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.