Средний пусковой момент ЭД в процессе пуска

М_{пуск. макс} = 2,9 М_ном – принят по каталогу

М_{пуск. мин} = 1,1 М_ном – приняли сами (из характеристики ЭД)

Номинальный момент ЭД:

Таким образом, средний пусковой момент равный 30 кгм оказывается меньше максимально допустимого момента, который может передать редуктор.

Определим τ_П при подъеме максимального груза

Фактическое ускорение при пуске на подъем Q_{нои .}

, что примерно соответствует рекомендуемому для кранов.

Время движения в установившемся режиме:

Среднеквадратичный момент эквивалентный по нагреву действительной переменной нагрузке будет:

Среднеквадратичная мощность ЭД

Таким образом выбранный ЭД с номинальной мощностью равной 11 кВт является вполне пригодным (N_ном > N_ср).

4.7. Определение тормозного момента и выбор тормоза.

Тормозной момент определяется по формуле:

где к – коэффициент запаса торможения, принимается согласно Правил Технадзора для среднего «С» режима равным 1,75;

М_С^Т – статический крутящий момент на тормозном валу при торможении при торможении, определенный в предположении равномерного распределения нагрузки между всеми ветвями полиспаста с учетом потерь в механизме, способствующих удержанию груза;

тогда:

Принимаем по нормам тормоз ТКТГ – 200, колодочный с электрогидравлическим приводом (одноштоковый толкатель). Максимальный М_Т=30 кг м.

4.8. Разработка принципиальной схемы управления.

При выборе схемы управления (СУ) учитываются следующие требования, предъявляемые к крановым установкам:

а) точная остановка груза;

б) ускорение и замедление груза без раскачивания в минимально возможное время;

в) ограничение усилия в кинематической цепи и металлоконструкции крана.

При различном назначении кранов это предъявляется по разному.

Например: краны на монтаже турбин, станков, судовых конструкций должны обеспечивать точную фиксацию перемещаемого груза. Столь высокая точность достигается применением дорогостоящей системы регулирования скорости электропривода, обладающей «жесткими» механическими характеристиками в широком диапазоне изменения скорости перемещения груза.

При реостатном регулировании в электроприводах с АД (фазный ротор) и ЭЛ постоянного тока используют типовые СУ с силовыми или магнитными контроллерами.

В таблице 4.4 приведены рекомендации в использовании контроллеров от режима работы крана и мощности тягового ЭД.

Таблица 4.4.

Мощность ЭД, кВт	Тип контроллера в режиме работы
«Л»	«С»	«Т»	«ВТ»
До 10 До 30 Свыше 30	Силовой Силовой Силовой	Силовой Силовой Магнитный	Силовой Магнитный Магнитный	Магнитный Магнитный Магнитный

СУ с контроллерами могут быть симметричными и несимметричными в зависимости от характера нагрузки.

В приводе ЭД подъема используют контроллеры с несимметричной диаграммой замыкания. На рис. 4.8 приведена симметричная схема управления с силовым контроллером ККТ-61 для управления АД передвижения крана.

Регулирование скорости достигается поочередным включением КУ₁ – КУ₄.

АД защищен от перегрузки и токов к.з. максимальной защитой РМ₁,РМ₂, КН₁ обеспечивает минимальную защиту привода при недопустимом снижении напряжении сети. Все электрооборудо- вание схемы управления и защиты размещено на защитной панели ПЗК

На рис. 4.9 приведена силовая часть схемы управления ЭД постоянного тока с силовым контроллером ККП – 102.

ККП-102 имеет 5 положений на подъем и 6 положений на спуск. Напряжение на ЭД подается общим контактором и контактором подъема.

а) при подъеме груза обмотки ЯО и ОВ включаются последовательно, а скорость и ток регулируются R_П. (Такая схема позволяет поднимать малые грузы с большей скоростью).

б) При опускании груза ЭД включается по схеме с параллельным возбуждением, регулирование скорости в цепи якоря с помощью R_б и ОВ – К_П.

Остановка груза осуществляется переводом ККП-102 в положение «0», т.к. обеспечивается катушка ЭМТ.

В процессе опускания груза при переводе ККП в положение «0» ЭД включается по схеме динамического торможения с самовозбуждением.

В схеме предусмотрена максимальная защита, защита от обрыва троса и минимальная защита. Все элементы управления и защиты размещены на панели ППЗК.

Управление ЭД высокопроизводительных кранов с напряженным режимом работы (высокая частоты включения ЭД) осуществляется с помощью магнитных контроллеров (МК).

МК состоит из малогабаритного командо-контроллера (КК), который включает катушки контакторов, производящих переключения в силовой сети, а также в МК входит релейная аппаратура защиты автоматического пуска и торможения.

КК расположен в кабине оператора, а релейно-контактная часть аппаратуры в шкафах на мосту фермы крана.

Автоматизация процессов пуска-торможения с применением МК позволяет полнее использовать ЭД, существенно снизить толчки тока в системе электроснабжения и облегчить работу оператора.

Для управления АД с ФЗР используют две группы МК – Т и К, для управления ЭД постоянного тока – МК типа П. Цепи управления МК-Т от сети переменного тока, МК-К от сети постоянного тока (через выпрямители).

В схемах с симметричной нагрузкой используют МК типа Т, К, П, с несимметричной нагрузкой – МК – ТС, КС, ПС.

В тяжелых кранах с режимом работы «Т» и «ВТ» для повышения надежности используют схему сдвоенного электропривода с МК типа ДТ, ДК, ДП или ДТС, ДКС, ДПС

Схема с МК ТСА обеспечивает автоматический пуск, реверсирование и торможение ЭД, а также концевую защиту.

МК постоянного тока типа П, ПС и ДП, ДПС предназначены для управления ЭД последовательного возбуждения. Их применяют в тяжелых режимах работы «Т» при частоте включения до 900 в час.

МК постоянного тока обеспечивает те же режимы управления ЭД как и МК ТСА, кроме того все виды защиты (максимальная защита по перепадам тока и току короткого замыкания минимальному напряжению и др. Минимальное напряжение срабатывает при уменьшении напряжения сети до 45% номинального, а также при срабатывании РМ, РП или КВВ и позволяет производить повторный пуск ЭД только через «0» положение рукоятки КК.

Рис. 4.10. Схема механизма подъема.

Схема обеспечивает автоматический пуск, реверс и торможение по времени. При подъеме груза последовательно с ЯО и ОВ включаются дополнительный резистор (r₁ – r₄) – выведением ручки КК из «0» в I, II, III, IV – положение.

Положение «I» является предварительным и служит для выбора люфта в узлах кинематической цепи, а в случае малых «т» – подъеме их с малой скоростью.

r₈ – параллельно включенный с ЯО, способствует увеличению жесткости реостатной характеристики и расширяет пределы регулирования скорости ω.

При подъеме «т» – торможение и остановка переводом КК в положение «0». При этом ЭД уменьшает скорость под действием «т» и механического тормоза.

При опускании «т» ЭД включается по потенциометрической схеме, исключающей свободное падение «т».

Перевод КК из любого положения в «0» сопровождается торможением ЭД с самовозбуждением.

На рис. 4.11 приведена схема управления (силовая часть) АД с ФЗР крана для особо точных работ. В схеме для улучшения регулировочных характеристик при опускании «т» вместо однофазного включения АД применен режим динамического торможения при самовозбуждении.

КК имеет по 4 положения на увеличение и уменьшение «т», что дает возможность получить 10 механических характеристик.

В положении «IV» в цепи ротора остается включенным R ограничивающее, а основная характеристика обеспечивает номинальную скорость подъема «т».

В положении «0» все аппараты схемы отключены за исключением РВ. ЭД застопорен ЭМТ.

Рис. 4.11. Схема управления АД с ФЗР через МК – ТС.

Смысл торможения таков, что трехфазная обмотка ротора становится генератором и питает обмотку статора постоянным током.

При опускании «т» АД может работать на четырех характеристиках:

С₁ – режим динамического торможения,

С₂, С₃ – режим противовключения,

С₄ – позволяет опускать «т» со сверх синхронной скоростью.

На характеристике С₁ постоянный ток подается в обмотку статора через ВЛ₂ (ВЛ₁ для начального возбуждения. КН, КВ – отключены, РТ – служит (помимо максимальной защиты) для контроля токов динамического торможения. При исчезновении I_ДТ РТ включает РВ, РВ отключает КЛ защитной панели и происходит механическое торможение ЭД.

На характеристике С₂ при переводе КК в положение «II» обесточивается КД, включаются КВ и КП, Эд переводится в режим противовключения.

Для точной посадки необходимо ручку КК в положении «0», а затем в положение «I» на опускание «т».

Краны большой грузоподъемности с тяжелым режимом работы последнее время оборудуются электроприводом с регулируемым источником напряжения питания (т.н. вентильным приводом).

4.9. Особенности электроснабжения крановых установок.

1) Определение расчетного тока через потребляемую мощность:

Р = сР₃ + вР_с, квт

где Р₃ - установленная мощность трех наибольших в группе ЭД ЭД при ПВ =25%;

Р_с – суммарная мощность всех ЭД ЭД группы при ПВ=25%;

с и в – опытные коэффициенты (при расчетах с=0,3; в=0,06 – 0,18)

2) Расчетный ток

cosφ=0,7 – средний коэффициент мощности ЭД крана.