Sisteme de control pentru acţionarea electrică a macaralelor

Diferite sisteme de control al macaralei pot fi clasificate în funcție de scop, metoda de control și condițiile de reglementare.

După scopul lor, se disting sistemele de control al mecanismelor de ridicare, mecanismelor de mișcare și mecanismelor de rotație.

Conform metodei de management, există sisteme de management cu controlerele camerei de alimentare, cu postări cu butoane, cu dispozitive complete (ex. cu sau fără controler magnetic și convertor de energie).

În funcție de condițiile de reglare, pot exista sisteme de control: cu reglarea vitezei sub nominală, cu reglarea vitezei peste și sub nominală, cu reglarea accelerației și decelerației.

În sistemele de acționare a macaralei sunt utilizate patru tipuri de motoare electrice:

• motoare de curent continuu cu excitație în serie sau independentă cu reglarea vitezei, accelerației și decelerației prin modificarea tensiunii și a curentului de excitație furnizate armăturii;

• motoare cu rotor asincron prin ajustarea parametrilor de mai sus prin modificarea tensiunii aplicate înfășurării statorului a motorului electric, a rezistenței rezistențelor din circuitul de înfășurare a rotorului și folosind alte metode,

• motoare asincrone cu colivie cu viteză constantă (la frecvența nominală a rețelei) sau reglabilă (la reglarea frecvenței de ieșire a invertorului),

• Motoare cu inductie cu rotor cu colivie, cu mai multe viteze (cu comutare pe poli).

Recent, numărul de robinete AC este în creștere datorită îmbunătățirii sistemelor unitatea de frecvență variabilă.

Sistem de control Power Cam — simplu și cel mai comun pentru acționările electrice ale macaralei.

Pentru motoarele de curent continuu ale mecanismelor de ridicare se folosesc controlere cu circuit asimetric și activare potențiometrică a armăturii în pozițiile de coborâre, pentru mecanisme de deplasare - controlere cu circuit simetric și rezistențe conectate în serie.

Pentru motoarele electrice asincrone cu rotor cu colivie, se folosesc controlere care îndeplinesc numai funcțiile de pornire și oprire a motorului electric; pentru motoarele cu inducție cu rotor bobinat în fază, controlerele comută înfășurările statorului și treptele de rezistență din circuitul de înfășurare a rotorului.

Principalele dezavantaje ale sistemelor de acționare electrică cu controlere cu came: scăzut indicatori energetici, nivel scăzut de rezistență la uzură a sistemului de contact, netezime insuficientă a reglarii vitezei.

Utilizarea frânării electrodinamice autoexcitate pentru aceste sisteme de mecanisme de ridicare (la coborârea sarcinii) îmbunătățește energia și proprietățile de control ale sistemelor, în special, un interval de reglare a vitezei de până la 8:1 (la coborârea sarcinii) poate fi realizat.

Sistemele de control cu ​​regulatoare de putere sunt utilizate în general pentru macaralele cu viteză redusă care funcționează cu cerințe reduse pentru domeniul de control al vitezei și precizia frânării. În condițiile atelierelor metalurgice, acestea sunt poduri-macarale de uz general.

Sistemele de control cu ​​controlere magnetice sunt utilizate pentru echipamentele electrice macarale care funcționează pe curent continuu și alternativ cu putere relativ mare (pentru curent continuu de până la 180 kW).În curent alternativ, aceste sisteme sunt utilizate pentru controlul motoarelor electrice asincrone cu una și două viteze. cu o cușcă de veveriță cu rotor și motoare electrice asincrone cu rotor bobinat.

Aceste sisteme de control magnetic pentru controlul motoarelor asincrone cu colivie sunt utilizate în mod obișnuit pe macarale cu puterea motorului de până la 40 kW și pentru motoarele asincrone cu rotor bobinat în domeniul de putere 11-200 kW (pentru mecanisme de ridicare) și 3,5-100 kW ( pentru mecanismele de mișcare).

Sistemele de comandă pentru acţionarea macaralei AC cu convertor de tensiune tiristor găsesc aplicaţie pentru motoarele electrice asincrone cu rotor de fază pe mecanismele macaralei pentru diverse scopuri. Un convertor de tensiune tiristor este inclus în circuitul înfășurării statorului și servește la reglarea tensiunii furnizate acestei înfășurări.Principalele avantaje ale acestui sistem de control sunt: ​​capacitatea de a atinge viteze mici de aterizare stabile cu un domeniu de control de până la 10: 1, oferind comutare fără curent a circuitelor statorice ale motorului electric, ceea ce crește durabilitatea și durata de viață a Echipament electric.

Utilizarea acestor sisteme de control este eficientă pentru mecanismele de macarale unde este necesar să se îndeplinească cerințele stricte în ceea ce privește controlul vitezei, de exemplu pentru macaralele tip portal, podul macarale cu manipulatoare.

Sistemul de control pentru acţionarea electrică a macaralei DC G-D (generator-motor) a fost utilizat pe scară largă în acţionarea macaralelor electrice până în anii 1960 şi 1970 datorită următoarelor avantaje principale: un domeniu semnificativ de control al vitezei (20:1 sau mai mult), viteză lină şi economică şi controlul frânării, durată lungă de viață, cost relativ scăzut.

Acest sistem a fost utilizat eficient pentru macaralele mari și critice, inclusiv pentru cele ale uzinelor metalurgice. Cu toate acestea, aplicarea sa a fost limitată de o serie de dezavantaje: prezența pieselor rotative și a volumului, eficiență relativ scăzută, greutate și dimensiune considerabile, costuri de operare ridicate.

Sistemele de control cu ​​convertoare de tensiune tiristoare și motoare de curent continuu (TP — DP) permit utilizarea dispozitiv tiristorprin modificarea unghiului de deschidere al tiristoarelor, reglați tensiunea furnizată motorului electric.

Sistemele TP — DP sunt utilizate pentru acționări electrice cu putere de până la 300 kW și, în unele cazuri, chiar mai mult.Au proprietăți de control ridicate și cu un domeniu de control de 10:1 — 15:1, nu necesită utilizarea de tahogeneratoare pentru controlul vitezei. Folosind feedback-ul tahometric al vitezei în aceste sisteme, se poate obține un interval de control al vitezei de până la 30:1.

Dezavantajele sistemelor TP — DP sunt: ​​complexitatea relativă a blocurilor tiristoare ale dispozitivului, costuri de capital și operare relativ mari, deteriorarea calității energiei electrice în rețea (impact asupra rețelei).

Sistemele de control cu ​​convertizoare de frecvență (FC — AD) permit antrenările electrice ale macaralei, atunci când se folosesc motoare electrice asincrone cu rotor veveriță, să se obțină un domeniu de reglare a vitezei mari cu caracteristici dinamice bune ale antrenării electrice.