В магнитных контроллерах переключения производятся электромагнитными контакторами. В этом случае крановщик с помощью сравнительно небольшого, а значит, и не требующего значительных физических усилий, контроллера включает те или иные катушки контакторов. При прохождении тока по катушке контактора появляются магнитные силы, которые притягивают якорь контактора и контактную систему, связанную с ним.

Таким образом, при магнитных контроллерах крановщик подает только команды на контакторы и поэтому такие переключающие аппараты называются командоконтроллерами.

Для контроллеров различают два режима работы в зависимости от режима работы крана:
1) нормальный режим, характеризующийся числом включений в час не более 300, при этом пуск происходит более или менее плавно с толчками тока, не превосходящими 200% тока полной номинальной нагрузки двигателя;
2) тяжелый режим, характеризующийся числом включений в час от 300 до 600—1000. При тяжелом режиме имеет место кратковременный пуск, частые и быстрые реверсы и торможение.

Контроллеры барабанного типа применяются только для кранов с нормальным режимом работы. Для кранов с тяжелым и весьма тяжелым режимом применяются кулачковые и магнитные контроллеры.

Контроллеры различаются по величине в зависимости от мощности двигателя, которым они управляют. Для барабанных контроллеров допускается 300 включений в час, для кулачковых — 600, для магнитных — 1000.

Вся крановая аппаратура строится на напряжение 220 или 440 в на постоянном токе и 220, 380 или 500 в — на переменном.

Барабанные контроллеры

Барабанный контроллер состоит из чугунного литого корпуса, закрываемого снаружи стальным кожухом для предотвращения несчастных случаев и ожогов. Внутри корпуса помещается вертикальный стальной вал с укрепленными на нем медными контактами — сегментами. Между отдельными сегментами имеются воздушные промежутки. Вал вращается в двух подшипниках, укрепленных в нижней и верхней части контроллера. Против барабана на деревянной или стальной изолированной стойке укреплены неподвижные контакты (пальцы) с насаженными на них сменными контактами — сухарями. На верхний свободный конец вала надевается рычаг или маховичок, с помощью которого производится вращение вала контроллера.

Все провода, которые подходят к контроллеру (от сети, двигателя, сопротивлений), присоединяются к пальцам. Различные комбинации соединений подведенных проводов внутри контроллера осуществляются сегментами при повороте барабана. Поэтому количество сегментов и пальцев делается различным у разных типов контроллеров в зависимости от схемы соединений, которую хотят получить. В одной и той же кабине устанавливаются контроллеры разных типов или разных величин. Например, для наиболее мощного двигателя — двигателя подъема — устанавливается контроллер большей величины, чем для двух других двигателей — движения моста и движения тележки.

Сегменты, так же как и сухари, делаются съемными — во время работы контактные части подгорают и их можно менять, если контакт уже значительно сработался. При незначительных подгораниях контактов их зачищают наждачной бумагой или напильником с мелкой насечкой.

Контроллеры постоянного тока снабжаются особой искрогасительной катушкой, расположенной сбоку барабана и включаемой в цепь главного тока. Магнитное поле, образуемое этой катушкой, вытягивает пламя дуги, благодаря чему оно быстро гаснет.

Рис. 1. Барабанный контроллер

Для того чтобы электрическая дуга не перебросилась на соседние контакты, между ними ставят перегородки из асбестоцемента. Контроллеры переменного тока дугогасящими устройствами не снабжаются.

Каждое положение контроллера фиксируется храповой звездочкой, насаженной в верхней части его, под крышкой. В вырезы звездочки входит ролик, прижимаемый пружиной, удерживающий барабан контроллера в определенном положении.

Для перевода контроллера в следующее положение надо повернуть маховичок или рычаг, чтобы преодолеть силу пружины. Когда ролик войдет в следующий вырез звездочки, он опять плотно прижмется к ней и задержит дальнейшее движение. Сверху крышки имеется розетка, на которой указаны положения контроллера, а на маховичке или рычаге насажена маленькая стрелка-указатель, показывающая, в каком положении в данный момент находится барабан. Положения обозначаются цифрами и надписями: «Подъем», «Спуск», «Вперед», «Назад» и т. д. Барабан обычно имеет пять-шесть положений в обе стороны от нулевого положения, но при очень мощных двигателях число положений может доходить до девяти.

Рис. 2. Палец барабанного контроллера:
1 — положение сегмента при включении; 2 — сухарь; 3 — регулировочный винт; 4 — регулировочная гайка; 5 — пружина; 6 — зажим

Контроллеры типа КП (крановые постоянного тока) имеют симметричную схему без электрического торможения.

Контроллеры типа КПС (крановые постоянного тока) имеют несимметричную схему — на положении «Подъем» двигатель включается по нормальной пусковой схеме с последовательно замыкающимися ступенями сопротивлений в цепи якоря.

На положении «Спуск» двигатель включается по схеме «безопасного спуска» — обмотка возбуждения двигателя включена в сеть через добавочное сопротивление на всех положениях.

Рис. 3. Фиксирующий механизм контроллера:
1 — пружина; 2 — звездочка; 3 — ролик

Рис. 4. Разрез барабанного контроллера:
1 — кабельный наконечник; 2 — сегмент; 3 — сухарь; 4 — палец контроллера; 5 — пружина пальца

Контроллеры типа КТ (крановые трехфазные) применяются для трехфазных двигателей с фазовым ротором и имеют симметричную схему включения. На положении «Пуск» возможно электрическое торможение в генераторном режиме.

Контроллеры типа КТ-2006 предназначены для пуска и реверсирования Двигателей с короткозамкнутым ротором.

Контроллеры типа КТК по электрической схеме похожи на контроллеры типа КТ, но отличаются от них тем, что цепь статора двигателя переключается двумя магнитными контакторами, а не пальцами и сегментами контроллера.

Кулачковые контроллеры

При числе включений не более 240 и при мощностях двигателей до 80 кет на постоянном токе и до 100 кет на переменном применяются кулачковые контроллеры. В этих контроллерах на вал насажены профилированные кулачки, которые при повороте барабана нажимают на хвостовую часть подвижного контакта и осуа\ествляют этим замыкание или размыкание его с неподвижным контактом.

Контакты кулачковых контроллеров могут быть двух видов — нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Различные схемы электрических соединений в кулачковых контроллерах получают, устанавливая разное число контактов, кулачков и соединительных перемычек, сдвигая кулачки на разные углы по окружности.

Между отдельными контактами, так же как и в предыдущих, устанавливаются асбестоцементные перегородки. Искрогасительные катушки ставятся для каждой пары контактов отдельно. Управление кулачковыми контроллерами также производится с помощью рычага или маховичка.

Кулачковые контроллеры имеют конструкцию более массивную и дугогашение у них также более совершенное, чем у барабанных, поэтому они с успехом применяются при тяжелых условиях работы и больших мощностях двигателей.

Контроллеры типов НТ-51, НТ-101 и НТ-151 применяются для коммутирования статорных и роторных цепей трехфазных асинхронных электродвигателей с контактными кольцами и имеют одинаковые схемы замыканий для обоих направлений вращения.

На первом положении барабана контроллера обмотка статора включается в сеть, при этом в цепь ротора полностью введено пусковое сопротивление.

На последующих ступенях барабана производится последовательное замыкание ступеней пускового сопротивления. Реверсирование электродвигателя достигается переключением обмоток статора при повороте барабана в сторону обратного хода.

Торможение и остановка двигателя после его отключения от сети обычно осуществляется тормозом с приводом от электромагнита, включенного на зажимы статора электродвигателя.

Контакты цепи управления в контроллере предназначены для осуществления схем нулевой блокировки и конечной защиты. Контроллер типа НТ-53 применяется для коммутирования статорной цепи трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Он применяется для управления электродвигателями механизмов, не требующих регулирования скорости и момента привода. Контроллер имеет по одному рабочему положению барабана для каждого из направлений движения механизма, при которых обмотка статора непосредственно включается в сеть. Включение тормозного электромагнита, конечная защита и нулевая блокировка осуществляются аналогично схеме контроллера НТ-51.

Контроллеры типа НТ-52 и НТ-102 применяются в тех же случаях, что и контроллеры НТ-51 и НТ-101, но для одновременного управления двумя механически связанными трехфазными асинхронными электродвигателями с контактными кольцами. При этом контроллеры используются только для коммутирования роторных цепей и цепей управления.

Цепи статора в отличие от контроллеров НТ-51 и НТ-101 коммутируются электромагнитными контакторами.

Контроллер типа НТ-54 применяется для управления электродвигателями механизмов подъема в тех случаях, когда предъявляются особенно строгие требования к регулированию скорости на спуске. Схемой предусмотрена возможность получения пониженной скорости на спуске путем однофазного включения статора в сеть на первом положении контроллера. Следует иметь в виду, что при однофазном включении в обмотках статора протекает повышенный ток, вызывающий перегрев электродвигателя, поэтому этот контроллер можно применять при высоте подъема, не превышающей 5 м.

В остальном схема аналогична схеме контроллера НТ-51, за исключением того, что конечная защита предусмотрена только в сторону подъема.

Контроллеры постоянного тока серии НП применяются для управления электродвигателями последовательного, смешанного и параллельного возбуждения. Схема управления двигателями последовательного возбуждения наиболее часто применяется в крановых установках.

У контроллеров с одинаковой схемой замыкания для обоих направлений вращения на первом положении барабана обмотки двигателя подключаются к сети через полное пусковое сопротивление; параллельно якорю включено сопротивление для получения малой скорости вращения электродвигателя. На следующих положениях контроллера отключается параллельно включенное сопротивление и производится последовательное замыкание накоротко соответствующих ступеней пускового сопротивления.

Реверсирование электродвигателей последовательного возбуждения производится переключением обмотки якоря.

Контроллеры с неодинаковой схемой замыкания применяются исключительно с электродвигателями последовательного возбуждения для механизмов подъема.

На первом положении подъема обмотки электродвигателя включаются к сети через пусковое сопротивление. На последующих положениях производится последовательное замыкание накоротко соответствующих ступеней сопротивления.

На положениях спуска обмотки электродвигателя включаются по потенциометрической схеме. Реверсируется всегда обмотка якоря. Увеличение скорости пуска при переходе с одного положения на последующее достигается выведением ступеней сопротивления, включенного в цепь якоря, и введением сопротивления в параллельную ей цепь обмотки возбуждения.

При спуске легких грузов, не преодолевающих сопротивления механизмов, электродвигатель развивает момент, направленный в сторону спуска (двигательный режим).

Работая в генераторном режиме при спуске тяжелых грузов, электродвигатель, начиная с определенной скорости, тормозит груз, опускающийся под действием собственного веса. Контакты цепи управления в контроллере предназначены для осуществления схем нулевой блокировки и конечной защиты.

Для осуществления схемы конечной защиты и включения электромеханических тормозов в дополнение к контроллеру требуется электромагнитный контактор.