Системи за управление на електрически задвижвания на кранове

Разнообразните системи за управление на кранове могат да бъдат класифицирани според предназначението, метода на управление и условията за регулиране.

По предназначение се разграничават системите за управление на повдигащи механизми, механизми за движение и въртене.

Според метода на управление съществуват системи за управление с контролери за захранваща камера, с публикации с бутони, с цялостни устройства (например със или без магнитен контролер и преобразувател на енергия).

Според условията на регулиране могат да съществуват системи за управление: с регулиране на скоростта под номиналната, с регулиране на скоростта над и под номиналната, с регулиране на ускорението и забавянето.

В крановите системи за задвижване се използват четири типа електродвигатели:

• DC двигатели със серийно или независимо възбуждане с регулиране на скоростта, ускорението и забавянето чрез промяна на напрежението и тока на възбуждане, подавани към котвата,

• асинхронни двигатели с ротор с регулиране на горните параметри чрез промяна на напрежението, подадено към намотката на статора на електродвигателя, съпротивлението на резисторите във веригата на намотката на ротора и използване на други методи,

• асинхронни двигатели с катеричка с постоянна (при номинална честота на мрежата) или регулируема (при регулиране на изходната честота на инвертора) скорост,

• асинхронни двигатели с ротор с катеричка, многоскоростен (с полюсно превключване).

Напоследък броят на AC крановете се увеличава във връзка с подобряването на системите задвижване с променлива честота.

Система за управление на Power Cam — прости и най -често срещани за кранови електрически задвижвания.

За двигатели с постоянен ток на повдигащи механизми се използват контролери с асиметрична верига и потенциометрично активиране на котвата в позициите на спускане, за механизми на движение — контролери със симетрична верига и последователно свързани резистори.

За асинхронни електродвигатели с ротор с катеричка клетка се използват контролери, които изпълняват само функциите на включване и изключване на електродвигателя; за асинхронни електродвигатели с фазово навит ротор, контролерите превключват намотките на статора и етапите на резистора в ротора верига на намотката.

Основните недостатъци на електрическите задвижващи системи с гърбични контролери: ниски енергийни показатели, ниско ниво на износоустойчивост на контактната система, недостатъчна плавност на регулирането на скоростта.

Използването на електродинамично спиране със самовъзбуждане за тези системи за повдигащи механизми (при понижаване на натоварването) подобрява енергийните и контролните свойства на системите, по-специално, диапазонът на регулиране на скоростта до 8: 1 (при понижаване на товара) може да бъде постигнати.

Системите за управление с регулатори на мощността обикновено се използват за нискоскоростни кранове, работещи с ниски изисквания за диапазона на контрол на скоростта и точността на спиране. В условията на металургични цехове това са мостови кранове с общо предназначение.

Системи за управление с магнитни контролери използва се за краново електрическо оборудване, работещо на постоянен и променлив ток с относително висока мощност (за постоянен ток до 180 kW).При променлив ток тези системи се използват за управление на едно- и двускоростни асинхронни електродвигатели с ротор с катеричка и асинхронни електродвигатели с навит ротор.

Тези системи с магнитни контролери за управление на асинхронни електродвигатели с ротор на катерица обикновено се използват на кранове с мощност на електродвигател до 40 kW, а за асинхронни електродвигатели с намотан ротор-в диапазона на мощност 11-200 kW (за механизми за повдигане) и 3,5-100 kW (за механизми за движение).

Системи за управление на кранови AC задвижвания с тиристорен преобразувател на напрежение намерете приложение за асинхронни електродвигатели с фазов ротор на кранови механизми за различни цели. Тиристорен преобразувател на напрежение е включен във веригата на намотката на статора и служи за регулиране на напрежението, подавано към тази намотка. Основните предимства на тази система за управление са: възможността за постигане на стабилни ниски скорости на кацане с обхват на управление до 10: 1, осигуряване на безтоково превключване на статорните вериги на електродвигателя, което увеличава издръжливостта и експлоатационния живот на електрическо оборудване.

Използването на тези системи за управление е ефективно за кранови механизми, когато е необходимо да се изпълнят строгите изисквания по отношение на контрола на скоростта, например за кранове за уреждане, мостови кранове с манипулатори.

Система за управление на кранови електрически задвижвания на постоянен ток G-D (генератор-двигател) е широко използван в електрическите задвижвания на кранове до 60-те и 70-те години поради следните основни предимства: значителен диапазон за контрол на скоростта (20: 1 или повече), плавен и икономичен контрол на скоростта и спирането, дълъг експлоатационен живот, относително ниска цена.

Тази система е ефективно използвана за големи и критични кранове, включително тези на металургичните предприятия. Приложението му обаче беше ограничено от редица недостатъци: наличието на въртящи се части и обемността, относително ниска ефективност, значително тегло и размери, високи експлоатационни разходи.

Системи за управление с тиристорни преобразуватели на напрежение и DC двигатели (TP — DP) позволяват използване тиристорно устройствокато промените ъгъла на отваряне на тиристорите, регулирайте напрежението, подавано към електродвигателя.

Системите TP — DP се използват за електрически задвижвания с мощност до 300 kW, а в някои случаи дори повече. Те имат високи контролни свойства и с обхват на управление 10: 1 — 15: 1, те не изискват използването на тахогенератори за контрол на скоростта. Чрез използване на тахометрична обратна връзка за скоростта в тези системи може да се получи диапазон за управление на скоростта до 30: 1.

Недостатъците на системите TP — DP са: относителната сложност на тиристорните блокове на устройството, относително високи капиталови и експлоатационни разходи, влошаване на качеството на електроенергията в мрежата (въздействие върху мрежата).

Системи за управление с честотни преобразуватели (FC — AD) позволяват в крановите електрически задвижвания, когато се използват асинхронни електродвигатели с ротор на катерица, за да се получи висок диапазон на управление на скоростта с добри динамични характеристики на електрическото задвижване.