Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Двигатели смешанного возбуждения предназначены для привода механизмов передвижения и поворота кранов. расчет мощности электродвигателя имеет важное значение, так как по мощности выбирают двигатель. Установка двигателя завышенной мощности приводит к увеличению первоначальных затрат и эксплуатационных расходов, так как при недогрузке двигателя в большинстве случаев снижается его КПД, а у асинхронных двигателей также и коэффициент мощности. Установка двигателя недостаточной мощности вызывает перегрев и преждевременный выход двигателя из строя. Мощность двигателя грузоподъемиых машин определяют, исходя из следующих условий: 1.
При работе двигателя в заданном режиме двигатель не должен нагреваться выше определенной температуры, зависящей от свойств 93 электроизоляционных материалов двигателя, так как при перегреве срок службы изоляции резко сокращается. 2, Двигатель должен развивать момент, достаточный для обеспечения разгона механизма с заданным ускорением или для обеспечения торможения с заданным замедлением (при применении торможения двигателем).
Мощность двигателя всегда соответствует определенному режиму работы. Установлено три номинальных режима работы электродвигателей: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Если за время непрерывной работы двигатель успевает нагреться до установившейся температуры, то этот режим называют продолжшпельным. Если за время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы успевает охладиться до температуры окружающей среды, то этот режим называют краткоеремеиным. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется чередованием работы двигателя и паузами, когда двигатель отключен от сети, причем за время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды.
Основной характеристикой повторно-кратковременного режима работы является относительная продолжительность включения ПВ в %. Для двигателей повторно-кратковременного режима установлены стандартные значения ПВ 15, 25, 40 и 60 %. Причем время одного цикла не должно превышать 10 мин. Если время одного цикла работы двигателя превышает 10 мин, то его режим работы считают продолжительным (ПВ = 100 %). В приводе грузоподъемных машин крановые двигатели в основном работают в повторно-кратковременном режиме. При расчеге мощности могут иметь место трн случая работы кранового двигателя в повторно-кратковременном режиме.
В лереом случае режим работы приводного двигателя полностью соответствует одному из стандартных режимов по ПВ и механизм работает с неизменной нагрузкой. В этом случае по каталогу выбирают двигатель, мощность которого при заданном ПВ равна требуемой. Пря отсутствии в каталоге двигателя, номинальная мощность которого равна требуемой мощности, выбирают двигатель ближайшей большей мощности. Во втором случае, когда нагрузка двигателя при работе остается неизменной, а фактическая продолжительность включения ПВ не совпадает ни с одним из стандартных значений ПВ,р производят пересчет мощности Ф, которую двигатель должен развивать во время работы, с учетом ближайшего стандартного значения относительной продолжительности включения, и определяют номинальную мощность двигателя при этом значении ПВ: л = и,/Пвай (3.1) В третьем случае наиболее часто встречающемся на практике, мощность за цикл работы механизма, которую должен развивать двигатель, имеет несколько различных значений.
В этих условиях М мощность двигателя рассчитывают в следующей последовательности. 1. Строят нагрузочную диаграмму работы механизма грузоподьемной машины, т. е. изменение мощности двигателя во времени за цикл и определяют фактическую относительную продолжительность включения ПВ двигателя по формуле (2.1). 2. Подсчитывают значение средней статической мощности за цикл (3.2) 1ц где й — коэффициент, учитывающий увеличение нагрузки в периоды пуска и электрического тормоагения, й = 1,! ... 1,Э; Л'а — различные значения статической мощности эа цикл; гр — время включения двигателя при данном значении Фе; гя — продолжительность цикла; 3. Пересчитывают полученную мощность по формуле (3.1) при ближайшем значении ПВ и по каталогу по значению И„подбирают двигатель равной или несколько большей мощности, чем гт' . Затем необходимо проверить правильность выбранного двигателя по температуре нагревания.
4. Строят нагрузочные диаграммы механизма с предварительно выбранным двигателем по моменту М = 1'(1) и по силе тока двигателя 1 = )' (1) и определяют среднеквадратичное значение эквивалент- кого по температуре нагревания силы тока двигателя по формуле ~г 1+ ~э т+ "° + ~гв гв (3.3) гя где !т, 1в, ..., увв — сила тока двигателя за времн цикла Гц с различной нагрузкой, принимаемая по характеристике двигателя; Гь гв, ..., Ггв — время работы двигателя с различным значением силы тока. Если между силой тока двигателя и моментом имеется прямо пропорциональная зависимость (двигатели постоянного тока параллельного возбуждения и асинхронные двигатели„работающие на устойчивой ветви естественной механической характеристики), то вместо среднеквадратичного значения силы тока можно определить среднеквадратичное значение момента М,= й1э11, +М,'1,+...
+И' 1„ гц 5. Полученные значения гв или М, сравнивают с номинальными значениями силы тока 1н или момента М предварительно выбранного двигателя по формулам, учитывающим разницу между фактическим режимом работы двигателя (ПВф) и номинальным режимом (ПВ,): г ~г.у пвппв,; и ~м.тпввпв,. Если эти неравенства не соблюдаются, то выбранный двигатель яе проходит по нагревостойкости. В этом случае следует выбрать 95 двигатель следующей, большей мощности и провести новую проверку его по пунктам 4 и 5. Проверку двигателя по условию обеспечения разгона механизма с заданным ускорением производят по данн1>ш, приведенным в расчетах соответствующих механизмов.
Управление приводными электродвигателями грузоподъемных машин (включение двигателей в сеть, реверсироваиие, разгон до номинальной частоты вращения„отключение и т. д.) производят с помощью магнитных пускателей, контакторов, контроллеров или релейно-контакторных систем управления, называемых магнитными контроллерами. Магнитные пускатели н отдельные контакторы применяют для управления асинхронными короткозамкнутыми двигателямн электроталей, лебедок, одпобалочных мостовых кранов н подъемников. Включение и отключение магнитных пускателей осуществляется с помощью кнопочных постов управления.
Управление двигателямн злектроталей, однобалочными мостовыми кранами н иногда лебедками производится двухкнопочным постом управления, имеющим кнопки «вперед» (или «подъем») и «назад» (или «спуск»). Остановка двигателя происходит после отпускания кнопки. В трех. кнопочном посте управления имеется еще кнопка «стоп» для остановки двигателя. Управление с тремя кнопками применяют для лебедок я подъемников. Для управления двигателями всех типов механизмов кранов используют силовые контроллеры с ручным управлением, устанавливаемые непосредственно в кабине крановщика.
Включение н отключение двигателей, а также разпзн нли электрическое торможение механизмов производится поворотом штурвала контроллера. Контроллеры бывают двух типов: барабанные и более совершенные кулачковые. Контраллерное управление механизмами кранов имеет ряд недо. статков по сравнению с контакторным (при помощи магнитных контроллеров): невозможность применения их для управления двигателями большой мощности и при большой частоте включения, необходимость приложения крановщиком значительных усилий, невоэ можность автоматизации процессов пуска, торможения и регулиро.
вания скорости. Вследствие этого для управления двигателями сред. ней (более 10 кВт) и большой мощности с напряженным режимом работы применяют магнитные контроллеры. Основными электрическими аппаратами магнитного контроллера являются контакторы, осуществляющие переключения в главных цепях двигателя и командоконтроллер, производящий переключения в цепях управления. Командоконтроллер расположен в кабине крановщика, а остальная аппаратура управления — вне кабины на металлоконструкции крана. Тирнсторное управление электродвигателями в последнее время находит все более широкое применение. Тиристорный электропривод обладает такими важными качест. вами, как надежность работы, высокий КПД, малые размеры и масса, небольшая мощность управления тиристорами, широкие регулиро. 96 вочиые возможности, в известной мере универсальность применения и т. д.
О помощью тиристоров и соответствующих систем управлеизя возможно осуществление реверсирования двигателей, перевод зх из двигательного режима работы в любой тормозной режим, получение требуемых механических характеристик. Особенно благоприятные возможности возникают при использовании тиристорногозлектропривода в системах автоматического управления грузоподъемных машин.
Тиристоры применяют для управления двигателями как переменного, так и постоянного тока. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя осуществляется включением тиристоров з цепь статора или ротора. В первом случае с помощью тиристоров возможно изменение амплитуды или частоты напряжения переменного тока на обмотках статора и, следовательно, электромагнитного момента двигателя. Путем включения тиристоров в цепь ротора асинхронного двигателя можно плавно, практически бесступенчато, изменять сопротивление цепи ротора и, таким образом, регулировать его частоту вращения.
Использование тиристоров позволяет подключать двигатели постоянного тока непосредственно к сети переменного тока, а благодаря применению различных схем их включения можно получить механические характеристики, подобные характеристикам двигатели в системе à — Д. Автоматическая защита и блокировка предназначена для безопасной эксплуатации грузоподъемных машин с электроприводом.
Согласно правилам Госгортехнадзора системы управления должны содержать по меньшей мере следующие виды автоматических защит и блокировок: защиту от. максимальных токов и токов короткого ззмыкгния; нулевую защиту; концевую защиту; защиту от превышения допустимой грузоподъемности и ряд других видов защит, специфичных для определенных типов грузоподъемных машин; блокировку, исключающую включение двигателей одновременно в двух противоположных направлениях; блокировку, исключающую пуск крана прн открытых дверях кабины и некоторые другие специфичиые блокировки. Нулевая защита заключается в том, что при любой аварийной астановке грузоподъемной машины, в том числе при отсутствии напряжения в сети, после устранения причины этой остановки ни один яехаиизм не должен оказаться включенным без соответствующего действия крановщика или оператора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
