Грузоподъемные лебедки подъемников, у которых необходимо регулировать скорости подъема и опускания груза, приводят в действие асинхронными электродвигателями с фазным ротором. Эти двигатели обладают мягкой механической характеристикой, которая отличается значительным изменением частоты вращения ротора при изменении момента нагрузки на валу двигателя.

Пуск, остановку и реверсирование трехфазных асинхронных электродвигателей выполняют с помощью трехполюсных магнитных пускателей и КНОПОК управления. Для изменения направления вращения ротора трехфазного асинхронного двигателя Достаточно поменять местами любые две фазы, питающие обмотку его статора. Это достигается применением второго магнитного пускателя, который подключают определенным образом к питающей сети и обмотке статора двигателя. Катушка этого магнитного пускателя получает напряжение через вторую кнопку управления, обусловливающую заданное направление вращения двигателя.

На рис. 66 приведена принципиальная электрическая схема реверсирования двигателя с двумя трехполюсными магнитными пускателями и двумя кнопками управления с самовозвратом. Этими кнопками обеспечиваются пуск, остановка и реверсирование трехфазного асинхронного электродвигателя. Буквами А, В, С на схеме обозначены три провода трехфазного переменного тока напряжением 380 В с частотой 50 Гц, буквой N — нулевой глухозаземленный провод.

Рис. 66. Принципиальная схема управления асинхронным трехфазным двигателем с короткозамкнутым ротором при помощи двух магнитных пускателей

При нажатии на любую из кнопок один ре контакт замыкается, а другой размыкается, следовательно, одновременное включение обоих пускателей невозможно, даже если случайно нажать на обе кнопки.

Шахтный бетоноподъемник БП-0,5 и грузопассажирские подъемники ПГС-800 я. МГП-1000 имеют регулируемые скорости подъема и опускания грузонесущих органов. С этой целью для привода грузоподъемных лебедок этих подъемников используют асинхронные электродвигатели с фазным ротором и один из ниже описываемых способов регулирования частоты их вращения. В результате двигатель работает на искусственной механической характеристике, при которой можно изменять частоту вращения ротора в сравнительно больших пределах. Это вполне обеспечивает необходимую плавность разгона и остановки грузонесущих органов при повышенных скоростях их передвижения.

Рис. 67. Управление асинхронным электродвигателем с фазным ротором при помощи магнитного контроллера:
а — принципиальная схема управления с помощью магнитного контроллера и пускорегулирующих сопротивлений, б — механическая характеристика двигателя при управлении магнитным контроллером

На бетоноподъемнике БП-0,5 использован способ регулирования частоты вращения двигателя за счет ступенчатого изменения величины сопротивлений, включаемых в цепь его ротора. На подъемнике ПГС-800, помимо этого, еще применяют способ притормаживания двигателя с помощью тормозного вихревого генератора. Это обеспечивает более стабильные скорости подъема и опускания как груженой, так и порожней кабины подъемника. Однако этот способ имеет недостаток из-за того, что тормозной генератор имеет малую продолжительность включения — ПВ = 5%, что в пять раз меньше, чем у работающего совместно с ним двигателя. Это ограничивает время использования подъемника на малых скоростях передвижения кабины, что снижает его эксплуатационные показатели. На подъемнике МГП-1000 двигатель притормаживают другим способом — с использованием асинхронной тормозной машины и динамического торможения.

Принципиальная схема управления двигателем с помощью пускорегулирующих сопротивлений в цепи фазного ротора и магнитного контроллера показано на рис. 67.

Следовательно, при постоянной нагрузке на валу двигателяот поднимаемого груза частота его вращения будет возрастать при уменьшении сопротивления в цепи ротора и уменьшаться при увеличении сопротивления. Когда двигатель включен на спуск, то груз не только преодолевает силы трения, но и стремится ускорить вращение двигателя в направлении спуска. Частота вращения двигателя очень быстро достигает синхронной, после чего двигатель начинает работать как генератор, преодолевая момент (усилие) груза, т. е. тормозя механизм. Если сопротивление в цепи ротора двигателя даже полностью закорочено, то скорость опускания груза будет на 5—10% больше той, которая соответствовала бы работе двигателя на синхронных оборотах. При увеличении сопротивления в цепи ротора двигателя скорость опускаемого груза будет увеличиваться, так как двигатель при этом будет являться как бы менее мощным тормозом. Таким образом, частоту вращения барабана грузоподъемной лебедки можно регулировать изменением сопротивления в цепи ротора двигателя только при подъеме сравнительно тяжелого груза. При подъеме легкого груза или порожнего грузонесущего органа скорость этим способом практически не регулируют. При спуске как порожнего грузонесущего органа, так и груженого, его скорость всегда близка к синхронной или чуть больше ее при закороченном сопротивлении ротора и увеличивается при включении (увеличении) этого сопротивления.

На бетоноподъемнике БП-0,5 применен принцип описанной схемы регулирования работы двигателя, но роль магнитного контроллера выполняется отдельными магнитными пускателями с кнопками управления Подъем, Спуск и Стоп, а также тремя реле времени. После нажатия на кнопку Подъем автоматически через реле времени последовательно с заданными интервалами времени срабатывают три дополнительных магнитных пускателя. Они закорачивают своими контактами резисторы в цепи ротора двигателя. При этом увеличивается скорость поднимаемого груза. Скорость спуска грузонесущего органа на этом подъемнике не регулируется. Описанный способ регулирования скорости подъема груза —наиболее простой, дешевый и вполне соответствует условиям работы подъемника БП-0,5: масса поднимаемого груженого ковша стабильна, а для опускания порожнего ковша регулирование скорости не требуется.

К грузопассажирским подъемникам, например ПГС-800, предъявляют более высокие требования по регулированию скорости подъема и спуска как груженой, так и порожней кабины, поэтому для регулирования частоты вращения грузоподъемной лебедки используют более сложное устройство с тормозным генератором.

В схеме со ступенчатым регулированием и фиксированием в переходных режимах скорости движения кабины подъемника ток возбуждения тормозного генератора должен быть такой величины, которая необходима для работы с кабиной номинальной массы.

Рис. 68. Управление асинхронным электродвигателем с фазным ротером с помощью тормозного генератора при ступенчатом изменении тока возбуждения:
а — принципиальная электрическая схема, б — механическая характеристика привода при ступенчатом регулировании тока возбуждения

Рассмотрим работу этой схемы (рис. 68). При нулевом положении контроллера обмотка возбуждения тормозного генератора замкнута через резистор R2 и катушку реле времени Р1. Реле времени имеет такое большое сопротивление, при котором ток в обмотке возбуждения будет столь малым, что тормозной генератор практически не сможет создать тормозного момента. Реле времени Р2 включено через резисторы R3 и R4, а его, контакт в цепи катушки Кб разомкнут.

При третьем положении спуска остаются включенными контактор К2 и контактор К4. Контактор КЗ выключается, отключая тормозной генератор и замыкая своим блок-контактом цепь катушки К5. Контактор К5 при этом закорачивает вторую ступень резистора R1, а блок-контактом шунтирует катушку реле Р2. Контакт Р2 с выдержкой времени 0,3 с замкнет цепь катушки Кб. Контакт Кб закорачивает последнюю ступень резистора R1 и электродвигатель переходит- в генераторный режим. Скорость спуска при этом возрастает до максимальной величины и привод работает на характеристике ЗС.

В первом положении подъема совместная работа тормозного генератора Г и электродвигателя M1 с закороченной ступенью резистора R1 обеспечивает работу привода на малой скорости, т. е. на характеристике 1П.

Во втором и третьем положениях подъема тормозной генератор отключен, а электродвигатель, в цепи ротора которого последовательно закорачиваются ступени резистора R1, обеспечивает увеличение скорости привода при его работе соответственно на характеристиках 2П и 3П. Контактор К6 включается автоматически, как и при работе привода на спуск, но выдержка времени реле R2 увеличивается примерно вдвое, так Как в цепи катушки реле будет закорочен резистор R4. Цепи катушек К2 и КЗ имеют электрическую блокировку, обеспечивающую одновременное отключение контакторов К2 и КЗ. Этим исключаются провалы опускающегося груза, возможные в момент отключения привода.

Для грузопассажирского подъемника МГП-1000 применена схема регулирования его скорости, разработанная заводом Динамо (рис. 69, а). В этой схеме увеличивается продолжительность включения тормозной машины и улучшаются . механические характеристики работы грузоподъемного механизма.

Двигатель привода грузоподъемной лебедки M1 с фазным ротором и тремя парами полюсов механически связан с тормозной машиной М2, представляющей, собой трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, но с двенадцатью парами полюсов. Эта схема работает следующим образом.

В первом положении подъема замыкаются соответствующие контакты командоконтроллера. При этом включаются контактор KS и магнитные пускатели К6, К3, К1, с помощью которых включается на подъем двигатель M1 и включаются тормозная машина М2 и тормозной электромагнит ЭМ1. Совместная .работа двигателя M1 с полным сопротивлением резистора R2 в роторной цепи и тормозной машины М2 обеспечивает работу привода грузоподъемной лебедки на минимальной скорости, соответствующей характеристике 1П (рис. 69, б).

Во втором положении подъема размыкается цепь катушки К1-Пускатель К1 отключает тормозную машину и блок-контактом К1 включает пускатель К4 который закорачивает часть резистора R2 и отключает катушку реле времени РВ1. Обороты двигателя M1 с частично закороченным резистором R2 увеличиваются, и привод работает на характеристике 2П.

Рис. 69. Управление асинхронным электродвигателем с фазным ротором с помощью асинхронной тормозной машины:
а — принципиальная электрическая схема, б — механическая характеристика привода

В третьем положении подъема через блок-контакты К5, КЗ и РВ1 включается пускатель Кб, который закорачивает вторую ступень резистора R2, а своим блок-контактом размыкает цепь катушки реле РВ2. Отпадающие с выдержкой времени контакты реле времени РВ2 замыкают цепь катушки К7 и его контакты К7 закорачивают последнюю ступень резистора R2. Двигатель при этом увеличивает свои обороты и работает на характеристике ЗП.

В первом положении спуска замыкаются соответствующие контакты B1-3, B1-9, B1-10 и включают контактор К10 и пускатели KW, КЗ и Кб. Двигатель M1 при этом работает в режиме динамического торможения. В цепь ротора этого двигателя введено две ступени резистора R2. Тормозная машина М2 включена в направлении спуска. Совместная работа тормозной машины М2 и двигателя M1 в режиме, динамического торможения, обеспеченном подпиткой обмотки его статора постоянным током через выпрямитель Bnl, обеспечивает работу привода лебедки на минимальной скорости по характеристике 1С (см. рис. 69, б).

Во втором положении спуска в цепь ротора двигателя M1 вводится полное сопротивление резистора R2. Совместная работа тормозной машины М2 и двигателя Ml в режиме динамического торможения, но уже с полным сопротивлением резистора R2 в цепи ротора обеспечивает работу привода лебедки на средней скорости по характеристике 2С.