Acționări electrice cu motoare cu fază asincronă și frânare cu cuplare

Până de curând, acţionările electrice cu motoare cu fază asincronă, datorită simplităţii lor de implementare, erau cele mai utilizate pentru acţionarea electrică a macaralei, în special pentru mecanismele de deplasare. În mecanismele de ridicare acestea acționări electrice sunt din ce în ce mai mult înlocuite de sisteme de frânare dinamice auto-excitate. Acționările complet electrice sunt realizate pe baza utilizării motoarelor de macara asincrone cu rotor de fază atunci când sunt controlate de regulatoarele de putere KKT60 și panourile de control TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Servomotoarele electrice cu controlere cu came de avans și panouri TA, DTA (pentru mecanisme de deplasare) și TCA (pentru mecanisme de ridicare) cu circuite de comandă AC sunt utilizate pentru macarale de uz general și cu panouri K, DK (mișcare) și KS (ridicare) — cu circuite de control în curent continuu pentru macarale metalurgice.

Specificul de utilizare determină și unele diferențe în construcția acestor panouri.Panourile K și KS au protecție individuală, în timp ce pentru panourile TA și TCA circuitul principal este cu protecție comună amplasat pe un panou de protecție separat, în panourile DC pentru acționări electrice cu două și mai multe motoare, separarea circuitelor de putere a motorului este prevăzută pentru a crește fiabilitatea sistemului, există și alte diferențe.

Gama de putere acoperită de acționările electrice și controlerele cu came de avans este de la 1,7 la 30 kW și crește la 45 kW cu adăugarea unui inversor de contactor și cu panouri de comandă de la 3,5 la 100 kW pentru mecanismele de mișcare și de la 11 la 180 kW pentru ridicare mecanisme (puterile sunt specificate pentru modul de operare 4M cu duty cycle = 40%).

Metodele de control al vitezei și modurile de frânare utilizate în acționările electrice considerate determină proprietățile lor scăzute de control și energie. O trăsătură caracteristică a unor astfel de sisteme este lipsa de aterizare stabilă și viteze intermediare și pierderi mari în rezistențele de pornire. În general, domeniul de control al acestor unități electrice nu depășește 3:1, iar eficiența echivalentă pentru modul 4M este de aproximativ 65%.

Scheme de acționare electrică pentru mecanismele de ridicare. Schema acționării electrice cu controlerul cu came KKT61 este prezentată în fig. 1. Aproape de acesta în proiectare este circuitul de antrenare electric cu controlerul KKT68, în care un inversor de contactor este utilizat în circuitul statorului, iar contactele eliberate ale controlerului sunt folosite pentru a conecta în paralel rezistențele din circuitul rotorului. Caracteristicile mecanice ale unui actuator electric cu controlere cu came sunt prezentate în Fig. 2.

Orez. 1. Diagrama motorului electric de ridicare cu controler cu came KKT61

La construirea caracteristicilor mecanice ale acţionărilor electrice considerate, o problemă importantă este alegerea valorii cuplului iniţial de pornire (caracteristicile 1 şi 1'). Pe de o parte, din punctul de vedere al reducerii momentului de impuls în timpul acceleraţiei şi asigurând viteze de aterizare în timpul coborârii la sarcini ușoare, este de dorit să se reducă cuplul de pornire. Pe de altă parte, reducerea excesivă a cuplului inițial poate face ca sarcinile grele să cadă în pozițiile de ridicare și apar viteze excesive la coborârea acestora. Pentru a evita acest lucru, cuplul de pornire ar trebui să fie în jur de 0,7 Mnom.

Orez. 2. Caracteristicile mecanice ale acţionării electrice conform schemei din fig. 1

În fig. 2, cuplul motorului la ciclul de lucru = 40% este considerat nominal. Apoi, în ciclul de lucru = 25% din prima poziție a controlerului, caracteristica 1 'va corespunde cuplului inițial egal cu Mn la ciclul de lucru = 40%. respectiv a doua pozitie — caracteristica 2 '. Pentru a asigura acest lucru, rezistențele de balast au robinete care permit o parte din rezistența etapei finale să fie ocolită.

Orez. 3. Diagrama acționării unui lift electric cu panoul TCA.

În schema din fig. 1 contactele SM2, SM4, SM6 și SM8 ale controlerului efectuează inversarea motorului, contactele SM7 și SM9 — trepte de rezistență ale SM12, contactele SM1, SM3 și SM5 sunt utilizate în circuitele de protecție. Bobina de frână YA este activată simultan cu motorul. În circuitul cu controlerul KKT61, pentru a reduce numărul de came utilizate, se utilizează o conexiune asimetrică a rezistențelor, iar în circuitul cu controlerul KKT68, numărul de contacte ale controlerului permite comutarea simetrică.

Acționarea electrică este protejată de un panou de protecție care conține contactorul de linie KMM, întrerupătorul de alimentare QS, siguranțele FU1, FU2 și blocul de relee maxime KA. Protecția finală este asigurată de comutatoarele SQ2 și SQ3. Diagrama bobinei contactorului KMM include contactele butonului SB ON, comutatorul de urgență SA și contactele de blocare a trapei SQL.

În fig. 3 prezintă o diagramă de acţionare a palanelor electrice cu un panou de comandă TCA. Acționările electrice cu panouri KS sunt construite pe aceleași principii. Diferențele sunt că în ele circuitul de comandă este realizat pe curent continuu, iar dispozitivele de protecție, inclusiv contactorul de linie KMM, întrerupătorul QS1, releele maxime KA, siguranțele FU1 și FU2 sunt amplasate direct pe panou, iar protectia este individuala, iar in unitatile electrice cu panouri TCA foloseste un panou de securitate.

Trebuie remarcat faptul că, pentru acționările electrice critice, a fost produsă și o modificare a panourilor de control AC de tip TSAZ. Circuitele de acționare electrică cu panouri de comandă asigură controlul automat al vitezei de pornire, marșarier, oprire și trepte pe baza caracteristicilor reostatului motorului.

În schema din fig. 3 denumiri acceptate: KMM — contactor liniar; KM1V și KM2V — contactoare direcționale; KM1 — contactor de frână YA; KM1V — KM4V — contactoare de accelerație; KM5V — contactor de opoziție. Protecția afectează releul KH.

Caracteristicile mecanice ale unității sunt prezentate în Fig. 4. În pozițiile de ridicare pornirea se realizează sub controlul releelor ​​de timp KT1 și KT2, în timp ce caracteristica 4'P nu este fixă.În pozițiile de coborâre se efectuează reglarea caracteristicilor opoziției 1C și 2C și a caracteristicii ZS, pe care, în funcție de greutatea sarcinii, motorul funcționează în modul de scădere a puterii sau de frânare a generatorului. Trecerea la caracteristicile 3C se realizează conform caracteristicilor 3C și 3C sub controlul releului de timp.

Orez. 4. Caracteristicile mecanice ale acţionării electrice conform diagramei din fig. 3.

Circuitele de panouri fabricate înainte de 1979 foloseau un mod de oprire monofazat pentru a reduce sarcinile mici, realizate prin intermediul contactoarelor suplimentare. Acest mod din fig. 4 corespunde caracteristicii O. După stăpânirea panourilor de oprire dinamică discutate mai jos, acest mod este dezactivat în panourile TCA și KS. Pentru a reduce sarcina asupra caracteristicilor de opoziție 1C și 2C, operatorul trebuie să apese pedala SP atunci când mânerul controlerului este plasat în poziția corespunzătoare. Controlul pedalei este forțat cu caracteristici mecanice moi datorită capacității de a ridica sarcina în loc să o coboare.

Orez. 5. Schema de antrenare electrică cu două motoare a mecanismului de mișcare cu controler cu came KKT62

Acționarea electrică este comutată în modul contraschimb nu numai la coborârea sarcinilor, ci și la oprirea din pozițiile de coborâre, iar în prima și a doua poziție acest lucru se face prin apăsarea pedalei. Totodată, în timpul menținerii releului KT2, alături de frânarea mecanică, este prevăzută și frânarea electrică la caracteristica 2C. Pe lângă releul specificat, KT2 controlează și asamblarea corectă a circuitului.În circuitul panourilor TCA, bobina de frânare YA este conectată la rețeaua AC prin contactorul KM1.În panourile KS pot fi folosiți atât magneți de frânare AC cât și DC. În acest din urmă caz, frâna este aplicată așa cum se arată mai jos, când se uită la panourile DC.

Orez. 6. Schema acționării electrice cu două motoare a mecanismului de mișcare cu panoul DK

În schema din fig. 3, împreună cu conexiunea obișnuită a rezistențelor, este prezentată și conexiunea lor în paralel, care este utilizată în cazurile în care sarcina depășește valoarea admisă pentru contactoarele rotorului.

Scheme ale acţionărilor electrice ale mecanismelor de mişcare. Schemele de acționare electrică a mecanismelor de mișcare cu controlere cu came sunt implementate într-un design cu un singur sau dublu motor. Designul cu un singur motor cu controlerul KKT61 este complet similar cu diagrama din fig. 1. În fig. 5.

Principiile de funcționare ale circuitelor cu controlerele KKT6I și KKT62 sunt aceleași: contactele controlerului SM reglează rezistențele în circuitul rotorului motorului, protecția este plasată pe un panou de protecție separat. Diferența este că în circuitul cu KKT62 opusul se realizează prin contactoarele KM1B și KM2V. Caracteristicile mecanice ale ambelor acționări electrice sunt identice și sunt prezentate în fig. 2.

Schema de acționare electrică a mecanismului de mișcare cu control de la panou este luată în considerare pe exemplul unei acționări electrice cu două motoare cu un panou DK cu un design metalurgic de macara, prezentat în Fig. 6. Lanțul asigură caracteristicile mecanice simetrice prezentate în fig. 7.În diagramă: KMM1 și KMMU11 — contactoare liniare; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — contactoare direcționale; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — contactoare de accelerație; Contactoare de frână KM1, KM2 — YA1 și YA11. Controlul este efectuat de controler (contacte SA1 — SA11) cu asigurarea unei porniri soft sub controlul releelor ​​de timp KT1 și KT2.

Pentru oprire, modul de contracomutare este utilizat conform caracteristicii 1, care se realizează sub controlul releului KH2. Bobina releului KH2 este conectată la diferența de tensiune proporțională cu tensiunea rotorului unuia dintre motoare, rectificată de puntea de diode UZ, și cu tensiunea de referință a rețelei. Prin reglarea potențiometrelor R1 și R2, motorul decelerează la viteza caracteristică 1 până la zero, după care motorul este lăsat să pornească în sens invers. Circuitul asigură toate tipurile de protecție necesare implementate pe releul de tensiune KN1. Circuitul de control este alimentat de o rețea de 220 V DC prin comutatorul QS2 și siguranțe FU8 — FU4.

Orez. 7. Caracteristicile mecanice ale acţionării electrice conform schemei din fig. 6

Date tehnice pentru antrenări electrice complete. Datele tehnice pentru acționările electrice ale mecanismelor de ridicare și deplasare sunt prezentate în tabele de referință. Tabelele specificate determină puterea sarcinilor motorului controlate de controlerele și panourile de putere, în funcție de modul de funcționare. Datele tehnice din tabele se referă la motoare și panouri de comandă cu o tensiune nominală de alimentare de 380 V.

Pentru alte tensiuni este necesară utilizarea materialelor informative ale producătorului. Pentru panourile duplex, citirile motorului prezentate în tabele sunt dublate.Panourile TCA3400 și KC400 sunt în prezent scoase din producție, dar acționările electrice cu aceste panouri sunt încă în funcțiune. Pentru modul de operare 6M, trebuie utilizate numai panouri K, DK și KS.