Elektrické pohony s asynchrónnymi fázovými motormi a spojkovým brzdením

Donedávna boli elektrické pohony s asynchrónnymi fázovými motormi pre jednoduchosť implementácie najpoužívanejšie pre elektrické pohony žeriavov, najmä pre pojazdové mechanizmy. V zdvíhacích mechanizmoch tieto elektrické pohony sú čoraz viac nahrádzané dynamickými brzdovými systémami s vlastným budením. Plne elektrické pohony sú vyrobené na základe použitia asynchrónnych žeriavových motorov s fázovým rotorom pri riadení výkonovými regulátormi KKT60 a ovládacími panelmi TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Elektrické servopohony s ovládačmi posuvných vačiek a panelmi TA, DTA (pre pojazdové mechanizmy) a TCA (pre zdvíhacie mechanizmy) s AC riadiacimi obvodmi sa používajú pre všeobecné žeriavy a s panelmi K, DK (pohyb) a KS (zdvíhanie) — s jednosmerné riadiace obvody pre hutnícke žeriavy.

Špecifiká použitia určujú aj niektoré rozdiely v konštrukcii týchto panelov.Panely K a KS majú individuálnu ochranu, zatiaľ čo pre panely TA a TCA je hlavný obvod so spoločnou ochranou umiestnený na samostatnom ochrannom paneli, v paneloch DC pre dvoj- a viacmotorové elektrické pohony je zabezpečené oddelenie výkonových obvodov motora pre zvýšenie spoľahlivosť systému, existujú aj ďalšie rozdiely.

Výkonový rozsah elektrických pohonov a ovládačov podávacích vačiek je od 1,7 do 30 kW a s pridaním reverzátora stykača a s ovládacími panelmi sa zvýši na 45 kW od 3,5 do 100 kW pre pohybové mechanizmy a od 11 do 180 kW pre zdvíhanie mechanizmov (výkony sú uvedené pre prevádzkový režim 4M s pracovným cyklom = 40%).

Spôsoby riadenia rýchlosti a režimy brzdenia používané v uvažovaných elektrických pohonoch určujú ich nízke riadiace a energetické vlastnosti. Charakteristickým znakom takýchto systémov je nedostatok stabilných pristávacích a stredných rýchlostí a veľké straty v štartovacích odporoch. Vo všeobecnosti rozsah ovládania týchto elektrických pohonov nepresahuje 3:1 a ekvivalentná účinnosť pre režim 4M je asi 65%.

Schémy elektrického pohonu zdvíhacích mechanizmov. Schéma elektrického pohonu s vačkovým ovládačom KKT61 je znázornená na obr. 1. V konštrukcii je mu blízky elektrický obvod pohonu s regulátorom KKT68, v ktorom je v obvode statora použitý reverzačný stýkač a uvoľnené kontakty regulátora slúžia na paralelné zapojenie odporov v obvode rotora. Mechanické charakteristiky elektrického pohonu s vačkovými ovládačmi sú znázornené na obr. 2.

Ryža. 1. Schéma elektrického pohonu zdvihu s vačkovým ovládačom KKT61

Pri konštrukcii mechanických charakteristík uvažovaných elektrických pohonov je dôležitou otázkou voľba hodnoty počiatočného rozbehového momentu (charakteristiky 1 a 1 ') Na jednej strane z hľadiska zníženia impulzného momentu pri akcelerácii resp. zabezpečenie pristávacích rýchlostí počas spúšťania pri malých nákladoch je žiaduce znížiť rozbehový krútiaci moment. Na druhej strane nadmerné zníženie počiatočného krútiaceho momentu môže spôsobiť pád ťažkých bremien do zdvíhacích polôh a pri ich spúšťaní dochádza k nadmerným rýchlostiam. Aby sa tomu zabránilo, počiatočný krútiaci moment by mal byť okolo 0,7 Mnom.

Ryža. 2. Mechanická charakteristika elektrického pohonu podľa schémy na obr. 1

Na obr. 2, krútiaci moment motora pri pracovnom cykle = 40% sa považuje za nominálny. Potom v pracovnom cykle = 25 % prvej polohy regulátora bude charakteristika 1 zodpovedať počiatočnému krútiacemu momentu rovnému Mn pri pracovnom cykle = 40 %. respektíve druhá poloha — charakteristika 2 '. Aby sa to zabezpečilo, predradné odpory majú odbočky, ktoré umožňujú obísť časť odporu konečného stupňa.

Ryža. 3. Schéma pohonu elektrického výťahu s TCA panelom.

V diagrame na obr. 1 kontakty SM2, SM4, SM6 a SM8 regulátora vykonávajú reverzáciu motora, kontakty SM7 a SM9 — odporové stupne SM12, kontakty SM1, SM3 a SM5 sa používajú v ochranných obvodoch. Brzdová cievka YA sa aktivuje súčasne s motorom. V obvode s regulátorom KKT61 je pre zníženie počtu použitých vačiek použité asymetrické zapojenie odporov a v zapojení s regulátorom KKT68 počet kontaktov regulátora umožňuje symetrické spínanie.

Elektrický pohon je chránený ochranným panelom, ktorý obsahuje sieťový stýkač KMM, výkonový vypínač QS, poistky FU1, FU2 a blok maximálneho relé KA. Finálnu ochranu zabezpečujú spínače SQ2 a SQ3. Schéma cievky stýkača KMM obsahuje kontakty tlačidla SB ON, núdzový spínač SA a kontakty blokovania poklopu SQL.

Na obr. 3 je znázornená schéma pohonu elektrických kladkostrojov s ovládacím panelom TCA. Elektrické pohony s panelmi KS sú postavené na rovnakých princípoch. Rozdiely sú v tom, že v nich je riadiaci obvod vyrobený na jednosmerný prúd a ochranné zariadenia vrátane stýkača vedenia KMM, ističa QS1, maximálnych relé KA, poistiek FU1 a FU2 sú umiestnené priamo na paneli a ochrana je individuálna a pri elektrických pohonoch s panelmi TCA používa bezpečnostný panel.

Treba poznamenať, že pre kritické elektrické pohony bola vyrobená aj modifikácia AC ovládacích panelov typu TSAZ. Elektrické obvody pohonu s ovládacími panelmi zabezpečujú automatické riadenie štartu, spätného chodu, zastavenia a krokovej rýchlosti na základe charakteristiky motorového reostatu.

V diagrame na obr. 3 akceptované označenia: KMM – lineárny stýkač; KM1V a KM2V — smerové stýkače; KM1 — brzdový stýkač YA; KM1V — KM4V — stýkače zrýchlenia; KM5V — opozičný stýkač. Ochrana ovplyvňuje relé KH.

Mechanické charakteristiky pohonu sú znázornené na obr. 4. V zdvíhacích polohách sa štart vykonáva pod kontrolou časových relé KT1 a KT2, pričom charakteristika 4'P nie je pevná.V spúšťacích polohách sa vykonáva nastavenie charakteristiky opozície 1C a 2C a charakteristiky ZS, na ktorej v závislosti od hmotnosti nákladu pracuje motor v režime znižovania výkonu alebo brzdenia generátorom. Prechod na charakteristiky 3C sa vykonáva podľa charakteristík 3C a 3C pod kontrolou časového relé.

Ryža. 4. Mechanická charakteristika elektrického pohonu podľa schémy na obr. 3.

Panelové obvody vyrobené pred rokom 1979 používali jednofázový režim vypínania na znižovanie malých zaťažení, dosahované pomocou prídavných stýkačov. Tento režim na obr. 4 zodpovedá charakteristike O. Po zvládnutí panelov dynamického zastavenia diskutovaných nižšie sa tento režim v paneloch TCA a KS vypne. Aby sa znížilo zaťaženie opozičných charakteristík 1C a 2C, operátor musí stlačiť pedál SP, keď je rukoväť ovládača umiestnená vo vhodnej polohe. Ovládanie pedálu je nútené s mäkkými mechanickými charakteristikami vďaka schopnosti zdvihnúť náklad namiesto jeho spúšťania.

Ryža. 5. Schéma dvojmotorového elektrického pohonu pohybového mechanizmu s vačkovým ovládačom KKT62

Elektropohon sa prepne do režimu protišmyku nielen pri spúšťaní bremien, ale aj pri zastavení zo spúšťacích polôh a v prvej a druhej polohe sa to deje stlačením pedálu. Súčasne je počas držania relé KT2 spolu s mechanickým brzdením zabezpečené aj elektrické brzdenie na charakteristike 2C. Okrem špecifikovaného relé KT2 riadi aj správne zostavenie obvodu.V obvode panelov TCA je brzdová cievka YA pripojená k AC sieti cez stýkač KM1.V paneloch KS je možné použiť AC aj DC brzdiace magnety. V druhom prípade sa pri pohľade na panely DC použije brzda, ako je znázornené nižšie.

Ryža. 6. Schéma dvojmotorového elektrického pohonu pohybového mechanizmu s DK panelom

V diagrame na obr. 3 je spolu s obvyklým zapojením odporov znázornené aj ich paralelné zapojenie, ktoré sa používa v prípadoch, keď zaťaženie presahuje prípustné pre stykače rotora.

Schémy elektrických pohonov pohybových mechanizmov. Schémy elektrických pohonov pohybových mechanizmov s vačkovými ovládačmi sú realizované v jedno- alebo dvojmotorovom prevedení. Konštrukcia jedného motora s regulátorom KKT61 je úplne podobná schéme na obr. 1. Schéma dvojmotorového elektropohonu s regulátorom KKT62 je na obr. 5.

Princípy činnosti obvodov s regulátormi KKT6I a KKT62 sú rovnaké: kontakty regulátora SM upravujú odpory v obvode rotora motora, ochrana je umiestnená na samostatnom ochrannom paneli. Rozdiel je v tom, že v obvode s KKT62 to robia stýkače KM1B a KM2V naopak. Mechanické charakteristiky oboch elektrických pohonov sú identické a sú znázornené na obr. 2.

Schéma elektrického pohonu pohybového mechanizmu s ovládaním z panelu je uvažovaná na príklade dvojmotorového elektropohonu s panelom DK v žeriavovo-metalurgickom prevedení, znázornenom na obr. 6. Reťaz poskytuje symetrické mechanické charakteristiky znázornené na obr. 7.V diagrame: KMM1 a KMMU11 — lineárne stýkače; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — smerové stýkače; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — stýkače akcelerátora; Brzdové stýkače KM1, KM2 — YA1 a YA11. Riadenie je vykonávané regulátorom (kontakty SA1 — SA11) so zabezpečením mäkkého štartu pod kontrolou časových relé KT1 a KT2.

Na zastavenie sa používa režim protispínania podľa charakteristiky 1, ktorý sa vykonáva pod kontrolou relé KH2. Cievka relé KH2 je pripojená k rozdielu napätia úmernému napätiu rotora jedného z motorov, usmernenému diódovým mostíkom UZ a referenčnému napätiu siete. Prestavením potenciometrov R1 a R2 motor spomaľuje pri charakteristike 1 na nulovú rýchlosť, po ktorej sa motor nechá rozbehnúť v opačnom smere. Obvod poskytuje všetky potrebné typy ochrany implementované na napäťovom relé KN1. Riadiaci obvod je napájaný zo siete 220 V DC cez spínač QS2 a poistky FU8 — FU4.

Ryža. 7. Mechanická charakteristika elektrického pohonu podľa schémy na obr. 6

Technické údaje pre kompletné elektrické pohony. Technické údaje pre elektrické pohony zdvíhacích a pojazdových mechanizmov sú uvedené v referenčných tabuľkách. Špecifikované tabuľky určujú výkon záťaží motora ovládaných výkonovými regulátormi a panelmi v závislosti od režimu prevádzky. Technické údaje v tabuľkách sa vzťahujú na motory a ovládacie panely s menovitým napájacím napätím 380 V.

Pre iné napätia je potrebné použiť informačné materiály výrobcu. Pre duplexné panely sú hodnoty motora uvedené v tabuľkách dvojnásobné.Panely TCA3400 a KC400 sa momentálne nevyrábajú, ale elektrické pohony s týmito panelmi sú stále v prevádzke. Pre prevádzkový režim 6M by sa mali používať iba panely K, DK a KS.