Украинская государственная строительная корпорация "Укрстрой" николаевский строительный колледж Специальность 7090214 "Эксплуатация и ремонт подъёмно – транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования." КУРСОВАЯ РАБОТА По предмету: "Электротехника, электроника и микропроцессорная техника". На тему: " Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана". Выполнил: студент гр.КСМ-46 Пигарёв С.Н. Руководитель: Жилин В.Н. Николаев 1998 г. |
||||||||||||
Содержание. Cтр. 1. Выбор типа электродвигателя. 2 2. Предварительный выбор типа электродвигателя. 3 3. Определение приведённого момента электропривода. 4 4. Определение приведённого момента сопротивления рабочей 5 машины. 5. Определние времени пуска и торможения привода. 6 6. Определение пути, пройденного рабочим органом за время 7 пуска и торможения. 7. Определение пути, пройденного рабочим органом с 8 установившейся скоростью. 8. Определение времени равномерного хода рабочей машины. 9 9. Определение времени паузы (исходя из условий технологического 9 процесса. 10. Определение продолжительности включения. 10 11. Построение нагрузочной диаграммы. 11 12. Определение мощности двигателя из условий нагрева. 12 13. Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную 13 способность и по пусковому моменту. 14. Выбор данных двигателя по каталогу. 14 15. Построение механической характеристики двигателя. 15 16. Расчёт пускового реостата. 18 17. Выбор схемы управления и защиты двигателя. 21 18. Вычерчивание схемы управления и описание её работы 23 (подбор аппаратуры управления по каталогу). |
||||||||||||
| Изм | Лист | № Докум. | Подпись | Дата | ||||||||
| Разраб. | Пигарёв | Расчет электрического привода механизма башенного крана. | Литер. | Лист | Листов | |||||||
| Провер. | Жилин | У | 1 | |||||||||
НСК КСМ-46 |
||||||||||||
Введение.
Рабочие механизмы грузоподъемных кранов обеспечивают перемещение грузов в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Подъем груза осуществляется механизмом подъема.
На кранах может быть установлено до трех механизмов подъема различной грузоподъемности.
Перемещение груза по горизонтали на мостовых и козловых кранах осуществляется с помощью грузовой тележки и самого крана, а на стреловых кранах – с помощью механизмов поворота, изменения вылета стрелы или грузовой тележкой стрелы. Всеми механизмами кранов управляют из одного места – кабины или поста управления.
Конструкции башенных кранов постоянно усовершенствуют, что позволяет расширить область их применения. Например, первые краны имели грузоподъемность 0.5…1.5 т., грузовой момент до 30 т*м., высоту подъема 20…30 м., сейчас работают краны грузоподъемностью до 50 т., грузовым моментом до 1000 т*м., высотой подъема до 150 м.
Для повышения производительности кранов на новых машинах увеличены скорости рабочих движений, а также повышена мобильность кранов.
1. Выбор типа электродвигателя.
На кранах применяют главным образом трехфазные асинхронные двигатели перемен-ного тока.
По способу выполнения обмотки ротора эти двигатели разделяют на электродвигатели с короткозамкнутым и с фазным роторами.
Двигатели с короткозамкнутым ротором применяются в электроприводе, где не требует-
ся регулировать частоту вращения, или в качестве второго (вспомогательного) двигателя для получения пониженных скоростей механизмов крана. Недостатком электродвигателей с корот-
козамкнутым ротором является большой пусковой ток, в 5…7 раз превышающий ток двигателя
при работе с номинальной нагрузкой.
Двигатели с фазным ротором используются в приводе, где требуется регулировать частоту вращения. Включение в цепь ротора пускорегулирующего реостата позволяет уменьшить пусковой ток, увеличить пусковой момент и изменить механическую характеристику двигателя.
Они имеют значительные преимущества перед двигателями других типов: возможности выбора мощности в широком диапазоне, получения значительного диапазона частот вращения с плавным регулированием и осуществления автоматизации производственного процесса простыми средствами; быстрота пуска и остановки; большой срок службы; простота ремонта и эксплуатации; легкость подвода энергии.
Двигатели постоянного тока тяжелее, дороже и сложнее устроены, чем одинаковые по мощности трехфазные асинхронные. Достоинства двигателей постоянного тока является возможность плавного и глубокого регулирования частоты вращения, поэтому такие двигатели применяют в специальных схемах электропривода кранов для высотного строительства.
Крановые двигатели предназначены для работы, как в помещении, так и на открытом воздухе, поэтому их выполняют закрытыми с самовентиляцией (асинхронные двигатели) или с независимой вентиляцией (двигатели постоянного тока) и с влагостойкой изоляцией.
Так как двигатели рассчитаны на тяжелые условия работы, их изготовляют повышенной прочности. Двигатели допускают кратковременные перегрузки и имеют большие пусковые и максимальные моменты, которые повышают номинальные моменты в 2.3…3.0 раза; имеют относительно небольшие пусковые токи и малое время разгона; рассчитаны на кратковременные режимы работы.
Исходя из всего вышеизложенного, для механизма подъема крана наиболее подходит трехфазный асинхронный двигатель переменного тока с фазным ротором в закрытом исполнении и рассчитанный на повторно-кратковременный режим работы.
2. Предварительный выбор мощности двигателя.
Предварительный выбор мощности двигателя для механизма подъёма башенного крана осуществляется по формуле:
где Q – вес поднимаемого груза (кг.)
Q0
– вес грузозахватного приспособления,
кг;
V – скорость подъёма груза ;
;
h - коэффициент полезного действия механизма подъёма.
кВт.
По каталогу находим ближайшее значение мощности к полученному:
Рн
= 22 кВт
Исходя из расчётной мощности двигателя, выбираю для механизма подъёма башенного крана асинхронный двигатель с фазным ротором серии МТ 51 – 8 с напряжением 380 В.
3. Определение приведённого момента электропривода.
Маховой момент системы электропривода, приведённый к валу двигателя из уравнения:
где: a - коэффициент, учитывающий маховые массы редуктора (находится по каталогу).
Обычно он лежит в пределах от 1.1 до 1.15.
В данном случае принимаем a = 1.1.
GD2
дв
– маховый момент предварительно выбранного двигателя ;
GD2
дв
= 4.4 .
GD2
тш
– маховый момент тормозного шкива (если таковой имеется) ;
GD2
тш
= 3.88 ().
GD2
м
– маховый момент соединительной муфты ;
GD2
м
= 1.
GD2
рм
– максимальный момент рабочей машины (барабана) ;
GD2
рм
=
где m – масса барабана, m = 334 кг;
R – радиус барабана, R = 0.2 м.
следовательно, GD2
рм
= 334.
G – сила сопротивления поступательно движущегося элемента (Н);
где Q+Q0
– вес поднимаемого груза с крюком (кг.);
g – ускорение свободного падения (постоянная величина), g = 9.8 м/с2
;
H.
nдв
- номинальная скорость вращения двигателя (об/мин) ;
nдв
= 723 об/мин.
i – передаточное отношение
где nрм
– скорость вращения рабочей машины (барабана)
где m – число полиспастов (m=2);
Dб
– диаметр барабана (Dб
=0.4 м)
p = 3.14
V – скорость поступательно движущегося элемента
об/мин;
4. Определение приведенного момента сопротивления рабочей машины.
При подъеме груза величина момента сопротивления, когда поток энергии идет от двигателя к рабочей машине, находится из уравнения:
где i – передаточное отношение (i = 25.22);
h - к.п.д. передачи (h= 0.84)
Мрм
= момент сопротивления на валу рабочей машины
где Q+Q0
– вес груза с крюком (кг) (Q+Q0
= 5775 кг)
Dб
– диаметр барабана (Dб
= 0.4 м)
m – число полиспастов (m = 2)
h - кпд электропривода (h = 0.84)
5. Определение времени пуска и торможения привода.
Время пуска и торможения двигателя определяется по формулам:
где GD2
– маховый момент системы электропривода (GD2
= 12.84 );
nдв
– частота вращения двигателя (nдв
= 723 );
Мj
– динамический момент электропривода
Знак плюс у момента Мg берётся в том случае, когда двигатель работает в двигательном режиме, а знак минус – при тормозном режиме.
Знак плюс у момента сопротивления выбирается в том случае, когда рабочая машина по-
могает движению системы (при опускании груза), а знак минус, если рабочая машина мешает движению системы.
Величина момента двигателя находится из уравнения:
Мg = bМн
где b - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условия пуска.
Для двигателя постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором
b = 1.4 ¸ 1.6.
Для данного двигателя b = 1.6.
где Мн
– номинальный момент двигателя
Рн
– номинальная мощность двигателя (Рн
= 22 кВт);
nдв
– частота вращения двигателя (nдв
= 723)
Мj1
= Мg – Мс
= 47.47 – 32.45 = 15.02
Мj2
= - Мg – Мс
= - 47.47 – 32.45 = - 79.92
Время пуска
с;
Время торможения
с.
В дальнейших расчётах знак минус, стоящий у времени торможения, не учитывается.
6. Определение пути, пройденного рабочим органом за время пуска и
торможения.
Путь, пройденный рабочим органом за время пускаи торможения, вычисляется по формулам:
где tn
– время пуска привода (tn
= 1.64 с);
tm
– время торможения привода (tm
= 0.31 с);
V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 м/сек).
м;
м.
7. Определение пути, пройденного рабочим органом
с установившейся скоростью.
Путь, пройденный рабочим органом, с установившейся скоростью вычисляется по формуле:
где Н – высота подъёма башенного крана – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Под уровнем стоянки поднимается горизонтальная поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых кранов, путь перемещения гусеничных и пневмоколёсных кранов, нижняя опора самоподъёмного крана), на которую опирается неповоротная часть крана. (Принимаем Н =16 м)
Sn
– путь, пройденный рабочим органом за время пуска (Sn
= 0.25 м)
Sm
– путь, пройденный рабочим органом за время торможения (Sm
= 0.05 м)
Sp
= H – (Sn
+ Sm
) = 16 – (0.25 + 0.05) = 15.7 м.
8. Определение времени равномерного хода рабочей машины.
Время равномерного хода рабочей машины можно определить по формуле:
где Sp
– путь, пройденный рабочим органом с установившейся скоростью (Sp
= 15.7 м);
V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 ).
сек.
9. Определение времени паузы (исходя из условий
технологического процесса).
Исходя из условий технологического процесса принимаем время паузы равным:
t0
= 210c = 3.5 мин
что удовлетворяет техническим требованиям выбранного двигателя.
10. Определение продолжительности включения.
Время одного включения двигателя, его работы и последующей остановки, называется рабочим циклом. Продолжительность цикла обычно не более 10 мин. Промышленность выпускает крановые электродвигатели, рассчитанные на 15, 25, 40 и 60% - ную относительную продолжительность включения.
Величина ПВ показывает, сколько времени двигатель находится включенным в течение цикла:
Обычно крановые двигатели рассчитаны на работу при 25% ПВ, но один и тот же двигатель может работать и при 15 % ПВ, и при 40% ПВ, но при этом должна соответственно изменяться его нагрузка.
В данном случае
11. Построение нагрузочной диаграммы.
Нагрузочной диаграммой называется зависимость силы тока, момента, мощности в функции времени.
Для выбранного двигателя по полученным данным строим нагрузочную диаграмму М =¦(t) учитывая реальные времена протекания переходных процессов и величины пусковых и тормозных моментов, а также реальные значения пауз между временами работы двигателя.
где tn
- время пуска;
tp
- время работы;
tm
- время торможения;
t0
- время паузы.
Mn
- момент пуска;
Mp
- момент работы;
Mm
- момент торможения.
12. Определение мощности двигателя из условий нагрева.
Электрические машины не должны нагреваться свыше допустимых пределов. При пере-
греве машины изоляция обмоточных проводов быстро стареет, теряет изоляционные свойства, становится хрупкой и при дальнейшей работе может обуглиться, что может привести к короткому замыканию и выходу машины из строя.
По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентный по нагреву момент двигателя за время его работы без учёта времени пауз
где Мn
и Мm
– моменты, развиваемые двигателем при пуске и торможении.
Эквивалентная мощность
После этого производится пересчёт эквивалентной мощности на ближайшую, стандартную продолжительность включения
где ПВд
– действительная продолжительность включения двигателя
ПВк
– ближайшая по величине стандартная продолжительность включения по отношению к действительной ПВ.
Если полученная в результате расчёта мощность Рк
< Рн
двигатель, который был предварительно выбран, по условиям нагрева проходит.
Если же Рк
> Рн
, то необходимо задаваться следующим габаритом двигателя и расчёт производить вновь.
Определяем эквивалентный момент:
где Mn
= 1.3 Mн
= 1.3 .
29.67 = 38.57 (кг .
м)
где k – поправочный коэффициент (k = 1.5);
(Q+Q0
) – вес груза с грузозахватным приспособлением;
Dб
– диаметр барабана;
m – число полиспастов;
i – передаточное отношение;
h - кпд привода.
Эквивалентная мощность:
Поскольку Рк
= 21.6 кВт < Рн
= 22 кВт то двигатель по условию нагрева проходит.
13. Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную способность и по пусковому моменту.
Выбранный по каталогу двигатель (МТ51-8) проверяется на перегрузочную способность на основании неравенства:
где l - перегрузочная способность двигателя (выбирается по каталогу), l = 3;
Мн
– номинальный момент (Мн
=29.67 кГ.
м )
Мmax
- максимальный момент двигателя (выбирается по каталогу ), Мmax
= 85 кГ.
м.
Проверка по пусковому моменту осуществляется на основании неравенства:
где - кратность пускового момента (берется из каталога), =2.8;
Мс
– момент сопротивления (Мс
= 32,45 кГ.
м).
Если выбранный двигатель не проходит по перегрузке или пусковому моменту, то выбирается двигатель большего габарита, который удовлетворял бы этим неравенствам:
3.
29.67 = 58 кГ.
м
двигатель проходит на перегрузочную способность
0.7 .
2.8 .
29.67 = 58 кГ.
м > 32.45 кГ.
м
двигатель проходит по пусковому моменту.
14. Выбор данных двигателя по каталогу.
Выписываем все каталожные данные двигателя МТ 51- 8
| Величина | Обозначение | Значение |
Продолжительность включения Мощность на валу Скорость вращения Линейный ток статора Напряжение сети К
оэффициент мощности
КПД Ток ротора Кратность максимального момента Напряжение между кольцами ротора Маховый момент ротора |
ПВ Рн
nдв
I1
U1
Кр
h I2
U2
GDдв
|
25% 22 кВт 723 об/мин 56.5 А 380 В 0.7 0.84 70.5 А 3 197 В 4.4 кГ.
|
15. Построение естественной механической характеристики двигателя.
Механической характеристикой двигателя называется, зависимость частоты вращения n от момента М нагрузки на валу.
Различают естественные и искусственные характеристики электродвигателей.
Естественноймеханической характеристикой называется – зависимость оборотов двигателя от момента на валу при номинальных условиях работы двигателя в отношении его параметров (номинальные напряжения, частота, сопротивление и тому подобное). Изменение одного или нескольких параметров вызывает соответствующее изменение механической характеристики двигателя. Такая механическая характеристика называется искусственной.
Для построения уравнения механической характеристики асинхронного двигателя воспользуемся формулой Клоса:
где Мk
– критический момент двигателя;
Sk
– критическое скольжение двигателя;
l - перегрузочная способность двигателя (l = 3);
Sн
– номинальное скольжение двигателя
где nн
– скорость вращения ротора;
n1
– синхронная скорость поля статора;
где f – промышленная частота тока питающей сети, (f = 50 Гц);
Р – число пар полюсов (для двигателя МТ 51 – 8 Р=4)
Номинальное скольжение двигателя МТ 51 - 8
Критическое скольжение двигателя
Критический момент двигателя
Для построения характеристики в координатах переходят от скольжения к числу оборотов на основании уравнения
n = n1
(1 – S)
Скольжением задаются в пределах от 0 до 1.
Так для S = 0 n = 750 .
(1 – 0) = 750 об/мин;
S = 0.1 n = 750 .
(1 – 0.1) = 675 об/мин;
S = 0.2 n = 750 .
(1 – 0.2) = 600 об/мин;
S = 0.3 n = 750 .
(1 – 0.3) = 525 об/мин;
S = 0.4 n = 750 .
(1 – 0.4) = 450 об/мин;
S = 0.5 n = 750 .
(1 – 0.5) = 375 об/мин;
S = 0.6 n = 750 .
(1 – 0.6) = 300 об/мин;
S = 0.7 n = 750 .
(1 – 0.7) = 225 об/мин;
S = 0.8 n = 750 .
(1 – 0.8) = 150 об/мин;
S = 0.9 n = 750 .
(1 – 0.9) = 75 об/мин;
S = 1 n = 750 .
(1 – 1) = 0 об/мин.
При тех же скольжениях находим по формуле Клоса соответствующие им моменты:
S = 0 М = 0 кг .
м
S = 0.05 кг .
м
S = 0.1 кг .
м
S = 0.15 кг .
м
S = 0.2 кг .
м
S = 0.21 кг .
м
S = 0.3 кг .
м
S = 0.4 кг .
м
S = 0.5 кг .
м
S = 0.6 кг .
м
S = 0.7 кг .
м
S = 0.8 кг .
м
S = 0.9 кг .
м
S = 1 кг .
м
Пользуясь этими значениями переходим к построению естесственной механической характеристики двигателя МТ 51 – 8 (см. рис.)
16. Расчёт пускового реостата.
При пуске асинхронные электродвигатели потребляют из питающей сети значительные пусковые токи. В момент пуска скольжение асинхронного электродвигателя S = 100%, а в номинальном режиме не превышает 5%.
Значит, в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз чаще пересекает обмотку ротора. При пуске, продолжительность которого составляет доли секунды, так возрастает в 5 – 6 раз. За это время обмотка электродвигателя не успеет перегреться, и пусковой ток для него не опасен. Однако большие толчки тока приводят к толчкам напряжения, что неблагоприятно сказывается на режиме работы других потребителей. В связи с этим принимают меры по ограничению пусковых токов асинхронных электродвигателей. В то же время эти двигатели, потребляя большие пусковые токи, развивают сравнительно небольшой вращающий момент. Цель применения искусственных схем пуска асинхронных двигателей – не только снизить пусковые токи, но и повысить пусковые моменты.
Для асинхронного двигателя с фазным ротором сначала определяется сопротивление фазы ротора:
где U2
– напряжение между кольцами ротора, (U2
= 197 В);
Sн
– номинальное скольжение (Sн
=0.036);
I2н
– ток ротора (I2
н
= 70.5 А)
Следовательно, сопротивление фазы ротора будет равно:
(Ом)
Затем определяем коэффициент небаланса по формуле:
где Z - число ступеней пускового реостата, (Z = 5)
М% - кратность максимального пускового момента (М% = 280).
Коэффициент небаланса равен:
Активное сопротивление одной фазы ротора при полностью введённом реостате (R1
) определяется из уравнения:
(Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на второй ступени (R2
) определяется из уравнения:
R2
= R1
.
g
R2
= 0.575 .
0.64 = 0.368 (Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на третьей ступени (R3
);
R3
= R2
.
g = R1
.
g2
R3
= 0.368 .
0.64 = 0.575 .
0.642
= 0.236 (Ом).
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на четвёртой ступени (R4
);
R4
= R3
.
g = R1
.
g3
R4
= 0.236 .
0.64 = 0.575 .
0.643
= 0.151 (Ом).
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на пятой ступени (R5
);
R5
= R4
.
g = R1
.
g4
R5
= 0.151 .
0.64 = 0.575 .
0.644
= 0.096 (Ом).
Сопротивление ступени реостата, закорачиваемого при переходе со ступени на ступень определяется как разность сопротивлений на двух смежных ступенях:
DR1
= R1
– R2
,
DR1
= 0.575 – 0.368 = 0.207 (Oм);
DR2
= R2
– R3
,
DR2
= 0.368 – 0.236 = 0.132 (Ом);
DR3
= R3
– R4
,
DR3
= 0.236 – 0.151 = 0.085 (Ом);
DR4
= R4
– R5
,
DR4
= 0.151 – 0.096 = 0.055 (Ом).
Критическое скольжение при введённом резисторе в цепь ротора будет:
а) При DR1
= 0.207 (Ом)
б) При DR2
= 0.132 (Ом)
в) При DR3
= 0.085 (Ом)
г) При DR4
= 0.055 (Ом)
.
Определяем уравнение искусственной механической характеристики:
а) При DR1
, равном 0.207 (Ом);
б) При DR2
, равном 0.132 (Ом);
в) При DR3
, равном 0.085 (Ом);
г) При DR4
= 0.055 (Ом);
Задаваясь значениями S, подсчитываем соответствующие им моменты.
Таблица 1. Результаты расчёта моментов.
| Значен. | Цифровые показатели. | ||||||||||
| S1
|
0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 0.959 | 1 |
| M1
|
18.4 | 35.6 | 50.7 | 63.2 | 73 | 80 | 84.8 | 87.6 | 88.8 | 89 | 87.1 |
| S2
|
0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.688 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| M2
|
25.3 | 47.7 | 65.2 | 77.3 | 84.7 | 88.2 | 89 | 88.9 | 88 | 85.9 | 83.1 |
| S3
|
0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.518 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| M3
|
33.1 | 59.8 | 77.2 | 86.1 | 88.9 | 89 | 88 | 85.1 | 81.2 | 77 | 72.7 |
| S4
|
0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.409 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1 |
| M4
|
41.1 | 70.2 | 84.9 | 89 | 89 | 87.2 | 82.8 | 77.5 | 72.1 | 67 | 62.4 |
Пользуясь результатами расчётов, строим искусственные механические характеристики
двигателя МТ 51 – 8. (см. рис.)
17. Выбор схемы управления и защиты двигателя.
Электрической схемой называется чертёж, на котором показаны, соединения электрических цепей. Электрические крановые схемы дают возможность проследить прохождение тока по различным участкам цепи и рассмотреть работу любой части электрооборудования.
В любой из схем электрических соединений крана должны быть предусмотрены:
1) защита электрооборудования от перегрузки и коротких замыканий;
2) возможность реверса (изменения направления вращения электродвигателя);
3) торможение механизма при остановке;
4) автоматическое отключение электродвигателя при подходе механизма к концу пути;
5) отключение всего электрооборудования или его части для ремонта;
6) защита от понижения или исчезновения напряжения и невозможность самозапуска двигателей при восстановлении напряжения после случайного его снятия.
Надёжность работы кранового электропривода в значительной мере определяется контактной аппаратурой, которая, как и двигатель, работает в широком диапазоне изменения нагрузок и частоты включений.
Управление электроприводами башенных кранов осуществляется с помощью контроллёров. Контроллёром называется многопозиционный аппарат, предназначенный для управления электрическими машинами путём коммутации резисторов и обмоток машин; он производит все переключения в цепи электродвигателя, необходимые для пуска, торможения и регулирования его частоты вращения.
Из всех применяемых для управления крановыми электродвигателями контроллёров (барабанных, кулачковых и магнитных) магнитные, или контакторные, являются наиболее совершенными благодаря их надёжности и высокой производительности.
Преимущества автоматического, магнитного контроллёра перед ручным включением заключается в следующем:
1) меньше затрачивается физической силы, вследствие чего снижается утомляемость крановщика;
2) достигается защита электродвигателей от чрезмерных пусковых и тормозных токов и вызываемого ими искрообразования на коллекторе;
3) размеры командоконтроллёров значительно меньше, чем размеры контроллёров барабанных и кулачковых, в связи с чем, большее число их можно с удобством разместить в кабине крановщика;
4) магнитный контроллёр позволяет произвести большее число операций в час, так как нет необходимости задерживать рукоятку командоконтроллёра при переходе с одного положение на другое; при этом пуск и торможение происходят в минимально допустимое время и общая производимость- повышается;
5) снижается расход энергии, затрачиваемой при пуске;
6) сокращается стоимость ухода и ремонта оборудования, так как не только сам магнитный контроллёр надёжен, но и износ электродвигателя меньше.
Наконец, для большинства производств решающим фактором является значительно меньшая вероятность аварийной остановки крана и связанных с ним агрегатов.
В схемах управления крановыми двигателями широко применяют также разного рода реле для целей автоматики, защиты и управления.
Реле – это аппарат, приводимый в действие маломощным импульсом и приводящий в действие за счёт энергии местного источника более мощное устройство. Реле реагирует на изменение режима работы электрической цепи или механизма (повышение или понижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, изменение частоты вращения и т.п.) и замыкает или размыкает свои контакты.
В схемах управления крановыми механизмами работа реле связана с работой электромагнитных контакторов. Реле, посылая импульсы тока в тяговые катушки контакторов, включают их, производя тем самым переключения в силовой цепи и изменяя режим работы электродвигателей.
При выборе аппаратуры управления необходимо учитывать возможные повышения температуры окружающей среды по сравнению с расчётной. Для контактов аппаратов можно рекомендовать увеличить номинальный ток на 20% при повышении температуры на каждые 100
С. Однако для контакторов и пускателей температура воздуха влияет на работу не только контакторов, но и катушек электромагнитов. Поэтому можно рекомендовать переход на аппараты тропического исполнения или снижать продолжительность включения так же на 20% при превышении температуры на каждые 100
С.
18. Вычерчивание схемы управления электродвигателя и описание ёё работы (подбор аппаратуры управления по каталогу).
Рис.1.
Рис.2. Механические характеристики электроприводов подъёма с торможением противовключения.
На рисунке 1 изображена схема электропривода подъёма с панелью управления ТСАЗ. схемы всех панелей управления обеспечивают автоматический разгон, реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование скорости на реостатных характеристиках двигателя. Управление осуществляется от командоконтроллёра (кулачкового контроллёра малых размеров). В схеме электропривода обозначены: КН и КВ – контакторы реверсора, КЛ – линейный контактор, КТ – контактор тормоза, КУ1 – КУ4 – контакторы ускорения, КП – контактор противовключения. Подача питания в схему осуществляется через рубильник В1,а в цепь управления – через рубильник В2. Защита воздействует на реле РН и осуществляется: максимальная (обеспечивает автоматическое отключение двигателя при его перегрузке или возникновении в его цепи короткого замыкания) посредством реле РМ, конечная (обеспечивает автоматическое отключение электропривода при переходе механизмом крана предельно допустимых положений) – конечными включателями ВКВ и ВКН и нулевая (обеспечивает контроль машиниста за работой механизмов крана, исключая возможность самопроизвольных пусков двигателей, отключённых вследствие срабатывания защитных устройств или перерыва подачи электроэнергии) – непосредственно реле РН. Для защиты панели управления от токов, возникающих при коротких замыканиях, и значительных (50% и более) перегрузок предусмотрены также предохранители П.
Первое положение подъёма (см.рис.2) служит для выбора слабины троса и подъёма малых грузов на пониженных скоростях (характеристика 1n
). На втором положении (характеристика 2n
) производится подъём тяжёлых грузов с малой скоростью. Последующие две характеристики 3n
и 4'
n являются пусковыми, на которых разгон производится под контролем реле времени РУ1 и РБ (см.рис.1), причём характеристика 4'
n
является нефиксированной. На положениях спуска производится регулирование скорости двигателя в режимах: противовклю-
чения на первом и втором положениях (характеристики 1с и 2с), силового спуска или генера –
торного торможения в зависимости от веса груза на третьем положении (характеристика 3с), на котором все пусковые ступени резисторов выведены. Переход на характеристику 3с осуществляется по характеристикам 3'
с и 3''
с под контролем реле времени. Во всех схемах панелей для механического торможения до полной остановки используют механический тормоз ТМ.
Для спуска груза на характеристиках противовключения 1с и 2с оператору необходимо нажать ВН (см.рис.1) при установке рукоятки командоконтроллёра на соответствующую позицию спуска. Управление с помощью педали является вынужденным в связи в возможностью подъёма груза вместо спуска на характеристиках противовключения. Электропривод переводится в режим противовключения не только при опускании грузов, но и при торможении с положений спуска в нулевое (при нажатии педали на первом и втором положениях) или с третьего положения спуска в нулевое, первое или второе положения (при не нажатой педали). При этом за время выдержки реле РБ времени наряду с механическим торможением обеспечивается и электрическое на характеристике, соответствующей второму положению спуска. Помимо указанного, реле РБ контролирует также правильность сборки схемы.