Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана
(Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на второй ступени (R2) определяется из уравнения:
R2 = R1.
R2 = 0.575 . 0.64 = 0.368 (Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на третьей ступени (R3);
R3 = R2 . = R1. 2
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 . = R1 . 3
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 . = R1 . 4
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:
R1 = R1 – R2,
R1 = 0.575 – 0.368 = 0.207 (Oм);
R2 = R2 – R3,
R2 = 0.368 – 0.236 = 0.132 (Ом);
R3 = R3 – R4,
R3 = 0.236 – 0.151 = 0.085 (Ом);
R4 = R4 – R5,
R4 = 0.151 – 0.096 = 0.055 (Ом).
Критическое скольжение при введённом резисторе в цепь ротора будет:
а) При R1 = 0.207 (Ом)
б) При R2 = 0.132 (Ом)
в) При R3 = 0.085 (Ом)
г) При R4 = 0.055 (Ом)
.
Определяем уравнение искусственной механической характеристики:
а) При R1, равном 0.207 (Ом);
б) При R2, равном 0.132 (Ом);
в) При R3, равном 0.085 (Ом);
г) При R4 = 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.)
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:
защита электрооборудования от перегрузки и коротких замыканий;
возможность реверса (изменения направления вращения электродвигателя);
торможение механизма при остановке;
автоматическое отключение электродвигателя при подходе механизма к концу пути;
отключение всего электрооборудования или его части для ремонта;
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:
меньше затрачивается физической силы, вследствие чего снижается утомляемость крановщика;
достигается защита электродвигателей от чрезмерных пусковых и тормозных токов и вызываемого ими искрообразования на коллекторе;
размеры командоконтроллёров значительно меньше, чем размеры контроллёров барабанных и кулачковых, в связи с чем, большее число их можно с удобством разместить в кабине крановщика;
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;
снижается расход энергии, затрачиваемой при пуске;
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 100С. 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 100С.
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.