Електрически задвижвания с асинхронни фазови двигатели и спиране със свързване

Доскоро електрическите задвижвания с асинхронни фазови двигатели поради своята простота на изпълнение са най -широко използвани за кранови електрически задвижвания, особено за механизми за пътуване. В повдигащите механизми тези електрически задвижвания все по-често се заменят със системи с динамично спиране със самовъзбуждане. Пълните електрически задвижвания се извършват въз основа на използването на асинхронни кранови двигатели с фазов ротор, когато се управляват от регулатори на мощност KKT60 и контролни панели TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Електрическите задвижвания с контролери за захранващи кулачки и панели TA, DTA (за механизми за движение) и TCA (за повдигащи механизми) с вериги за управление на AC се използват за кранове с общо предназначение, а с панели K, DK (движение) и KS (повдигане) — с управляващи вериги с постоянен ток за металургични кранове.

Особеностите на използването определят и някои разлики в конструкцията на тези панели. Панелите K и KS имат индивидуална защита, докато за панелите TA и TCA основната верига е с обща защита, поставена на отделен защитен панел, в DC панели за дву- и многомоторни електрически задвижвания, разделяне на силовите вериги на двигателите е предвидено за повишаване на надеждността на системата, има и други разлики.

Обхватът на мощността, обхванат от електрическите задвижвания и контролерите на захранващите гърбици, е от 1,7 до 30 kW и се увеличава до 45 kW с добавянето на реверсор на контактор и с контролни панели от 3,5 до 100 kW за механизми за движение и от 11 до 180 kW за повдигане механизми (мощностите са посочени за 4M режим на работа с работен цикъл = 40%).

Методите за управление на скоростта и режимите на спиране, използвани в разглежданите електрически задвижвания, определят техните ниски управляващи и енергийни свойства. Характерна особеност на такива системи е липсата на стабилни кацащи и междинни скорости и големи загуби в резисторите за стартиране. Като цяло обхватът на управление на тези електрически задвижвания не надвишава 3: 1, а еквивалентната ефективност за 4M режим е около 65%.

Схеми на електрическо задвижване за повдигащи механизми. Схемата на електрическото задвижване с гърбичния контролер KKT61 е показана на фиг. 1. Близо до него в конструкцията е електрическата задвижваща верига с контролера KKT68, при която в статорната верига се използва реверсор на контактор, а освободените контакти на контролера се използват за паралелно свързване на съпротивленията в роторната верига. Механичните характеристики на електрически задвижващ механизъм с гърбични контролери са показани на фиг. 2.

Ориз. 1. Схема на електрическото задвижване на повдигане с гърбичен контролер KKT61

При конструирането на механичните характеристики на разглежданите електрически задвижвания важен въпрос е изборът на стойността на началния начален въртящ момент (характеристики 1 и 1 ‘) От една страна, от гледна точка на намаляване на импулсния момент по време на ускорение и осигуряване на кацане скорости при понижаване на леките товари, е желателно да се намали началният въртящ момент. От друга страна, прекомерното намаляване на първоначалния въртящ момент може да доведе до понижаване на тежки товари в позициите за повдигане и възникване на прекомерни скорости при тяхното спускане. За да се избегне това, началният въртящ момент трябва да бъде около 0,7 Mnom.

Ориз. 2.Механични характеристики на електрическото задвижване съгласно схемата на фиг. 1

На фиг. 2, въртящият момент на двигателя при работен цикъл = 40% се приема за номинален. След това в работния цикъл = 25% от първото положение на контролера, характеристика 1 ‘ще съответства на началния въртящ момент, равен на Mn при работен цикъл = 40%. съответно втората позиция — характеристика 2 ‘. За да се гарантира това, баластните резистори имат кранове, които позволяват да се заобиколи част от съпротивлението на последния етап.

Ориз. 3. Схема на задвижването на електрически подемник с TCA панела.

В диаграмата на фиг. 1 контакта SM2, SM4, SM6 и SM8 на контролера извършват обръщане на двигателя, контактите SM7 и SM9 — стъпки на резистора на SM12, контакти SM1, SM3 и SM5 се използват в защитни вериги. Едновременно с двигателя се активира спирачната намотка YA. Във веригата с контролера KKT61, за да се намали броят на използваните гърбици, се използва асиметрично свързване на резистори, а във веригата с KKT68, броят на контактите на контролера позволява симетрично превключване.

Електрическото задвижване е защитено със защитен панел, който съдържа линейния контактор KMM, превключвателя за захранване QS, предпазителите FU1, FU2 и максималния релеен блок KA. Крайната защита се осигурява от превключватели SQ2 и SQ3. Схемата на контакторната бобина KMM включва контактите на бутона SB ON, аварийния превключвател SA и блокиращите контакти на SQL люка.

На фиг. 3 показва диаграма на задвижване на електрически подемници с контролен панел TCA. Електрическите задвижвания с KS панели са изградени по същите принципи. Разликите са, че при тях веригата за управление е направена на постоянен ток, а защитните устройства, включително линейния контактор KMM, прекъсвача QS1, максималните релета KA, предпазителите FU1 и FU2 са разположени директно върху панела, а защитата е индивидуална, а при електрическите задвижвания с панели TCA използва защитен панел.

Трябва да се отбележи, че за критични електрически задвижвания е произведена и модификация на панели с променливотоково управление от типа TSAZ. Електрическите задвижващи вериги с контролни панели осигуряват автоматично стартиране, обръщане, спиране и стъпаловиден контрол на скоростта въз основа на характеристиките на реостата на двигателя.

В диаграмата на фиг. 3 приети обозначения: KMM — линеен контактор; KM1V и KM2V — насочени контактори; KM1 — спирачен контактор YA; KM1V — KM4V — ускорителни контактори; KM5V — опозиционен контактор. Защитата засяга KH релето.

Механичните характеристики на задвижването са показани на фиг. 4. В позициите за повдигане стартирането се извършва под контрола на релетата за време KT1 и KT2, докато характеристиката 4’P не е фиксирана. В позициите на спускане се извършва регулиране на характеристиките на опозицията 1C и 2C и характеристиката на ZS, върху която, в зависимост от теглото на товара, двигателят работи в режим на спускане на мощност или генератор спиране. Преходът към характеристиките на ЗС се извършва съгласно характеристиките З’С и 3 «С под контрола на релето за време.

Ориз. 4. Механични характеристики на електрическото задвижване съгласно схемата на фиг. 3.

В схемите на панели, произведени преди 1979 г., се използва еднофазен режим на спиране за понижаване на малки натоварвания, осъществяван с помощта на допълнителни контактори. Този режим на фиг. 4 съответства на характеристиката О. След овладяване на панелите с динамично спиране, разгледани по -долу, този режим е изключен в панелите TCA и KS. За да намали натоварването на характеристиките на опозицията 1C и 2C, операторът трябва да натисне педала SP, когато дръжката на контролера е поставена в подходящото положение. Управлението на педалите е принудено с меки механични характеристики поради възможността за повдигане на товара, вместо за спускане.

Ориз. 5. Схема на двумоторно електрическо задвижване на механизма за движение с гърбичен контролер KKT62

Електрическото задвижване се превключва в режим на контрапревключване не само при спускане на товари, но и при спиране от спускащите се позиции, като в първото и второто положение това става чрез натискане на педала. В същото време, по време на задържане на релето KT2, заедно с механично спиране, се осигурява и електрическо спиране при характеристиката 2C. В допълнение към посоченото реле, KT2 контролира и правилното сглобяване на веригата. В схемата на TCA панелите спирачната намотка YA е свързана към променливотоковата мрежа чрез контактора KM1.Спирачните магнити с променлив и постоянен ток могат да се използват в KS панели. В последния случай спирачката се задейства, както е показано по -долу при разглеждане на DC панелите.

Ориз. 6. Схема на двумоторно електрическо задвижване на механизма за движение с панел DK

В диаграмата на фиг. 3, заедно с обичайното свързване на резистори, е показано и тяхното паралелно свързване, което се използва в случаите, когато натоварването надвишава допустимото за контакторите на ротора.

Схеми на електрически задвижвания на механизми за движение. Схемите на електрически задвижвания на механизми за движение с гърбични контролери се изпълняват в едно- или двумоторна конструкция. Дизайнът с един двигател с контролера KKT61 е напълно подобен на диаграмата на фиг. 1. Схема на двумоторно електрическо задвижване с контролер KKT62 е показана на фиг. 5.

Принципите на работа на веригите с контролерите KKT6I и KKT62 са едни и същи: контактите на SM контролера регулират съпротивленията във веригата на ротора на двигателя, защитата е поставена на отделен защитен панел. Разликата е, че във веригата с KKT62 обратното се извършва от контакторите KM1B и KM2V. Механичните характеристики на двете електрически задвижвания са идентични и са показани на фиг. 2.

Схемата на електрическото задвижване на механизма за движение с управление от панела е разгледана на примера на двумоторно електрическо задвижване с панел DK с кран-металургичен дизайн, показан на фиг. 6. Веригата осигурява симетричните механични характеристики, показани на фиг. 7. В диаграмата: KMM1 и KMMU11 — линейни контактори; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — насочени контактори; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — ускорителни контактори; Спирачни контактори KM1, KM2 — YA1 и YA11. Управлението се осъществява от контролера (контакти SA1 — SA11) с осигуряване на плавен старт под контрола на релетата за време KT1 и KT2.

За спиране режимът на контра-превключване се използва по характеристика 1, която се извършва под контрола на релето KH2. Релейната бобина KH2 е свързана с разликата в напрежението, пропорционална на напрежението на ротора на един от двигателите, коригирани от диодния мост UZ, и референтното напрежение на мрежата. Чрез регулиране на потенциометри R1 и R2, двигателят се забавя при характеристика 1 до нулева скорост, след което е разрешено стартирането на двигателя в обратна посока. Веригата осигурява всички необходими видове защита, осъществявани върху релето за напрежение KN1. Контролната верига се захранва от 220 V DC мрежа чрез превключвателя QS2 и предпазители FU8 — FU4.

Ориз. 7. Механични характеристики на електрическото задвижване съгласно схемата на фиг. 6

Технически данни за цялостни електрически задвижвания. Техническите данни за електрическите задвижвания на повдигащи и ходови механизми са представени в справочни таблици. Посочените таблици определят мощността на натоварванията на двигателите, управлявани от контролерите на мощността и панелите, в зависимост от режима на работа. Техническите данни в таблиците се отнасят за двигатели и табла за управление с номинално захранващо напрежение 380 V.

За други напрежения е необходимо да се използват информационните материали на производителя. За дуплексните панели, показанията на двигателя, показани в таблиците, се удвояват. Панелите TCA3400 и KC400 в момента не се произвеждат, но електрическите задвижвания с тези панели все още са в експлоатация. За режим на работа 6M трябва да се използват само панели K, DK и KS.