Электродвигатели серий МТК и МТ выпускаются на напряжение 220, 380 и 500 в. Мощность двигателей серии МТК — от 2,2 до 28 кет, скорость вращения — 750 и 1000 об/мин (синхронных). Мощность двигателей серии МТ от 2,2 до 125 кет, скорость вращения — 600, 750 и 1000 об/мин (синхронных). Мощность двигателей серии МП —от 2,5 до 130 кет, скорость вращения —номинальная— 420—130 об/мин (меньшая у двигателей большей мощности).

Для электроталей и установок непрерывного транспорта используются асинхронные двигатели общепромышленного исполнения. Широкое применение, в частности, находят двигатели с повышенным скольжением серий АС и АОС, с повышенным моментом серий АПИ и АОГ1, с контактными кольцами серий АК и АОК и др.

Наибольшее распространение в подъемно-транспортных машинах имеют двигатели с горизонтальным расположением вала. Двигатели фланцевого исполнения применяются в приводах механизмов передвижения кранов, электроталях и специальных лебедках; встроенные двигатели — в некоторых машинах непрерывного транспорта и электроталях.

В некоторых случаях двигатели выполняются как единое целое с редуктором и тормозным устройством. Примером подобного конструктивного исполнения являются двигатели с коническим статором и ротором, встроенные внутрь электрических талей. Двигатели с коническим ротором изготовляются мощностью от 0,25 до 30 кет.

Для подъемного механизма крановых установок промышленность выпускает специальные асинхронные двигатели с электромагнитным (вихревым) тормозом. В приводах транспортеров находят применение двигатели барабанного типа, в барабанах которых встроены редуктор и статор электродвигателя. Вращающийся барабан (ротор) приводит в действие ленту транспортера.

2. Контроллеры

В электроприводе строительных кранов применяются барабанные, кулачковые и магнитные контроллеры. Контроллеры барабанного типа постепенно выходят из употребления. Для тяжелых условий эксплуатации Крановых установок используются магнитные контроллеры, представляющие собой комплект оборудования, состоящий из командоконтроллера и станции управления (магнитной станции) — панели с установленными на ней контакторами, реле, рубильниками и предохранителями. Для управления крановыми двигателями передвижения и поворота применяют магнитные контроллеры типа ТН-60, для одновременного управления двумя двигателями — магнитные контроллеры типа ДТА-60, для регулирования скорости опускания груза — магнитные контроллеры типа ТСА-60. Командоконтроллер служит для управления магнитной станции — включения и выключения ее контакторов.

Ниже рассматриваются наиболее распространенные схемы управления двигателями с помощью контроллеров.

Схема управления асинхронным короткозамкнутым двигателем при помощи кулачкового контроллера НТ-53 (рис. 80).

С помощью контроллера НТ-53 производят непосредственное переключение в силовых цепях. Схемы контроллеров НТ-63 и ККТ-63 аналогичны схеме контроллера НТ-53. Они пригодны для управления механизмами в случаях, когда вследствие ненапряженного режима работы и небольших рабочих скоростей возможно использовать двигатели с короткозамкнутым ротором.

Перед пуском двигателя ручку контроллера устанавливают в положение 0. После этого подают к схеме питание, включая рубильник Р. Далее, нажимая на кнопку а Р. замыкают цепь управления (U—12—1—2—14— ’21) и включают главный линейный контактор Л. Затем нажатие на кнопку КР снимается, ток во вспомогательной цепи может протекать по параллельной цепи 12—18—5—4—12—14—15—16—21 или 12—18—3—4— 12—14—15—16—21. Устанавливая ручку контроллера в рабочее положение «Вперед», пускают двигатель в работу. Как видно на схеме, при таком положении ручки контроллера контакты К1 и КЗ замыкаются, что приводит к подаче питания фа‘зы Л1 к зажиму обмотки статора СЗ, а фазы ЛЗ к зажиму обмотки С1. При переводе ручки контроллера в положение «Назад» порядок питания двух фаз изменяется. Контакты К1 и К.2, замыкаясь, подают питание фазы Л1 (провод Л11) к обмотке статора С1, а контакты К4 и Кб, замыкаясь, — фазы ЛЗ (провод Л31) к обмотке статора СЗ.

Рис. 80. Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым сотором при помощи контроллера НТ-53

Если механизм не находится в одном из крайних предельных положений, то двигатель может вращаться в обоих направлениях; если же один из конечных выключателей (KB или КН) разомкнут, то движение возможно только в одном направлении, так как при разомкнутом KB разрывается цепь 18—5—4, а при разомкнутом КН — цепь 18—3—4.

Остановка двигателя производится поворотом ручки контроллера в нулевое положение. Двигатель также автоматически отключается от сети при наезде на один из конечных выключателей или при размыкании аварийного рубильника АВ. Защита двигателя осуществляется плавкими предохранителями и максимальными реле РМ. Нулевая защита осуществляется срабатыванием электромагнитной катушки линейного контактора JI. Повторный запуск двигателя может быть осуществлен лишь при возвращении ручки контроллера в нулевое положение. В случае необходимости параллельно двигателю может подключаться тормозной магнит или электрогидравлический тормоз.

Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи кулачкового контроллера НТ-54 (рис. 81).

Рассматриваемая схема, так же как и схема контроллеров серии ККТ-64, применяется для управления двигателями механизмов подъема, требующих регулирование скорости при опускании груза.

Рис. 81. Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи кулачкового контроллера НТ-54

Схема предусматривает максимальную защиту (реле РМ), нулевую защиту, конечное ограничение хода и нулевую блокировку. Линейный контактор JI и максимальное реле входят в комплект защитной панели. В схеме предусмотрен однофазный тормозной электромагнит ТМ.

Схемы управления асинхронными двигателями при помощи магнитных контроллеров.

В случаях, когда режим работы силовых контроллеров чрезмерно тяжелы, применяют магнитные контроллеры, что значительно облегчает работу крановщика.

Рис. 82. Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи магнитного контроллера серии ТС

Управления при помощи магнитного контроллера типа Т (рис. 82).

При включении выключателя 2Р в цепи управления и нулевом положении командоконтроллера замыкается катушка блокировочного реле РБ. Наличие замька-ющего (в нулевом положении командоконтроллера) контакта К1 позволяет производить пуск, начиная с нулевого положения командоконтроллера, иначе включить остальную часть схемы из-за контакта реле РБ нельзя. В первом положении «Вперед» замыкается контакт командоконтроллера К4 и получает питание катушка контактора В. Это может иметь место в тех случаях, если механизм находится не в -предельном положении хода «Вперед» и конечный выключатель KB замкнут. Статор двигателя подключается вместе с тормозным магнитом ТМ, открывающим тормоз. В первом положении сопротивление включено в цепь ротора полностью, во втором с включением контактора Я сопротивление уменьшается, затем по мере поворота контроллера замыкаются ступени ускорений У/, 2У, ЗУ и 4У.

Для смягчения механической характеристики двигателя небольшая часть сопротивления в каждой фазе (Р\—Рь, Р2—Рб’, Рз—Рв) остается включенной.

Первое положение магнитного контроллера Т может быть использовано для торможения противовклю-чением. Все остальные ступени контроллера используются как пусковые и регулировочные.

Контроллер предназначен для механизмов передвижения и поворота, и поэтому все основные рабочие части механических характеристик расположены в первом квадранте.

2) Управление при помощи магнитного контроллера типа ТС (рис. 83).

Эта схема в отличие от схемы Т имеет при движении вниз два тормозных положения (торможение противо-включением). При спуске груза двигатель включен на подъем, но фактически происходит движение груза вниз (под действием его веса).

Создаваемый двигателем тормозной момент не дает в этом случае грузу падать. Торможение используется только при значительных грузах; малый груз не способен преодолеть стремление двигателя вращаться в сторону движения груза вверх, поэтому вместо спуска на первых положениях будет наблюдаться подъем. В силовых кулачковых контроллерах, чем ближе к нулевому положению и, следовательно, чем большее сопротивление включено в роторную цепь, тем больше скорость одного и того же груза. Во избежание этого в панелях ТС выполнена блокировка блок-контактами Н и 4 У (8—27), не позволяющая контактору 4У отпасть, пока не разорвется цепь К8 или не отпадет контактор Н.

Рис. 83. Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи магнитного контроллера типа ТС

При включении двигателя по схеме панели ТС на спуск на тормозных положениях может фактически происходить движение вверх; конечный выключатель включен так, что он в этом случае способен отключить двигатель при переходе предельного верхнего положения.

Для предупреждения включения контактора В при полностью выведенном пусковом сопротивлении ротора служит включенный последовательно с катушкой В блок-контакт контактора 4У. Пока замкнут контакт 4У и зашунтироваио почти все сопротивление роторной цепи, включить двигатель в тормозной режим невозможно. В дальнейшем блок-контакт 4У размыкается, но это не вызывает отключения двигателя, так как цепь уже зашунтирована блок-контактом В (20—21). Тормозной магнит ТМ включается в панелях ТС специальным контактором М. Крутые механические характеристики в первом и втором положении тормозного спуска дают неустойчивое регулирование скорости привода при спуске; даже изменение потерь в механизме в процессе спуска вызывает значительное изменение рабочей скорости. Относительно небольшое изменение величины спускаемого груза дает на том же положении контроллера не только большое изменение скорости, но даже—при малых грузах — подъем вместо спуска. Контроллер по зволяет работать в режимах силового спуска (при малых грузах и больших потерях в механизмах) и генераторного сверхскоростного спуска (пятое положение спуска).

Схема управления асинхронным двигателем с электромагнитным вихревым тормозом (вихревым тормозным генератором)

Электромагнитные (вихревые) тормозы выполняются или в виде отдельной машины, сочлененной с двигателем подъема, или располагаются консольно на валу двигателя. Тормоз создает дополнительный нагрузочный момент, исключая таким образом режимы холостого хода и стабилизируя величину нагрузки двигателя подъема. При опускании груза с его помощью создается тормозящий момент, достаточный для регулирования скорости опускания и получения малых монтажных скоростей.

Основное электрооборудование при этом состоит из двигателя — вихревого тормоза, ящика пусковых сопротивлений, электрогидравлического тормоза, командоконтроллера и селеновых выпрямителей.

На рис. 84 приведена принципиальная схема электропривода грузовой лебедки с вихревым тормозным генератором. Такая схема применена на башенных кранах КБ-40, КБ-60, КБ-100 КБ-160. Ниже рассматривается работа схемы.

Первое положение подъема соответствует пусковому режиму. Совместная работа двигателя и тормозного генератора позволяет выбирать слабину каната со скоростью 10—20% ломинальной.

Во втором положении подъема производится разгон двигателя путем выведения части роторного сопротивления. Тормозной генератор на этом положении командокон-троллера не работает.

В третьем положении подъема пусковое сопротивление в цепи ротора выводится и двигатель работает на максимальной скорости. Тормозной генератор находится в отключенном состоянии.

Первое положение спуска соответствует работе двигателя с полным сопротивлением в цепи ротора и включенным тормозным генератором, что обеспечивает низкую посадочную скорость при опускании больших грузов.

Во втором положении спуска часть сопротивления роторной цепи выводится, тормозной генератор находится во включенном состоянии, что позволяет осуществлять посадку различных грузов.

В третьем положении спуска тормозной генератор отключается, а в цепи ротора остается небольшое добавочное сопротивление. При опускании небольших грузов скорость двигателя ниже синхронной, а при грузах большого веса она может превысить последнюю. Третье положение является основным при опускании груза. В первом и втором положениях командоконтроллера осуществляется окончательная посадка груза.

Рис. 84. Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором и вихревым тормозным генератором
ДП — электродвигатель механизма подъема: 77, С — контакторы реверса; 1У—ЗУ — контакторы ускорения; Г — контактор генератора; РМП, РМВ, РМК, РМС — блок максимальных реле; РТ — реле торможения; РУ — реле ускорения; ГС — сопротивление цепи генератора; АВ — аварийный выключатель; KB — конечный выключатель; 777 — тормоз электрогидравличеокий

Реле ускорения РУ выполняет автоматический пуск двигателя. Выдержка времени при закорачивании реле на спуске благодаря сопротивлению 2ДС -меньше, чем на подъеме. Реле торможения РТ создает форсировку тока возбуждения тормозного генератора в динамическом режиме в момент перехода с третьей позиции спуска.

Электрогидравлический тормо‘з включен так, чтобы его колодки были разжаты на всех позициях подъема и спуска.

Привод с вихревым тормозным генератором дает возможность осуществлять регулирование скорости в широких пределах как при опускании, так и при подъеме груза, независимо от его веса.

Схема управления двигателем постоянного тока при помощи кулачкового контроллера НП-102 (рис. 85).

Рис. 85. Схема управления двигателем постоянного тока при помощи кулачкового контроллера НП-102

Рассматриваемая схема предназначена для управления двигателем подъема. В схеме предусмотрен конечный выключатель для направления движения вверх. В нулевом положении контроллера при помощи замкнутого в этом положении контакта (нижний на схеме) создается цепь электрического торможения, состоящая из якоря (Я1—Я2), дополнительных полюсов ЦП, главных полюсов ПО и сопротивления (Р8—Р7). Верхние контакты 1—2 замкнуты в нулевом положении контроллера и служат дЛя осуществления нулевой блокировки. Через них в нулевом положении всех контроллеров крана происходит замыкание цепи катушки общего линейного контактора. Если хотя бы один из контроллеров находится не в нулевом положении, линейный контактор не может быть включен. Нулевую блокировку легко проследить на схемах контроллеров и Защитных панелей, также на полных схемах кранов. После вывода контроллеров из нулевых положений цепь нулевой блокировки шунтируется ‘блок-контактом линейного контактора. Контроллер НП-102 имеет несимметричную электрическую схему. В положении спуска якорь двигателя включается параллельно электрической цепи, состоящей из обмотки главных полюсов и части сопротивления. В этом легко убедиться, проследив соединения в первом положении спуска: +JI—ПО—Р6—Р1—Л и параллельно этой цепи +Л—ДП—Я2—Я1—Р7—Р8—РЗ— —Р1—Л. В последующих положениях контроллера точка присоединения второй цепи меняется и изменяется сама величина сопротивлений, так как постепенно переключаются контакты Р6, Р5, Р4, РЗ, Р2 и Р1.

Схема дает возможность кроме двигательных режимов иметь при подъеме грузов тормозные положения с регулированием скорости, а также положения силового спуска, необходимые для подъема грузов малого веса.

3. Командоаппараты

Командоаппараты предназначаются для воздействия на вспомогательные цепи управления и защиты. К ним относятся кнопочные станции, командоконтроллеры, путевые, конечные и аварийные выключатели.

Кнопки управления выполняются замыкающими (3) или размыкающими {Р), одно- и многоцепными, ручными и ножными. Специальные кнопки исключают возможность запуска механизма без ключа. Из отдельных кнопок управления комплектуются кнопочные станции.

КомандоконтроЛЛёрЫ предназначаются Для слож^ЫХ переключений в цепях управления. Они могут иметь значительное число положений и большое число цепей управления (в стандартных исполнениях 6 и 12). Ко-мандоконтроллеры КК-8000, предназначенные для управления рабочими органами механизма крана, встраиваются в кресло крановщика.

Командоаппараты могут управляться вручную, при помощи ножной педали, вспомогательным двигателем — серводвигателем или самим управляемым механизмом. В последнем случае специальные кулачки или рейки воздействуют на аппарат при переходе через определенные участки пути или после определенного числа оборотов барабана (путевые или конечные выключатели).

Аварийные выключатели служат для мгновенного разрыва основных цепей управления при необходимости быстрой остановки и обесточивания крана, конвейера и т. д. Иногда на одном подъемно-транспортном сооружении устанавливается несколько аварийных выключателей, последовательно включенных в цепь управления.

Конечные выключатели служат для ограничения хода механизмов подъема, передвижения тележек, мостов и башен кранов. В большинстве случаев они имеют контакты, размыкающиеся при переходе механизма через предельные положения. Контакты конечных выключателей в большинстве случаев находятся в цепи катушек контакторов. Конечные выключатели разделяются на тип КУ, действующие при наезде выключающей линейки, каната или груза, и на тип ВУ, действующие при повороте вала на определенный угол. Для целей блокировки используются также рычажные маломощные выключатели типа В-10.

4. Аппаратура управления тормозами

Для управления тормозами подъемно-транспортных машин обычно служат тормозные электромагниты, электрогидравлические и центробежные толкатели и серводвигатели.

Тормозные электромагниты бывают однофазные и трехфазные. Они характеризуются рабочим напряжением, относительной продолжительностью включения катушки, ходом или углом поворота, тяговым усилием (или моментом) якоря и допустимым числом включений магнита. Включаются тормозные магниты вместе с двигателем и производят растормаживание тормоза; при отключении двигателя тормозной электромагнит мгновенно обесточивается и тормоз замыкается под действием пружины.

Рис. 86. Однофазный электромагнит типа МО 1 — магнитопровод в виде П-образ-ного сердечника; 2—боковые стойки для крепления электромагнита к тормозной системе; 3 — катушка; 4 — якорь; 5 — неподвижная ось; 6 — планка; 7 — тормозной шток

По условиям нагрева тормозные электромагниты, работающие в повторно-кратковременном режиме, допускают до 900, а при длительном режиме до 300 включений в час. В наиболее ответственных случаях, при тяжелом режиме работы и большом числе включений, однофазные магниты Заменяют магнитами постоянного тока, питаемыми через выпрямители.

Общим недостатком тормозных электромагнитов переменного тока является то, что катушки их сгорают в тех случаях, когда электромагнит включен, но не смог но какой-либо причине (например, из-за заклинивания) втянуть свой якорь. Большой ток включения катушка выдержать длительно не может. Другим недостатком тормозных электромагнитов как переменного, так и постоянного тока является то, что в начале движения якоря, когда требуется наибольшее усилие, тяговые характеристики электромагнита обеспечивают наименьшую силу; в конце же хода нужно уменьшение усилия для ослабления удара, а электромагнит развивает наибольшую силу.

Толкатели. В связи с указанными недостатками тормозных электромагнитов для управления механическими тормозами широко используют электрогидравличе-ские и электромеханические толкатели и серводвигатели (тормозные двигатели).

Электрогидравлические толкатели используются в пружинных и колодочных тормозах серии ТТ. Они допускают до 720 включений в час. Толкатель снабжен двигателем с коротко-замкнуты» ротором, .вращающим крыльчатку в цилиндре с маслом. Вращение крыльчатки создает давление масла, не зависящее от направления вращения двигателя. Давление масла вызывает движение поршня, передаваемое через траверсу тормозу.

Толкатели обеспечивают надежное и плавное управление процессом торможения, регулирование скорости крановых механизмов. Для этого двигатели толкателей приключаются к ротору приводного двигателя; питаясь током пониженной частоты, двигатель толкателя развивает неполное число оборотов, тормоз не открывается полностью и, притормаживая механизм, снижает его скорость. Такая система является автоматической импульсной системой регулирования скорости.

5. Крановые сопротивления