Строительные машины и оборудование, справочник







Электрооборудование экскаваторов с однодвигательным и многодвигательным приводом

Категория:
   Электрооборудование строительных машин


Электрооборудование экскаваторов с однодвигательным и многодвигательным приводом

Электрооборудование экскаваторов с однодвигатель-ным приводом. Первые конструкции электрифицированных экскаваторов оборудовались однодвигательным приводом, который наиболее просто увязывается с кинематической схемой экскаватора. Однодвигательный привод сохранился до настоящего времени на одноковшовых экскаваторах с ковшом емкостью до 2 м3. Двигатель такого привода работает непрерывно, а остальные механизмы экскаватора включаются в работу при помощи фрикционных передач. Небольшая площадь для установки одного двигателя, простая электрическая схема, несложное обслуживание электрического оборудования при сравнительно невысокой стоимости однодвигательно-го привода оправдывают его применение в небольших экскаваторах. Для экскаваторов с ковшом емкостью до 1 м3 обычно используются асинхронные двигатели с ко-роткозамкнутым ротором, а емкостью 1,5—2 м3 — асинхронные двигатели с фазным ротором. Добавочные сопротивления в цепи ротора позволяют получать ряд искусственных механических характеристик, что важно при тяжелых режимах работы электропривода экскаваторов. Обычно одно из этих сопротивлений остается постоянно включенным в цепь ротора с целью сохранения некоторой мягкости характеристики.

В электроприводах рассматриваемого типа особое внимание надо обращать на максимальную токовую защиту электродвигателя. Что же касается тепловой защиты, то ввиду того, что режим работы двигателя не вызывает опасности чрезмерного перегрева, наличие ее необязательно. Ниже приведена схема электропривода одноковшового экскаватора типа Э-1251А с ковшом емкостью 1,5 м3, оборудованного трехфазным асинхронным короткозамкнутым двигателем типа МА-146-2/4 мощностью 85 кет на 380/220 в (рис. 99).

Электрическая энергия подводится к вводной коробке, откуда направляется к кольцевому токоприемнику. От кольцевого токоприемника энергия поступает: к автомату, в цепи управления, сигнализации и прожекторного освещения, к автомату, в цепи внутреннего освещения и звукового сигнала и к автомату, в цепи питающей приводной двигатель экскаватора. Цепь управления пуском двигателя и прожекторами питается трехфазным трансформатором, понижающим напряжение до 127 в. Цепь внутреннего освещения с лампами, штепсельной розеткой и звуковым сигналом питается от однофазного трансформатора, понижающего напряжение до 24 в.

Управление электрической схемой осуществляется следующим образом. После подачи напряжения к установочным автоматам, что отмечается вольтметром, производят их включение. В результате включения автомата срабатывает реле, контакты которого подготовляют схему к работе.

При нажатии на кнопку «Пуск» включается контактор ускорения, двигатель пускается при введенных сопротивлениях в цепи статора. Реле времени обесточивается и через две секунды срабатывает. Вследствие Этого линейный контактор включается, а контактор ускорения выключается. Пусковые сопротивления в цепи статора выключаются и двигатель работает в нормальном режиме. При необходимости остановить двигатель нажимают на кнопку «Стоп».

Два наружных прожектора имеют лампы по 150 вт, а три лампы внутреннего освещения — по 40 вт.

Электрооборудование экскаваторов с многодвигательным приводом. В многодвигательном приводе обычно применяются трехфазные асинхронные двигатели с контактными кольцами. Электродвигатели подъемного и напорного механизмов работают как на естественной, так и на искусственной механических характеристиках, за счет изменения сопротивления в цепи ротора. При таком приводе мягкость механической характеристики достигается путем снижения скоростей, что приводит к уменьшению производительности экскаватора. Наличие постоянно включенного сопротивления в цепи ротора (последней ступени) приводит к потере энергии на нагрев сопротивления и требует соответствующего увеличения мощности электродвигателя.

Для электродвигателя поворота экскаватора опасность непредвиденного увеличения нагрузки отсутствует, ввиду чего включение буферного сопротивления в цепь его ротора не является обязательным. Электрическое торможение обычно достигается противовключением или применением механических тормозов с управлением тормозными магнитами.

Ниже приведена принципиальная электрическая схема привода одноковшового экскаватора с тремя трехфазными асинхронными электродвигателями с фазным ротором (рис. 100).

Регулирование скорости вращения двигателей производится при помощи пускорегулировочных сопротивле-слектрическая эне ний в цепи ротора. Роторные соке 1, откуда направл противления рассчитываются на ку 2. От кольцевого т режимы пуска и работы под на-к автомату 3, в цепи грузкой. На длительную работу, жекторного освещения т. е. при ПВ, равном 100%, рас-го освещения и звуков считывается только первая (бу-питающей приводной ферная) ступень сопротивления.

Двигатели подъема и поворота по схеме допускают реверсирование. Они имеют повышенную механическую прочность и обеспечивают работу в режиме проти-вовключения. Двигатель поворота обычно применяется в вертикальном фланцевом исполнении.

Асинхронный электродвигатель малопригоден в качестве привода подъемного и напорного механизмов, поскольку его жесткая механическая характеристика мало зависит от нагрузки. Включение постоянного буферного сопротивления для смягчения механической характеристики связано со значительной потерей энергии на его нагрев.

Приведенная выше схема электрооборудования экскаваторов известна как система ЭТР (электропривод на трехфазном токе с реостатным управлением).

Ввиду существенных недостатков многодвигательные приводы с асинхронными двигателями в настоящее время не используются на экскаваторах отечественного производства. Экскаваторы с ковшом емкостью 3—4 м3 и выше стали оборудовать многодвигательным приводом с двигателями постоянного тока.

Электрооборудование экскаваторов по схеме ТГД — трехобмоточный генератор — двигатель. Для электроприводов главных механизмов экскаваторов желательно иметь так называемую экскаваторную механическую характеристику. Такая характеристика на участке от М = 0 до М=2МН имеет почти прямолинейный характер с малым углом наклона к горизонтальной оси и резко снижается при превышении нагрузки на валу двигателя более 2МН (рис. 101).

Экскаваторная механическая характеристика позволяет эксплуатировать механизм до предельно допустимого момента с почти неизменяющейся производительностью. При нагрузке на вал свыше 2МН двигатель автоматически останавливается, чем осуществляется защита машины от возможных механических повреждений.

Механическая характеристика будет тем лучше, чем она более прямолинейна на участке нагрузки от М = 0 до М=2МИ. Для оценки формы механической характеристики введено понятие коэффициента заполнения k3 который представляет собой отношение площади 0АС, ограниченной осями координат и кривой характеристики, к площади прямоугольника ОАВС (см. рис. 101).

Экскаваторную механическую характеристику у приводного двигателя постоянного тока можно получить при питании его энергией от отдельного трехобмоточного генератора. Трехобмоточный генератор имеет три обмотки возбуждения: независимую (получающую питание от возбудителя), параллельную и последовательную. Первые две обмотки создают одинаковое направление магнитного потока, а третья — встречное направление. Пока э.д.с. генератора от результирующей намагничивающей силы лежит на насыщенной части характеристики намагничивания, двигатель работает на пологой части механической характеристики.

Рис. 101. Механическая экскаваторная характеристика

При больших нагрузках и токах Двигателя размагничивающее действие обмотки последовательного возбуждения значительно, что приводит к резкому снижению э. д. с. генератора и оборотов приводного двигателя.

Получение экскаваторной механической характеристики при помощи питания приводных двигателей от трехобмоточных генераторов в настоящее время заменяется более совершенными схемами, использующими электромашинные усилители — ЭМУ и электронную аппаратуру.

Ниже рассматривается электрооборудование экскаватора ЭКГ-4. Принципиальная электрическая схема приведена на рис. 102.

Основное электрооборудование экскаватора типа ЭКГ-4 состоит из пятимашинного преобразовательного агрегата и питающихся от него электродвигателей подъема, напора, поворота и хода. В преобразовательный агрегат входят: сетевой (приводной) электродвигатель, три генератора: подъема, напора и поворота — хода и генератор — возбудитель. Экскаватор имеет также отдельные двигатели небольшой мощности для открывания днища ковша и некоторые другие.

Обмотка статора приводного асинхронного электродвигателя с коротко-замкнутым ротором мощностью 250 кет дает возможность работать от двух напряжений —6 и 3 кв. Вал электродвигателя имеет два выведенных конца для соединения с генераторами электроприводов подъема, напора, поворота и с возбудителем. Исполнение —защищенное с двумя вентиляторами на валу.

Генераторы электроприводов подъема, напора и поворота (хода) на главных полюсах имеют по три обмотки: самовозбуждения, независимого возбуждения и последовательную противокомпаундную. Генератор поворота рассчитан на работу двух электродвигателей.

Рис. 102. Принципиальная однолинейная схема электропривода экскаватора ЭКГ-4
1 — гибкий кабель; 2 — кольцевой токоприемник; 3 — общий разъединитель; 4 — масляный выключатель; 5 — двигатель преобразовательного агрегата; 6 — трансформатор; 7 — выключатель; 8, 9 и Ю — генераторы, питающие двигатели механизмов подъема, поворота и напора; 11 — вспомогательный генератор-возбудитель; 12, 13 — двигатели вентиляторов; 14, 15, 16 — двигатели маслонасосов

Исполнение генераторов открытое с самовентиляцией. Все пять машин преобразовательного агрегата смонтированы на одной фундаментной плите и соединены муфтами.

Якорь возбудителя насажен на один вал с якорем генератора поворота. Общая длина агрегата около 5 м. Агрегат может работать при угле наклона оси его вала до 12°. Электродвигатели постоянного тока механизмов подъема, поворота, напора и хода являются специальным исполнением крановых электродвигателей и характеризуются повышенной перегрузочной способностью, малым маховым моментом и повышенной механической прочностью.

Исполнение электродвигателей механизмов подъема, напора и хода — горизонтальное, а два электродвигателя механизмов поворота — вертикальное.

Якоря соответствующих генераторов и электродвигателей имеют глухое соединение. Электродвигатели получают независимое возбуждение от возбудителя преобразовательного агрегата.

Якоря генераторов и электродвигателей снабжены противосыростной изоляцией класса В, а катушки — противосыростной изоляцией класса А.

Электродвигатели механизмов подъема и поворота установлены в кузове экскаватора, а напора, хода и открывания днища ковша — снаружи, на стреле и на нижней раме.

В главных цепях не предусматривается никаких переключений для пуска, регулирования скорости и т. п. Исключение составляет электродвигатель механизма открывания днища, который включается в сеть постоянного тока, питаемую возбудителем преобразовательного агрегата.

Операции пуска, торможения и регулирования скорости рабочих электродвигателей экскаватора, за исключением электродвигателя открывания днища, производятся изменением напряжения генераторов.

Изменение направления вращения рабочего электродвигателя производится изменением направления тока в обмотке независимого возбуждения генератора.

Изменение напряжения на зажимах каждого генератора, а следовательно, и на зажимах питаемых ими электродвигателей осуществляется за счет регулирова-

Нйя поля возбуждения соответствующего генератора. Взаимодействие обмоток возбуждения генераторов обеспечивает необходимые механические характеристики электроприводов экскаватора.

Переключения в цепях возбуждения производятся при помощи контакторов, катушки которых возбуждаются при замыкании их цепи контактами командоконт-роллера. Пуск сетевого (приводного) высоковольтного асинхронного электродвигателя осуществляется прямым подключением к высоковольтной сети.

Электрооборудование экскаваторов по схеме Г—Д с электромашинным управлением. Крупные экскаваторы имеют значительное количество двигателей, а их основные двигатели отличаются большой мощностью.

У экскаватора-драглайна ЭШ-15/90, имеющего ковш емкостью 15 м3, насчитывается около 50 электрических машин суммарной мощностью 7000 кет.

Значительное количество мощных электрических машин требует более совершенного управления электроприводами.

В крупных экскаваторах наиболее широкое применение нашли схемы управления с помощью электромашинных усилителей — ЭМУ.

Непрерывное регулирование при помощи ЭМУ повышает производительность экскаватора, снижает удельный расход электроэнергии, обеспечивает плавное протекание операций при управлении экскаватором, приводит к уменьшению величины пиковых токов, а также к упрощению и удешевлению аппаратуры автоматики. Первым отечественным мощным экскаватором с электромашинным управлением по системе ГД—ЭМУ является экскаватор-драглайн ЭШ-15/90.

Главные механизмы экскаватора имеют двухдвига-тельный привод. Якоря двиг ателей попарно соединяются последовательно и питаются от одного генератора постоянного тока.

Для привода механизма подъема и тяги применяются два электродвигателя мощностью 540 кет каждый; механизм поворота имеет два вертикальных двигателя мощностью 350 кет каждый.

Питание двигателя производится от преобразовательного агрегата, состоящего из:
– синхронного двигателя, мощностью 1600 кет, 6 ке, 1000 об/мин;
– двух генераторов мощностью по 1450 кет, 660 в, 1000 об/мин, предназначенных для питания электродвигателей механизмов подъема и тяги;
– генератора мощностью 770 кет, 900 в, 1000 об/мин питающего электродвигатели механизма поворота.

Вспомогательные механизмы, за исключением кранов, приводятся в действие асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Ниже, на рис. 103 дана электрическая схема управления одним из главных двигателей экскаватора с электромашинным управлением.

Управление генератором осуществляется регулированием тока возбуждения ЭМУ. В соответствии с количеством обмоток возбуждения схема управления имеет четыре узла (см. рис. 103), которые выполняют следующие функции: узел задающей обмотки 03 предназначен для создания основной намагничивающей силы (н. с.) усилителя и реверсирования; узел обратной связи по напряжению (обмотка ОН) служит для обеспечения отрицательной обратной связи по напряжению и снятия избытка н. е., создаваемой задающей обмоткой при форсировании переходных процессов; узел токоог-раничения ОТ ограничивает величину тока в силовой цепи; узел стабилизации ОС используется для демпфирования и устранения колебательных процессов в системе при переходных режимах.

В представленной на рис. 103 системе с обратной связью по напряжению и жесткой отсечкой по току обмотка возбуждения генератора ОВГ включена на якорь ЭМУ, имеющий четыре обмотки управления: 03 ОН, ОТ и ОС. Двигатель Д в этой схеме имеет одну ступень ослабления поля.

Схема электропривода экскаваторов с управлением при помощи магнитных усилителей. Схема с магнитным усилителем обеспечивает такие же внешние характеристики привода, как и схема с электромашинным усилителем.

Для управления приводом необходимо реверсирование тока возбуждения генератора, что не может быть выполнено с помощью одного магнитного ‘усилителя, так как ток на его выходе после выпрямления не может изменить направление. Эта задача решается с помощью двух магнитных усилителей, включенных по дифференциальной схеме. Усилитель имеет несколько обмоток управления, посредством которых осуществляются

Рис. 103. Схема электропривода одного из рабочих двигателей экскаватора ЭШ-15/90 с электромашинным управлением

Рис. 104. Схема управления электроприводом по системе Г — Д с магнитным усилителем

Независимая обмотка возбуждения ОВГ(Н) состоит из двух частей (двух полуобмоток). Управление током возбуждения независимой обмотки производится двумя магнитными усилителями 1МУ и 2МУ.


Читать далее:

Категория: - Электрооборудование строительных машин





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:


Статьи по теме::
Оказание первой помощи пострадавшим от поражения электрическим током
Требования техники безопасности, выполнение которых обязательно при эксплуатации электроустановок
Общие меры безопасности при эксплуатации электрических установок
Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током
Действие электрического тока на организм человека
Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования
Особенности электроснабжения установок с электрифицированным инструментом
Преобразователи частоты и понижающие трансформаторы
Электропривод компрессоров
Электропривод вентиляторов


Остались вопросы по теме:
"Электрооборудование экскаваторов с однодвигательным и многодвигательным приводом"
— воспользуйтесь поиском.


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