книги / Электроприводы крановых механизмов. (Системы электропривода и методы расчета)

противотоком позволяет быстро и плавно затормозить механизмы подъема (в конце спуска груза), перед­ вижения или поворота, причем тормозной момент мо­ жет быть достаточно большим B Q -время всего тормо­ жения.

В целом регулирование скорости введением сопротив­ ления в цепь ротора является простейшим для асинхрон­ ных двигателей, поэтому оно весьма широко применяется на механизмах подъема и горизонтального перемещения. Особенностью схемы подъемных механизмов является необходимость обратного порядка замыкания роторных ступеней сопротивления на спуске, чтобы при опускании со сверхсинхронной скоростью первому положению контроллера соответствовало минимальное сопротивле­ ние цепи ротора.

Применение реостатного регулирования позволяет простейшим способом ограничивать пусковой момент

стоимость электрооборудования, его вес и габариты неве­ лики.

Удовлетворительные регулировочные характеристики асинхронного двигателя при спуске грузов в тормозном режиме можно получить при питании его статора посто­ янным током. Основным недостатком динамического торможения является невозможность использования его для понижения скорости при силовом спуске и подъеме грузов.

Регулирование скорости спуска достаточно больших грузов осуществляется изменением сопротивления цепи ротора. При увеличении сопротивления жесткость харак­ теристик динамического торможения снижается, чем ограничивается регулировочная способность этой систе­ мы при спуске относительно легких грузов.

Минимальная скорость спуска груза на характеристи­ ке с наибольшей жесткостью обеспечивается при отсут­ ствии в цепи ротора добавочного сопротивления. У дви­ гателей большего габарита с меньшим относительным значением активного сопротивления обмотки ротора минимальная скорость при динамическом торможении оказывается ниже.

торможения Достаточен ток возбуждения, равный двой­ ному значению тока намагничивания (2/0= 1,25-И,4/с.н)* Ток ротора в этом режиме при номинальном моменте двигателя составляет всего (0,80,85) /р.н и остается постоянным при регулировании скорости изменением сопротивления цепи ротора [Л. 5]. Согласно [Л. .36] тепло­

нитных контроллеров типа ТСА и КС. По оси абсцисс отложен также вес некоторых грузов 5-тонного пере­ грузочного крана, создающих при спуске соответствую­ щие моменты.

Сравнительная простота осуществления режима ди­ намического торможения и ограниченное число элемен­ тов схемы делают ее достаточно надежной. Возможность использования выпускаемых в настоящее время промыш­ ленностью малогабаритных силовых твердых выпрями­ телей для получения на кране постоянного тока практи­ чески не ограничивает мощность двигателя для этой си­ стемы.

Регулирование скорости спуска с помощью характе­ ристик динамического торможения находит применение на ряде самоходных автомобильных кранов (К-67), плавучих кранах (КПл-5-30), портальных перегрузочных кранах и др. Использование режима динамического тор-

На механизмах подъема такая система нашла широкое применение на кранах, не требующих особо жестких ре­ гулировочных характеристик в режиме подъема и опускания груза при достаточной плавности переходных процессов (.краны труппы I, иногда На и IV). Система с динамическим торможением удовлетворяет требова­ ниям механизмов подъема группы Па.

3-4. Многодвигательный электропривод с планетарным механизмом

Электропривод с планетарным механизмом является разновидностью многодвигательного привода, когда два или три двигателя посредством планетарного механизма соединяются с валом рабочей машины. В этом случае регулирование скорости может осуществляться электри-

2

Рис. 3-4. Кинематическая схема механизма подъема с микроприводом.

ческим путем (изменением скорости вращения двига­ теля) и механическим (изменением передачи).

Простейшей разновидностью электропривода с плане­ тарным механизмом является система с микроприводом. Это система привода механизма подъема с двумя двига­ телями, каждый из которых соединяется с барабаном посредством различных передач. Специфика системы -- в кинематической схеме механизма, приведенной на рис. 3-4. Главный двигатель 4 при подъеме и опускании груза с номинальной скоростью через редуктор 2 при­

водит во вращение барабан 1. Пониженная скорость подъемного механизма обеспечивается вспомогательным двигателем малой мощности 10 (последний может быть короткозамкнутым).

При работе механизма с номинальной скоростью отключенный от сети двигатель 10 затормаживается тормозом 9. Двигатель 4 вращает барабан 1 при растор­ моженном ободе муфты 5. Планетарные шестерни вместе с ободом свободно вращаются относительно затормо­ женного солнечного колеса. Для работы с пониженной скоростью двигатель 10 растормаживается и включается в сеть, а обод муфты 5 затормаживается тормозом 6. Вращение барабану 1 передается от двигателя 10 через червячный редуктор 5, соединительную муфту 7, плане­ тарную муфту 5, вал неподключенного к сети двигателя 4 и редуктор 2. Одновременно двигатели 4 и 10 не вклю­ чаются. Механическое торможение системы осуществ­ ляется тормозом 3.

Работа электропривода с номинальной и понижен­ ной скоростями может осуществляться при подъеме, силовом и тормозном спуске, однако электрическое торможение при переходе с повышенной скорости на пониженную электропривод не обеспечивает. Практи­ чески диапазон регулирования такой системы составляет от 3: 1 до 80: 1 и зависит от передаточных чисел редук­ тора 8 и муфты 5, а также соотношения чисел оборотов двигателей 4 и 10.

Все электрическое оборудование стандартное, схема проста. Однако вследствие большего числа аппаратов, что связано с применением двух машин, несколько за­ трудняется уход за электрооборудованием и уменьшает­ ся надежность его работы. К недостаткам рассматривае­ мой системы следует отнести сложность механической части, а это значительно повышает габариты подъемной лебедки и усложняет обслуживание механизма.

В Советском Союзе микропривод применяется на портальных монтажных кранах судостроительных вер­ фей, ремонтных доков и т. п., т. е. там, где требуется большой диапазон регулирования скорости (свыше 10: 1). Такой электропривод используется на некоторых башенных кранах ГДР [Л. 55].

Существуют более сложные планетарные механизмы, которые суммируют на своем выходном валу движения нескольких двигателей. Кинематическая схема такого

планетарного механизма с двумя двигателями приведена на рис. 3-5. Звенья 3 и 4 — входные, связанные с двига­ телями 1 и 2\ звено 5 — выходное, связанное с механиз­ мом. Скорость вращения водила звена 5 зависит от ско-

Рис. 3-5. Кинематическая схема двухдвигательно­ го привода с планетарным механизмом.

рости и направления вращения двигателей 1 и 2. Если передаточное отношение планетарного механизма при остановленном водиле равно /, то скорость вращения выходного звена определяется:

В частном случае каждый из двигателей может быть заторможен. Если используются нерегулируемые при­ водные двигатели, можно получить четыре стабильные скорости вращения звена 5.

Рассмотренная система электропривода отличается повышенными энергетическими показателями, так как отсутствуют потери скольжения при регулировании ско­ рости.

Впервые использовать эту систему электропривода для механизмов подъема предлагалось в работе [Л. 40]. Электропривод с планетарным механизмом нашел огра­ ниченное применение на отечественных башенных кранах (БК-370, БК-1425), где при использовании двух разных двигателей обеспечивались три скорости спуска (на­ пример, 29, 14,5 и 3,65 MJM U H ). В последнее время эта система применяется на гидростроительных башенных кранах КБГС [Л. 4].

Существенным недостатком двухдвигательных лебе­ док с планетарными механизмами, проявившимся на кранах, где пониженная скорость обеспечивается встреч­ ным включением двигателей, являются неудовлетвори-

с большой высотой подъема и относительно напряжен­ ной работой (башенные краны для строительства домов повышенной этажности, гидростроительные краны и др.).

3-5. Асинхронный электропривод с созданием на валу двигателя добавочного тормозного момента

Основным недостатком реостатного регулирования скорости асинхронных двигателей является малая жесткость регулировочных характеристик, которые не обеспечивают устойчивых пониженных скоростей при малых и средних нагрузках. Если к валу двигателя, помимо полезного, прикладывать также дополнительный тормозной момент, величина которого не зависит от ско­ рости или изменяется в функции скорости по определен­ ному закону, то при введении в ротор двигателя сопро­ тивления можно получить результирующую механиче­ скую характеристику со скоростью идеального холостого хода, значительно ниже синхронной.

Так как пониженные скорости в этом случае создают­ ся, когда двигатель работает на реостатной характери­ стике, то обязательно имеют место потери скольжения, чего нельзя не учитывать при выборе системы электро­ привода.

Для создания дополнительного тормозного момента на валу двигателя используются различные тормозные устройства. Рассмотрим основные из них, применяемые на крановых механизмах.

а) Регулируемый механический тормоз

Регулируемый механический тормоз может приводиться в дей­ ствие оператором. В этом случае подъемная лебедка оборудуется дополнительным тормозом и педалью управления. Механические характеристики электропривода при разных тормозных моментах приведены на рис. 3-7.

Управление краном при таком способе регулирования скорости затруднено, так как оператору приходится постоянно следить за положением и скоростью груза, меняя одновременно степень при­ тормаживания.

Низкая надежность системы в основном определяется невысо­ ким коэффициентом технического использования. Повышенный из­ нос тормозных колодок ограничивает применение данного способа

которые -выполняют операции, не требующие высокой точности при эпизодической работе на пониженной скорости, а- также если меха­