Тема: Система АЭП кранов с МК

1 Типовые СУ-ния АЭП кранов с МК.

2 Типовые панели с МК.

3 Совершенствование систем с МК за счет применения динамического торможения с самовозбуждением.

1 Типовые СУ-ния АЭП кранов с МК.

МК применяются на установках = и переменного тока. = ток – мощность 150-180 кВт; системы с АДКЗ – до 40 кВт с небольшим числом включений; системы с АДФР – 11-200 кВт.

Сейчас применяются несколько типовых решений крановых ЭП-дов с МК:

1) СУ-ния с регулированием скорости путем переключения ступеней резисторов в цепи ротора и использование режима торможение противовключением. При этом не обеспечиваются устойчивые посадочные скорости, следовательно, мягкие характеристики. Диапазон регулирования скорости – 4: 1. СУ-ия проста. Применяют в механизмах подъёма и передвижения с невысокими требованиями к регулированию (плавное и глубокое).

2) СУ-ния с регулированием скорости путём использования принципа динамического торможения с самовозбуждением. Диапазон 8: 1. Стабильные и низкие посадочные скорости. Механизмы подъёма.

3) СУ-ния с регулированием скорости путём включения в цепь ротора источников противо-ЭДС. Диапазон 8: 1. Устойчивые малые посадочные скорости. Механизмы передвижения. Недостаток – относительно невысокие энергетические показатели.

4) СУ-ния выполнена на основе импульсно-ключевого способа регулирования который основан на изменении сопротивлений… Диапазан регулирования 6: 1. Используется для механизмов передвижения.

5) СУ-ни выполненные на основе АД и тормозного генератора (суммирование механических характеристик). Применяется на башенных кранах.

Типы МК-ов. Команды подаются от командоконтроллера или командопоста. Коммутация силовых цепей контакторами.

Преимущества (достоинства):

1 ) Независимо от мощности командоконтроллеры требуют низких затрат энергии со стороны оператора.

2 ) КК как правило располагают в кабине управления и около оператора. При наличии в кабине нескольких КК размеры увеличиваются, и рабочее место становится неудобным (сокращается обзор). При управлении с МК в кабине в кабине располагается малогабаритный КК, которые встраиваются в кресло крановщика.

3 ) срок службы в несколько раз выше, чем у КК.

4 ) Обеспечивается автоматизация пуска и торможения, следовательно, повышается производительность.

5 ) МК обладают значительной коммутационной способностью.

Типы МК

механизм крана	пост. ток. (ДПТ)	перем. ток. (АД)
цепи упр. ~ I	цепи упр. = I
передвижение и поворот	П	Т	К
передвижение и поворот для 2-двигательного ЭП	ДП	ДТ	ДК
подъем	ПС	ТС	КС
подъем для 2-двигательного ЭП	ДПС	ДТС	ДКС

1, 2 – симметричные; 3, 4 – несимметричные. Дополнительно в обозначении

« Д » впереди – динамическое торможение (ТДС),

« А » – автоматизация пуска (ТСА),

« Б » – бестоковая коммутация контактов;

« Н » – получение низких устойчивых посадочных скоростей (импульсно–ключевой способ регулирования).

2 Типовые панели с МК.

Типовые схемные решения ПС, ТС (л.р.№5), ТСА (л.р.№5), КС.

МК для управления ДПТ (ПС) ( альбом стр. 22, 23 ). Защиты: от КЗ. 1РМ, 2РМ (225–300 I_ном); от понижения напряжения РН (0.85 U_ном). Блокировки:

1) нулевая – МК – СА (К1);

2) ограничение рабочей зоны – концевой выключатель КВ;

3) замыкающий контакт 1Т – катушка Н – для предотвращения свободного падения груза, т.к. при отключенном 1Т и включенном Н двигатель не будет создавать тормозного момента, а электромеханический тормоз растормозится;

4) Контакторы В и 1Т имеют механическую блокировку, предотвращающую их одновременное включение;

5) контакторы 1М и 1У сблокированы таким образом, что при переводе контроллера с 3-го положения в 4-ое (при спуске) сначала открывается 1М, а затем закрывается 1У, т.к. сопротивления R6 и R7 больше остальных (исключаются броски тока).

Режимы работы:

- Подъем

- Тормозной спуск

- Силовой спуск

- Спуск со сверхсинхронной скоростью

Работа схемы на подъем:

На всех положениях командоконтроллера СА1 на подъем, катушки Л и В отключены.

1-е положение: Р1, Р2, Р3 вводятся в якорную цепь, ОВ зашунтирована при подъеме на всех положениях СА1. R6 и R7 шунтируются 2М.

2-е положение: включается 1У, шунтирует R1, замыкает цепь катушки реле ускорения РУ. Контакт РУ подготавливает к включению цепь катушки 2У (для ограничения скорости).

3-е положение: подключается 2Т, разбирается контур шунтирования ОВ (обычная реостатная характеристика). Остаются R2 и R3.

4-е положение: последовательно выводятся сопротивления R2 и R3 контакторами 2У и 3у.

Замедление :

При быстром переводе рукоятки в 4-е положение, контроль осуществляется реле РУ, которое замыкает свои контакты, когда двигатель достигнет скорости 60-70% от номинальной и катушки 2У, 3У получают питание только после замыкания контактов РУ.

Спуск:

Схемы во 2-ом квадранте (рис. 23)(1, 2, 3, 4)

МХ – 3, 4 квадранты (сплошной линией)

Торможение по принципу времени.

Данная схема обеспечивает два способа торможения: 1) Остановка путем постепенного перевода рукоятки СА1 из положения 4 в 1. Двигатель работает на основных характеристиках.

2) Быстрая остановка груза при спуске – рукоятка СА1 в 0 (электродинамическое торможение). Теряет питание катушка Н, реле 2РТ. Якорь, ОВ, ЭТ отключается от сети по средствам 1Т замыкается на большой контур динамического торможения: Д-R3-R2-1П-R5-R7-ЭТ-ОВ-Д(характеристика Оа.Через 0, 5 сек отключится реле 1РТ и своим контактом включает катушку 2М. Выводится сопротивление R7 из контура (характеристика Об). Контакт 2М в цепи катушек 2У, 3У приводит к включению контакторов 2У, 3У и выведения сопротивлений R2, R3 из контура (характеристики Ов, Ог). Через 1 сек сработает реле 2РТ; размыкает свой контакт в цепи катушек (Т, 2Т следовательно большой контур разбирается; собирается малый контур динамического торможения. При этом якорь и ОВ замыкается на R4, интенсивность динамического торможения уменьшается (характеристика О). К тормозному усилию, создаваемому машиной добавляется усилие от ЭТ, катушка которого не обтекается током.

МК переменного тока: ТС, ТСА.

Для кранов грузоподъемностью 10-20 т. и выше. Режим: легкий, средний; нет требований глубокого регулирования скорости, использование АД с ФР. При высокой частоте включения используются контроллеры АС и К с аппаратами управления на постоянном токе.

Система 2-х машинного электропривода с АД и торможением генератором (ТГ).

(Стр. 24, рис. 1.22)

Совместная работа АД и ТГ дает возможность получить жесткие характеристики при малой скорости подъема и при силовом спуске малых грузов. Краны с такой системой ЭП обеспечивают высокий диапазон регулирования скорости при спуске и подъеме - высокое посадки грузов и точность установки деталей.

Устройство ТГ.

1 Многополюсная система крепиться к торцевой крышке главного АД.

2 Обмотка запитывается постоянным током.

3 Обычный к.з. ротор, соединенный с валом двигателя.

Принцип работы.

При вращении ротора ТГ в неподвижном поле в нем наводится ЭДС обуславливающие токи создающие тормозной момент. Принцип действия подобен АД в динамическом торможении (МХ имеет такой вид). Суммарная МХ благоприятна для крановых механизмов.

Достоинства ТГ: малые габариты; простота; надежность в эксплуатации.

Применяется на кранах малой грузоподъемности без дополнительных затрат на уси-

ление конструкции. Обычная мощность 30-40 кВт.

Защиты: 1) Iкз-РМ; 2) минимальная (понижение напряжения) – Л;

Блокировки: 1) 0-вая – командоконтроллер ''0''; 2) Ограничение рабочей зоны – КВ.

Управление командоконтроллером: совместная работа АД и ТГ при 3-х положениях командоконтроллера на подъем и на спуск позволяет получить ряд искусственных характеристик:

Подъем: 1П – суммирование реостатной характеристики (2) и характеристики ТГ минимальная скорость; 2П – отключается ТГ; реостатная характеристика АД; 3П – естественная характеристика.

РУ (реле ускорения) – исключает получение максимальной скорости при резком переводе ручки в третье положение (переводит крановщик).

СПУСК. 1С и 2С – получение пониженной скорости силового спуска путем суммирования характеристик.

Третье положение обеспечивает максимальную скорость при силовом спуске и режим спуска со сверхсинхронной скоростью.

Тип контроллера 3ТД 627.069

3 Совершенствование систем с микроконтроллерами путем применения динамического торможения с самовозбуждением.

Подключение на вал основного двигателя дополнительной машины (тормозного генератора) в практических случаях нежелательно по конструктивным соображениям. Следовательно, для подъемных лебедок кранов более универсальным способом получения устойчивых низких скоростей является использование режима динамического торможения АД с ФР с самовозбуждением.

В данном режиме контактор К1 будет отключен, а контактор К2 – включен. Обмотки статора получат питание от роторной цепи через выпрямитель. R_2д в цепи ротора – делители напряжения позволяют регулировать связь между током ротора I₂ и током статора для получения требуемых условий самовозбуждения. Механические характеристики АД с ФР в режиме динамического торможения с самовозбуждением можно рассчитать двумя способами:

1) по универсальным кривым (метод завода «Динамо»).

2) на основании схемы замещения и векторной диаграммы для данного режима.

1 – при линейной характеристике намагничивания

2, 3 – МХ в рассматриваемой схеме с самовозбуждением.

Для 1: ω = ω _гр = const; ω _гр = – S _a_гр ∙ ω _{0 ном}; (1)

S _a_гр – абсолютное граничное ускорение.

ω _{0 ном} – синхронная скорость при частоте 50 Гц.

(2)

Кс – коэффициент связи приведения тока ротора к току статора.

(3) Ксх – коэффициент схемы выпрямления (3 фазная мостовая). Кт – коэффициент трансформации двигателя от статора к ротору.

Кпс – коэффициент определяемый схемой подключения выпрямительного моста. Обычно для применяемой потенциометрической схемы Кпс принадлежит промежутку (0, 8 – 0, 92). Кэкв – коэффициент приведения постоянного тока возбуждения статора к эквивалентному по МДС к 3 фазному току (0, 85).

– реактивное сопротивление намагничивания. x _μ = x _μ_мах = const. (принимаем). Е₁ – ЭДС фазы статора. I _μ –ток намагничивания.

Механическая характеристика 2 должна пройти через вторую точку.

(3) (4)

(5)

увеличение сопротивления в роторной цепи в соответствии с формулами (2), (3), (4) приводит к возрастанию ω _гр иω _гр1. увеличивается (МХ 3).

Анализируя 2 и 3:

а) В области момента М > Мгр МХ при самовозбуждении имеет высокую жесткость и обеспечивает получение низких устойчивых скоростей спуска.

б) В интервале изменения скорости от 0 до ω _гр. Условия самовозбуждения отсутствуют и МХ совпадает с осью ординат (М=0).

в) Использование режима самовозбуждения взамен торможения противовключением дает существенную экономию электроэнергии, т.к. при спуске грузов с пониженной скоростью ЭП энергию из сети не потребляет.

г) В аналитическом виде условия самовозбуждения АД в режиме динамического торможения без подпитки от постоянного источника имеет вид:

(*)

Знак равенства – это критическое самовозбуждение. Кс – коэффициент самовозбуждения машины. Если условие (*) не выполняется, то необходимо обеспечить подпитку двигателя от отдельного источника постоянного тока. Обычно для получения требуемых характеристик в режиме тормозного спуска в схеме кроме цепи самовозбуждения предусматривают дополнительную цепь независимого возбуждения. Вводится коэффициент шунтирования: (0, 85 – 0, 92).

Замечание: даже при выполнении условия (*) для обеспечения устойчивой работы ЭП в установившихся режимах, с целью повышения надежности самовозбуждения следует сохранять узел подпитки. При этом ток подпитки может составлять (2 – 5)% от Iном двигателя. Для двигателя с плохими условиями самовозбуждения: (20 – 30)% Iном.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 Следующая ⇒