусственных характеристик. В начальный момент сила тока ограничена максимальным сопротивлением и частота вращения ротора возрастает от нуля до п\ по участку а — б наиболее крутой искусственной характеристики (рис. 37). При достижении частоты вращения п\ сопротивление в цепи ротора уменьшают (сила тока возрастает) и двигатель переходит на другую более пологую искусственную характеристику 2, по которой частота вращения ротора увеличивается до п2. Затем сопротивление в цепи ротора опять уменьшают (отключают часть резисторов), сила тока возрастает и частота вращения ротора увеличивается до п3 по искусственной характеристике. При полном выключении сопротивления из цепи ротора двигатель становится как бы с короткозамкнутым ротором и выходит на естественную характеристику, по которой частота ротора увеличивается до номинальной П4, соответствующей моменту сил сопротивления на его валу (см. кривую на рис. 36). В данном режиме двигатель может работать продолжительное время. Очевидно, что чем больше число ступеней пускорегулирующих резисторов в цепи ротора, тем более плавным будет нарастание частоты его вращения.

Из анализа механических характеристик асинхронных электродвигателей видно, что двигатели с короткозамкнутым ротором наиболее просты по конструкции и управлению, надежны в эксплуатации и имеют меньшую стоимость. Их применяют в тех случаях, когда электрическое регулирование скорости рабочих движений не требуется, например, в приводах электроталей, механизмов кран-балок и других тихоходных механизмах грузоподъемных кранов. Следует помнить, что частоту вращения ротора такого двигателя можно изменить изменением числа пар полюсов в обмотке статора (переключением полюсов при помощи специальных пусковых электроаппаратов управления). Это решение применяют в механизмах кранов-штабелеров, когда для точной остановки механизма в требуемом месте необходимо заблаговременно перейти на меньшую (установочную) скорость рабочего движения.

Двигатели с фазным ротором — более сложные по конструкции, имеют большие габариты, массу и стоимость, но вызывают меньшие потери электроэнергии при переходных процессах (пуск двигателя и регулирование частоты вращения ротора). Поэтому эти двигатели применяют при более напряженных режимах работы для привода механизмов большинства современных грузоподъемных кранов.

Для обеспечения плавного пуска асинхронных двигателей и регулирования скоростей рабочих движений все более широко применяют специальные электрические схемы, например, с использованием тиристоров (от греческого слова «тура» — дверь, вход и английского «резистор» — сопротивление) — полупроводниковый переключающий прибор с односторонней проводимостью тока.

Читать далее:

Категория: - Грузоподъемные краны предприятий

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