хэ.лух.1 «ШуТОВ
ЭЛЕКТРО -ОБОРУДОВАНИЕ КРАНОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Издание 3~с, перерабо тан.чре и дополненнои
1^96
из1 -лк . аллургия» 1990
УДК 621.31 :621.87
Рецензент — капд. техн, наук 3. Е. Шафиров
УДК 621.31:621.87
Электрооборудование кранов металлургических предприятий. 3-е изд., перераб. и доп. Р а и у т о в Б. М.—-М..: Металлургия, 1990. 272 е< Рассмотрено электрооборудование кранов металлургических предприятий: крановые электродвигателя постоянного и переменного тока и режимы их работы, электрическая аппаратура управления и защиты, крановый токоподвод, современные системы и схемы управления с применением контактно-релейной и бесконтактной аппарату* ры. Приведены особенности электрооборудования кранов общего назначения и специальных кранов, работающих на металлургических предприятиях. Даны способы расчета мощности и выбора электродвигателей этих кранов, выбор крановой электрической аппаратуры и др. Приведен материал по эксплуатации и ремонту кранового электрооборудования.
Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией электрооборудования крапов тчеталлургических предприятий, Ил. 95. Табл. 47, Библиогр. список: 23 назв.
„ 2601'600000—030
р _—.  -----------
040(01)—90
ISBN 5-229-00305-7
© Рапутов Б. ТЛ,, издят,--таллургнда, 1°"
ПРЕДИСЛОВИЕ
«Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» предусматривается дальнейшее повышение эффективности металлургического производства и качества выпускаемой продукции.
Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности являются, широкая механизация трудоемких работ и автоматизация производственных процессов. В решении их значительная роль принадлежит подъемно-транспортному оборудованию и, в первую очередь, кранам, как основному средству внутрицехового транспорта.
Отечественным машиностроением освоен выпуск ряда типоисполпений кранов, применяющихся на металлургических предприятиях. Так, па НКМЗ освоено производство литейных кранов грузоподъемностью до 630+90+16 т, в ПО «Сибтяжмаш»—до 500+100/20 т. В этом же производственном объединении изготовляются мостовые краны для раздевания слитков грузоподъемностью до 40 т. В ПО « Ленподъем-трапемаш» изготовляются мостовые краны с вращающейся тележкой и управляемыми клещами грузоподъемностью 50 т и краны с механизмом вращения крюка грузсчюдъемностью 50/10 т. Это всего лишь несколько примеров из многообразия кранов, изготовляемых для металлургических предприятий,
Следует заметить, что производительность основных цехов металлургических предприятий, например сталеплавильных, конвертерных, прокатных, в значительной мере зависит от надежности работы и производительности кранов, В то же время эффективность работы кранов существенно зависит от качественных показателей кранового электрооборудования.
Работа крана в условиях того ил г: иного металлургического предприятия и цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса, Особые условия ис
3
пользования кранов металлургических цехов должны учитываться при проектировании и эксплуатации кранового электрооборудования.
В третьем издании значительно обновлен, переработан и дополнен материал всех глав книги. Исключен материал по устаревшей аппаратуре и введен материал по повой; обновлен материал по крановым электродвигателям постоянного и переменного тока; введен материал по тиристорным преобразователям и крановым электроприводам с этими преобразователями; обновлен материал по электрическим схемам металлургических кранов. Большее внимание уделено автоматизации управления кранами и дистанционному управлению ими.
При написании книги был учтен и отражен опыт отечественных и зарубежных предприятий и фирм по производству подъемно-транс-портгюго и электротехнического оборудования (ПО «Сибтяжмаш», ПО «Динамо» им. С. М. Кирова, ПО «Ленподъемтрансмаш^, Харьковского завода подъемно-транспортного оборудования им. В. И. Ленина и др.), проектно-конструкторских и научно-исследовательских институтов (ВНИИПТМАШа, ВНИИЭлектро-привод и др.), ряда предприятий металлургической промышленности.
Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю признательность отделам главных конструкторов производственных объединений «Кран» и «Электростальтяжмаш», Харьковского завода подъемно-транспортного оборудования им, В. И. Ленина за большую помощь, оказанную при подготовке материала для книги.
Глава I
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КРАНОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЦЕХОВ
1,	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков, колодцевые, посадочные и др.).
Конструкция кранов в основном определяется их назначением и спецификой технологического процесса, Но ряд узлов, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для кранов различных видов. Поэтому имеется много общего в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования кранов,
Электрооборудование кранов металлургических цехов работает, как правило, в тяжелых условиях: повышенная запыленность и загазованность, повышенная температура или резкие колебания температуры окружающей среды (от минусовой до -4-604-70 °C), высокая влажность (до 80—90 %), влияние химических реагентов. В связи с этим оно должно выбираться в соответствующем конструктивном исполнении.
Оборудование кранов стандартизировано, поэтому краны различные по назначению и конструкции комплектуются серийно выпускаемым типовым электрооборудованием, Схемы управления отдельными кранами отличаются, что связано со спецификой соответствующих цехов металлургических предприятий и назначением кранов. К электрооборудованию кранов предъявляют следующие требования: обеспечение высокой производительности, надежность работы, безопасность обслуживания, простота эксплуатации и ремонта и др,
2.	РЕЖИМЫ РАБОТЫ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Режим работы крановых механизмов — важный фактор при выборе мощности приводных электродвигателей, аппаратуры и системы управления. От него зависит и конструктивное исполнение механизмов.
Режимы работы кранов металлургических цехов раз-

нообразпы и в основном определяются особенностям и технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах, Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового электрооборудования. Выбор же более легкого режима обусловливает повышенный износ электрооборудования, частные поломки и простои. Поэтому важно выбрать оптимальный режим работы кранового механизма.
Режим работы кранового механизма характеризуется следующими показателями: относительная продолжительность включения (ПВ), среднесуточное время работы, число включений за 1 ч электродвигателя, коэффициент нагружения, коэффициент переменности нагрузки, использование механизма (нерегулярное, регулярное, малая интенсивность, средняя интенсивность, интенсивное).
Относительная продолжительность включения для крановых механизмов с нечетко выраженным циклическим режимом, %
ПВ = —h_ 100,	(1,1)
где — суммарное за 1ч время включения механизма при непрерывном времени одного включения не более 5 мин; in — продолжительность пауз за 1ч работы при одной непрерывной паузе не более 5 мин.
Для механизмов с четким циклическим режимом относительная продолжительность включения, %
ПВ = (1 — Q^/3600) 100,	(1.2)
где Q — производительность крана, циклы/ч;	—* про-
должительность паузы за один цикл, с.
Коэффициент нагружения механизма [4]
(Г.3)
где F; — нагрузка (сила, момент), действующая на механизм за период времени tr, F^nx— наибольшая нагрузка (сила, момент) при перемещении номинального груза в период рабочего цикла при номинальных параметрах внешних сил; h — продолжительность действия нагрузки
6
Таблица 1. Характеристика механизмов кранов
и ИЯ	эле к тр о п р и в о д о в											
по п-ря Езидам Госгор- 1	i техпадлор^	1	1	по СТ СЭВ 2077—НО | £	17OJ "КИП -^ЭИПТ) 017 зЦЛэлс! tfj-nftfed'j	Среднесуточное время работы, 1	Наработка До капитального ремонта, ч	/гном по СТ 20-77	к СЭВ -8:1	Использование механизма	пв, %	Число включений, за 1 ч	Режим работы электрообо-рудовання
л с т	АО А1 Л2 АЗ А4 А5	20 20 20 20 20 20	1 2 1 4 2 1 8 4 2 1 16 16 8. 4 2 1 J 2 2 8 4	800 1600 1600 6300 3200 1600 12 500 6300 3200 1600 25 000 25 000 12 500 6300 3200 1600 1600 3200 3200 12 500 12 500	0,125 0,125 0,25 0,125 0,25 0,5 0,125 0,25 0,5 1,0 0,125 0,125 0,25 0,5 1,0 0,125 0,125 0,25 0 25 0,5 1,0	0,5 0,5 0,63 0,5 0,63 0,8 0,5 0,63 0,8 1,0 0,5 0,5 0,63 0,8 1,0 0,5 0,5 0,63 0,63 0,8 1,0	Нерегулярное Регулярное, малая интенсивность Нерегулярное Регулярное, малая интенсивность То же Нерегулярное Регулярное, интенсивное Регулярное, средняя интенсивность Регулярное, малая интенсивность Нерегулярное Интенсивное Регулярное, интенсивное Регулярное, средняя интенсивность Регулярное, малая интенсивность Интенсивное •» Регулярное, интенсивное Регулярное, средняя интенсивность	25 25 15 25 15 15 25 25 15 15 15 40 40 25 15 25 60 40 40 40 25	60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 120 120 120 60 240 120 240 240 240	Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е1 Е2 Е2 Е2 Е2 Е1 ЕЗ Е2 Е2 ЕЗ ЕЗ
7
/7роdoAweKtie табл, 1
Использование
механизма
ВТ
А6 10
5
10
10 б
5
15
10
5
5
20
20
16
16
30
20
8
25 000
25 000
12 500
25 000
25 000
25 000
12 500
16 25 000
20 25 000
20 25 000
1,0
1,0
1,0
0,63	Интенсивное	40	240	ЕЗ
0,63		60	600	Е4
0,8		40	240	ЕЗ
0,8		60	600	ЕЗ
0,8	£	40	240	Е4
0,8		60	600	ЕЗ
1,0	Регулярное, средняя интенсивность	60	600	Е4
1,0	Интенсивное	60	600	Е4
1,0		60	600	Е4
1,0	Особо интен" сивное	До 100	600	Е5
Д-; 2/г— суммарное время действия всех нагрузок до Ртах включительно.
Коэффициент переменности нагрузки
(L4) где Аном — номинальный коэффициент нагружения механизма.
По правилам Госгортехнадзора для крановых механизмов установлено четыре номинальных режима работы: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ). Для каждого механизма крана режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема.
В соответствии со стандартом СЭВ 2077—80 все краны по условиям использования и нагружения разделяются на 7 классов (АО—А6). В табл. 1—3 приведены характеристики механизмов кранов, их электроприводов и электрооборудования [4].
В Англии (стандарт В 2573) установлены два класса работы мостовых кранов общего назначения грузоподъ-
таблица 2. Классификационные параметры кранового
е к Троо бор удов ан и я при различных режимах работы ____
Параметры	Режим работы Электр о оборудования				
	Е1	Е2	ЕЗ	Е4	ЕЗ
Число включений	60	120	240	600	600
в час Средний ресурс до списания (по числу включений),	0,3-10=	3-10=	6-10®	15'10’	20-Ю6
ч Среднесуточное	2	8	16	20	20
время работы, ч Наработка до капитального ре-	6300	25 000	25 000	25 000	25 000
монта, ч Коэффициент пе*	0,63	0,63	0,8	1,0	1,0
ременности на- грузки kq пв, %	15-25	40	40	60	До 100
Средний ресурс до списания, лет	20	20	10	5	5
емкостью 0,5—150 т: I (режим Л) — при работе крана до 1000 ч в год; II (режим С)—при работе крана до 2000 ч в год [1].
Таблица 3. Классификация режимов работы электрооборудования мостовых кранов
Кран	Электроприводы механизма					
	। главного подъема	вспомогательного подъема	тележки		передвижения крапа	поворота крайа или крюка
			главного подъема	вспомогательного подъема		
Крюковой облегченный	Е1	Е1	Е1	Е1	Е1	
Магнитный	ЕЗ	Е2	Е2	Е2	ЕЗ	Е2
Грейферный, магнитно-	Е4	Е4	Е4	ЕЗ	Е4	—
грейферный и ковочный						
Литейный	ЕЗ	Е2	Е2	Е2	Е2	—
Закалочный	Е2	Е2	Е2	Е2	Е2	
Для раздевания слитков	Е4	Е4	Е4		Е4	
Клетевой	Е4	Е4	Е4		Е4		
Завалочный мартенов-	Е5		Е5	—	Е5	—
ских цехов						
9
3,	КРАНОВЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ постоянного
И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ИХ ВЫБОР
В цехах металлургических предприятий находят применение крановые электродвигатели трехфазиого переменного тока (асинхронные) и постоянного тока (последовательного или параллельного возбуждения). Они работают, как правило, в повторно-кратковременном режиме при широком регулировании частоты вращения, причем работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями. Кроме того, электродвигатели краповых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций, В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию высокой температуры (до 60—70 гС), паров и газов.
В связи с этим по своим технико-экономическим показателям и характеристикам крановые электродвигатели значительно отличаются от электродвигателей общепромышленного исполнения.
Основные особенности крановых электродвигателей: исполнение, обычно, закрытое; изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и Н\
момепт инерции ротора по возможности минимальный, а поминальные частоты вращения относительно небольшие — для снижения потерь энергии при переходных процессах;
магнитный поток относительно велнк — для обеспечения большой перегрузочной способности по моменту;
значение кратковременной перегрузки по моменту для крановых электродвигателей постоянного тока в часовом режиме составляет 2,15—5,0, а для электродвигателей переменного тока — 2,3—3,5;
отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей постоянного тока 3,5—4,9, для электродвигателей переменного тока 2,5;
для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят' режим с ПВ = 40 %, а для электродвигателей постоянного тока наряду с этим режимом — режим 60 мин (часовой).
Наиболее широко для привода крагювых механизмов применяются трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, обеспечивающие регулирование ско-
10
пости и плавный пуск при относительно большом значении нагрузки на валу. Эти электродвигатели устанавливают на крановых механизмах при среднем; тяжелом к весьма тяжелом режима?: работы. Они допускают регулирование пускового момента в заданных пределах и. регулирование скорости в диапазоне (1 :3) —(1 :4).
" Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяются реже (для привода механизмов передвижения малоответственных тихоходных кранов) из-за несколько пониженного пускового момента и значительных пусковых токов, хотя масса их примерно на 8 % меньше, чем у двигателей с фазным ротором, а стоимость в 1,3 раза меньше, чем у этих двигателей при одинаковой мощности. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором иногда применяют при режимах Л и С (для механизмов подъема). Применение их на механизмах кранов, работающих в более тяжелых режимах, ограничено малой допустимой частотой включения и сложностью схем регулирования скорости.
Преимуществами асин?;роиных электродвигателей по сравнению с электродвигателями постоянного тока являются их относительно меньшая стоимость, простота обслуживания и ремонта. Масса кранового асинхронного электродвигателя с наружной самовенткляцней в 2,2—3 раза меньше массы кранового электродвигателя постоянного тока при одинаковых номинальных моментах, а масса меди соответственно примерно в 5 раз меньше. Если эксплуатационные затраты принять за единицу для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, то для электродвигателей с фазным ротором эти затраты составят 5, а для электродвигателей постоянного тока 10. Поэтому в крановых электроприводах наиболее широко применяются электродвигатели переменного тока (около 90 % от общего числа электродвигателей).
Электродвигатели постоянного тока целесообразно применять в тех случаях, когда требуется широкое и плавное регулирование скорости, для приводов с большим числом включений в час, при необходимости регулирования скорости вверх от номинальной, для работы в системах Г—Д и ТП—Д.
Достижения в создании относительно малогабаритных и экономичных силовых полупроводниковых выпрямителей еще более расширили область применения электродвигателей достоянного тока для кранов,
!1
В СССР выпускаются асинхронные крановые и металлургические электродвигатели в диапазоне мощностей от 1,4 до 160 кВт при ПВ=40%, Асинхронные электродвигатели изготовляются для частоты 50 Гц на напряжение 220/380 и 500 В; для экспортных поставок (металлургическая серия) — для частоты 60 Гц на напряжение 220/380 и 440 В, для частоты 50 Гц на напряжение 240/415 и 400 В. Электродвигатели на частоту 50 Гц могут, как правило, включаться в сеть 60 Гц. При этом частота вращения увеличивается на 20 %. Если напряжение сети 60 Гц на 20 % выше напряжения сети 50 Гц, то поминальная мощность электродвигателя может быть увеличена на 10—15 %, а кратность пусковых токов и моментов приближенно принимают неизменной. Если номинальное напряжение сети на 50 Гц равно напряжению номинальному на 60 Гц, то повышение номинальной мощ-ности не допускается, В этом случае номинальный момент и кратности максимального момента, пускового момента и пускового тока снижаются соответственно отношению частот 50/60, т, е, на 17 % [3],
Отечественной промышленностью выпускаются асинхронные крановые электродвигатели с классом нагрево-стойкости F, которые обозначаются буквами MTF (с фазным ротором) и MTKF (с короткозамкнутым ротором). Металлургические асинхронные электродвигатели с классом нагревостойкости Н, которые обозначаются МТН и МТКН (соответственно с фазным или короткозамкнутым ротором),
Электродвигатели серий MTF, MTKF, МТН и МТКН изготовляют па синхронную частоту вращения 600, 750 и 1000 об/мин при частоте 50 Гц н на 720, 900 и 1200 об/мин при частоте 60 Гц.
Электродвигатели серии МТКН изготовляются и в двухскоростном исполнении (синхронные частоты вращения 1000/500, 1000/375, 1000/300 об/мин); серии MTKF— в двух- .и трехскоростном исполнениях (синхронные частоты вращения 1500/500, 1500/250, 1500/750, 250 об/мин),
Электродвигатели серий MTF, MTKF, МТН и МТКН характеризуются повышенной перегрузочной способностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших значениях пускового тока и малом времени куска (разгона).
Мощность электродвигателей серии МТН за счет при-
12
т„ й , uua 4. Техническая характеристика асинхронных ТЛктподвигателей с фазным ротором при напряжении 380 В, аяг.тотЛо Гн и ПВ^40 %	____________________________
ТИП	ЧТ 4.Я» с/	я о г	< о и	CDS фд 		<=> и £Г	< ч я	ад & ь	3 Е к св а	rt 2 fe а	„Масса,. кт
MTF011-6 MTF0I2-6 MTF111-6	1,4 2,2 3,5	885 890 895	5,3 7,6 10,4	0,65 0,68 0,73	61,5 64,5 70	9,1 И 15	116 144 176	39 56 85	0,021 0,029 0,049	58 70
МТН111-6 MTF119-й	3,0	895	10,5	0,67	65	13,5	176	83	0,047	76
	5	930	4,4	0,7	75	15,7	216	137	0,067	88
МТН112-6	4,5	910	13,9	0,71	69	15,6	203	118	0,067	88
MTF211 -6	7,5	930	21	0,7	77	19,8	256	191	0,115	120
МТН211-6	7	920	22,5	0,64	73	19,5	236	196	0,115	120
MTF3U-8	7,5	695	22,8	0,68	73	21	245	265	0,275	170
МТН311-8	7,5	690	23	0,68	71,5	21	245	265	0,275	170
MTF311-6	И	945	30,5	0,69	79	42 .	172	314	0,225	170
МТН311-6	11	940	31,5	0,69	78	42	172	314	0,225	170
MTF312-8	11	705	30,5	0,71	77	43	165	422	0,312	210
МТН312-8	И	700	31	0,69	78	43	165	422	0,312	210
MTF312-6	15	955	38	0,73	83,5	60	235	638	0,312	210
МТН312-6	15	950	38,5	0.73	81	46	219	471	0,312	210
M.TF411-8	15	710	42	0,67	81	48	206	569	0,537	280
МТН4Ц-8	15	705	43	0,67	79	48	206	569	0,537	280
MTF411-6	22-	965	55	0,73	83,5	60	235	638	0,5	280
МТН411-6	22	960	55	0,73	82,5	60	235	638	0,5	280
MTF412-8	22	720	65	0,63	82	57	248	883	0,75	345
МТН412-8	22	715	66	0,63	80,5	57	248	883	0,75	345
MTF412-6	30	970	75	0,71	85,5	73	255	932	0,675	345
МТН412-6	30	965	76	0,71	84,5	73	255	932	0,675	345
МТН511-8	28	705	71	0,72	83	84	281	1000	1,07	470
МТН512-8	38	705	89	0,74	85	77	305	1370	1,42	570
МТН512-6	55	960	120	0,79	88	105	340	1630	1,02	520
МТН611-10	45	570	112	0,72.	84	154	185	2320	4,25	900
MTH6I1-6	75	950	154	0,85	87	180	270	261,0	3,27	810
МТН612-10	60	565	147	0,78	85	154	248	2140	5,25	1070
МТН612-6	95	960	193	0,85	88	176	366	3580	4,12	830
МТН613-10	75	575	180	0,72	88	U5	320	4120	6,25	124.0
МТН613-6	118	960	237	0,84	90-	160	473	4660	5,1	1100
МТН711-10	100	584	246	0,69	89,5	233	272	4560	10,2	1550
МТН712-10	125	585	300	0,7	90,3	237	372	5690	12,75	1700
МТН713-10	160	586	392	0,68	91	244	408	7810	15	1900
	— _										
13
Таблица б, Техническая характеристика асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором при напряжен® 380 В, частоте 50 Гц и ПВ = 40 %
Тил	‘ Р^г кВт	S 2	о	С	I	i и	1 M1£F Н-м	<	Е £ 1	[ Масса, Kt- j
MTKF011-6	1Л	875	5,2	0,66	61,5	41	41	13	0,02	47
MTKF012-6	2,2	880	7,2	0,69	67	66	66	22	0,027	
MTKHII-6	3,5	885	9,4	0,79	72	103	102	35	0,045	7С
МТКН111-6	3,0	910	9,5	0,7	68	97	97	32	0,045	7С
MTKF112-6	5,0	895	13,8	0,74	74	172	172	53	0,065	8Q
МТКН112-6	4,5	900	12,7	0,75	71,3	155	154	50	0,065	80
MTKF211-6	7,5	880	19,5	0,77	75,5	216	206	78	0,11	8С
МТКН211-6	7,0	895	20,8	0,7	73	226	216	88	0,11	НО
MTKF311-8	7,5	690	21,6	0,7	74	324	314	95	0,275	153
МТКН311-8	7 5	690	21	0,7	74	324	314	95	0,275	155
MTKF311-6	11	930	28,5	0,76	77,5	382	373	130	0,212	155
MTKH3II-6	11	910	28 5	0,76	77,5	383	373	130	0,212	155
MTKF312-8	11	700	29	0,74	78	500	461	150	0,387	195
М1КН312-8	11	700	29	0,74	78	500	461	150	0,387	195:
MTKF312-6	15	930	36	0,78	81	589	579	205	0,3	195
MTKH312-S	15	930	36	0,78	81	589	579	205	0,3	193
MTKF41I-8	15	695	40	0,71	80	657	638	185	0,537	255
МТКН4И-3	15	695	40	0,71	80	657	638	185	0,537	255'
MTRF411-6	22	935	51	0,79	82,5	765	706	275	0 475	255
МТКН4И-6	22	935	51	0,79	82,5	76а	706	275	0,475	255
MTKF412-8	22	700	60	0,69	80,5	981	932	295	0,75	315
МТКН412-8	22	700	60	0,69	80,6	981	932	295	0,75	315
MTKF412-6	30	935	70	0,78	83,5	981	932	380	0,637	315
MTKH4I2-6	30	935	70	0,78	83,5	981	932	380	0,637	315
МТКН511-8	28	695	67	0,77	83	1128	1128	336	1,075	440
мепепия современных изоляционных материалов увеличена па одну ступень при равных габаритных размерах пр сравнению с ранее выпускавшимися электродвигателями серии М.ТМ,
В табл, 4 и 5 приведена техническая характеристика этих электродвигателей применительно к односкоростным двигателям. Техническая характеристика многоско-ростных краново-металлургических асинхронных электродвигателей, предназначенных в основном для работы в повторно-кратковременном режиме с частыми пусками и торможениями, приведена в табл, 6, а в табл, 7' —для электродвигателей систем с частотным регулированием.
Начато производство краново-металлургических
14
, я (5 Техническая характеристика многоскоростных электродвигателей с короткозамкнутым ротором 380Р В, частоте 50 Гн											
	—		1							я		
Тип 1	CJ.	§	% лил	чп, <10/ми 11	<		мп, П.я	т,.		Мссаа, кг
ЧТКН211-6/12		2 2	40	930	6,8	28	52	59	0,062	110
	12	1'0	15	4151	5Л	11	49	49	0,062	110
МТКН311-6/16	6 16 а	3,5 1,1 5 0	40 15	920 305	9,3 9,0	42 14	85 69	98 69	0.Ц5 0,115	155 155
МТКНЗ12-6/16			40	925	14	70	142	162	0,16?	195
	16 6 lfi	J tu 1 8	15	305	12,3	22	108	108	0,167	195
МТКШ11-6/16		7,5 2 4	40 15	930 300	17,5. 14,0	93 25	1% 167	215 16’7	0,3 0,3	255 255
МТКШ12-6/16	6' 16	И 3 б	40 15	940 295	27 20	145 37	353 226	383 226	0,4 0,4	315 315
МТКН511-6/20	6 20	16 3 4	40	925 235	38 25	195 ‘40	422 314	490 314	0,575 0,575	430 430
МТКН512-6/20	6 20	22 4,5	40 15	925 223	49 33,5	265 52	630 470	690 470	0,8 0,8	530 530
M.TKF211-4/12	4 12	4,0 1,1	25 13	1335 395	10 7,3	47 12,5	63 52	73 52	0,047 0,047	100 100
МТ KF410-4/24	4 24	7,0 0,8	23 15	1370 200	12,5 9,2	60 12,2	108 84	108 85	0,24 0,24	240 240
MTKF411-4/24	4 24	10 1,2	25 15	1.360 165	20 13,4	100 18,2	176 118	176 118	0,24 0,24	250 23Й
MTKF412-4/24	4 24	15 1,5	25 15	1365 175	29,5 13,8	160 19	240 147	285 145	0 46 0,46	300 300
MTKF511-4/24	4	22	25	1395	41	250	392	432	0,575	410
	24	2,0	15	175	20	26	225	236	0,а/о	410
MTKF611-4/8/24	4	130	25	1415	57,5	395	540	66"	1,112	595
	8	115	15'	690	38,4	176	540	589	1,112	о 95
	24	3.7	15	165	30,5	43	363	363	1,112 1,375	596
MTK.F612-4/8/24	4'.45		25	1405	90	560	697	981		710
	8 120		15	687	51,5	220	608	706	'1,375	710
	24	1 - 1	15	194	40,2 1	60	530	532	1,375	710
асинхронных электродвигателей новой серин 4МТ- Основные особенности этих электродвигателей [3, 4]:
увеличение мощности при данной частоте вращения;' наличие четырехполюсного. исполнения;
вероятность безотказной работы в течение гарантийного срока не менее 0,96 для крановых электродвигателей и 0,98 — для электродвигателей металлургического исполнения;
средний срок службы 20 лет;
15
Таблица 7. Техническая характеристика асинхронных
уменьшенные шум и вибрация;
лучше энергетические показатели;
применение новых материалов —° холоднокатаной Электротехнической стали, изоляционных материалов на базе синтетических пленок и фииилоновой бумаги, эмалированных проводов повышенной стойкости и др.;
расширение шкалы мощностей восьмиполюсных электродвигателей до 200 кВт;
технически возможная унификация электродвигателей этой серии с электродвигателями серии 4А;
введение постоянного по значению напряжения между контактными кольцами 1Д=240± 10 % В для электродвигателей типов 4МТ132 — 4МТ200. Для электро-; двигателей 4МТ225 17к^30.0 В по условиям самовоз-i буждения электродвигателя в режиме динамического' торможения. Исключение составляют электродвигатели 4MTI12L6 (<7К = 144 В) и 4MTU2LB6 (t/K = 190 В).
В обозначение электродвигателей серии 4МТ введена высота оси вращения (мм) так же, как и для электродвигателей серии 4А. В табл, 8 приведена техническая характеристика нескольких типов электродвигателей но-; вой серии 4МТ с короткозамкнутым (наличие в обозначении буквы К) и с фазным (отсутствие в обозначении буквы К) ротором.
Краново-металлургические электродвигатели постоянного тока в СССР изготовляются в диапазоне мощностей от 2,5 до 185 кВт при частотах вращения соответствен-;
16
таблица 8. Техническая характеристика электродвигателей серии 4МТ
-- 1 - Тип	-Щя ‘% <№— =ЯН udii	I о	. при ;ж) в, 1 Л		СО$ (р	С""		« ь	/И 4 ‘mas’
4JV1T112L6	2,2	890	7,2	0,69	0,67	П.о	144	58
4МТК112L6	2,2	880	6,8	0,74	0,67	—	—	64
4j\4Tl 12НВ6	3,7	910	11,2	0,72	0,70	13,8	190	100
4MTKH2LB6	3,7	920	10,7	0,72	0,73	—	—	НО
4MT132L6	5,5	915	14,8	0,77	0,73	18,3	213	140
4MTKI32L6	5,5	900	13,6	0,81	0,76		—	158
4MT13SI.B6	7,5	935	18,4	0,78	0,79	20,7	242	195
4-M.TK.132LB6	7,5	905	18,0	0,82	0,78	—	—	230
* р — напряжение между кольцами ротора.
но 1100 и 410 об/мин и режиме 60 мин. Электродвигатели выполняются на напряжение 220 и 440 В с последовательным, смешанным и параллельным со стабилизирующей обмоткой возбуждением,
У электродвигателей серии Д (Д1, Д2, ДЗ и частично Д4) возросла мощность по сравнению с электродвигателями ранее выпускавшейся серии ДП, Конструкция станин машин серии Д предусматривает универсальное исполнение для различных систем охлаждения. Отношение массы к единице момента у электродвигателей серии Д снижено на 15 %, Маховой момент у этих электродвигателей уменьшен на 17 %. Они соответствуют рекомендациям МЭК, надежно работают в условиях повышенных температур, влажности, запыленности, вибрации, что особенно важно при работе в условиях металлургических цехов.
Электродвигатели типов Д806—Д818 по техническим данным и габаритно-установочным размерам соответствуют нормам МЭК 34—13, За счет ряда конструктивных мероприятий их масса снижена примерно на 15 % по сравнению с электродвигателями серии ДП при значительном сокращении габаритных размеров,
Техническая характеристика электродвигателей серии Д приведена в табл.9.
Краново-металлургические электродвигатели постоян-2 рлпутов б. м.	::,л и
I	£ ^x	»s§®sHiitgs8tab8<tiijtS8t ^^g§88|t|8^@g^Sg§g||||SS§
в '	I s	1!!к8?§1йа!ййй1«аишйИ §lpgs8g§ggS?|§|g§pggsg§3§§g||s
	J	
£	J!	
S'	«Н	яиЧ^о’пзд	a ™ w« Jj5.gSоg gwa
о	j	E5ii	и и iSsSailfpfs i iii i 1Ййi
§	? K‘i 5	°	iiBsi^Bsn 1 1 ii^i§isisg II ! 1 Illi
ч	В	| I , , [^K®S2g2S« I И 1 №й 1
1		5	ini i	i i i i i	i
g		~2§M§al01fgSOS-®§g^lggfgiJS®i
SS I’	5 SfS	
St:	j <	W	.о	1Л £?l¥!g®rg^S§§§§SE5SSg§S£2Sg5;gg^§SS8
H	i	
Ss '	I	t^=O«L, '	«ю™	-,^щ_ " "	щ 51Й й £ g S? 8 Й 8 41 щ 2 S ?3 811 ” 2 Л g $ 8 IS 8 S! Я
F- о ~ 3		ai§smBSSIfcBa§gife^&IllBirS
я S		|и	fffi	Эй	|д
\o S		Тйхохс 220 Быстро* 220 Tii*ox.c 440 БыстроХ' 440
18
го т0Ка изготовляются с изоляцией класса нагрево-стойкости Н. Степень защиты электродвигателей: 1Р20— птя защищенного исполнения с независимой вентиляцией' 1Р23 —дли закрытого исполнения. Станины электродвигателей серии Д до исполнения 808 — неразъемные, а нанимая с исполнения 810 разъемные.
Обмотки возбуждения (при параллельном и смешанном возбуждении) рассчитаны на -продолжительную работу, т. е. могут не отключаться на период остановки электродвигателя. Обмотки параллельного возбуждения состоят из двух групп, которые при включении на напряжение 220 В соединяются последовательно: па НО В — параллельно; на 440 В — последовательно с последовательно включенными добавочными резисторами.
Двигатели рассчитаны ла регулирование частоты вращения путем ослабления магнитного потока или повышения напряжения на якоре. Двигатели с параллельным возбуждением и со стабилизирующей обмоткой допускают увеличение частоты вращения относительно номинальной в два раза (тихоходные со стабилизирующей обмоткой — в 2,5 раза) путем уменьшения тока возбуждения. При такой увеличенной частоте вращения максимальный вращающий момент не должен превышать 0,8. Afir — для электродвигателей на напряжение 220 В и 0,64 — для электродвигателей на напряжение 440 В, .
Для выбора электродвигателей крановых механизмов необходимо знать статические и динамические нагрузки.
Статические нагрузки электродвигателей
Статические нагрузки электродвигателей крановых механизмов создаются силами статического сопротивления, например тяжести и трепня. При определении мощности и выборе электродвигателей возникает необходимость в приведении моментов системы электродвигатель — крановый механизм к валу электродвигателя по известным зависимостям [6].
Рассмотрим типичные случаи расчета приведенных статических нагрузок крановых механизмов (подъема и передвижения).
Подъем груза. Статические мощность (кВт) и момент (Н'м), приведенные к валу электродвигателя,
определяют по формулам;
103 7]
(1.6)
или Мс = 9550Рс/лдв,	(1.7)
где G и Go — соответственно сила тяжести полезного груза и грузозахватного устройства (крюк, грейфер, магнит, клещи и т. п.), Н; у — скорость подъема, м/с; г| — к. и, д. подъемного механизма, учитывающий потери на трение в редукторе, барабане, подшипниках, блоках и т. д.; он определяется по табл. 10 и кривым, привелен-
Таблица! 0. Коэффициент полезного действия крановых механизмов		
Механизм	Коэффициент полезного действия при опорах	'	
	качения	скольжения
Открытая зубчатая передача: с цилиндрическими колесами	0,95—0,96	0,93—0,95
с коническими колесами	0,93—0,95	0,92—0,94
Закрытая зубчатая передача с цилиндрическими колесамр: при густой смазке	0,96—0,93	0,93—0,93
при жидкой смазке (масля-	0,97-0,98	0,95—0,97
пая ванна) Червячная передача: при однозаходиом червяке	0,5-	-0,75
при двухзаходном червяке	0,75-	-0,8
Блок и барабан для стальных	0,96-0,98	0,94—0,96
канатов Зубчатая муфта	0,99	
Механизм подъема груза: с цилиндрическими колесами	0,80-0,85	0,7-0,8
с червячной передачей	0,65-	-0,7
Механизм передвижения тележек и кранов: с цилиндрическими колесами	0,80—0,90	0,75—0,85
с червячной передачей	0,65—0,75	
Механизм поворота: с зубчатыми колесами	0,75-0,85	0,70-0,80
с червячными передачами	0,50—0,70	
20
на Рис‘ 1 ’ ~ полное передаточное число промежуточных передач от вала электродвигателя до'грузозах-ватпого устройства с учетом кратности полиспаста; Об" диаметр барабана подъемного механизма, м; ПдЕ—* частота вращения электродвигателя, об/мин, принимаемая равной номинальной.
При подъеме пустого грузозахватного устройства статические мощности (кВт) и момент (Н-м), приведенные к валу электродвигателя, определяют по формулам:
W3no 1
или Лт\..о = 9550Рс.(/гадш
(1.8)
(1-9)
(1.10)
(jiffy
Рис. 1. Зависимость к. п. д, от нагрузки крановых механизмов: 1—6 — кривые, соответствующие к. п. д. при номинальном грузе соответственно 65, 70, 75, 80, 85 и S0 %
где т]о—к. п. д. холостого хода; определяется по кривым, приведенным на рис. 1; v0 — скорость подъема при холостом ходе, найденная по механической характеристике двигателя механизма подъема, м/с. При практических расчетах для электродвигателей с жесткой механической характеристикой (асинхронных и постоянного тока параллельного возбуждения) ее принимают равной номинальной скорости подъема.
Спуск груза. Статическая мощность, приведенная к валу электродвигателя, в режиме спуска Рс"Ртр~~ Рт?,
где Ргр — мощность, обусловленная действием силы тяжести опускающегося груза; Ртр — мощность, обусловленная действием сил трения в крановом механизме.
Различают силовой и тормозной спуск грузов. Силовой спуск применяют для легких грузов — при Ргр</?т₽. Опускание осуществляется электродвигателем, включением на спуск груза.
Тормозной спуск осуществляют при опускании тяжелых грузов —РГр>Ртр. В этом случае для предотвраще
21
ния падения груза тормозной момент создает сам элект родвигатель или механический тормоз с электромагнй том или гидротолкателем.
Статические мощность (кВт) и момент (Н*м) при си ловом спуске груза определяют по следующим форму лам:	*	i
р — р ___(G + Gv} ,	(I ] р
мо.сп - Afs.p - Рб-.	(1.12
2с
В этих зависимостях: величины (кВт) и Mr (Н-м) равны:
(ИЗ
°(1'14
При тормозном спуске груза:
/’е.епг =	(L15
ша
К.П, -	(1.16
где «1 и т)1 “ соответственно скорость и к. п. д, при тор мозном спуске груза.
Приближенно принимают к. п, д. при тормозном спу ске груза равным к, п. д, при подъеме груза (гр — г)).
В случае тормозного спуска малых грузов при низких значениях к. п. д. кранового механизма принимают!
Ш = 2 — 1Л].	(1,17
Знак статического момента Л4с.сп в зависимости о: (1.12) определяет вид спуска. Если Ме.сп<0, то спусг тормозной, так как при этом
Л1тр<Мс.гр=^ф^.
2i
Если же Л4с.сп>-0, то спуск груза силовой.
При силовом спуске порожнего, грузозахватного уст: ройства статические мощность и момент определяют и; зависимостей (ЕН) и (1.12), учитывая при этом, чтС 0=0.
Если же грузозахватное устройство, например грей
22
:[Ьер> имеет значительную силу тяжести, то может быть осуществлен тормозной спуск его. В этом случае статические мощность и момент определяют по зависимостям, аналогичным (1.15) и (1.16), учитывая при этом, что 6=^0.
Горизонтальное поступательное движение. Статические мощность (кВт) и момент (ГГм), например при перемещении тележки пли моста с грузом, приведенные к валу электродвигателя, определяют по формулам:
р = ^(G+Gq)	q g.
__ k (G -Г G Г1) (Щ -4- /)	(J
°	О|
или Л4С = 9550Рс/пдв,	(1.20)
где G— сила тяжести перемещаемого груза, Н; Go — сила тяжести самого механизма передвижения, [-[; v — скорость передвижения, м/с; г—радиус шейки оси ходового колеса, м; Л?Е — радиус ходового колеса, м; k — коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы (табл. 11); / — полное передаточное число промежуточной передачи механизма передвижения; ядв — частота вращения электродвигателя, об/мин, принимаемая равной поминальной; ц — коэффициент трення скольжения в подшипниках опор вала ходового колеса (0,015—
Таблица 11. Значения коэффициента k
КРЕПОВЫЙ МЙ-ха:[[тзм	Вид привода механизма.	Обод ходскда колес	*	Примечание
Мосс Тележка	Центральный Раздельный или центральный Центральный	Конический Цилиндрический с ребордами Цилиндрический без реборд Цилиндрический с ребордами	1,2 1,5 1,1 2,5 2,0	С боковыми направляющими роликами С жестким токо-подводом С кабельным, то-коп о дв о до и
23
0,02 — для подшипников качения и 0,08—0,15 — для подшипников скольжения); т] — к, п, д, механизма передвижения, определяемый по табл. 10 и рис, 1; f — коэф-
ициент трения качения ходовых колес по рельсам, м.
Значения коэффициента f в зависимости от типа рельсов и диаметра ходового колеса приведены ниже:				
Диаметр	0,2—0,32	0,4—0,56	0,63—0,7	0,8	0,9-1,0
ходового колеса, м Рельс	0,3-ю—3	0,5-10~3	0,6-10—4 0,65.10—3	0,7'10~3
плоский Рельс выпуклый	0,4.10-й	0,6- ю—з	ОЛЮ-3 1,0-10-?	1,2-Ю-?
При перемещении механизмов передвижения				без гру-
за статические мощность и момент рассчитываются по. формулам, аналогичным (1.18), (1.19) или (1.20) с учетом того, что в этом случае G = 0 и т] =т)о.
Динамические нагрузки электродвигателей
При переходных процессах в системе электродвигатель— крановый механизм (пуск, торможение, изменение частоты вращения) вращающий момент М электродвигателя уравновешивается статическим Л1с и динамическим Л1д моментами.
Основное уравнение движения этой системы имеет вид
± М + Ме = Мя.	(1.21)
Поэтому величина и направление динамического момента определяются величиной и направлением вращающего М и статического Мс моментов.
При вращательном движении Мл (Н-м) может быть определен по следующим формулам, известным из теории электропривода:
/Ид =	. —	(1.22)
д 40 di
или Мд = ./	;	(1.23)
где GD2 — маховой момент вращающейся массы, Н-м2; 7—момент инерции вращающейся массы, кг-м2; da/dt^ ускорение .или замедление, рад/са.
В связи с этим основное уравнение движения системы
24
с вращающимся звеном
4- М х < =
-	’ с 40 di
(1-24)
Для системы с поступательно движущимся звеном основное уравнение движения । Г? —~ 17
+ F + f = т -— •
х 0 di ’
(1.25)
где F— движущая сила, Н; F,-— сила статического сопротивления, И; v — скорость поступательного движения м/с.
Из-за наличия в системе электродвигатель — крановый механизм ряда валов, вращающихся с разными скоростями, динамические моменты приводят к скорости одного вала — обычно вала электродвигателя. Как видно из формулы (1.22), приведение динамических моментов сводится к приведению маховых моментов или моментов инерции.,
В общем случае, при наличии в системе вращающихся звеньев и поступательно движущейся части маховой момент системы (GP2)np (Н-м2) и момент инерции системы /пр (кг-м2), приведенные к валу электродвигателя, определяются по следующим формулам;

(1.26)
(1-27)
где GpPp — маховой момент ротора электродвигателя и всех других частей, вращающихся со скоростью ротора (муфты, шестерни, редуктора и Др.), Н-м2; СдЭр C2Dl, GkDk —маховые моменты частей системы, вращающихся со скоростями, отличающимися от скорости ротора электродвигателя, Н'М2; G — сила тяжести поступательно движущейся части (груза, тележки, моста), Н; ад — угловая скорость электродвигателя, рад/с; /р — момент инерции ротора электродвигателя и всех Других частей, вращающихся со скоростью ротора, кг-м2; /ь Jt, .... JK — моменты инерции частей системы, вращающихся со скоростями, отличающимися от скоро-
25
сти ротора электродвигателя, кг-м2; т, v — масса и скс li рость поступательно движущейся части, кг; м/с.
При приближенных расчетах маховые моменты звен! ев системы, вращающихся со скоростями, отличающим! ся от скорости йд ротора, учитываются путем введена в формулу (1.26) коэффициента k (в среднем й = 1,15 так как их влияние на значение (GP2)np не велико.
В связи с этим
ет быть рассчитано по формуле
аг
.	.. С Г
/1,2 — I Jnp -    ----——,
’ И- /И М«
(1.31)
(G^) =/££?+4-^.	(14
IdT режима
При практических расчетах иногда учитывают поте ри в механизме, вводя в формулу к. п.д. г/, соответству ющий загрузке механизма суммарной мощностью — старении а льном тормозящем тической и динамической.
При этом формула (1.28) при пуске (разгоне), когд.
энергия направлена от электродвигателя к мехаяизмДформулы (1.31), получим примет вид
(GD^W D=+4-^
де Л1 — вращающий момент электродвигателя; Мс —--гатичсский момент системы, приведенной к валу электродвигателя; /пр — момент инерции, приведенный к ва-hV электродвигателя.
I ” Выбор знаков перед значениями моментов зависит работы электродвигателя и характера момен-{(Щ сопротивления.
При работе электродвигателей в двигательном режиме и реактивном моменте сопротивления (или при по-тормозящем моменте сопротивления) в •знаменателе формулы (1.31) будет разность М—Л-1С. f При Л1—Mc = const и Zna=const, решая интеграл
(1.2Я
Л4 — ЛГ0
ИЛИ /1 2 «
40
(03 —Оф
— /Ис
(1.32)
(1.33)
При замедлении (торможении) — направление энергш| от механизма к электродвигателю
(«“VW4;;»'
В р ем я пуска при постоянной нагрузке и перемен-________! моменте дпятятеля М определяют на основании (1.3с|уравнения (1.31)
ном моменте двигателя М определяют
Учет потерь при переходных процессах позволяв! более точно определять мощность электродвигателе'* крановых механизмов, имеющих значите;
ступательно движущихся частей, например мостов кранов.	1
ектродвигателея льную массу поя
Определение времени пуска и торможения	I
Для анализа вопросов по повышению производительной ти крановых установок и улучшению других техникой экономических показателей (потери энергии в приводе, точность остановки и др.) необходимо определение вре^ меня пуска и торможения системы электродвигатель — крановый механизм.
В общем случае при изменении скорости от <di до а^' время, соответствующее этому изменению скорости, мо-

_ г
,M-MC о
f
Afc
Мп
о
М
где х==
м
Мп ’
_ J пр «Я
- Мн.
__ J UP 0)И
со
СЙП
у
Г
о
ДИ мн
(1.34)
у
Г -1 „
1 ----;----*п.о-
о
Относительное время : методом графического КИХ расчетах Н.о < . ' “ йым на рис. 2,
быть определено viMJiu	... При практичес-
определяют по графикам [3], приведен-
может
пуска
। интегрирования.
П.0
27
26
(1.35)
(1.36)
С учетом tn.o формула (1.33) примет вид
у ___ Jпр mtt f
п	Л11£ ПгС’
или, так как 7пр= ,(GPa) пр/40, то
1   (GD2) ®и .
п “ 40Мн п'0'
Рис. 2. Графики для определения относительного времени пуска: а —для асинхронных электродвигателей с фазным ротором; б —для электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения; 1 — 4 — максимальный пусковой момент соответственно равен 2; 2,5; 2,75 и 3 Л1Н
При приближенных расчетах, считая динамический момент в период пуска постоянным, время пуска определяют по формуле
ТП— '/пР„.	..
^‘Ср.П
(1.37)
(1.38)
или
(ОРа)пр (£>
40 (Мср,п-Л1с)’
где Л4Ср.п — средний пусковой момент электродвигате-ля, определяемый по каталожным данным (асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором)
28
или по пусковой диаграмме (асинхронный двигатель с (разным ротором или двигатели постоянного тока); w— скорость электродвигателя, до которой он разгоняется при пуске.
Практически время пуска механизмов подъема со-с1авляет 1—5 с, а для механизмов передвижения — в 2— 3 раза больше.
Время торможения системы электродвигатель — крановый механизм определяется с учетом следующих особенностей режима торможения:
1) торможение при статическом моменте Мс, способствующем затормаживанию (например, торможение тележки или моста крана);
2) торможение при статическом моменте М(., противодействующем затормаживанию (например, торможение при спуске груза, преодолевающего силы трения в подъемном механизме).
В первом случае при торможении от скорости со двигателя до полной остановки время торможения определяется на основании формулы (1.31)
п f d<o J Л1т + А40 ’ ю
Во втором случае
,	, Р dco
(1.39)

т — ‘'nr i	7
(И — ЛЕ
J	т С
(1.40)
торможения примут вид:
(1.41а)
В этих формулах тормозной момент Мт может создаваться механическим тормозом или самим электродвигателем (электрическое торможение).
Если, принять, что < и Д в процессе не изменяются, то формулы (1.39) и (1.40)
t - Г ю ,
(О
(1.416)
4 —Л
Up	7 >
лгс-л?с
где и — скорость электродвигателя, с которой начинается торможение.
По нормам Госгортехнадзора тормозной момент при
29
механическом торможении рассчитывают по формуле
(1.42)
где /гт — коэффициент запаса торможения, в зависимости от режима работы он может быть равен: 1,5 — при легком режиме (Л); 1,75 — при среднем режиме (С)‘> 2,0 ~ при тяжелом ,(Т) и весьма тяжелом (ВТ) режимах.
Анализ вышеприведенных формул для определения времени пуска и торможения показывает, что для повышения производительности крановых механизмов следу-ет уменьшать это время. Одним из важнейших факторов уменьшения времени пуска и торможения является снижение величины приведенного момента инерции 7пр [махового момента (GD2)nP] системы электродвигатель—. крановый механизм.
Приведенный момент инерции, в свою очередь, .может быть уменьшен за счет увеличения передаточного числа промежуточной передачи. Но для увеличения последнего необходимо выбрать электродвигатель с большей- номинальной скоростью, что приведет к увеличению времени пуска и торможения при заданной скорости кранового механизма.
В связи с этим появляется необходимость определения, оптимального (по производительности кранового механизма) передаточного числа. При этом следует иметь в виду, что пределом уменьшения времени пуска и торможения являются предельно допустимые значения ускорения и замедлений. Допустимые значения замедлений принимают в 1,3—-1,6 выше значений ускорений.
Определение оптимального передаточного числа привода кранового механизма
Оптимальное передаточное число, отвечающее наибольшей производительности, соответствует минимальному1 значению времени пуска и торможения. Оно представ'-ляет собой отношение оптимальной номинальной скорости электродвигателя «ы к установившейся скорости вала механизма (например, вала барабана подъемного механизма.) а5).
При заданных поминальном моменте	электродви^
гателя и моменте инерции его ротора /р оптимальное передаIочное число ion^н.отт/им. Здесь искомой вели-!
30
njiiioft является, по существу, оптимальная номинальная СГ{(Щость электродвигателя tDH,on.
Из основ теории электропривода известно, что при то я иных значениях динамического момента время и торможения определяется по формуле
,	= (^1 Л2 Ч~ 4м) мм
ir?'T
(1.43)
где — Момент инерции ротора электродвигателя и частей системы, вращающихся со скоростью ротора; JM — момент инерции вращающихся и поступательно движу-шихся частей кранового механизма; М — момент электродвигателя; ЛГо.м —статический момент на валу рабочего органа кранового механизма; ю., — заданная скорость вращения вала рабочего органа кранового механизма; й] — коэффициент, учитывающий момент инерции промежуточной передачи; в, — к. п. д. промежуточной передачи.
Взяв производную dt„,r/di и приравняв ее нулю, получим формулу для определения оптимального передаточного числа, соответствующего минимуму функции А.т
___L, ^С.М	г 1 / / Д?с.,ы =F1 \® I Al
+1/ пгГ| ; + ау-
Так как передаточное число может быть только положительным, в формуле (1.44) знак минус перед корнем отбрасывается.
В формулах (1.43) и (1.44) знак минус относится к пусковому режиму, а знак плюс — к тормозному.
Оптимальная скорость электродвигателя определяется по формуле
^н.оп ~ ;оп ®м-
В случае электрического торможения кранового механизма берется среднее арифметическое значение величин 10п, рассчитанных для режимов пуска и торможения. Если момент инерции вращающихся и поступательно движущихся частей кранового механизма невелик, то вышеприведенное определение оптимального передаточного числа нецелесообразно, так как в этом случае значительное влияние на величину А,т оказывает уменьшение электромеханической постоянной самого электродвигателя. Существующая номенклатура крановых и
31
металлургических электродвигателей сужает облает! применения указанного метода. Расширение номенклатуры этих электродвигателей по частоте вращения, планируемое в будущем, позволит чаще обращаться к методу определения оптимального передаточного числа.
Повышение производительности крановых механизмов непосредственно связано- с оптимальными диаграммами скорости их рабочих органов.
Оптимальные диаграммы скорости
Типовой диаграммой скорости обычно является трехпериодиая (трапециевидная) диаграмма, состоящая из периодов пуска ta, установившегося движения н тормо жения 1Т (рис. 3).
Время движения Т для это! диаграммы определяется по формуле [2]
где I — линейное перемещение (гру за тележки, моста); — мак сигнальная скорость; аэ — эквива; лентное ускорение, равное действительному ускорению при пуск; и торможении.	>
Если диаграмма скорости не равнобокая трапеция (ускорена при пуске ап и замедление npt торможении «т различны), то а-определяют по формуле
аэ	+ ят). (1.40
Рис. 3. Двух- и трехпер иодные диаграммы скорости;
1 — треугольная; 2 — трапециевидная: 3параболическая
Диаграмма скорости, соответствующая наименьшему времени движения
В этом случае для построения диаграммы скорости необходимо определить оптимальное значение максимальной скорости Пшахоп, npt котором время движения минимально. Взяв производную dT/dvm^ и приравняв ее пулю, на основании уравнения (1.45) можно опре: делить минимальное время движения Tmta, учитывая, что	.=
= На основе (1.45) и (1,46)
^mln —%	=	,
И Za3 Jmaxon
откуда I — Тпнд	
Следовательно, минимальное время движения может быть чеко лишь при треугольной (двухпериодной) диаграмме скс_ Целесообразные пределы увеличения скорости движения могут быт определены из анализа зависимости временя движения от макей
(1.47
32
L
мальпой скорости (в относительных единицах)
Т _____ t Ч~ (Ртах/^такоп)'
Лй1п 2 t’max./Ai'iaxon
(1.48)
Эта зависимость получена путем почленного деления равенства jj.45) на (1.47) и последующей замены УIНй ^itiax on-
Из зависимости (1.48) видно, что увеличение скорости движения более (0,4—0,5) р№<и нецелесообразно, так как вызывает лишь незначительное уменьшение времени движения. Например, увеличение скорости от 0,3 до 0,4 от omayOn дает сокращение времени движения на 0,37 Ттпуп. В то же время увеличение скорости от 0,5 до Суб от smax ол вызывает сокращение времени движения всего лишь на 0,12 Это объясняется тем, что при увеличении скорости движения одновременно увеличивается время пуска и торможения, а поэтому средняя скорость ос!>=11Т не возрастает в такой мере, как максимальная скорость
Диаграмма скоростей, обеспечивающая наименьший нагрев электродвигателя
Для треугольной диаграммы скоростей возможны различные варианты ее конфигурации при заданной максимальной скорости Отах в зависимости от выбора величины ускорения йп при пуске и замедления а, при торможении (рис. 4).
Рис, 4. Диаграммы скоростей:
а — при различных значениях времени пуска и торможения; б^при одном и том же расстоянии передвижения
Эквивалентный момент, определяющий нагрев электродвигателя при повторно-кратковременном режиме, находят для треугольной Диаграммы скоростей по зависимости
Ms = ]/
3 РАПУТОВ Б. М,
(1.49)
33
г
где 7W,. пусковой момент, требуезпяй от электродвигателя', 41ст»Д тормозной момент, который должен развивать электродвигатель пр^Я электрическом торможении.	.Я
Известно, что Afn=M<;+Aft,„ и Л1Т=Л1О“,МЯ.Т, где Ме — статяЛ
ческнй момент; Мд1П — динамический момент при пуске; Мд.т — панический момент при торможении.
Динамические моменты при пуске и торможении пропорниоиальвда
соответственно ускорению an = c‘max/i‘n и замедлению
Обозначив коэффициент пропорциональности через k, получим а
/W17 — .Pi?,-, -р	= Л1й	Я
Выразив & и at через Т, £>шах и ар, получим:	1
? — йт ‘	" ьтях^ап>	а
:7/,лх	Псах	
(2-7
____—-	V.
—-—	' I 7
Подставив значения /г и ат в зависимость '(1,49), получим /Л(Мй + ^п)^£.
т
аи
Т
Для определения оптимального ускорения при пуске, при кот^ ром Ма минимален, взяв первую производную от числители подке ренного выражения зависимости (1.50) но йп и приравняв ее нуд^ получим зависимость Для оптимального ускорения
йп.ои ~
При оптимальном ускорении время пуска
ia “= ап.ов = Т ft, а время торможения
= Т t,noas7an.on — 772.
Следовательно, tu = ?i, и диаграмма скоростей, оптимальная д критерию минимального нагрева (минимального Мо)—есть равщ бедренный треугольник. При работе по этой диаграмме потребуете наименьший по мощности'электродвигатель. При треугольной диа: рамме скоростей определенный интерес представляет вопрос о влш нии времени Т на величину М8. При одном и том же значении ра< стояния передвижения I возможны различные варианты дар нтах и' (см, рие, 4) в соответствии с зависимостью	ft.
На основании исследования этого вопроса выведена форму; оптимальной по нагреву скорости [2]
^тахол — 0 -76	(1.5
выражения '(1.51) видно, что Ощахоп повышается с увеличение и I, но уменьшается с увеличением коэффициента k, Этот коза
Из
Me
фициепт учитывает инерционность системы электродвигатель — араковый механизм, что видно из следующего. При равноускоренном иЛи равнозамедлеиноя движении формула динамического момента, приведенного к валу электродвигателя, в соответствии с зависимостью (1-23) примет вид
Л4д.П,Т ~ ^пр ®П1йх/^П,Т, где ©тз! — скорость электродвигателя, соответствующая максимальной СКОРОСТИ Ртах.
Очевидно, что
ffliiiax
ст.т *п,т
а 4'Д(п.т =='-^пр	.	(1,52)
Следовательно,	т. е. k=cft?, где с — коэффициент пропор*
цкональности. Поэтому формула (1,51) примет вид
^шахоп — 9,76	(/cjnp.	(I.эЗ)
Из выражения (1.53) видно, что, например, увеличение момента инерции системы электродвигатель — крановый механизм /ВЕ> вызывает уменьшение оптимальной скорости о^ахоп, т. е. ее значение зависит от инерционности указанной системы,
Выбор электродвигателей по мощности
Рациональный выбор электродвигателей по мощности имеет важное значение. Выбор электродвигателей завышенной мощности приводит к увеличению капитальных и эксплуатационных расходов, к недоиспользованию их активных материалов, а следовательно, к снижению к. и. д., а у асинхронных электродвигателей — и коэффициента мощности (cos ср)—важного технико-экономического показателя. Кроме того, в этом случае из-за больших динамических моментов при пуске таких электродвигателей возможны значительные механические удары, вызывающие повышенный износ оборудования, раскачивание грузов и т.п.
Выбор электродвигателей заниженной мощности приводит к сокращению срока их службы из-за преждевременного старения изоляции обмоток.
Рационально выбранный электродвигатель при данном режиме, работы должен удовлетворять двум основным требованиям:
по нагреву (тепловому режиму) ~~ температура нагрева (илп перегрева) его элементов не должна превышать значений температуры, установленных ГОСТ для 3Лег{тр1щескнх машин;
по величине развиваемого им момента — должен.
34
иметь достаточный для приводимого механизма пусков^ и максимальный моменты.
Для механизмов передвижения кранов выбраниы? электродвигатель, кроме того, должен обеспечивать за пас по сцеплению при пуске и торможении.
Существуют различные методы расчета мощности выбора электродвигателей для крановых механизмов нагрузочных диаграмм (эквивалентных параметров н< грузки и средних потерь), поминальных режимов, и?  грузочиых рядов и др. Все они при определенных услс виях позволяют получить достаточно достоверные р? зультаты. В частности, метод эквивалентных параметро нагрузки и средних потерь дает достоверные результа, ты лишь тогда, когда имеется точная нагрузочная диа) : рамма работы электродвигателя. Крановые электропрй воды — машины закрытого исполнения с повышенным' постоянными потерями и ухудшенными условиями тепле ; Отдачи обычно имеют достаточно неопределенный pc । жим работы. Поэтому для них вышеуказанные метод-! . дают большие погрешности, особенно при работе в услс виях металлургических цехов.
Предпочтительным методом выбора крановых эле* тродвигателей, учитывающим указанные особенности ; является метод эквивалентного к. п.д., разработанный = заводом «Динамо». Этот метод так же, как и общепри нятые методы с уточнениями по специфике работы крг новых механизмов, рекомендован РТМ 24.09.47—79 применению при расчете и выборе кранового электро оборудования.
Метод эквивалентного к, п. д.
Этот метод учитывает режим работы крановых механиз мов и энергетические свойства конкретных систем регу лирования [3,4,7]. Эквивалентный к. п.д. т|экв определя ется как отношение полезной работы при перемещени груза к энергии, потребляемой электроприводом за цию или определенный промежуток времени. Он являете одним из основных показателей эффективности исполь зования крановых установок.
Если принять за расчетный промежуток времени 1 t то т]ЭГ1В определяется зависимостью
3600ен Рп
"‘bl!E = 3600еи Р„ + Ле ’
Гарлипа 12_ Зна,гения коэффициентов ilsKS,tl, А.
(1.5^
Зв
Система злс^оприЕоДэ	Ъки.б
37
re Рн — номинальная мощность электродвигателя при я номинальной относительной продолжительности включе-Д ния ен; Лл — суммарные потери энергии.	1
На рис. 5 приведены графики т|экв=/(гЭКв)позволя-1 ющие дать количественную оценку энергетических..!
Рис. 5. Графики 7]зкв=/(>дап) Д-W; различных систем эдехгропри-г водов:	•
1	— с двухскоростными аснлхрону ними короткозамкнутыми элек->,: тро двигателя мн	при 2р=4/24},:..'
2	— с параметрическим регу.тиро*у вапием асинхронных электродви<-гатздей с фазным ротором при тор^| моженви протпвовключегшем; 3—у» с трехскоростпыми асинхронным!^®1 иоротгшзамкнутыми злектродвига^ тенями при 2р=4/8/24; 4 — с па-Я раметрическим регулирование^ асинхронных	э лсктр о дв и га те де®,
с. фазным ротором, при динамиче®
ском торможении электродвигателей постоянного тока н односко-J ростных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей при t 2р<=6; 5 —с трех скоростным и асинхронными короткозамкнутыми ' электродвигателями при 2/?=6/12/24; 6—с ограниченной зоной час-. , точного регулирования двухскор остпых асинхронных короткозамк< имтых электродвигателей при 2р=4/6; 7 — с тиристорным электроприводом постоянного тока; 8— с частотным регулированием одно-; скоростных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей.-
свойств электроприводов крановых механизмов [3]. Гра фики рассчитаны для суммарных маховых моменто! системы, равных l,2GpDp. При других значениях суммар; пых маховых моментов системы iQsi;a определяют п( формуле
Лэнв.б
Лайв	2
(1.55;
н-
W>2Gp Dl
где t]=kbz — значение эквивалентного к. п.д., соответст вующее заданному числу включений в час 2ЭКВ; Фил -базовое значение эквивалентного к.п.д. (при д==0 .(табл. 12); GDs — суммарный маховый момент сист-d мы, приведенный к валу электродвигателя; GVDP — ма ховый момент ротора электродвигателя.
Выбор электродвигателей крановых механизмов п(
38
методу эквивалентного к.п.д. состоит из трех этапов. На первом этапе производят предварительный выбор электродвигателя по нагреву для принятой системы электропривода и известного режима работы на основании формулы
(1.56)
где Рс.н — максимальная статическая мощность при подъеме груза или при передвижении с ним, кВт; /гт — коэффициент, определяющий выбор электродвигателя по нагреву для различных систем электропривода (табл. 12).
На втором этапе предварительно выбранный электродвигатель с номинальной мощностью Ря проверяют по условию
I ^экв kj: йэкв. б V pjo /kg Рс.я &й [ДакБ.б ~ ^Д.П (йЭг.В.б--------------------------- Т1э1(в).]
(1.57)
где %kb, ks, е0, ер — расчетные коэффициенты, зависящие ст режима работы и маховых масс (табл. 13); е„ —
Таблица 13. Значения коэффициентов ер, е0, kS№, k3
/	1 Режимы рабо- I	И В rt ММ TH с-лекгра- 1	ф. со KJ — I привода	8о		еР	*3	гэкв
	0,25/0,23 0,4/0,25 0,4/0,4' 0,6/0,6 >0.6/ >0,6	0,63/0,63 0,63—0,75/ 0,63—0,75 0,75—0,8/ 0,75—0,8 0,8/0,8 0,9/0,9	0,5/0,05 0,075/0,075 од/од 0,125/0,125 0,15/0,15	1/1 1/1 1/1 1,15-1,25/ 1,15—1,25 1,3—1,35/ 1,3—1 , Зо	60/900 120—150/ 1200—1500 240—300/ 2400—3000 600/ 4500-6300 >600/>6000
поминальная относительная продолжительность включения; /гп — коэффициент, равный единице для электроприводов переменного тока и определяемый по зависимости
k -- ]/ f7H Ри
11 к ии (1 + S0/8H)
39
здесь UH — номинальное напряжение питания; (У—-фактическое значение напряжения питания; — коэффициент, зависящий от относительной продолжительности включения кранового механизма е0 (рис, 6) [4]; йр — коэффициент, учитывающий увеличение потерь на регулировочных характеристиках для систем спа-
Рие. 6. Графики зависимости й0= —Це-о) для различных видов крановых электродвигателей-,
У — иевентилирусмых асинхронных; 2 — постоянного тока; 3 и 4—вентилируемых тихоходных и быстроходных серий МТ и МТН; 5 — вентилируемых быстроходных серии МАП
раметрическим управлением. Его определяют по формуле
^’р == 1 — 1 >2 (ер sp.e)t
(1.58)
здесь 8Р — относитель-•  пая продолжительность . включения при регули--, ровании; ер.о — базовая;) относительная продол-?, жительность включения ;н при регулировании;-; ^д.п — коэффициент^-учитывающий степень^ влияния динамических;
потерь на нагрев электродвигателя (см. табл.; 12); 1! экв — ЭКВИВ <ЯЛ £}IT-j ный к. п.д., определяе-мый по графику, приведенному на рис. 5.
На третьем этапе производят проверку выбранного электродвигателя по пусковому режиму, используя зависимость
^шах ^в.м cixiax- + ^дин)>
(1.59;
где А4твх — максимальный момент электродвигателя-; Н-м; если в качестве приводного электродвигателя при меняют асинхронный электродвигатель с короткозамк нутым ротором, то в зависимости (1.59) вместо Мта: должен быть средний пусковой момент Л4ср.ПуС электро^ двигателя; Afcmas — максимально возможный для дан лого кранового механизма момент статической нагрузки приведенный к валу электродвигателя, Н-м; Л?дат1 динамический момент, Н-м, определяемый из условщ обеспечения необходимого ускорения; средние значенщ
L
ускорений механизмов подъема и передвижения приведены в табл. 14; /г3>м — коэффициент запаса по моменту; ^З.М - 1 , 1	1,2.
Таблица 14. Средние значения ускорений механизмов кранов
Кран	Ускорение. м/с£, механизма		
	подъема	пер е движения тележки	передввже-ггчя кран а
Мостовой; крюковой обшего назначения	0,3	0,3	о,3
магнитный и грейферный	0,5	0,5	0,5
литейный	о,1	0,2	0,2
закалочный	0,5	0,3	о,з
Металлургический: завалочный,	колоддевыЙ,	0,5	0,5	0,3
для раздевания слитков Козловый: крюковой общего нааначе-	0,3	0,3	0,3
НИЯ грейферный	0,5	0,5	0,5
В тех случаях, когда предварительно выбранный электродвигатель не удовлетворяет условиям (1.56) или (1.57), выбирают из каталога ближайший больший по мощности тип электродвигателя и вновь проверяют правильность его выбора.
Для краковых механизмов передвижения выбранный электродвигатель необходимо проверить по запасу сцепления при пуске и торможении для наиболее неблагоприятных условий работы.
Необходимо выполнение следующих условий по запа-су сцепления соответственно при пуске и торможении
feen.n - -fllP	> 1, ls-1,2;	(1.60)
£ стах 4“
fecn.T =£2Р^1Лщ1п)>	(16])
Рд — F o.min
где Fnp — нагрузка на приводные колеса; цо— коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом; fOmin — минимальный коэффициент трения, приведенный к диаметру колеса; 7’сгаах и Т'стш — соответственно максимальное и минимальное усилия сопротивления движению тележ
4L
ки или крана; —динамическое усилие (Рд ~ н1кр(Теюй> здесь ткр(тел) — масса крана или тележки).
На базе основного уравнения движения системы электродвигатель — крановый механизм после несложных преобразований для пускового режима получена зависимость [4], позволяющая практически проверить электропривод по запасу сцепления для предупреждения буксования приводных колес
Р;1<2,3^-,	(1.62)
где Р!( — номинальная мощность приводного электродвигателя, кВт; G — сила тяжести механизма передвижения, кН; ка — кратность среднего пускового момента электродвигателя; vn — номинальная скорость передвижения, м/с; с — число приводных колес.
Запас сцепления может быть проверен и по следующему неравенству, определяющему область допустимых ускорений а,, при пуске
0,1 6va < < (0,85 л- 1,4) 1/с.	(1.63)
Пример 1. Определить мощность и выбрать электродвигатель механизма передвижения тележки постового крюкового крана при режиме работы Е2 и грузоподъемности 12,5 т методом эквивалентного к. п. д.; диаметр ходового колеса тележки DK.T=320 мм,, диаметр его цапфы т/,1.т=80 мм; относительная продолжительность включения механизма 40 %; скорость движения тележки и- — =40 м/мнн; требуемая синхронная частота вращения электродвигателя 1000 об/мин; сила тяжести тележки 34 кН; число включений в нас г=120. На кране применен электропривод с параметрическим регулированием сопротивления в цепи ротора асинхронного электро-двигателя с фазным ротором и торможением противовключением.
Решение I. Определяют статическую мощность при передвижении тележки с щм.типалькым грузом по формуле (1.18)
„ k	+ /) гт =
й1;.т Дп
2,5(123-4 34) 10,02-0,04 + 0 0004) 0,07 л 1Г1 т,
= --------——---1-----——----——------- — 3,1 У KDT.
0,16-0,9
2.	Находят значение йт в соответствии с исходными данными из табл. 12 — + = 1,2.
3.	Мощность для предварительного выбора электродвигателя определяется из зависим ости (1.56)
Рп > Pr_.^/kT = 2,19/1,2 =- 1,83 кВт-
4.	По каталогу крановых электродвигателей выбирают электродвигатель типа MTF012-6: Р,|—2,2 нВт; ПВв = 40%; пк = 890 об/мин; Л7гаа1--56 Н-М; £//^=1,13 14-1+,
42
5.	Маховой момент системы электродвигатель — крановый механизм, приведенный к палу выбранного электродвигателя, определяют по формуле (1.28)
Go2
6D2s = f СВ' }i;p = kGv D2 4-4 -y- =
(123000 + 34000) 0,67?
= 1,15.1,13 + 4 --------—-----—— = 1,3+ 32,59 =
= 33,9 H-M5.
6.	Проверяют выбранный электродвигатель по нагреву по формуле (1.57). Предварительно находят по табл. 13 для режима работы значения коэффициентов: в^=0,4; &акв=0,75; е₽=0,075; /г3=1г
Значение +хе.е = 0;76 находят из табл. 13 для принятой системы регулирования, а +кп=0,73—из графика, приведенного на рис. о. Так как GDj >1,2 GpDp, то iq3KE1 вычисляют по формуле (1.55)
0,76 •
+чк =-------------------------=0.37,
13	(0,78—0,73) 33,9
+ 0,73-1,2.1,13
Значение /?₽рассчитыватот по формуле (1,58)
= 1 — 1,2 (0,075 — 0,05) =0,97.
По формуле (1.57)
р >	0,63.Ь0,76 Уо^25/0~,~4-1.2,19	_
а > 0,97-0,8 [0,76— 1,25 (0,76-0,37)] - ' 19 кВт>
Выбранный электродвигатель по нагреву не подходит, так как Р:;= =2,2 кВт<3,9 кВт.
7.	Выбираем электродвигатель MTF11I-6; Рп=3,,5 кВт; ПВи = =40%; пя=895 об/мин; GpDp = l,9'l Н-м2; Mm6x=85 Н-м, _____________________0,78____________
Лакв ~ 1	(0,76 — 0,73) 34,79 .~°’47;
0,73-1,2.1,91
0,83  1 • 076 У 0,25/0, 4~ П2,19
н 0,97-0,8 [0,76- 1,25 (0,76 — 0,47)] =2’6*3 кВ'г-
Выбранный электродвигатель по нагреву подходит, так как Рл^ =3,5 кВт>2,69 кВт.
8.	Проверяют выбранный электродвигатель на обеспечение пускового режима по зависимости (1.59):
^втах > ^’и-м (-^cfnas "F ^лил) =1,1 (13,1 4" 36,7) = 54,8 Н-м;
Мотах = 9550	= 9559 =	= 13,1 Н-м;
43
^Дин
(jDZ. О) ----а =
40f
34,79.93,7 40-40/60
0,3 = 38,7 Н-м,
Так как Л4тах=85 Н-м>54,8 Н-м, выбранный электродвигатель по пусковому режиму подходит.
9.	Проверяют выбранный электродвигатель по запасу сцепления ходовых колес тележки с рельсами по зависимости (1.62) при пуске без груза
GtJH „	34’40
«2,3~- = 2,3- ~ ~ = 16,3 кВт.
к ’ ?.пс 1,6.60-2
Так как /\=3,б кВт<16,3 кВт, то выбранный электродвигатель по запасу сцепления при пуске подходит.
	Об этом же свидетельствует выполнение неравенства (1.63), если учесть, что ускорение при пуске ап=б,3 м/с3 (см. табл. 14)
0,11 < 0,3 < 0,42,
т. е. ускорение при пуске находится в области допустимых ускорений, Метод номинальных режимов
Выбор мощности электродвигателей при этом методе основан на использовании средних статистических данных по фактическим режимам работы кранов, что является его достоинством.
Выбор электродвигателя производят в следующей последовательности.1
1.	Рассчитывают статическую мощность Pc.v при подъеме номинального груза GH или передвижении с ним по формулам (1.5) или (1.18).
2.	Задаются временем пуска 1п (ориентировочно) или определяют его по формулам (1.37) или (1.38). S последнем случае предварительно приближенно по Рс.н выбирают по каталогу тип электродвигателя (при этом Рс.„ пересчитывают для ближайшей стандартной относительной ПрОДОЛЖИТеЛЬНОСТИ ВКлЮЧеНИЯ естап=ПВс1.а1т).
3.	Рассчитывают продолжительность рабочей операции для средней длины рабочего пути /р и средней скорости
(р = W®p‘	0-64)
4.	Определяют отношение времени пуска ко времени рабочей операции t„/tp или выбирают его среднее значение из следующих статистических данных для различных механизмов:
44
Механизмы подъема Крюковых, магнитных и грейферных кранов, работающих в Цехах и на складах , . . Механизмы передвижения кранов, работающих в цехах Механизмы передвижения крапов, работающих ца складах (переброска грузов на большие расстояния) . . Механизмы передвижения тележек рудных и угольных перегружателей .....................,................
0,1
0,2
0,1
0,3—0,4
5,	Рассчитывают эквивалентную мощность Рэ.р для рабочей.части цикла (без пауз)
Рэ.р ™	С.И,	(1.65)
где к Рэ.р/Р0.я.
Величину а находят по кривым, приведенным на рис, 7, в зависимости от tnltp и вида кранового механизма. Кривые 1 и 2 относятся к крановым механизмам со значительной нагрузкой при отсутствии груза (7 — обычно для механизмов передвижения кранов; 2— для механизмов передвижения тележек и механизмов подъема грейферных кранов); кривая 3 — для крановых механизмов с небольшой нагрузкой при отсутствии груза, т. е. для механизмов подъема крюковых
О 0,2 Qfi 0,5 O.St^
Рис. 7. Графики ааеисимо-сти a=,f(fn/*i>)
кранов.
6.	Относят крановый механизм к конкретному номинальному режиму работы (Л, С, Т, ВТ).
7.	Рассчитывают необходимую номинальную мощность электродвигателя при относительной продолжительности включения, равной 25 или 40 % :
As = ^^.p;	(1.66)
^40 — 'ч -^Vpj	G-67)
где ki и ks —- коэффициенты, зависящие от конкретного номинального режима работы:
Л	С	Т	ВТ
Ь'. ...... . ........ • •
0,5	0,75	1,0	5,5
0,35	0,5	0,75	1,0
8.	Из каталогов крановых электродвигателей выбнра-
-4S
ют ближайший больший по мощности тип электродвига-ТёЛЯ.
При необходимости после выбора электродвигателя уточняют величину 4t//P; для чего определяют время пуска по формуле (1.37) или (1.38). Затем рассчитывают время рабочей операции по формуле (1.64). При зяанн-тельном отклонении рассчитанной величины trjt? от ранее принятой расчет повторяют.
9.	Выбранный электродвигатель проверяют по пусковом условиям, а для механизмов передвижения, кроме Дого, — по запасу сцепления ходовых колес с рельсами, Как указывалось выше.
Пример 2. Используя метод номинальных режимов, опрело-лить мощность и выбрать электродвигатель механизма подъема мос-Тобого крюкового крана грузоподъемностью 12,5 т из примера 1. Скорость подъема оп = 10 м/мин; сила тяжести крюковой подвески, .включая однорогий крюк Оат—4 кН. Среднесуточное время работы Й Ч. Коэффициент переменности нагрузки ^ = 0,63; использование Механизма регулярное, интенсивное, Высота подъема груза Н= 12м. Производительность тана Q^75 т/ч. Синхронная частота вращения Электродвигателя 1000 об/мин. Число включений в час г=100. Электропривод с параметрическим регулированием сопротивления в цепи рВТ'ора асинхронного электродвигателя с фазным ротором.
Решение 1. Статическая мощность при подъеме номинального груза по формуле (1.5)
(G£1 -|- Gqt) ?п < 123	4) 10	'
-Рен - -----~--------=; '	„ „---' = 26,5 кВт.
с,п 10s	0,8-60
2.	Отношение времени пуска ко времени рабочей операции принимаем из вышеприведенных данных /п-1.'7Р=0,1,
3.	Эквивалентная мощность для рабочей части цикла [без пауз) по формуле П.65)
Р01Р = <хРс.н = 0,87-26,5 — 23,1 кВт,
Где и=0.87 — по кривой 3 (см. рис. 7) при — 1.
4.	Определяем режим работы механизма подъема по табл. 1, предварительно рассчитав фактическую относительную продолжительность включения Пбф:
;Е 282
ПВф —	— • „
*  fIf 600
II 12 -	4’--—
0,17 3600 =	- 600 с;
75
г =—— ———— = 6. Qu 12,5
По исходным данным и ПВф=47%, руководствуясь табл, 1, от-
Л6
= 0,47,
= 282 с;
3600
•ц ~
г
Q

,jOciim механизм подъема крана к среднему режиму работы (С), ре. ;-д!м работы электрооборудования принимаем Е2.
5,	Необходимая ттомиЕтальная мощность электродвигателя при pgс1а.ч=40 % должна быть не менее следующего значения,' рассч'Й Энного по формуле (J.67)
= k^P^ = 0,5-23,1 = 11,6 кВт.
6.	По каталогу крановых асинхронных электродвигателей с фаз, ним ротором выбираем электродвигатель MTF312-6: Рн=15 кВп „п=955 об/мин: ПВ=40 %.
7.	Выбранный электродвигатель проверяем по пусковым условиям по неравенству (1.59) так же, как и в примере 1
Мгпа х =471 Н • м > йэ. м Сметах “Ь Л4див) — 337 Н • м.
Следовательно, выбранный электродвигатель подходит по уело-вкям пуска.
Методнагрузочныхрядов
При этом методе учитывается такой важный показатель, как неравномерность загрузки электродвигателей крановых механизмов в процессе работы крана "(подъем с грузом и без груза, движение тележки или крана с грузом и без груза). Наибольшая неравномерность нагрузка у подъемного механизма из-за относительно малой массы порожнего грузозахватного устройства (подвески).
Оценку влияния на мощность выбираемого электродвигателя- изменений нагрузки в течение одного цикла' (работа с номинальным грузом, работа без груза) производят с по.мощью коэффициента относительной нагрузки у.
Его определяют по формуле
у =	_ 1 -р Мс.р/Мсл	(I ggj
Л4С.[1	2
где Л1со — статический момент при холостом ходе (работа механизма без груза); Л4С.Н — статический момент при номинальном грузе.
Теоретически, как видно из формулы (1.68), коэффициент относительной нагрузки у изменяется от значения 0,5 при Л4С1| = 0 до 1 при Л-fec =Л1-.Н. Однако практически всегда Мсо¥=О, а Л1СО =£Л1с.н. Поэтому 0,5<у<1 и фактические действительные средние значения у для различных механизмов мостовых кранов следующие:
Механизм подъема: крюковой...................... 0,55—0,65
грейферный . . ......................... 0,70—0,80
Механизм передвижения тележки . , . .	0,65—0,75
Механизм передвижения крана	.....	0,75—0,90
1?
Из этих данных видно, что наименьшее значение у у крюкового механизма подъема, наибольшее —у механизма передвижения крана.
Для учета колебаний статической нагрузки расчетным путем были составлены так называемые нагрузочные ряды:
I — соответствует наибольшей допустимой кратковременной мощности электродвигателя, определяемой его перегрузочной способностью (по условиям коммутации— для машин постоянного тока; по величине максимального момента — для асинхронных электродвигателей);
II—определяет мощность, которую можно взять от электродвигателя при ПВ = 15 % при постоянной нагрузке, т, е. при у = 1;
III — определяет мощность, которую можно взять от электродвигателя при flB =25 % и у=1;
IV — определяют мощность, которую можно взять от электродвигателя при ПВ = 40 % и у = 1.
Следует заметить, что ряд I не является характерным для кранрвых механизмов и обычно заменяется рядом II.
Мощность, указываемая в каталогах электродвигателей, соответствует постоянной нагрузке их, т. е. у=1.
Для решения вопроса, до какого фактического значения моц£ности может быть загружен конкретный предварительно выбранный электродвигатель при расчетном у< 1, пользуются данными, приведенными в табл. 15, что позволяет лучше использовать по мощности крановые электродвигатели.
Действительно, если считать, что нагрузка кранового механизма неизменна, как это считают при других мето-
Таблица 15. Данные для определения фактической мощности крановых электродвигателей при у < 1
Характер нагрузки	Молиость ПО нагрузочному ряду		V кВт, при ПВСТ, %
	15	|	йп	|	40
ПорТОЯЕШаЯ при	Лг	Рш	PIV
у= 1			
Переменная при			
у, равном 0,9	Рц	0,47 (Pxi~f--Ptn)	0,47 (P3II4-Pty)
6,8	Лг	0,52 (Ри+Лп)	0,52
0,7	Рп	0,56 (ЛН-Р1И)	0,56 (Рш-l-^y)
0,6	р»		Рш
48
дах расчета и выбора электродвигателей, т. е. у = 1, то, например, при требующейся мощности 17 кВт (при ПВ = ^=40 %) пришлось бы выбрать электродвигатель MTF
с номинальной мощностью 22,0 дВт (приПВ = 40%). Для этого электродвигателя в табл.16 приведены каталожные данные по мощности, до которой его можно нагружать по II, III, IV нагрузочным рядам.
Но в реальных условиях работы крановых механизмов всегда у<+ т. е. электродвигатель не работает постоянно с полной нагрузкой, т. е. при 7 = 1. Это обстоятельство по-
Таблица 18.
Каталожные данные по выбору крановых электродвигателей
Тип Электро-двигателя	Мощность на валу, кВт		
			
MTF41I-6	30,0	27,0	22,0
MTF312-6	19,5	17,5	15,0
зводяет загружать его до большей мощности, чем указав на на его паспорте (при том же ПВ).
Так, например, если расчетное значение коэффициента относительной нагрузки, найденное по зависимости
(1.68), близко к у=0,6, то по табл. 15 тот же электродвигатель MTF41I-6 может быть нагружен до значения мощности по III ряду, т. е. до Ру = Рш =27,0 кВт (при том же ПВ = 40 %), учитывая, что при у = 0,6 у пего более легкие условия работы.
Исходя из вышеизложенных соображений, при той же требуемой от электродвигателя мощности 17 кВт, при у=0,6 можно выбрать электродвигатель меньшего габарита — MTF312-6, так как при ПВ = 40 % и у =0,6 этот электродвигатель согласно табл. 15 можно загрузить до мощности Ру = Pjjj =17,5 кВт.
Если же расчетное значение коэффициента относительной нагрузки оказалось близко к у = 0,8, то тот же электродвигатель MTF411-6 при ПВ =40 % можно загрузить согласно табл. 15 до мощности Ру =0,52 (Ли + +Рщ) =0,52(27,0+22,0) =25,5 кВт.
Выбор электродвигателя кранового механизма по методу нагрузочных рядов производят в следующей последовательности:
1.	Рассчитывают статическую мощность Р--:1 при подъеме номинального груза или передвижении с ним соответственно по формулам (1.5) и (1.18).
2.	Рассчитывают статическую мощность Рс0 при хо-
4 РЛПУТОВ Б. И.
49
лостом ходе механизма подъема или передвижения каки было указано выше,	1
3.	'Определяют коэффициент относительной нагрузки? по формуле (1.68), При этом для электродвигателей) с жесткой механической характеристикой 1практичес-ки—для асинхронных электродвигателей и электродви-; гателей постоянного тока с параллельным возбуждением) в этой формуле принимают
A4c</AfCLU — Рс0/Рс.я.
Для электродвигателей с мягкой механической ха^ рактеристикой для определения отношения ЛПоМДл предварительно рассчитывают по формуле (1.6) или (1.7), (1.19) или (1.20) — .момент Л4С.В и по соответствуют щшм формулам — момент ЛД0.
4.	Пересчитывают А.н от заданной ПВ к ближайше? стандартной ПВсг по формуле
Рс.н == Д.-Л<пв7пв^
Рис. 8. Диграммы нагрузка электродвигателя с учетом динамической мощности при пуске
о. По формуле РС£,в соответствии с табл. 15 выбирают тип электродвигателя, как это было указано выше с соблюдением следующего условия (при одной и той ЖЕ ПВС1):
Р >Р’ „
6. Для крановых механвд мов со значительными момен тами инерции и напряженно; работой (механизмы передвй жения и поворота ряда метал лургических, грейферных и дру гих кранов) необходимо уто1 нить мощность электродвига теля, выбранного ранее по стг тической нагрузке, учитыва при пуске. Для этого вначал
рассчитывают эквивалентную мощность РЭ.Е (рис. 8) з рабочую часть цикла по формуле [2]
динамическую мощность
4- 1,	(1.6!
где tn — время пуска, с; ha — число полных разгона в 1 ч; <х = Рц/Рсл — из формулы (1.65).
50
г
В ряде монографий н справочников совершенно необоснованно принимается а=2. Исследования автора этой кинги показали, что, как правило, и=#=2 и может значительно отличаться от 2 в обе стороны. Это достаточно обоснованно подтверждает и проводимый ниже расчет (припер 3). Поэтому приравнивание а~2 в ряде случа-е8 может привести к существенным ошибкам при выборе электродвигателя по мощности.
Для определения а необходимо предварительно рассчитать пусковую мощность
р — D _J_ р
1 а Л с,н г гд,
(1.70)
где
Д - Р„р +	= (1й'„ • Ю*) [(«£>%.,.	+
+ 0'Л'П„].	(1.71)
Здесь (СДДпр.вр — маховой момент вращающихся масс, приведенный к валу электродвигателя, Н-м2; G'— сила тяжести поступательно движущихся масс, Н.
После расчета Рэ.р по формуле (1.69) ее пересчгггыва-. ют для стандартной ПВСГ, при которой был предварительно выбран электродвигатель (до п, 5), и сравнивают полученное значение мощности Р'р с Р . При этом должно соблюдаться условие Р'Э^РГ
Если это условие не соблюдается, то из каталога выбирают следующий, больший по мощности тип электродвигателя.
7. Выбранный электродвигатель проверяют по пусковым условиям, а электродвигатели механизмов передвижения—и на достаточность запаса сцепления ходовых колес с рельсами, как это было указано выше,
Пример 3. Используя метол нагрузочных рядов, определить пошлость и выбрать электродвигатель механизма передвижения мо-фсвого крюкового крана грузоподъемностью 12,5 т (см. параметры 1 и 2) с учетом следующих дашнях: сила тяжести всего крана G0[i = ^21 о кН; продет 16,5 м;- диаметр ходового колеса Dk=630mu; дна-Кг6тР цапфы 130 им; относительная продолжительность вклю-механизма передвижения крана 40%; скорость передвижения ь'?йпа t'K=80 м/мнн; режим работы — средний (С); синхронная чайота вращения электродвигателя 1000 об/мин; электропривод с па-("Метрическим регулированием сопротивления в пени ротора асип-'^кчого электродвигателя с фазным ротором.
Решение 1. Определяют статическую мощность при .передви-
44
51
женин крана с номинальным грузом по формуле (1.18) о _ k + ^ок) (1ггЦ.к4~ /)
2,5 (123 + 215) (0,02’0,065-[-0,0008) 1,33
~	0,315.0,9	= 8‘3 КВТ
2.	Определяют статическую мощность при передвижении кр: без груза на основе формулы (1.18) с учетом того, что в этом слу' <5=0, а |)9=1]0 — к. п. д. механизма при передвижении без груза
р  	(Игн.к ~|“ Л	___
0<’"	№/?кЛ1
2,5-	215(0,02.0,065 4-0,0008) 1,33	„
- =------!__—I—L------------= 5 5 квт
0,315-0,87
где -ро=0,87 (по графику, приведенному на рис. 1),
3.	Рассчитывают коэффициент относительной нагрузки по фо муле (1.68), заменив в ней отношение моментов отношением мощи стей из-за жесткости рабочей части механической характерней!! асинхронного электродвигателя
I H-f’oci/T’c.ti l-f-5,5/8,3
Траст = ------------=--------~2------ = 0,83.
2
4.	По каталогу крановых электродвигателей выбирают ближе ший меньший по мощности (относительно Ре и =-8,3 кВт) электр двигатель типа MTF211-6 на 7,5 кВт при ПВС1=40 % с ап =930 об/мин, GpPp=4,5 Н-мг (мощность по нагрузочному ря. IV — PjV=7,5 кВт). Согласно каталожным данным при ПВ01=15 этот электродвигатель может быть нагружен до 10,5 кВт (мощное по нагрузочному ряду II, т. е. Рц=10,5 кВт), при ПВОТ=25 % —, 9 кВт (т. е, /Зш=9 кВт).
В соответствии с табл. 15, учитывая, что действительный (рг четный) коэффициент относительной нагрузки урасЧ=О,83, находи что выбранный электродвигатель может быть нагружен при ПВСТ =40 % и ближайшем табличном значении у=0.8 до значения moi л ости
= 0,52 (Рш 4- PlV) = 0,52 (9 + 7,5) =8,6 кВт.
Так как Р^=8,6 кВт>Рс.е = 8,3 кВт, то выбранный электрода гатель MTF21I-6 по тепловому режиму (по нагреву) при уст.ан вившемся режиме работы подходит.
5.	Проверяют выбранный-электродвигатель с учетом динамич ской нагрузки при пуске по формуле (1.69), для чего предваритель определяют входящие в эту формулу параметры tB, а и йп:
. -йЗа-Зь,	?®^г_14,4е.
40Л1н	40’88
где (G^)np = 1,15 (Gp + 6М +
п —
52
+ 4	+ G0i<)	 = [ 113 (4 5-1-2,2) +
(123000 + 215000) 1,333
+4 J---------= 7 -7+254
Рд—^.вр + Льпос-т “ 1/2+101
Здесь GMD^=2,2 Н-м2 —маховой момент муфты; /по=2 при |3 = Л1С1П/Л1Н — 85/88 = 0,97 (см. рис. 2).
Динамическая мощность по формуле '(1.71) ^Хф-вр %. , 4	~ +
G' рв
Г|н
= 1/2.14,4-Ю4
7,7-972
4
3380001,33 0,9
= 1,7 кВт.
Пусковая мощность по формуле (1.70)
7>п = ^с.п'г1:,д — 8,3+ 1,7	10 кВт;
сс =~ Рд/Р= 10/8,3= 1,2; hn = 15,
Эквивалентная мощность но формуле (1.69)
PS.B = Лмг V- 1) V36ПВ % + 1 =
= 8,3 V 14,4 (1,22 — 1) 15/36.40+ 1 = 8,3-1,03 = 8,5 кВт.
Так как Pv=8,6 кВт>Ра.1,=8,5 кВт, то выбранный электродвигатель MTF211-6 подходит по мощности с точки зрения нагрева е учетом динамической нагрузки.
6.	Выбранный ио тепловому режиму электродвигатель проверяют на обеспечение пускового режима, как было указано выше в при-мерах 1 и 2.
Так как = 191 Н-м О Слотах -1"‘ ^дин) = 155 ^4‘М,
го выбранный электродвигатель по пусковому режиму подходит.
7.	Проверка электропривода по запасу сцепления ходовых колес е рельсами, аналогичная проверке в примере 1, показывает, что выбранный электропривод по запасу сцепления подходит,
Метод совмещенного выбора
Вышеприведенные методы выбора электродвигателей крановых механизмов не исключают возможности выбора электродвигателя с неблагоприятным соотношением значений Рн, GT1Dp и ын. В этом случае поминальная Мощность электродвигателя Ptl и его массогабаритпые Показатели могут значительно превзойти оптимальные значения для данных конкретных условий.
Сущность метода совмещенного выбора заключается
53
в совместном выборе но;иипальной мощности эле; двигателя и передаточного числа (величины GpDp ] являются их функциями) при заданном графике дв ния [2]. Этот метод не нашел широкого примен в практике проектирования из-за значительной труд кости.
4. КРАНОВЫЕ СИЛОВЫЕ И МАГНИТНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ
Контроллеры предназначены для управления крановьи электродвигателями — для пуска, остановки, регули{ вания скорости, торможения и реверсирования. Примем ют силовые кулачковые магнитные (контакте ные) контроллеры. Of ептировочный выбор ( стемы управления (с i лачковыми или магнитн ми контроллерами) в < висимости от мощное электродвигателя и ре» ма работы может бы осуществлен с помощ! табл. 17.
Силовые кулачковые контроллеры Эти контроллеры относ! ся к числу аппаратов pj широкое применение д.
Таблица 37. Таблица для выбора системы управления
Режим эксплуатации краиодого механизма
Мощность электро-дьнга теля
ПВ=2£%, кВт	Л	с
До Ю	к	К
До 30	к	К
Свдше 30	к	М (К)
Т | ВТ
к М(К) м
М М м
= п и е: К,—1 управление
I СИЛОПЫХ кулачковых
М — управление с при-
с применением ко$*троллсроэ; .	. „
мененисм магнитных контроллеров.
ногоуправления. Они находят
управления электродвигателями относительно неболып мощности, работающих преимущественно в легком (J или среднем (С) режимах,-Их основными достоинства! являются простота конструкции и надежность рабо: при сравнительно небольших габаритных размерах, К лачковые контроллеры применяют для управления кр новыми электродвигателями при частоте включений 600 в час.
В крановых электроприводах переменного тока пр меняют контроллеры серии ККТ60А, постоянного тока контроллеры серии КВ1. Эти контроллеры изготовля] в защищенном- корпусе с крышкой. У контроллеров сер. ККТ60А степень защиты 1РЗЗ, у контроллеров сер; КВ1 степень защиты 1Р44.	;
54
г
у контроллеров серии ККТ60А (рис. 9) при повороте dV1<ohtkh I поворачивается вал, на котором расположено несколько. десятков кулачковых шайб 2, по каждой (]з них скользит ролик 3 рычага 4, на котором закреплен рддзижпый контакт 5. Пока ролик находится на выступе щарлбы подвижный кончит 5 и неподвижный 6 разомкнуты, При переходе ролика на впади-ку рычаг с роликом отымается пружиной 7, цто приводит к замы-цашпо контактов 5 н 6.
У контроллеров постоянного тока серии КВ Г, в отличие от рассмотренных контроллеров серии ККТ60А с моноблочной конструкцией коммутационных элементов, имеются индивидуальные элементы, закрепляемые на
металлических рей- п „	.
г Нис. 9. Кулачковый контроллер серии
ках-	ККТ-60А
Принцип действия контроллеров серии КВI аналогичен вышерассмотренному. Однако в них предусмотрены дополнительные узлы электромагнитного гашения электрической дуги на контактах, коммутирующих ток силовой цепи. У контроллеров серии ККТ60А контакты силовой (главной) цепи выполняются медными, ?, у контроллеров серии' КВ 1 — из' композиционного Материала серебро — оксид кадмия и рассчитаны на ток 63 А. Имеющиеся у обеих серий контроллеров контакты  Aja коммутации цепей управления рассчитаны на ток
В- табл. 18 и 19 приведена техническая характеристика контроллеров серий ККТ60А и КВ1.
 Контроллеры типов ККТ-61А, ККТ-62А, ККТ-65А, W-68A и ККТ-69А применяют для управления асних-Ранными электродвигателями с фазным ротором серки
(МТН), а контроллер типа ККТ-63А — асипхрон-электродвигателями с короткозамкнутым ротором
55
Таблица 18. Техническая характеристика контроллеров серии KKT-S0A
Параметры
Контроллер типа	,1					
<				<	c
		CD	Sg 		
н £	£	S		&	
					2 *
Число положений:
•вперед., подъем назад, спуск
Максимальный допустимый ток статора (ротора) при ПВ=40 %, А Максимальная мощность управляемого электродвигателя, кВт, при ПВ=1'00% и напряжении, В:
220 380 <500
5
5
100
22
30
30
5
5
(100)
2X22
2X30
2X30
1
75
5
5
100
30
30
5
5
75
5‘
5.'
(150
-	45:
22	7S
22	.75
I
Примечание. Номинальный тсж кулачкового элемента силовой при ПВ=«1СЮ % составляет 63 А, Масса контроллеров 12,5±0,4 кг.
серии MTKF (МТКН), Причем контроллеры ККТ61 и ККТ68А применяют и для механизмов подъема и пер движения; контроллер ККТ-62А, управляющий дву& двигателями, — для механизмов передвижения; контро. леры ККТ-65А и ККТ-69А—только для механизмов под
Таблица 19. Техническая характеристика контроллеров серии КВ1
Параметры	Контроллер типа	
	КВ1-0!	КВ1-о:
Число положений: вперед, подъем	6	
назад, спуск	6	5
Максимальный допустимый ток якоря при	80	80 .
ПВ=40 %, А Номинальный ток кулачкового элемента	63	63 j
силовой цепи при ПВ = 100%, А Наибольшая величина пускового тока, А	200	200 i
Масса, кг	45	45
56
ема. Два последних контроллера позволяют получить ,,-дучшенные регулировочные и энергетические показатели. Они дают возможность осуществлять динамическое Торможение с самовозбуждением (совместно с магнитны контроллером ТРД-160) и обеспечивают устойчивый диапазон регулирования скорости 8:1. В то же время контроллеры ККТ-61А и ККТ-68А позволяют получить диапазон регулирования скорости 2,5 : 1 и лишь в зоне больших нагрузок.	(
Контроллеры ККТ-65А и ККТ-69А; обеспечивают бо-дее простое и удобное управление крановыми электродвигателями и рекомендуются для’кранов, работающих в легком режиме с большими скоростями подъема и спуска, а также с более жесткими требованиями к точности остановки [4].
Контроллеры ККТ-68А и ККТ-69А применяют вместе с контакторным реверсором тина ДР 160 (на 160А) в цепи статора, что позволяет управлять более мощными электродвигателями.
Кулачковые контроллеры постоянного тока типа КВ 1 -01 применяют для управления двигателями постоянного тока серий П и ДП последовательного, параллсль-.ного и смешанного возбуждения механизмов передвижения, а контроллеры типа КВ1-02 — для управления электродвигателями последовательного возбуждения механизмов подъема. При применении контроллеров серин КВ1 может быть получен диапазон регулирования
Контроллеры серий ККТ-60А и КВГимеют механическую износостойкость 2,5-106 циклов (цикл — перевод из нулевого в последнее положение и обратно). Электрическая износостойкость их при коммутации токов электродвигателей, соответствующих данным табл. 18 и 19, составляет 1 • 106 ПИКЛОВ.
Кулачковые контроллеры необходимо выбирать так, Чтобы максимальные токи, коммутируемые ими, не превышали значений, указанных в табл. 18 и 19, даже при единичных включениях.
Мощность электродвигателей, управляемых, контроллерами, в табл. 18 указана'для ПВ = 40 % при продолжительности цикла работы электродвигателя не более 4 мин и частоте включений не более 600 в 1 ч. При увеличении продолжительности включения не следует допускать увеличения нагрузки сверх указанной по условиям
57
коммутации. При частоте включений, превышающей но-1 минальпую, мощность должна составлять не более 60 от поминальной.
Магнитные контроллеры
Магнитные контроллеры представляют собой комплект-i иые устройства, обеспечивающие определенную программу переключений в главных цепях с помощью электромагнитных контакторов при подаче соответствующих команд в цепи управления. Эти команды подаются ко-малдоконтроллерами или кнопочными постами.
Магнитные контроллеры предназначены для управ? ления электродвигателями крановой и металлургической серий переменного (асинхронными с фазным и коротко замкнутым ротором) и постоянного тока.
Их целесообразно применять в следующих случаях’ для кранов средней и большой производительности, раба тающих в напряженном режиме (Т и ВТ); при частота включений более 600 в 1 ч; при необходимости листании; онного автоматического и неавтоматического управле ния.
Срок службы -магнитных контроллеров при одинаков вых нагрузках в несколько раз выше, чем кулачковых в связи с применением для переключений в силовых це пях контакторов.
Автоматизация процессов пуска и торможения, обес печиваемая при применении магнитных контроллеров повышает производительность крановых механизмов и упрощает работу оператора. Серийно изготовдяготщ крановые магнитные контроллеры двух видов: крюнсн общего назначения и кранов металлургических цехов У последних для повышения их надежности и износостойЯ кости при коммутации переменного тока цепи управлеЦ ния выполняют па постоянном токе. В качестве псточни|| ков питания постоянного тока применяют вращающиеся! или статические преобразователи-.
Магнитные контроллеры изготовляют в открытом ис полпенни со степенью защиты Р00.
Техническая характеристика магнитных контроллере’ для управления электродвигателями переменного ток приведены в табл. 20.
Для управления электродвигателями переменного тс ка наибольшее распространение получили магнитны контроллеры серий ТА, ДТА, ТАЗ, ТСА, ТСАЗ, К, ДР
у а б л и ца 20. Техническая характеристика магнитных контроллеров переменного тока (S0 Гц)
Тип	Режим работу Механизмов	Исполненде	НоМИНаЛЬ-Н^ЫЙ юк,	Мощное’] р электродыт (а при ПВ=40 %, е<Вт	М<эссд, кг
ТСА-161	El—ЕЗ	Механизм подъ Электродвигатель	160	20—80	100
ТСАЗ-160	El—ЕЗ	без защиты Электродвигатель	160	20—80	150
ТСАЗ-250 КС-160	El—ЕЗ	с защитой То же	250	80—125	150
	Е2-Е4		160	11—80	285
КС-250	Е2— Е4	3>	250	80—125	370
КС-400	Е2—Е4		400	125—160	475
ДКС-160	Е2—Е4	Два — четыре	160	2X11-2x80	560
ДКС-250	Е2-Е4	электродвигателя с защитой То же	250	2x80-2x125	900
ДКС-400	Е2—Е4	»	400	2x125—2x160	978
ТСД-63	El—ЕЗ	Электродвигатель	63	11—30	—
ТСД-160	El—ЕЗ	с защитой То же	160	30—80	160
ТС Д-250	El—ЕЗ		250	80—125	300
ТСД-400	EI—ЕЗ		400	100—100	500
КСд.В-160	Е4, Е5	»	160	35—80	550
хюДО-во'Д	Е4, Е5	?i>	250	80—125	700
КСДВ-400	Е4, Е5	$	400	120—200	1000
Механизм передвижения
ТА-63	Е1—ЕЗ	Электродвигатель без защиты	63	 До 22	50
ТА 3-63 ТА-161	Е1-ЕЗ	Электродвигатель с защитой	63	До 22	70
	Е1-ЕЗ	Электродвигатель	160	22—80	60,
ТАЗ-160	Е1-ЕЗ	без защиты			80
		Электродвигатель	.160	22—80 .	75,
ДТА-63	Е1—ЕЗ -	с защитой Два — четыре эле ктр сдвига тел я	63	До 2X11; до 4X5’	120 60
ДТА-160	Е1-ЕЗ	без защиты То же	160	До 2x37;	85
ДТА-161*	Е1—ЕЗ	Два — четыре	160	ДО 4X17	30
ДТД-162		электродвигателя без защиты			
	Е1—ЕЗ	То же	160	До 2x37; 	80
Н-63	Е2-Е4			ДО 4x17	
		Электродвигатель с защитой	63	1,4—30	160
					
					
58
59
				Продолжение табл. 20	
	Режим		5 *	Мощность	
Тип	работы механизмов	Исполнение	д g X н	электродвигателя прк ПВ=49 %, кВт	Масса,
К-160	Е2—Е4	Электродвигатель с защитой	160	35—80	310
К-250	Е2-Е4	То же	250	80—125	345
ДК-61**	Е2-Е4	Два—четыре злек-тродвигателя	с защитой	63	—	160
ДК-62	Е2-Е4	То же	63	2ХИ-2ХЗСГ	258
ДК-63	Е2-Е4	>	63	2/1,4—2x30	200
ДК.-160	Е2—Е4	»	160	2X35—2X80	450
ДК-250	Е2—Е4	»	250	2X80—2X125	620
ТН-63	Е1—ЕЗ	Электродвигатель с защитой	63	1,4—30	—
TH-160	Е1—ЕЗ	То же	160	30-60	
ДТН-160	Е1—ЕЗ Me	Два электродвигателя с защитой шиизм подъема и пе	169 реЗаиз	2X30—2X60 Кения	.
ТС-25	El—ЕЗ	Электродвигатель е защитой	25	До 10	— •
ТСН-160	El—ЕЗ	То же	160	До 40	85
* Применяется только с ДТА-бЗ и с ДТА-160, ДТА’162. •* Применяете^ .только с ДК-62,
КС, ДКС. Они предназначены для управления асинхрон ными электродвигателями с фазным ротором. Регулиро
вание скорости электродвигателей
осуществляется
имш
путем ступенчатого изменения сопротивления в цепи ро-
торов электродвигателей. Контроллеры серий ТСА, ТСАЗ,
КС,
ДКС
применяют
в электроприводах механизмов подъема и грейфера, контроллеры серий ТА, ТАЗ, К, ДК — для механизмов горизонтального передвижения (передвижение мост! крана, тележки, поворота). Глазная цепь магнитны.’
контроллеров выполняется на напряжение 220 и 380 Е переменного тока. Цепь управления у контроллеров се рий К, ДК, КС, ДКС, КСДБ—на постоянном токе .220 §
у остальных магнитных контроллеров — на переменно? токе при напряжении, обычно равном напряжению глаз пой цепи. Контроллеры серий К и ДС, а также контрол;
60
деры типов ТСАЗ-160, ТАЗ-160, ТСАЗ-250 обеспечивают Максимальную, нулевую и конечную защиты. Контрол-деры типа ТСА-161 и серий ТА и ДТА не обеспечивают Максимальной и пулевой защиты. Их применяют только с защитными панелями ПЗКБ-160 и ПЗКБ-400. В магнитных контроллерах типов К-63, ДК-61, ДК-62, ДК-63 максимальные реле не устанавливают; однако они могут поставляться отдельно по индивидуальному заказу в зависимости от мощности и напряжения управляемых электродвигателей.
В относительно новых магнитных контроллерах серии ТСД и КСДБ использован принцип динамического торможения с самовозбуждением, В контроллерах КСДБ, кроме того, предусмотрено применение в силовой цепи не обычных контакторов, а тиристорных коммутаторов (бестоковая коммутация). Все sto позволило по сравнению, например, с контроллерами КС и ТСА получить: повышение производительности крановых механизмов на 20—30 % путем реализации устойчивого регулирования скорости в диапазоне 8:1, увеличение не менее чем в 1,3 раза ресурса работы крановых магнитных контрол-леров; улучшение энергетических показателей крановых электроприводов, в частности, — снижение расхода электроэнергии на 15—20 % [3]. Магнитные контроллеры ТСД-400 и КСДБ изготавливаются с цепью управления па постоянном токе, а ТСД-160 и ТСД-250— на переменном токе. Напряжение силовой цепи для всех этих контроллеров 380 В при 50 Гц.
Для управления электродвигателями постоянного тока применение находят магнитные контроллеры серий П и ПС. Технические характеристики их приведены в табл. 21.
Магнитные контроллеры серий П и ПС применяют для управления электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения. Скорость регулируется путем ступенчатого изменения сопротивления резисторов, включенных в цепь якоря электродвигателя.
Все магнитные контроллеры постоянного тока обеспечивают пуск; реверсирование, торможение, устойчивый Диапазон регулирования скорости 4 : l-i-5 ; 1 и имеют максимальную и нулевую защиты.
Электрические схемы магнитных контроллеров приведены в гл. II и III,
61
।
Таблица 21. Техническая характеристика магнитных контроллеров постоянного тока
Тип	Номинальный ток, А	Мощность, кВт, при ПВ 40% и напряжении		Число управляемые электро’ двигать лей	хМассе, .1 кг 
		220 В	440 В		
ПС-160	160	Механизм 9—35	vподъема 9-70	1	170 1
ПС-250	250	35—70	70—150	1	200 Л
ПС-630	630	75—125	—	1	350 1
ДПС-160	160	2X9—2X35	2x9—2x70	2	2S0 
ДПС-250	250	2X35—2X70	2X70—2X150	2	430 |
ДПС-630	630	2X75—2X125	—	2	780 .1
П-160	160	Механизм п/. 3—35	‘‘редвыжения 9—70	1	150 1
П-250	250	35—75	70-150	1	230 Л
П-630	630	7-5—125	—	1	410 |
ДП-63	63	2X1.8—2X10	-	2	80 
ДП-160	160	2x9—2x35	—-	2	280 И
ДП-Э50	' 250	2x25—2X75	2X70—2X150	2	400 Я
ДП-630	630	2X75—2X126	—	2	560 1
Примечание- Режим раоотьт механизмов Е1—Е5,
5. ПУСКОРЕГУЛИРУЮЩИЕ РЕЗИСТОРЫ
Крановые резисторы предназначены для обеспечения пуска, регули? роваиия скорости и торможении электродвигателей постоянного и переменного тока.
При расчете и выборе пускорегулмрующих резисторов должна выполняться одновременно два условия:	i
I) получение необходимые механических	характеристик электро]
приводов, обеспечивающих требуемый режим	пуска	к	необходимый
диапазон регулирования;	I
2) обеспечение соответствия теплового режима резистора pewffl му работы электродвигателя.
Для выполнения первого условия по механическим характери! стикам крановых электроприводов определяют сопротивления с'ту] пеней резисторов, обеспечивающих требуемые пусковые момента электродвигателей и диапазон регулирования частоты вряще-щм. Дл1 выполнения второго условия определяют рассеиваемую мощности резистора и уста паи,тйвают нагрузку его отдельных ступеней. I
Режим пуска по времени электродвигателей может быть лора мальным и форсированным (се значительными ускорениями при пуске). Последний режим недопустим для кранов металлургически! цехов, перемещающих расплавленный металл (литейных, залявочныя разливочных и др.).	1
По величине нагрузки различают следующие режимы пускя аегкнй (вхолостую или при половинной нагрузке), нормальный "(пет
62
родной нагрузке, или при нагрузке, большей половинной) и тяжелый inpn полиен нагрузке механизмов-с большими маховыми массами), tp-i'cno ступеней сопротивления пусковых резисторов обычно определяется конструкцией и схемой выбранной серийно выпускаемой аппаратуры, т. е. силового или магнитного контроллера,
расчет сопротивлений пусковых резисторов
pciiuxpoHtioeo электродвигателя и фазным ротором
расчет сопротивлений пусковых резисторов при симметричном выключении ступеней (например, при применении силовых контроллеров ККТ-68 и магнитных контроллеров различных типов) выполняют по одному из вариантов в зависимости от принятого режима пуска (нормального иди форсированного),
При нормальном режиме пуска расчет осуществляют следующим образом:
1, Задаются значением момента переключения Mnep (%) не менее, чем ка 10—20% большим статического момента Л1а (%),
2, Определяют величину X — отношение пикового пускового момента Мп-чу (%) к моменту переключения Л)пел (%) по формуле
X = f _J2L_ (	(172)
V ^пер
где m — число выключаемых ступеней пускового резистора, определяемое по схеме выбранного пускового аппарата (силового или магнитного контроллера); гр — активное сопротивление одной фазы обмотки ротора, %,
Лр	100,	(1.73)
<пе
здесь а<, и toH соответственно синхронная и номинальная угловые скорости, рад/с.
3. Производят проверку, определяя значение М!1кх, %
j^uitk ^"^пер-
Полученное значение сравнивают с допустимым, выбранным по табл, 22 в зависимости от режима пуска (по нагрузке),
Должно соблюдаться условие
^ДИК ';О- ^ПКИ.ДОП-
При несоблюдении этого условия задаются новым значением и вновь определяют Z. с последующей проверкой.
4. Определяют сопротивление ступеней резисторов, Omj
^ = гр(Х-1);	(1.74)
(1-75)
гг = rs %;	(1.76)
Г^г2\	(1.77)
Гдг с,п сопротивление последней (по порядку выключения) сту-!кни.
83
Таблица 22. Значения допустимых токов и моментов
Элек традвигатель
Значвдйя Л"'пи-< 'w Afnep « Люр в % ог fl При пуске1
	легком	средней тяжеста	тяжелом Я
Асинхронный с	^пив = 7O-v-80j		Л1лнп-200-1
фазным ротором	$ ‘Г’	4- 160;	-т-250;	1
постоянного тока	4-10 % боль-		Л1яер па 15 J
параллельного	ше jMcr;	ч-30%	4- зо % |
возбуждения	Лтер = 1 Ю	больше Л-1ст; 7пер “ 120 —• - 130	больше 'Ист; Я 7сер ~ 120 -i-  -4- 130
Постоянного тока	^netj на 5 -f-	Л^ПЕНС ~	I	пик — 200 ->
последовательного	-А 10 %	7ПИК = 150;	275;
и смешанного воа-	больше Л/от;	Afneil на 15-~ i зо % больше 1ИСТ; 7 пер — 120 -т-“ 130	Лшк — I S'-
буждення	^пер == НО		“ 250; на 10 -у-- 30 % больше Л1ат)> 7цёр — 120 -J-; -ь 130
половинкой нагрузке или вхолостую; средней тяж?
’ Пуск легкий — при половинной нагрузке или вхолостую; средней тяяя сти — при полной нагрузке или нс меньше, нем при половинной; тяжелый, при полной нагрузке механизмов с большими моментами меркни, . ,
Активное сопротивление одной фазы обмотки ротора (Ом) ои ределяют по формула	II
(1.7^
р Р-Н
Гп = р 100
где гР.а — номинальное сопротивление фазы ротора, Ом, г —  gP-n 'р.п —	»
ИЗ/р.в
здесь Е» н — значение э. д. с, между кольцами неподвижного разом? нутого ротора, В; /р.п — номинальное значение тока обмотки рот| ра, А. Значения Йр.-п и /Р.о приведены в паспорте и каталоге элем родвигателей.	I
При форсированном режиме пуска расчет пусковых содрогав;» пий производят следующим образом;	1
1, Задается небольшими допустимыми значениями пикового м
мента Мияк (по табл, 22).
2. Определяют >, по формуле
(I.8C
64
S. Определяют значение момента переключения
Л'/цер ~ ^Ипии “Г" •
Лс
Сравнивают MnsP с допустимым значением МцеР.доп из табл. 22. дО|тжяо соблюдаться условие
Ainep '^пер.доп-
Если это условие не соблюдается, то задаются другим значением Мпкк и вновь осуществляют расчет с последующей проверкой.
4. Определяют со против .пен не ступеней резисторов по формулам •(1.7-1)-(1-77).
Если в’схеме выбранного пускового аппарата предусмотрено наличие постоянно включенной секции резистора (для увеличения скольжения), то вышеприведенные расчеты остаются в силе с уметом следующих особенностей;..
1)	в формулах (1.72) и (1.80) вместо и/подставляют Sn.c — скольжение при номинальном моменте с учетом постоянно включенной секции; обычно принимают Sn.c =7,5т-10 %, что при двухкратных моментах электродвигателей соответствует снижению угловой скорости на 1Б—20 %;
2)	сопротивление постоянно включенной секции, %,
^п.с — 8ал ^н»
3)	при определении значения сопротивления- пусковых ступеней резисторов сначала определяют сопротивление последней (по порядку выключения) ступени По формуле
'т = О~0-
где (?п.о — полное активное сопротивление одной линии ротора вместе с постоянно включенной секцией. Ом,
RVo
р  п"
«п.с 10()
кп.с р I п.с п.с
р.н
Расчет сопротивлений пусковых резисторов при несимметричном выключении ступеней (например, при применении силовых контроллеров ККТ-61Л и ККТ-62А). Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что схемы с несимметричным выводом ступеней сопротивлений резисторов дозволяют получить большое число ступеней пускового сопротивления при относительно малом числе коммутирующих элементов. Это приводит к упрощению конструкции силовых контроллеров. Уменьшению их габаритов и к экономии за счет уменьшения расхода' чроводов. Однако механические характеристики асинхронных электродвигателей с несимметричными сопротивлениями имеют провал мо-Мерта в пусковой части характеристики, и тем больший, чем значительнее носим метр ия, из-за чего не обеспечиваются устойчивое регулирование скорости и точная остановка.
Задача расчета сопротивлений пусковых резисторов заключается Е том, чтобы при заданном числе ступеней, определяемом колет-5 рдпутов в. м.	65
рукцией контроллера, и при заданном режиме нагрузки элеитродви-.. гателя обеспечить плавный пуск его.
Расчет сопротивлений пусковых резисторов удобно производить: по предварительно составленной для конкретного типа контроллера-, расчетной таблице (табл. 23),'которую заполняют снизу ввеох. Зпа-у чение сопротивления ротора гр рассчитывают по формуле (1.73) м-it (1.78) и заносят в нижнюю строчку табл. 23. Порядок заполнения
Таблица 23. Таблица для расчета сопротивлений (применительно к контроллеру ККТ-61А)
ложеште троллера	:ло вве-:ных сту- ей	Maxed ! ИМ Пни* EStfl -эп’амхайиоо 91ЧН1ГО1] ONW ‘Ьййх^иииэ	Действительные симметричные полЕГые со против л eim я л ни lift ротора			Сопротивления секций ’ по фазам		
о s Е 2	*> •г W Ё1 й. ё		а	ъ	А	а		£
1	 2	3	4	в	6	7	8	9
1	4	А		Д5=/?4 X	Яз	— ,я		—
2	3	/?,=й2 А		Ъ	RS	—7?i	—	—
3	2		«г			— .	—	^3—^
4	1		К		'р	К1^гт>		
5	0	ЛР	’’р	'р	ГР	—	—-	—
графы 3 и предпоследней строки граф 4, 5, 6 ясен из самой таблицы Дальнейшее заполнение граф 4, 5, 6 производится, с таким расчете^ чтобы в каждой последующей строке (считая снизу вверх) наибол'^ шим по величине становилось сопротивление той линии ротора (а или Ь, или с), которое в предыдущей строке было наименьшим. Ш пример, на четвертом положении контроллера наименьшим было сц противление гр линии с, поэтому на третьем положении солротивлё пие этой линии Яа — наибольшее.
Сопротивление секций по фазам (графы 7, 8, 9) получают выч^ тацием из данных верхней строки граф 4, 5, 6 данных соседней ннж ней строки этих же граф.
Таблица 23 составлена применительно к контроллеру тшГ ККТ-61. Рассмотрев схему этого контроллера [8], нетрудно устанс вить, что в графах 7, 8, 9 соответственно Я(—г₽ — это значение сс противления Р2—Р4;	— г$ — значение сопротивления сскцн
PI—Р5 и т. д.
'Расчет сопротивлений пусковых резисторе: по каталожным1 д а п и ы м. Этот приближенный .метод расч« та может быть применен при наличии каталожных данных сопротй^ пений секций (в % от номинального сопротивления) [9].
В табл, 24 и 25 приведены значения сопротивлений и токов cef од.й в процентах от номинальных значений, взятые из этих катг логов.
Порядок расчета при этом методе:
I. Определяют номинальное сопротивление электродвигателя, СИ по формуле соответственно для' асинхронного двигателя или для двй
63
Примечания; 1, Сопротивление (числитель) и ток (знаменатель) секций указаны о процентах от номинальных значений, 2, Для магнитных контроллеров сопротивлении даны в расисте на одну фазу.
67
Таблица 25, Значения сопротивлений и токов секций резисторов у для электроприводов с кулачковыми и магнитными контроллерами , постоянного тока*1
Секция	Кулачиоиые контроллеры		.Магнитные контроллеры	
	КВ1-01	КВ1 -02	П-63, ПЩй П-250, П-630.' ДП-63. ДП-160 ДП-250, ДП-ЮЙ	ПС- too ПС-250, ПС-630, ДПС-160, ДПС-250, ДПС-030
Р01—Р1	W42	10/30	,		.—.
Р1-Р2	 15/42	30/30	Ю0/30	100/50
Р2—РЗ	22/42	60/37	26/42	42/50
РЗ-Р4	20/50	40/37	22/50, 17/50** 2	25/61
Р4—Р5	16/50	27/46	15/39, 11/59	30/44
Р5—Рб	14/53	18/46	—	—
Р6—Р7	—	—	50/SO*3	
Р6-Р06	—	10/46	—	 1
Р7—Р8	40/135	30/126	50/30^	—.
Р4*~Р6	—	—.	-—	60/39
Р5—Р7	—	—».	——	6/41
Р8—Р9		—,	.—	22/33
Р10—РН		—	.—	 45/28
Р12-Р11	——	—	—•	90/14'44
л
(Знаменатель) секция
указаны в про-;
*’ Сопротивление (числитель) и ток центах от номинальных значений.
:"2 Только для магнитных контроллеров типов ДП-З’Л и ДП-630.
*s Для магнитных контроллеров указанных типов, исключая типы ДП-25Й и ДП-ЙЗО.
Для магнитных контроллеров типов пС-630 в ДПС-030.
гатсля постоянного тока:
. „ -Ер.н , _________________.
и — ~~Г2	; 'ц “ .
V '? г
' У о ‘ р.и
2. По каталожным данным для выбранного ранее типа коцт роллера находят значения сопротивлений и токей секций резисторов в процентах.
3. Определяют значения сопротивления, Ом, и тока А, для секции по формулам:
,% , г 7% 7„
у — '__'ll . J I ‘Я
100 ’	100
Этот метод расчета менее точен, чем предыдущие, нс прост и поэтому может быть рекомендован при выборе резисторов при эксплуатации кранового электрооборудо ванна.
Выбор резисторов
В силовых цепях крановых электроприводов наиболы шее применение находят ящики резисторов (сопротивлений); нормализованные универсального назначения и специальные, изготовляемые для комплектации только определенного электродвигателя или группы электродвигателей, управляемых конкретным контроллером.
Ящики с ленточными фехралевыми резисторами имеют обозначение НФ-1А, с проволочными фехралевыми резисторами — НФ-11 А, с константановыми проволочными резисторами — НК-1А. Причем все указанные ящики резисторов изготовляются и нормализованные и специальные.
Технические данные нормализованных ящиков резисторов приведены в табл. 26.
Резисторы в схемах краповых электроприводов выбирают так, чтобы они были экономичны по затратам проводникового материала и не перегревались выше нормы.
Тепловой расчет резисторов сводится к определению значения, эквивалентного тока и сравнению его с допустимым значением для предполагаемого к установке резистора. Но при практических расчетах определение эквивалентных токов, связанное с трудоемкими расчетами, нецелесообразно. Поэтому для крановых электроприводов, управляемых силовыми и магнитными контроллерами, при выборе серийных резисторов пользуются значениями эквивалентных токов по- данным проектных организаций,
В этом случае рекомендуется следующий порядок выбора резисторов;
I)	для каждой секции резистора определяют значение эквивалентного длительного тока ;
2)	рассчитывают значение эквивалентного тока секций, А
;% г
I —	11
а — 100 ’
гДе /г, — поминальный ток электродвигателя, А;
3)	по рассчитанным значением h и ранее найденным ^противлениям секций . подбирают ящики резисторов ЩМ. табл. 26); при этом учитывают следующее;
а)	при последовательном соединении звеньев секции
6Э
Табл и ц а 26. Нормал
значение допустимого тока секции определяется звеном с наименьшим значением допускаемого тока;
б)	при параллельном соединении звеньев величина допустимого тока ограничивается тем звеном, у которого произведение его допустимого тока на сопротивление имеет наименьшую величину;
в)	при смешанном соединении звеньев параллельно соединенные звенья заменяются эквивалентными.— единичными;
г)	выводные зажимы нормализованных ящиков резисторов не маркированы; если необходимо в пределах одного ящика произвести электрическое разделение секций, то достаточно снять соответствующую перемычку между этими секциями. Необходимые, значения сопротивления ступеней резисторов получают путем последовательного, параллельного и последовательно-параллельного соединения секций нормализованных ящиков;
д} специальные ящики резисторов имеют выводные зажимы, маркированные в соответствии со схемой конкретного контроллера.
Пример 4. Рассчитать и выбрать пусковое резисторы для электродвигателя механизма передвижения мостового крюкового крала грузоподъемностью 12,5 т, используя дачные примера 3. Для управления электродвигателем выбран кулачковый контроллер типа ККТ-61А. Режим пуска по времени — нормальный. В наличии имеются ящики резисторов с фехралевыми элементами типа НФ-1А.
Решение 1. Схема управления электродвигателем при применении контроллера ККТ-61А предусматривает несимметричное выключение ступеней резистора, что определяет выбор соответствующего метода расчета.
2.	Активное сопротивление одной фазы обмотки ротора определяют по формуле J2)
ас— ®н 105 — 97
- StI —------- 100 =	ЮО = 7,6% .
(Oq	IUu
3.	Коэффициент .Л определяют по формуле [2], предваритель-во задаваясь Afnej па 25 % большим статического момента Af”'^
v АЫ н	85
100=1Г 100 = 97%'
Поэтому МпеР— 122 %.
Число выключаемых ступеней пускового резистора т=4 в со-ответсгвап со схемой силового контроллера ККТ-61А (следует пом-йить> Что на последнем — пятом положении этого контроллера одно-ЕрсмеНт.;о выводятся две секции)
'}  ' 1 /  - _ „ 1 / 1 ц_
V ~ 7’6'122
71
В результате логарифмирования обеих частей равенства полу! чают	|
]g% = “ Igll = 0,208.	1
5.	|
Потенцируя, получают >,= 1,61.	I
4. Определяют пиковый пусковой момент и производят пр<4 верку	’
Afm.lK = ХЛ1иер= 1,6Ь122 = 195%,	J
Значение Л4лЯк= 196<Л1П1!к.аоп:=200->250 % [2], поэтому полученной значение М,— в допустимых пределах.	J
3. Определяют величину полных симметричных сопротивлении линии ротора (табл. 27, графа 3):	1
,	= гр>, = 7,6-1,61 = 12,2%;	I
^ = ^>1= 12,2-1,61 = 19,6%;	I
Яэ = 1?аХ= 19,6-1,61 =31,6%;	I
Я4 = /?s л- = 31,6-1,61 = 50,9%,	I
Таблица 27. Таблица для расчета сопротивлений пусковых резисторов
£ <и !Й KJ К р	мо «веден* : ступеней	Сямр^етрии-ные сопротивления линий рото*	Действительные не-симметричные полные сопротивления Линий ротора, %			Сопротивления ций по фазам, %•«		
с.§ 	। Ч'КК | ИЬР	ра, %	а	&	С	а	ь.	° 1
г	'2	3	4	S 	6	7	8	23
1	4	50,9	50,9	81,9	31,6			62,3	1
2	3	31,6	50,9	19,6	31,6	38,7	—		W
3	2	19,6	12,2	19,6	31,6	—	•—	24, |
4	I	12,2	12,2	19,6-	7,6	4,6	12,0	
5	0	7,6	7,6	7,6	7,6	—	*—	
6. Полученные значения сопротивлений вносят в графу 3, табл.,,1 и заполняют остальные графы этой таблицы, руководствуясь [2 Данные, полученные в графах 7, 8, 9 табл. 27, есть искомые aij чс-ния сопротивлений секций в процентах.	j
7, Определяют сопротивления секций в омах по формул! '(1.74) —(1.77) и результаты расчета вносят s графу 2 табл. 28, уч тыбаХ	что	1
£п „	256	6
—— = - _------------=7,47 Ом.	1
УТ/р.к	Уз-19.8	|
8.	Для	каждой секции резистора определяют значение длите|
него эквивалентного тока (согласно конкретного типа контролле® в процентах 1/0, а затем рассчитывают значения этого тока в амд
Гр. и =
72
f а б л и ц a 28. Технические данные выбранных пусковых резисторов
Секция	Сопротивление секций, Ом		Длительно допустимый ток, А	
	требуемое 7	подобранное	требуемый	подобранный
	3	3	4	5
		 р2—Р4.	0,344	0,32	11,7	18,3
р4—рб	2,89	2,92	6,9	18,3
pl-—PS/	0,89	0,93	11,7	2!,2
р5—Рб	4,65	4,77	3,8	18,3
рЗ—Рб	1,79	1,75	9.9	21,2
Примечание. Каталожные номера ящиков и их число: 2ТД .750.024-33 — 2 щт.; 2ТД.7Й0.024-39 — 1 шт.
рах по формуле
I = 2% /р.н/ЮО.
Полученные данные заносят в графу 4 табл. 28.
2ГВЛ50Л29-39.
2П.750.02^-38
P.-j 2ТРЛ50Л29-38
р I [ If I ГТ-П-Г^:
Рис. 10. Схема соединений пусковых резисторов для асинхронного электродвигателя типа ИГР 211-6
9. По данным граф 2 и 4 (табл. 23) подбирают нормализова!1ные ящики резисторов типа НК-1А (см. табл. 26), каталожные..номера которых и их число указаны в примечании к табл. 28 « на рис. ,10.
в. КОНЕЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Конечные выключатели, применяемые для крановых механизмов, предназначены для ограничения подъема захватного устройства, хода механизмов тележек и кранов, блокировкиоткрывания люков и дверей (для входа на мост крапа). Контакты конечных выключателей, как правило, включаются в .цепи управления — в цепи катушек контакторов и реле.
Наибольшее распространение в крановых установках отечественного производства получили рычажные конеч-
73
пые выключатели серии КУ-700А, контакты которых коммутируют цепи управления.
Конечные выключатели типа КУ-701 А служат для ограничения хода механизмов передвижения и имеют рычаг с самовозврато.м, с фиксацией в нулевом положе-нии (возврат в нулевое положение осуществляется пру-, жиной). Предельная скорость движения механизма для срабатывания этих выключателей 150 м/мин.
Выключатели типа КУ-704А применяются для тех же крановых механизмов, но в отличие от выключателе® КУ-701 А рычаг у этих, выключателей имеет три фпксироч ванных положения, а предельная скорость для срабатьы ёэния этих выключателей 100 м/мин.
Для механизмов передвижения при больших скорое-] тях (предельная скорость 300 м/мин) нашли применения конечные выключатели КУ-706А, имеющие на общем, вач лу два рычага с фиксацией в крайних положениях. I
Для ограничения хода механизмов подъема исполь| зуются конечные выключатели ДУ-703А, у которых ры| чаг с грузом фиксируется в крайних положениях (пре! дельная скорость срабатывания этих выключателей на ограничивается).	1
7. ТОРМОЗНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ	I
Тормозные электромагниты предназначены для управлё! ния механическими тормозами, В свою очередь эти тор! моза служат для остановки крановых механизмов в за! данном положении или ограничения пути торможения в случае выбега при отключении приводного электродвги гателя.	. 9
Наиболее широко для крановых механизмов приме! няются колодочные и ленточные тормоза (при пеобходйя .мости иметь тормозные моменты свыше' 10 кН-м)—пр® жиниые .и иногда грузовые. Реже применяются дисковЫ® тормозные устройства (тормозной момент до 1 кН-м| и конические (тормозной момент до 50 ТПм).	л
Катушки тормозных электромагнитов включают® одновременно с электродвигателем и растормаживаю» тормоз. При отключении электродвигателя одновременч| обесточиваются катушки тормозного электромагнит! и происходит торможение —затяжка тормоза под дейс® вием пружины или груза.	1
Для тормозов крановых механизмов применяют®
тормозные электромагниты переменного тока: трехфаз-пые серии КМТ (рис. 11) —длинноходовые (максимальный ход якоря от 60 до 80 мм), однофазные серии МО (рис. 12) — короткоходовые (ход штока тормоза от 3 до 4 мм); постоянного тока: серии КМП и ВМ — длиннохо-
Рис. 11. Тормозной электромагнит серии КИТ;
1 — корпус; 2 — якорь; 3 ~ направляющие', 4 — стержень; 5 — поршень; б —крышка демпфера; 7 — цилиндр демпфера; 8 — винт для регулирования компрессии; 9 —клеммник; 10 — крышка клеммника; // — латунные держатели катушек; 12 — ярмо; 13— крышка; 14 — катушка
Рис. 12. Тормозной электромагнит серии МО; / — неподвижное ярмо;
2 — короткозамкнутый виток; 3 — угольник; 4 — крышка; 5 — катушка; .6 - якорь; 7 - планкй;
8 —щека; 9 — ось; Ю — тяга
Довые (ход якоря от 40 до 120 мм), серии МП (рис. 13) — Короткоходовые (ход якоря от 3 до 4,5 мм).
Основными параметрами тормозных электромагнитов с поступательно перемещающимся якорем (КМТ, адп, ВМ н МП) являются тяговое усилие и ход якоря, а Для клапанных электромагнитов серии МО — момент Электромагнита и угол поворота якоря. На современных
75
металлургических кранах электромагниты серии МО jj применяются.
Тормозные электромагниты всех вышеуказанных с( рий являются самостоятельными аппаратами» сочлен^ мыми с тормозами. Технические данные этих тормозну
7
Я
Ч
5 $
Рис. 33. Тормози ой элсктр магнит сеоии МП:
/ — корпус; 2 — катуш 5 — якорь; 4 — штырь; S t тетсстолнтовая втулка; крышка; ' 7 — аморти^иру) тая пружина; 8 пол и ый накояечмяк
электромагнитов приведены в каталоге Информэлектр [10].
На современных кранах отечественного производств широко применяются колодочные тормоза серии Т с короткоходовыми электромагнитами и пружинные к лодочные тормоза ТКП (см. ряс. 13) со ветроеипыми к тушками постоянного тока, У этих тормозов рычаг отлит вместе с корпусом электромагнита, а якорь элек ромагнита — вместе с.рычагом 2.
Катушки тормозных электромагнитов переменног; тока включаются параллельно и рассчитаны на полно напряжение сети. При их включении имеет место знач* тельный бросок тока: для электромагнитов серии КУ ЛуС.к= ( 104-30) /н.к; серии МО — 7nyCjK= (5—6) /п.х, til выборе защитных аппаратов, например предохрани1) лей. следует учитывать величину пускового тока.
Пусковой ток определяют по формулам г для трехфазных электромагнитов
./ryi?i];==sn/O3O
дггя однофазных электромагнитов
/ПУ*-К =
$п — полная мощность в момент пуска, В-А [10]; напряжение сети» В,
Катушки тормозных электромагнитов постоянного оКа могут быть последовательного и параллельного учения (возбуждения). Электромагниты с катуш-последовательного включения — быстродействующе из-за малой индуктивности и надежны в работе, так как обеспечивают затормаживание, механизма при обпывах в цепи якоря электродвигателяДИх недостаткам является возможность ложных затормаживаний с после-дующими растормаживаниями при очень малых нагрузках, например при холостом ходе. Поэтому их целесообразно применять для.крановых механизмов со сравнительно небольшими колебаниями нагрузки» а следовательно, и величины тока якоря,.,например для механизмов передвижения кранов. Значения тока составляют для механизмов подъема около 40 % величины номинального тока электродвигателя, а для механизмов передвижения— около 60%. Поэтому величина тягового усилия или момента тормозов с катушками последовательного включения указана в каталогах для двух значений тока катушки: для 40 и 60 % от номинального (соответ ственпо для механизмов подъема и передвижения).
Если же в процессе пуска электродвигателя минимальное значение тока, протекающего по катушке тормозного электромагнита, меньше 40 или 60.% от номинального, то необходимо уменьшить момент тормоза относительно значений, указанных для величины тока 40 или 60 % от номинального (за счет уменьшения усилия пружины тормоза или массы тормозного груза).
Пример 5. Для тормоза типа ТКП-500 механизма передви-крана выбрать катушку постоянного тока последовательного ^лючения, если среднеквадратичный ток электродвигателя / — 215 А
ИВ = 25 %, Минимальный пусковой ток 7Пус min~ 120 А,
Решение. 1. Из каталога [10] выбираем катушку последова-рльног0 включения с каталожным номером ЗТД852.005-04 на ток * *^245 А при ПВ = 25 %.
2. Определяем минимальное значение тока, протекающего по ка-Т^ке последовательного включения, %
100 “iir1"-«* 
/и, К
77
76
Так как J^yc min<60 %,то следует тормозной момент Мг.д то моза ТКП-500, составляющий 2,45 кН-м (при токе 60 % от но^. ещдького и ПВ=25 %), снизить пропорционально уменьшению то] до величины
м 2 45 2 кН.м>
МЛьк	0,6-245
Тормозные электромагниты постоянного тока с к; тушками параллельного включения не имеют вышеух? запных недостатков. Однако из-за значительной индуэ тивностн катушек эти электромагниты инерционны. Кр! ме того, менее надежны, так как при обрыве цепи якх^ электродвигателя катушки этих электромагнитов пр должают обтекаться током, и тормоз остается расторм? жештым7Первый недостаток может быть устранен путе форсировки, для чего последовательно с катушкой включают экономическое сопротивление, которое в тёчещ времени втягивания якоря электромагнита шунтирует^ размыкающими контактами токового реле и вводит^ в схему после втягивания якоря электромагнита, сниже величину тока в катушке и, следовательно, ее натре Второй недостаток устраняется включением катушки р ле тока последовательно в цепь якоря электродвигател а его замыкающих контактов — последовательно в це1 катушки электромагнита.
При применении форсировки время форсировки до, жно быть не более 0,3 с для электромагнитов серии MI ВМ-12 и ВМ-13; 0,6 с —серий ТКП, ВМ.-14 и КМПЧ,
Для питания электромагнитов постоянного тока ( сети переменного тока применяют типовые однололуц риодные выпрямители ВСК1 с кремниевыми диодами-£ ток до 3 А и группой конденсаторов МБГО2-6СЮ ем$ сгью от 2 до 14 мкФ, что обеспечивает выходные naps метры, соответствующие условиям питания катупп электромагнитов.
Тормозные электромагниты переменного тока шир? ко применяются для крановых установок; Однако пра? тика их эксплуатации на металлургических предприят! ях показала, что они имеют ряд недостатков: относитеЛ но малая износостойкость; значительные токи включен^ катушек в 7—30 раз превышающие их номинальные ки (при полностью втянутых якорях); сильные уда^ при затормаживании и растормаживании из-за отсутЗ вия регулирования плавности процесса торможение
78
из строя катушек из-за перегрева при неполном уТ:ягивании якоря?
.Общим недостатком тормозных электромагнитов по ст0я[-1ного и переменного тока является несовершенство иЧ тяговых характеристик:-в начале хода якоря развива-ется наименьшее тяговоё^усилие, а в конце — наибольшее, и то время, как для ослабления удара требуется наименьшее.
При всех указанных недостатках тормозные электромагниты постоянного тока более надежны в эксплуатации, чем электромагниты переменного тока. Поэтому для управления тормозами крановых механизмов с силовым Электрооборудованием на переменном токе часто применяют тормозные электромагниты постоянного тока с питанием от полупроводниковых выпрямителей.
Учитывая, что тормозные электромагниты обладают рядом существенных недостатков, указанных выше, в настоящее время широкое применение для привода крановых тормозов находят длинноходовые электрогидравли-ческие толкатели.
& ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТОЛКАТЕЛИ
Электрогидравлический толкатель представляет собой комплексное устройство, состоящее из электродвигателя, центробежного насоса и гидроцилиндра с поршнем, 
Наибольшее распространение нашли серийные одноштоковые электрогидротолкатели с тяговыми усилиями от 160 до 1600 Н. 'Тормоза с электрогидротолкателями имеют следующие преимущества по сравнению с тормозами с электромагнитами: повышенная износоустойчивость (в несколько раз большая); отсутствие ударов при включении и отключении, плавность процесса торможения; значительно меньшая масса электрогидротолкателя (в 4—5 раз сравнительно с тормозным электромагнитом серии КМТ); меньший расход электроэнергии (на 20^ 25 %); значительно меньший расход обмоточного провода (примерно в 10 раз); заклинивание тормозного устройства не приводит к вредным последствиям (у тормозах электромагнитов переменного тока в этом случае Отходят из строя из-за перегрева , катушки)?Серийно ^пускаемые электрогидротолкатели рассчитаны на продолжительное включение и допускают при этом до ^0 включений в час. При снижении ПВ до 60 % элект
79
рогидротолкатели допускают 700 включений в час ’ В СССР для крановых установок используют тормозные устройства серии ТКТГ с электрогидротолкателями тид£ ТЭ-16, ТЭ-25, ТЭ-50, ТЭ-80, ТЭ-160 с номинальными усц, днями соответственно 160, 250, 500, 800 и 1600 Н,
У электрогидротолкателя ТЭ (рис. 14) при включении электродвигателя 6, прикрепленного к корпусу толкателя I, центробежный насос 5 нагнетает рабочую жидкости под поршень 4, перемещающейся в цилиндре 3, и созда, ет избыточное давление. В связи с этим поршень со штсь ком 2 поднимается, преодолевая внешнюю нагрузку приложенную к штоку. Шток воздействует на тормознр| устройство и происходит растормаживание. Жидкость^ находящаяся над поршнем, протекает в зону всасывай ния насоса. Поршень остается в верхнем положении д^ тех пор, пока работает электродвигатель. При .выключении электродвигателя насос перестает работать, исчезав ет избыточное давление и поршень со штоком под дей| ствием внешней нагрузки (пружины тормозного устрой! ства) и собственной силы тяжести опускается внщИ в исходное положение, что приводит к затормаживанию^ Рабочая жидкость, вытесняемая поршнем из цилиндр^ протекает через рабочее колесо и каналы в полость наж поршнем,	I
Следует иметь в виду, что у толкателей типов ТЭ4® ТЭ-50, ТЭ-80 электродвигатель нс заполнен рабочей жидкостью, В качестве рабочей жидкости при работа в диапазоне температур от —15 до 4-50 °C для электрот гидротолкателей применяют трансформаторное маслЖ от —40 до 4-15 сС — масло АМГ-10, от —60 до +50°С-В жидкость ПЭС-ЗД. ^Недостатком электрогидротолкат® лей по сравнению с тормозными электромагнитами являй ется их относительно' большое время срабатыванж (время подъема штока — от 0,35 до 1,5 с, время о пуск® ния штока — от —0,28 до 1,2 с). Кроме тот они не могут эксплуатироваться без периодически смены рабочей жидкости при категории.фазмещения УЯ а также непригодны для категории XJ12J Однако указа® ные выше достоинства электрогидротОЛкателей обусл® вили их широкое применение для крановых механизмов
На рис. 15 показан колодочный пружинный тормб ’ с элекгр о гидр а в ли ческам толкателем,
80
H. Электрогидротолкатсль серии ТЭ
6 рАПУТОВ Б. М,
81
Рис, 15. Тормоз с электрогидротолкателем:
7 ~ пру эк ина; 2, 6 и Р™ рычаги; 3 — регулировочный болт; тормозной шкив; 5 — тормозные колодки; 7 — шток тормоза; 8-Ж палеи: 10 — тяга: 11 — шток толкателя; 12 — толкатель	,1
& КРАНОВЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПАНЕЛИ	]
Крановые защитные панели предназначены для макса мальвой токовой защиты (при коротких замыканий и перегрузках), нулевой защиты (при недопустимом сн| женин или исчезновении напряжения), конечной защиту (в сочетании с конечными выключателями) и нулевй блокировки — запрет пуска электродвигателей, если хе тя бы один из силовых контроллеров или командокой| роллеров находится не в нулевом положении* Помщ$ этого с помощью защитных панелей осуществляется о| ключепие крановых установок при размыкании авария кого выключателя и контакта люка,	1
Защитные панели не применяют для тех типов мая нитных контроллеров, которые имеют собственные вид! защит, например для магнитных контроллеров ТАЗ-& ТАЗ-160, К-63, К-160, К-250.	1
На защитной панели устанавливают: линейный ко| тактор (один или несколько), реле максимального тор! рубильник и предохранители цепи управления,	1
82
Наибольшее применение нашли защитные панели отечественного производства типов ПЗКБ-160 и ДЗКБ-400 —для: кранов, получающих питание от сети ^ременного тока} и типа ППЗБ-160 — для кранов, по дучающих питание от сети постоянного' тока. Технические данные защитных панелей приведены в табл. 29.
Панели ПЗКБ-400 отличаются от панелей ПЗКБ-160 величиной суммарного тока электродвигателей. В зависимости от числа электромагнитных элементов реле максимального тока и схемы их включения имеются различные варианты схем включения силовых цепей защитных панелей ПЗКБ-160 и ПЗКБ-400. На рис. 16 приведены три наиболее распространенных варианта схемы включения катушек электромагнитных элементов реле мак* симального тока для кранов с тремя и четырьмя механизмами. Если для отдельных механизмов кранов применяют асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, то вместо реле максимального тока серии РЭО-401 I устанавливают тепловые реле серии ТРТ, контакты ко-' торых включают последовательно с контактами реле максимального тока.
Тип защитной панели выбирают по роду тока, напряжению сети, сумме номинальных токов электродвигателей и виду управления.
При выборе схемы включения силовых цепей панелей и предела регулирования электромагнитных элементов реле максимального тока предварительно выбирают сечение проводов ответвлений к каждому электродвигателю по нагреву. Для этого можно воспользоваться следующими данными:
Сечение, мм2 * .	2,5	4	6	10	. 16	25	35	50
Длитеяыю допу-стпмый ток. А	22	31	37	55	70	90	110	150
Ток при Г1В до <0 %> А ; . > ?	22	31	37	76	97	125	152	207
Затем выбирают вариант схемы включения силовых-цепей панели, исходя из следующего.
Для защиты электродвигателя от перегрузки достаточно иметь электромагнитный элемент реле максимального тока в одной фазе каждого электродвигателя. Для защиты сети в остальные две фазы устанавливают электромагнитные элементы, общие для нескольких электродвигателей.
6*
83
£ Таблица 29, Технические данные защитных крановых панелей
Тил	Ка га ложный номер	Напряжение, В	Номинальным ток продол-жюсльного режима, А	Суммарный номинальный ток электродвигателей, А	Число реле максимального тока РЭО-401	Назначение	Максимальный коммутационный ток, А
ПЗКБД60	ЗТД. 660.046 Л	220	160	260	8	Магнитные и кулачковые контроллеры	1600
	ЗТД .660.046,2					Кулачковые конг-' роллеры	
	ЗТД. 660.046,3	380				Магнитные и кулачковые контроллеры	
	ЗТД. 660.046.4					Ку лачко в ые ко нт -роллеры	
ПЗ КБ-400	ЗТД.660.047.1 ЗТД. 660,047.3	220 380	400	680	8	Магнитные и кулачковые	конт- роллеры	3600
ПП315-160	ЗТД. 664 и 120.1 ЗТД,664.120.2	220 440	160	260	4	То же	1600
ЙРт--'/	” • " .'Г	' '		4 ч		а			* *"Ч
Рис. 16. Варианты схем включения катушек электромагнитных элементов реле максимального тока
Ток уставки общих электромагнитных элементов р^_ ле находят по формуле
= 2,5ZC + /pi + /р2,
где /е — рабочий ток защищаемого электродвигателя,, наибольшего по мощности; ZPi, /ра— рабочие токи остальных электродвигателей из числа защищаемых общими электромагнитными элементами.
Реле для отдельных электродвигателей выбирают щг их мощности и напряжению и настраивают на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току коми*', калькой нагрузки при ПВ = 40 %.
Следует отметить, что установка отдельной защити? на каждой фазе не всегда выгодна. Поэтому, например!' при небольшой протяженности сети, целесообразно увеличить сечение привода или кабеля сети, чем устанавли-!: вать дополнительный электромагнитный элемент релеп максимального тока. Увеличение сечения целесообразно! и в тех случаях, когда применение отдельной защиты^ электродвигателей приводит к увеличению числа трол-Д леев или колец кольцевых токоприемников.
Если по току подходит защитная панель типа5/ ПЗКБ-160, но в выбранной схеме больше электромагнит-} пых элементов реле максимального тока, то цел есо об раз-S но принять одну из схем этой панели, а сечение соответ-^ ствующих проводов или кабелей увеличить, если эт^
Таблица 30, Технические данные электромагнитных элементов реле максимального тока РЭО-401
Каталожный покер	Допустимый ток катушки, А, при ПВ, %		Пределы регулирования тока, А	Выводы • катушкй и Я 		j?
	100	i	40		
6ТД, 237.004.1	320	480	420—1280	MI 2
ОТД. 237.004.2	250	375	325-1000	М12 д
6ТД. 237,004.3	160	240	210—640	М10 <
6ТД.237.004.4	100	150	130—400	М8 ?
	63	95	82—252	М8
6ТД .237,004.6	40	60	52—160	Мб
6ТД.237.004.7	25	38	зз—юо	Мб i
	16	24	21-64	Мб ;
6ТД, 237.004.9	10	15	13—40	Мб  I
6ТД .237.004 J0	6	9	8—24	Мб ?
	4	6	5,2—16	Мб I
86
увеличение сравнительно невелико. Общие электромагнитные элементы реле выбирают по табл. 30 в соответствии с рассчитанным током для выбранной схемы защиты. Если /ойщ оказывается в пределах двух реле, то выбирают реле на больший допустимый ток.
На рис, 17 приведена схема цепей управления защитных панелей ПЗКБ-160 и ПЗКБ-400 в случае применения кулачковых и магнитных контроллеров. Кнопка S5 предназначена для подачи напряжения па катушку ли-
Ряс. 17.' Схема цепей управления защитных панелей ПЗКВ-160 и ПЗКБ-400;
ДЛ1 — линейный контактор; SB — кнопка включения контактора
S1 — аварийный выключатель; S2 — контакт люка; SQ7 — контакт конечного выключателя на подъем; SQ2.1 и SQ2.2--контакты конечных выключателей тележки при передвижении соответственно «вперед» (В) и «назад» (Я); SQ&/ и SQ&2 — то же, но для моста;
1\Л1, КА.2, КАЗ—контакты реле максимального тока; FUlt FU2 — плавкие предохранители
нейпого контактора КМ после установки всех контроллеров в нулевое положение.
На рис. 18 приведена схема защитной панели ППЗБ-160. Максимальная защита в этой схеме осуществляется четырехполюсными реле максимального тока (с четырьмя электромагнитными элементами). Отдела ные катушки реле КА1—КАЗ включаются со стороны одного из полюсов в цепи каждого электродвигателя, а на другом полюсе включается общая для всех электродвигателей катушка КАО, осуществляющая защиту крановой сети.
Панель ППЗБ-160 предназначена для защиты трех
87
электродвигателей постоянного тока и имеет исполнений на 220 и 440 В, При переводе контроллеров или командор контроллеров в нулевое положение отключается контактор соответствующего механизма (/(ЛИ, КМ2, КМЗ)^ при срабатывании конечных выключателей механизмов
/TJt&ttiU!
и юдъема
Ь. -'О-
/Г
Рис. 18. Схема защитной панели ППЗБ-160;	• л
Q — рубильник; YA1, YA2, УАЗ — катушки тормозных электромагК нитон; КМ1, КМ2, KM3t КМО — соответственно контакторы для упй равления электродвигателями моста, тележки, подъема и общий;.’ КАК КА2, КАЗ} КА — реле максимального тока; SQ1J и SQJ.2—£ контакты конечных выключателей моста; SQ2J и SQ2.2 — то же, нсг| тележки; SQ3— то же, но подъема; SJ — аварийный выключатель® $2— контакт люка; /С/, K2t КЗ, К4— контакты контроллеров
моста или тележки (SQ1 или SQ2), а также при пере< грузке отключаются контакторы КМО, КМ2, КМ2, КМЗ& Размыкающий контакт кнопки SB исключает одновре^ менную подачу напряжения на катушки контактора КМО* и контакторов КМ2, КМ2, КМЗ во избежание включений их при коротком замыкании в сети. Контакты К1 конт^
83
роллеров предупреждают возможность включения электродвигателей крана в тех случаях, когда хотя бы один из контроллеров (или командоконтроллеров) не находится в нулевом положении.
10. БЕСКОНТАКТНЫЕ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
Широко применяемые для управления крановыми электроприводами контактные устройства и аппараты имеют следующие основные недостатки [12]:
дугообразование на контактах в момент коммутации;
малая механическая и электрическая износоустойчив вость контактов, особенно при загрязненном воздухе и повышенной влажности, что характерно для многих металлургических цехов;
большая инерционность при включении и выключении;
вибрация и подгорание контактов от пусковых токов;
ограниченная частота включения из-за ионизации воздуха в районе разрыва контактов и их нагрева;
ограниченный срок службы и относительно низкая надежность;
недостаточная вибро- и ударостойкость;
относительно большие эксплуатационные расходы по обслуживанию;
перенапряжения в момент выключения;
неодновременность включения по фазам.
Эти недостатки сдерживают повышение производительности объектов управления — крановых установок. Поэтому в крановых электроприводах все более широкое применение находит бесконтактная аппаратура, обеспечивающая бестоковую и бездуговую коммутацию электрических цепей,
К числу таких устройств относятся бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства (БКРПУ), которые не имеют отмеченных недостатков и обладают рядом существенных преимуществ:
повышенный срок службы и надежность;
практически неограниченная частота включений:
возможность регулирования выходных параметров по заданному закону;
89
простота конструкции во взрывобезопасном исполни, нии при более низких массо-габаритных показателях;
практическая безынерционность;
большая избирательность в защитах;
простота осуществления реверса и регулируемого электродинамического торможения;
возможность ограничения токов короткого -замыка-: пня при применении принудительной коммутации.
БКРПУ находят применение в качестве пусковых устройств (контакторов и пускателей), а также преобразователей переменного напряжения, постоянного напряжения и частоты.
На рис. 19 приведена схема тиристорного контактора переменного тока. Тиристоры управляются контактами:
Рис. 19. Схема тиристора него контактора перемен*; него тока
геркона КУ через дроссель насыщения L\ в положительный полупериод ток управления протекает чере^ VD1—R1—L—VSTt в отрицательный — VD2—L—Rl^ KSZ Тиристоры включаются каждый полупериод (Г/2)' с задержкой порядка 1/120 Т [13].
Тиристорный пускатель (рис. 20) предназна^ чен для дистанционного включения, отключения и реверс са трехфазных асинхронных электродвигателей с корот-’ незамкнутым ротором (или иной нагрузки) и для защи< ты их при коротких замыканиях, перегрузках, понижении? напряжения или отключении фазы. Пускатель выполняв ется по схеме трехфазного усилителя со встречно-парал-; дельными тиристорами, включенными в каждую фазу-; нагрузки. В каждой паре встречно-параллельных венти^ лей один может быть и неуправляемым — обычным дио^
90
дом. Работа тиристоров в схеме при этом не меняется, но сокращается их число, упрощается управление схемой, снимается обратное напряжение с тиристоров. Однако максимальное время включения пускателя увеличивается до двух полупернодов напряжения питания. Вместо двух встречно-параллельных тиристоров в схеме может
Рис. 20. Принципиальная электрическая схема реверсивного гири* сторногс пускателя серии ПТ (УЗ — устройство защиты)
быть включен один симистор, что уменьшает число вен-тилей и упрощает управление.
Тиристорные пускатели серии ПТ встречаются в двух модификациях: нереверсивные и реверсивные. Защита пускателя от токов короткого замыкания осуществляется быстродействующими предохранителями или автоматическими выключателями, установленными перед пускателем, Дистанционное управление допускает включение с фиксацией и без фиксации команды. Возможно управление пускателями от бесконтактных логических элементов, Тиристорные пускатели имеют два исполнения: взрывобезопасное и общепромышленное и снабжены защитой максимального тока и тепловой защитой от перегрузок, Время срабатывания тепловой защиты зависит от кратности тока перегрузки и температуры окружающей среды.
На рис. 20 приведена принципиальная электрическая схема реверсивного тиристорного пускателя серии ПТ.
91
Напряжение подается па выводы Л, Bf С, нагрузка под- 'fl ключается к выводам Ai, Bi} Ci. Для включения пуска- f теля подают управляющие импульсы на силовые тиристоры с помощью пусковых кнопок. Импульсы управления формируются из анодного напряжения. При подаче напряжения на катушку реле KW оно замыкает свои коьь  такты в цепи управляющих электродов тиристоров, и тиристоры, к аноду которых приложена положительная, полуволна, включаются. При переходе тока через нуль тиристор выключается, так как положительная полуволна напряжения оказывается приложенной к встречно включенному тиристору, который при наличии управляющего сигнала включается, что обеспечивает непрерывность протекания тока в силовой цепи. Импульсы управления синхронизированы с напряжением сети. Длительность их зависит от параметров нагрузки (cos <р) и устанавливается автоматически. Блок защиты предна-: значен для отключения пускателя в аварийных режимах и удержания его в отключенном состоянии до осмотра и устранения неисправности. Снятие «памяти» осуще- , ствляется кратковременным отключением напряжения сети.
Тиристорные пускатели серии ПТ рассчитаны на но-минальньте токи до 40 А, 8-кратные пусковые токи и чис- -л о включений в час до 600.
Применение БКРПУ для управления асинхронным \ электродвигателем с фазным ротором позволяет создать крановый электропривод с хорошими динамическими } свойствами, что достигается несколькими способами. А Наибольшее применение находят системы импульсно-фа- ? зового управления тиристорами. Для крановых электроприводов используют регулятор скорости серии РСТ, ко- р' торый служит для включения, отключения, защиты от перегрузок и бесконтактного регулирования частоты вращения электродвигателей.
На рис. 21 приведена функциональная схема электро-  привода с тиристорным регулятором скорости серии РСТ. Силовая часть его выполнена по схеме встречно-параллельных тиристоров, включенных в каждую фазу. В этом регуляторе применена симметричная схема включения,., получившая наибольшее распространение для крановых , электроприводов. Эта схема характеризуется наименьшими потерями от высших гармонических токов. Защита ' их от коммутационных перенапряжений производится f
92
Степочками, от токов короткого замыкания — плавкими предохранителями*
Система автоматического регулирования замкнутая с обратной связью по скорости* В качестве датчика скорости применен тахогенератор постоянного тока ТМГ'ЗОП [4], Благодаря блоку задания скорости
о
Рис. 21, Функциональная схема электропривода кранового механизма с тиристорным регулятором скорости серии РСТ:
£3 — блок защиты; ТА— датчик тока (трансформатор тока);
блок слежения за током; 570 —* блок токоограничения; VS — тиристоры; СФУ— система импульсно-фазового управления; У1— УЗ—* Усилители; RM2t КШ — контакторы направления; КМ4, КМ5^ контакторы ускорения; БЛ— блок логики; М — асинхронный электродвигатель; 55 — тахогенератор; 5Л — командоконтроллер? S3C—блок задания скорости; Q — рубильник
98
(53С) с двумя задающими напряжениями двух полярД постой в схеме можно получить по две стабилизирован.-# ные- пониженные частоты вращения электродвигателя! для каждого направления вращения, В схеме преду^ смотрен внутренний контур тока для регулирования то„у новых отсечек в переходных режимах. Контур регулярен вания скорости — интегрирующий. При работе в зон£ регулирования и вне ее для обеспечения необходимы^' динамических характеристик электропривода изменяют Постоянную времени интегрирования.
Система импульсно-фазового управления тиристора--ми позволяет подавать на тиристоры управляющие им^ пульсы, синхронизированные с напряжением сети. В за/ видимости от полярности разности сигналов задающего;.' и тахогенератора определяется направление вращения! магнитного поля статора электродвигателя с помощью-' ^ыдачи сигнала с блока логики Б Л на включение соотП вётствующего контактора (КМ2 или КМЗ) направления' вращения. Для повышения долговечности этих контактов ров они отключаются .при отсутствии тока в силовой це4 пи с помощью блока слежения за током БСТ, получаюД щего сигналы от трансформаторов тока ТА. Блок БСТ* выполняет две функции:
выдает в блок БЛ сигнал па запрещение отключения!, контакторов КМ2 и КМЗ при наличии тока в цепи перЛ вичных обмоток трансформаторов тока ТА (для осуще^ ствления бестокового отключения силовой цепи);	£
осуществляет защиту от исчезновения тока в одной^ или нескольких фазах регулятора (через заранее устаЛ йовленное время после исчезновения тока срабатывает,, защита).
Нулевая защита регулятора предупреждает nycif электродвигателя при подаче напряжения из сети при командоконтроллере, установленном в одном из рабочих^ положений. Максимальная защита в системе регулятора ' скорости срабатывает при превышении током электро-? двигателя установки- блока защиты БЗ. Срабатываний защиты приводит к снятию импульсов управления тяри--сторами, отключению линейного контактора КМ1 и сра< батыванию тормоза. Контактором второй ступени уско-* рения КМ5 управляет блок БЗС в функции частоты вра/ щения и времени (после достижения частоты вращений 0,5 яД, На последней позиции командоконтроллера ти^
94
ристоры регулятора раоотают с минимальным углом управления. '
В табл. 31 приведена техническая характеристика тиристорных регуляторов скорости РСТ*
таблица 31. Техническая характеристика тиристорных регуляторов скорости серии РСТ
Параметры	Регулятор		
	РСТ ПО	РСТ 210	РСТ 310
Номинальное напряжение, В		380	380	380
Номинальный ток при ПВ = 100 %, А		100	160	320
Диапазон регулирования □ыходнсго напряжения, % от напряжения сети * , -	0—98	0—98	0—98
Мощность, кВт . * . .	65	103	206
Срок службы, лет , . .	10	10	10
Ресурс, ч <		10000	10 000	10 000
Габариты (ширинах глубинах высота), мм 		600х305х	600X360X	600X450х
Масса, кг		Х905 120	Х975 120	Х975 215
Для крановых электроприводов постоянного тока на* ходят применение БКРПУ, преобразующие переменный ток в постоянный с регулированием по заданному закону выходных параметров—тока и напряжения. С помощью этих устройств удается получить практически те же-характеристики электропривода, что и в системе генератор — двигатель (Г—Д).
Тиристорные регуляторы постоянного напряжения (ТРПН) наиболее перспективны для краповых электроприводов мощностью свыше 50 кВт и там, где требуется получение специальных характеристик электропривода в статических и динамических режимах. Для питания якорных цепей .электродвигателей мощностью до 15 кВт и независимых обмоток возбуждения ТРПН выполняют с однофазными схемами выпрямления. Для питания якорных цепей электродвигателей свыше 15 кВт применяют многофазные схемьг выпрямления, в частности, трехфазвые. Силовые схемы ТРПН, предназначенных Для питания якорных цепей выполняют реверсивными и нереверсивными. Для крановых электроприводов пахо-
95
дят применение в основном реверсивные ТРПН coj встречно-параллельной схемой включения вентильных групп тиристоров [4].
Для ТРПН, предназначенных для крановых электро, приводов, применяют в основном способ раздельного управления, когда постоянно работает только одна из тиристорных групп, а другая закрыта, так как на нее импульсы управления не подаются. С работающей группы тиристоров управляющие импульсы не снимаются до тех пор, пока выпрямленный ток не уменьшится до нуля и все тиристоры этой группы не отключатся. Только после этого возможно включение другой ранее неработавшей группы. При раздельном управлении отпадает необходимость во включении уравнительных дросселей' в цепи отдельных групп тиристоров. Кроме того, становится возможным полное использование трансформатора,, уменьшаются потери энергии и, следовательно, повышается к. и. д, электропривода (из-за отсутствия уравнительных токов), уменьшается вероятность «опрокидьь ванря» инвертора (из-за уменьшения времени работы ТРПН в инверторном режиме).
К недостаткам раздельного управления относятся? {4?
необходимость в специальном устройстве повышенной надежности для блокирования импульсов управления (сбой в его работе может привести к внутреннему короткому замыканию в преобразователе);	1
наличие бестоковой паузы при переключениях тиристорных групп;
нелинейность внешней и неоднозначность регулировочной характеристик, что снижает быстродействие реверсивного регулятора напряжения.
Эти недостатки не являются существенными для электроприводов краповых механизмов, В них применяются, реверсивные регуляторы напряжения серии АТРК (рис. 22) с раздельным способом управления [4].
При значении выпрямленного напряжения 230 В регуляторы этой серии питаются через индивидуальные-' трансформаторы Т, при значении выпрямленного напряжения 460 В они питаются через анодные токоограничивающие реакторы РТ. Для регуляторов применена трех-, фазная мостовая схема выпрямления.
Регуляторы постоянного напряжения этой серии обеспечивают пуск электродвигателей с ограничением пуско-
96
7 РАПУТОВ Б. М.
97
вого момента, регулирование частоты вращения электроде двигателей путем изменения напряжения на якоре и то<Ж ка возбуждения, реверсирование и рекуперативной» электрическое торможение.	»
Управление тиристорами в регуляторах осуществля-л ется многоканальной системой фазового управления, вы<£ полненной по «вертикальному принципу» в функции сиг^ налов на ее входе (СФУ — для тиристоров в цепи якоря)'? СФУВ—для тиристоров в цепи обмотки возбуждения)": : Для персклточепия выхода системы управления тиристор рами в цепи якоря с одной тиристорной группы на дру/^ гую в схеме применен специальный коммутатор импульс сов ЗА Сигналы на СФУ подаются от регулятора напряг*, женин PH пропорционального типа; на СФУВ — от5 регулятора напряжения РНВ. Эти регуляторы напряже-м ния выполнены с использованием высокочастотных сум7|| мирующих магнитных усилителей. Система регулировав ния — одноконтурная, однако возможно применение мно,-^ гоконтурных систем регулирования с применением..! операционных усилителей серии УБСР-АИ.	i
Для получения необходимых механических характер ристин и требуемого характера изменения переходных» процессов па вход регулятора PH подается сигнал обратна ной связи по выходному напряжению. Схема регулятору! позволяет в случае необходимости вводить обратные СВЯ’З ; зи по различным параметрам (по скорости, току и др.)Л
Для ограничения вращающего момента при пускеЯ и торможении в схеме предусмотрена обратная связв пбЯ току — блок токовой отсечки БТО. Регулятор папряжелЯ ния РИ выдает два выходных сигнала: для тиристорнойЖ группы одного направления вращения БСВ и для труп*» пы обратного направления вращения БСН, Выбор того! или иного сигнала осуществляется коммутатором сигнаэд лов управления КСУ и логического переключающего^ устройства ЛПУ. Последнее позволяет переключать^ группы тиристоров в зависимости от положения коман-*| доконтроллера S2 и режима работы электропривода^ Сигналю наличии тока в цепи якоря подается в ЛПУ о#: датчика нулевого тока ТА2 (трансформатора постоянно*;-.’ го тока)* Защита от токов короткого замыкания осуще-/ ствляется автоматическими выключателями QF1 и QF2*l
В табл. 32 приведена техническая характеристика тиристорных регуляторов, напряжения сети АТРК* f
98
Таблица 32. Техническая характеристика тиристорных регуляторов постоянного напряжения серии АТРК
Регулятор	Номинальное напряжение выпрямлеЕ!-иого тока. В	V ‘% 001 = ЯП ИЙС1 ЭТОТ. Ц1ЧН 1 -HDb’WKdurtfT $рт1]<исеникон	Максимальный ток* А	К. п. д., не Михее	со$ ср, нс менее	Масса, кг
ДТРК 100/230	230	100	200	0,85	0,81	480
АТРК 100/460	460	100	200	0,87	0,83	510
Д.ТРК 160/230	230	160	320	0,86	0,83	480
АТРК 160/460	460	160	320	0,87	0,84	510
ДТРК 250/230	230	250	500	0,91	0,84	520
ДТРК 250/460	460	250	500	0,94	0,85	600
АТРК 500/230	230	500	1000	0,94	0*85	1000
АТРК 500/460	460	500	1000	0,95	0,87	1000
Примечание. Диапазон регулирования выпрямленного напряжения ра якоре 100—0—100 %, напряжения возбудителя 54--330 В>
11. ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
В современных крановых электроприводах находят все большее применение системы частотного управления.
Полупроводниковая техника позволила создать совершенные источники питания повышенной частоты. Наибольшее распространение получили статические полупроводниковые. преобразователи частоты (ПЧ) двух видов: двухзвенные — с промежуточным звеном постоянного тока (ПЧП) и непосредственные— с непосредственной связью питающей сети и цепи нагрузки (НПЧ).
В двухзвенном ПЧ преобразователе частоты (рис. 23) переменное напряжение Ui питающей сети выпрямляется с помощью выпрямителя У В, на который управляющие сигналы подаются от системы управления СУ В: Через фильтр . Ф напряжение подается на автономный
Рис. 23. Структурная схема преобразователя частоты с пролежу точным звеном постоянного тока (двухзвенного)
И# —*
99
инвертор АИ. Инвертор выполняет функцию регулярен вания частоты выходного напряжения, а выпрямитель^-напряжения. Двухзвенный ПЧ позволяет регулировать выходную частоту в широком диапазоне вверх и вниз независимо от значения частоты напряжения питающей сети с помощью системы управления инверторов (СУ И).
У преобразователя частоты с непосредственной связью (НГ1Ч) (рис. 24) в силовую схему входят: транс-
Рис. 24. Структурная схема преобразователя частоты с непосредственной связью

форматор Т, первичные обмотки которого подключены к питающей сети, а вторичные—к силовой вентильной; схеме; вентильная часть ВЧ. Система управления состоит из фазосмещающего устройства УФ (как правило,; синхронизированного с питающей сетью) и устройств# , формирования напряжения управления УФНУ, выход которого подключен ко входу УФ. Импульсы с выхода  УФ (или от дополнительного усилителя) подаются^ на управляющие переходы силовых вентилей. На вход УФНУ от системы управления режимом нагрузки пода< ются сигналы задания по частоте U? и по напряжению: Uut которыми определяются частота f2 и напряжение U2 на выходе НПЧ. Система управления с раздельной \ работой вентильных комплектов содержит также устройство раздельного управления У РУ, которое осуществляет запирание тех вентильных комплектов, которые в данный момент не участвуют в формировании тока [И],
Применение двухзвеныых ПЧ позволяет в широких пределах'регулировать частоту вращения электродвигателя (в том числе и в зоне частоты выше номинальной)» оптимально использовать электродвигатель по его тепловым характеристикам. Однако эти ПЧ сложны и их при* 100
щенение ограничивается отдельными крановыми уста^ ^овками, к которым предъявляются особо высокие тре-0О1зания в отношении производительности, качества регулирования и других показателей.
ь При /г>Ь, т. е. в области выходных частот, превышающих частоту питающей сети, вопрос о выборе типа ПЧ решается однозначно в пользу двухзвенного — ПЧП, так НПЧ с естественной коммутацией целесообразно выполнять па частоту, большую 0,6—0,8 частоты питающей сетк,
НПЧ в отличие от ПЧП сравнительно просты, имеют относительно меньшие массо-габаритные показатели и больший к. п. д. При мощности установки более 100 кВА к. m д. НПЧ на 2—3 % выше к. п. д. ПЧП. При созф2>0?9 НПЧ по всем показателям превосходит ПЧП. Поэтому в диапазоне частот от 0 до 20—25 Гц cos сра>0,9 целесообразно применение НПЧ. Учитывая вышесказанное, следует отметить, что НПЧ найдут широкое применение для различных крановых механизмов, особенно большой грузоподъемности.
В настоящее время НПЧ обычно используют в качестве источников напряжения пониженной частоты (5— 10 Гц) для получения малых доводочных и посадочных скоростей механизмов подъема и передвижения кранов, что особенно эффективно применительно к кранам металлургических цехов.
Для крановых электроприводов серийно выпускают преобразователи частоты с непосредственной связью типов ТТС-40 и ТТС-80, причем первый из них выполнен по нулевой схеме (с пулевым проводом), а второй — по мостовой схеме (рис. 25). У первого — более простая система управления, по требуется специальный согласующий трансформатор, выполняющий в то же время функцию токоограпичителя в аварийных режимах. У второго—значительно сложнее система управления, но нет необходимости в нулевом проводе, хотя для токоограпи-чения применяется входной дроссель. Система регулирования НПЧ обоих типов обеспечивает стабилизацию на-, пряжения па их выходе при изменениях напряжения се-j ти и нагрузки.
I Система управления этими преобразователями вы-; полнена на интегральных логических элементах. Выходная частота преобразователя f2 при отсутствии паузы Между работой анодной и катодной групп тиристоров
lot
связана с частотой fi питающего напряжения зависну стью [4]
ft
т
где т — число тактов выпрямления; п — число выпряг ленных полуволн основной частоты в кривой выход нс^ напряжения.	"
Для трехфазного НПЧ, выполненного по нулевой с?ц ме (при т = 3\ /7 = 3), /2 = 0,43 Д т. е. при /1=50 Гц
Рис. 25. Силовые схемы НПЧ;	*
« — до нулевой схеме (тип ТТС-40); 6 — по мостовой схеме (т| TTC-80); Т — трансформатор; L — дроссель токоограничивающй PC — развернутая схема подключения тиристоров и одной фазе
ходпая частота /2 = 21,5 Гц. Для трехфазного НПЧ, В: полненного по мостовой схеме (при т = 6; п = 3), /2 = = 0,6/1 = 30 Гц. Как видно из зависимости (1.81), выхо^ ная частота /2 НПЧ есть величина дискретная и завис щая от т и п.
В серийно выпускаемых преобразователях осущес вляется прямоугольная модуляция. При этой разновй; ности модуляции действующее значение выходного и пряжения НПЧ может быть найдено из зависимости [J
[C0SCC,_ + Д^)],
(I.S
102
где Ui<t> — действующее значение напряжения сета; фп—-угол, соответствующий времени паузы при выходной частоте; АУ’ и — относительное падение напряжения соответственно на индуктивных и активных сопротивлениях; АУ^ “ (1—cosy)/2, здесь у—-угол коммутации тиристоров.
Действующее значение первой гармоники фазного выходного напряжения преобразователя ______________________________________________________
- V2U^ ]/[1 - (АУ; + АУ;)] + ~ sin cos 2а ,
(1.83)
Действующее значение первой гармоники выходного тока
/2ф = sin /1ф cos фв cos а,	(1.84)
si.	m
где Лф—действующее значение тока на входе НПЧ; Ф2 — угол нагрузки (электродвигателя).
Действующее значение тока нагрузки (электродвигателя)
>. и 2m . п г
/2Д = —— sm — /1ф cos ос X
X 1/ 1 - A l-exp(-nctgq>s)
V тс I + ехр (—л ctg (рй)
Вышеуказанные зависимости могут быть эффективно использованы для расчета характеристик электроприводов и потерь в системе в связи е иесивусоидальностью формы выходного напряжения преобразователя частоты.
12- КРАНОВЫЙ ТОКОПОДВОД
Да я питания электроустановок, расположенных на перемещающихся крановых хмеханизмак, применяют различные специальные токопод-воды: троллейный (жесткий или гибкий); бестроллейный; гибкий кабельный; кольцевой.
Гибкий троллейный и кабелышй токоиодводьг для кранов металлургических цехов большого применения ие получили из-за недостаточно высокой надежности, Кольцевой токоподвод применяют электроборудования полноповоротпых механизмов вращения, пример механизмов нижней поворотной части тележки зазалочно-крана-
103
Жесткий троллейный токопровод применяют в виде: систем^ главных троллеев,-расположенных вдоль подкранового пути и сл^ жащих для питания электрооборудования одного' или нескольк^. кранов; системы вспомогательных троллеев, расположенных вдо^;-моста и служащих для питания электрооборудования тележек.; В качестве жестких троллеев [4] используют стальные уголки. рел^.: сы, швеллеры и другие профили (рис. 26), Гибкие троллеи применяй^ в виде стальных проводов круглого сечения или медных проводов-круглого илн специального профиля. Последние используются редтф и только в качестве крановых троллеев в помещениях, где стальник троллеи могут подвергаться'сильной коррозии.
Преимущество стальных троллеев; относительно высокая надежность, малый износ при значительных ПВ металлургических кра^. нов, экономия цветного металла.
По условиям механической прочности стальные уголки размеров менее 50X50X5' мм в качестве троллеев не применяются. Не реко-’ мендуется применять в качестве троллеев стальные уголки размере^ более 75X75X10 мм из^за значительной массы.
В условиях металлургических цехов с высокой температурой окружающей среды (60—70°C), например в районах складировали^ горячего металла, целесообразно уголок 50X50X5 мм замените уголком 60X60X6 мм.
Т о копр ием н ики и одной о л ю сн ы е т р о л л ее д с р жа т е л и рассчитан для работы от сети постоянного тока напряжением до 500 В и пере-5 менного тока напряжением до 660 В при частоте 50 и 60 Гц. Токоь приемники рассчитаны для работы с частотой циклов возвратно-наступательного перемещения до 600 в 1 ч при ускорении до 1 м/с^ и скоростях движения до 150 м/мин. Их конструкция обеспечиваем нормальную работу при горизонтальных колебаниях крановых теле? жек в диапазоне ±20 мм и крановых мостов ±40 мм; при верти^ Таблица 33, Техническая характеристика токоприемников
Тип	Назначение	Номинальный ток, А	Контактное | нажатие, Н	Сечение ка-| беля, ммй
ТКН-ПВ-1МУ1	Крановые токоприемнн-	100	30—35	25
	ки			
ТКН-11В^2МУ2	Токоприем с жестких	250	50—60	95
	троллеев			
ТК-9А-1МУ2	Главные токоприемники	400	70—SO	2X95
ТК-9А-2МУ2	То же	250	70—80	95
ТКА-0А-ЗМУ2	Токоприем с жестких	160	70—80	70
	троллеев			
ТКН-9А-1У1	То же	400	150—160	2x95
ТКН-9Д-2У1	»	250	150—160	95
ТКН-9Д-ЗУ1	»	160	150—160	70 ..
ТК^В-1МУ2	$	1000	150—160	4X95
ТК-ЗВ-2МУ2	£	630	150—160	2x95
ТКН-ЗВ-1У1	s>	1000	150—160	4X95
ТКН-ЗВ-2У1		630	150—160	2X95?
104
Рис, 26. Крановый жесткий токоподэод

105
кальных колебаниях крановых тележек и диапазоне ±15 мм и кр^? новых мостов ±20 мм.
Конструкция троллеедержателей обеспечивает при температур пых изменениях свободные продольные перемещения троллеев менее ±30 мм (для главных троллеедержателей) и не менее ±10^ '(для крановых тролеедержателей). Расстояние между соседним^, фазами 130 мм.
Техническая характеристика токоприемников и трол содержат^ лей приведена соответственно в табл. 33 и 34.
Таблица 34, Техническая характеристика тролвеедержателей
Тип	Назначение	Допустимая нагруч^ка, И	Наибольшее междуфазное . расстояний, у
ДТН-8Е-1У1, ДТ-11А-МУ2	Крановые троллеедерж алели для жестких стальных троллеев с верхним токоприемом; профиль троллея — уголок	500	130
ДТ-2И-МУ2	Главные троллеедержатсли для жестких стальных троллеев с верхним токоприемом; профиль троллея — уголок	800	200 V
ДТ-2Д-1МУ2, ' ДГ2Д-1У2	Тб же; профиль троллея — уголок, швеллер, двутавровая балка, тавр, рельс, квадрат	800	250 j 4, г, . а
ДТН-2А-1МУ1,	То же	3150	450 .?
ДТН-2А-2М.У1		3150	500 | 	3
В некоторых случаях (например, для подачи питания к моста^ перегружателей) применяют бестроллеЙный то коп од вод [4], При этоШ способе питание от сети подводится к неподвижным токоприемнй® кам, установленным на специальных изолированных колонках — питательных пунктах, а съем тока производится короткими троллея-^ ми — лыжами, укрепленными на кране: Длина лыж рассчитана тат£; чтобы одновременно перекрывались один или два неподвижных Т<Н коприемпика для обеспечения непрерывного питания.	<
Следует заметить, что конструкция бестроллейного токоподводЛ (рис, 27) обеспечивает безопасность работы. При подходе коротки^ троллеев к очередным неподвижным токоприемникам они нажимаю^ опециальной скобой 1 на кожух неподвижных токоприемников и короткие троллен контактируют с ними, причем питание от троя л леев поступает к защитной панели с помощью проводов 5. Коротки# троллеи крепятся к стойке 4 с помощью пластины 5 я двух изоля^ торов 6. Питание неподвижных токоприемников от сети осуществляв ется через ввод 7 кабелем.
Сечение троллеев, проводов и кабелей крановой сети рассчиты^ вают по нагреву (по допустимому току нагрузки) с последующей
106
Ряс, 27, Крановый бестрсллейный токоподвод:
а— токоподвод в сборе; б — крепление троллеев к крану
107
проверкой выбранного сечения на потерю напряжения. Марку приводов я способ защиты выбирают в соответствии с 24,090.37—78, При прокладке проводов и кабелей в помещение с высокой температурой окружающей среды необходимо выбирать специальные провода марок ПРИ, ПРГН и кабели КРПТН и КРПС^ в резиновой масло бензиностойкой оболочке. В помещениях, где воз+ можно использование обычных проводов (ПР» ПРГ, КРПТ, КРПС^. следует снижать допустимую нагрузку на них в соответствии с ПУ^
При ориентировочных расчетах для трехфазного асинхронного электродвигателя при напряжении 380 В принимают ток 2—3 А/кВт; для электродвигателей постоянного тока при напряжении 220.В 5 А/кВт,
Допустимый ток (А) для проводов сечением свыше 10 мм2 прп повторно-кратковременном режиме с относительной продолжительностью включения ПВ (в долях единицы) ориентировочно определяют по формуле
 'пв = ЛЛ°>875//Йв),	(1.86);
где Ал — длительно допустимый по ПУЭ ток на провод данной мар,., ки и сечения.
Приближенно для групп асинхронных электродвигателей кранов вых механизмов расчетное значение длительного тока А (А) опре-. деляют по следующей зависимости:	*
/АНО3
=	--------1	0.Й7У
у 3 Ан 7] COS ф	г.
для группы электродвигателей постоянного тока
Рр’Ю»
/р=^.	(1.8%
где — расчетная мощность группы электродвигателей, кВт; Ая—г номинальное линейное напряжение сети, В; 13 и cos ф—-усредненный значения соответственно к, п.д. и коэффициента мощности электро*.-двигателей,
Расчетная мощность (кВт) определяется по зависимости [2]
/3р = Ч1р2+сРз>	И89*:
где Р^ — суммарная установленная мощность всех электродвигателей при ПВ^100%, кВт; Р$ — суммарная установленная мощности трех наибольших по мощности электродвигателей при ПВ~ 100 кВт; /ги и с — коэффициенты использования и расчетный; их значй;-ния приведены в табл. 35. Первый член зависимости (1,89) опреде^' л нет среднюю мощность, второй — дополнительную мощность из-зФ совпадения максимумов нагрузки отдельных электродвигателей' в данной группе.
Сеченне троллеев или питающих кабелей выбирают по условий?1 /р
где АйП —значение тока, допустимого по нагреву для троллеев, про-' водов и кабелей.
108
Таблица 35» Значения коэффициентов £ч и с
Место работы крана	Значение коэффициента	
		с
Котельные, ремонтные, сборочные и аналогичные це-	0,12	0,4
хи Литейные цехи	0,18	0,6
Мартеновские цехи и миксерные отделения (зали-	0,2*	0,3*
точные, разливочные и завалочные краны) Шихтовые дворы, дворы изложниц и стрипперные	0,44*	0,5*
отделения мартеновских цехов Прокатные цехи	0,36	0,6
* По данным обследования крановых электроустановок постоянного тока.
В табл» 36 приведены значения длительно допустимого тока нагрузки на угловую сталь при предельно допустимой температуре на* грева 4-75 йС и температуре воздуха +25*С.
Сечение проводов и кабелей к одиночному электродвигателю выбирают, учитывая его фактическую относительную продолжительность включения.
Таблица 36» Длительно допустимые токи нагрузки на угловую сталь
Размеры, мм	Сечение, мм3	Длительно Допустимъ/й ток нагрузки, Л		Омическое сопротивле* мне, Ом/юл
		переменный	ПОСТОЯННЫЙ	
50x50x5	480	315	565	0,30
50x50 Хб	569	330	610	0,255
60X60X6	691	395	735	0,21
60x60X8	903	410	840	0,16
75x75x8	1150	520	1085	0,126
75x75X 10	1410	540	1180	0,103
На допустимую потерю напряжения крановую сеть, питающую группу электродвигателей (питающий кабель, главные и крановые троллеи), проверяют по максимальному значению тока которым Шляется пусковой ток одного электродвигателя (с наибольшим значением пускового тока) и суммарное значение тока остальных электродвигателей в установившемся режиме
=	4“ (^пус — 1) Лп>	(L90)
где Л? — расчетный суммарный ток всех электродвигателей, опреде* Маемый по зависимостям (1.87) или (1.88); Ли— номинальный ток при ПВ=25 % электродвигателя с наибольшим пусковым током;
109
Алуе^-кратность пускового тока электродвигателя с наибольший! пусковым током, выбираемая для асинхронных электродвнгател&|Я с короткозамкнутым ротором по каталогу и принимаемая для элект^ родвигателей с фазным ротором, равной 2Д а для электрод вигат^ лей постоянного тока, равной 1,8—2,0.
Потерю напряжения в крановой сети из цветного металла .(медь* алюминий) определяют в процентах от номинального напряжений сети Vi> по следующим зависимостям:
для систем трехфазного тока
Pl р 101»' З/упу < р cos ц)

для систем постоянного тока ___________________^тах
уз1/^

где .Р —мощность, передаваемая по данному участку крановой оспы кбт; 1Р — расчетная длина участка сети (главные или крановы^ троллеи, питающий кабель), м; $ — сечение провода, троллея вдт кабеля, мм; у — удельная проводимость материала сети, м/(0м^мма)^
потеря мтряжриия (поллспВая и угляВля сталь), Bfyf
Рис. 28. Номограммы для определения потерь напряжения в сталь*' ных троллеях '(на 1 м их длины при cos q? = 0,65)
110
для меди у-57 м/(Ом'ММ2)т для алюминия у=32 м/(Ом-ммг)’; Лпа*—максимальное значение тока, определяемое по зависимости (1.90); cos <р — коэффициент мощности нагрузки, принимаемый ори* ентировочно равным 0,5 для крапов небольшой грузоподъемности я 0,6— Для кранов большой грузоподъемности.
Потеря напряжения в стальных троллеях может быть определи на ио номограмме (рис. 28), по которой находят напряжение АС/ (В/м)> а затем рассчитывают напряжение, %: \Uf= (дб/су/р.
Рекомендуется, чтобы при пусках полная потеря напряжения лАт/<10 %, а при установившемся режиме АС/<8 %; в сети, про* воженной непосредственно на кране, ДС/^<0,25 At/ [4].
При расчете главных троллеев условно задаются наиболее не* благоприятным расположением кранов вдоль троллеев, возможным по условиям технологического процесса металлургического цеха.
При этом целесообразно придерживаться следующих рекомендаций:
1.	При наличии одного крана и питании троллеев в конце кран располагают на противоположном конце троллеев (рис. 29, а),
Рис. 29. Расположение кранов при расчете главных троллеев
2.	При наличии одного крана и питании троллеев не в конце его располагают в конце более длинного плеча (рис. 29,6).
3.	При наличии двух кранов и питании троллеев в конце одни чз кранов (наиболее" мощный) считают работающим в противоположном конце троллеев, а другой —на расстоянии от этого конца троллеев равном или большем ширины моста крана Р(рис. 29, в).
4.	При наличии трех и более кранов и питании троллеев в конце принимают два крана работающими по схеме, приведенной на рис. 29, а расположение третьего крана принимают в середине оставшейся длины троллеев (рис. 29,а),
5.	При наличии трех и более кранов и питании троллеев в середине или вблизи ее—обычно 2/3 кранов принимают работающими на большем по длине плече троллеев, а остальные краны — па Другом плече (рис. 29, с?)<
Ш
Следует иметь в виду, что за расчетную длину при определение потери напряжения в троллеях принимают расстояние от точки под, ключей ня питающей линии к троллеям до наиболее удаленного код. На их* При этом необходимо учитывать малую вероятность одно в р^* менкой работы нескольких кранов в наиболее удаленном конце троллеев, Поэтому расчетную длину троллеев при двух кранах при, пимают равной /Р=0>8/ф* при трех кранах ?р—где /ф —фактическая длина троллеев, если питающая линия подключена в конце их, или длина наибольшего плеча троллеев,, сели питающая линия' подводится к какой-либо точке по длине троллеев.
При большой длине троллеев применяЕОт подпитку в нескольких точках. Наиболее целесообразно применять подпитку, когда требуется сечение стальных троллеев больше, чем сечение уголка 50Х ХоОХб мм,
Путем рационального выбора способов кранового гокоподвода можно получить существенную экономию электроэнергии, оптимизировав потери, и обеспечить необходимую надежность работы кранов, что особенно валено для металлургических цехов*
Пример 6. В литейном цехе работает пятидвигательный кран; длина главных троллеев в цехе ^Ф = 90 м; технические данные электродвигателей приведены в табл* 37; напряжение сети 380 В* Выбрать
Таблица 37* Техническая характеристика электродвигателей (к примеру 6)
Наименование механизма . крана	Тип электродвигателя	Мощность при ПВ=25 %ь кВт	Номинальный ток статора, А
Передвижения моста	МТВ41Ь8	2X18	2X46,7
Главный подъем	MTF412-8	26	71
Передвижения тележки	MTF111-6	4,1	HJ
Вспомогательный подъем	MTF312-8	13	34
стальные главные троллеи из уголка и определить потери напряжения в них.
Решение. 1. Расчетную мощность определяют по зависимости-(IS9)
=	+ ^ — 0,18 (2*9+. 13 + 2,05 + 6,5) +
+ 0,6 (2* 9 + 13) = 25,7 кВт*
2. Расчетное значение длительного тока определяют по зависимости (1,87)
КзУиПСО8<р V'^3-380-0,77-0,74
3. Предварительно выбирают минимально допустимый, по условиям механической прочности стальной уголок 50X50X5 мм с длительно допустимым током согласно табл. 36 /дйп=315 А.
 4* Максимальное значение тока для проверки троллеев по поте-
П2
ре напряжения определяют ио зависимости '(1.90)
Лш (^пус U Ли “ 68,6 -j- (2,5 — I) /1 = 175 А,
5t По номограмме, приведенной на-рис. 28, потеря напряжения на J м длины уголка 50X50X5 мм составляет Д О'0,43 В/м<
6, Потеря напряжения в главных троллеях:
а)	при питании троллеев в конце составляет
0,43-90 = 39 В или 10%,
пто превышает нормированное значение полной потери напряжения (в главных троллеях, крановых троллеях и кабельной сети);
б)	при питании троллев в средней точке
А(/а ДИ -	— 0,43'45 = 19,3 В или 5% (в пределах
&
нормированного значения).
Следовательно, выбранный стальной уголок при этом способе питания может подойти.
Однако окончательное решение о выборе того или иного сечения участков крановой сети может быть принято только после расчета всех участков ее, Кольцевые токоприемники Назначение' кольцевых то-коприемЕтиков — токоподвод от неподвижных к подвижным вращающимся или поворачивающимся частям крановых механизмов.
Кольцевой токоприемник (рис. 30) состоит из кольцевого барабана и обоймы со щетками 1. Он
Рис. 30, Кольцевой токоприемник-
может закрепляться на ко-
лоннах различных диаметров от 60 до 300 ммг Токоприемники имеют 3, 6, 9 или 12 контактных колец Z Каждое контактное кольцо имеет по одной выводной шпильке 3 с кабельным наконечником для присоединения привода. Серьга 4 служит для закрепления обоймъь Для токоприемников всех типов применяют медно-графитные щетки марки МГ одинакового размера, Кольцевые токоприемники всех типов рассчитаны на напряжение до 500 В постоянного и переменного тока (50 Гц). Допустимая токовая нагрузка при продолжительном режиме (ПВ~ 100 %) — до 150 А, при повторно-кратковременных (ПВ« -40 %) до 250 А.
8 РАПУТОВ Б. М.
Глава J!
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СХЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ КРАНОВ
L КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ
Многообразные системы управления крановыми механизмами металлургических предприятий могут быть классифицированы по назначению, способу управления;:: и условиям регулирования.
По назначению различают системы управлениям
механизмами подъема;
механизмами передвижения и вращения.
По способу управления бывают системы управления^
с силовыми кулачковыми контроллерами;
с кнопочными постами;
с комплектными устройствами (например, с магнитимым контроллером и преобразователем энергии или безй: него).	'
По условиям регулирования могут быть системы у ng р явления:	-,д
с регулированием скорости ниже номинальной;
с регулированием скорости выше и ниже номиналы-^; = ной;
с регулированием ускорения и замедления.
В системах крановых электроприводов применяю® : электродвигатели четырех видов: "	;
постоянного тока с последовательным или независимым возбуждением с регулированием скорости, ускорен ния и замедления путем изменения подводимого к яко/ ; рю напряжения и тока возбуждения;
асинхронные с фазным ротором с регулированием^ 1 выше указанных параметров-путем изменения подводи*- ' мого к обмотке статора электродвигателя напряжения^ । сопротивления резисторов в цепи обмотки ротора и при/ : менёния других способов;
асинхронные с короткозамкнутым ротором с постояи--ной (при номинальной частоте сети) или регулируемой (при регулировании выходной частоты преобразователя)-' ч аст ото й вр ащени я;
асинхронные с короткозамкнутым ротором мнсгоско--ростные (полюснопереключаемые).
114
На предприятиях цветной металлургии примерно 80 % кранов имеют электроприводы на переменном токе. в черной металлургии у 40 % кранов — электропривод на постоянном токе. В перспективе в черной металлургии увеличится число кранов с электроприводом на переменном токе в связи с совершенствованием систем частотно-регулируемого электропривода.
Система управления с силовыми кулачковыми контроллерами — простая и наиболее распространенная для крановых электроприводов.
Для электродвигателей постоянного тока механизмов подъема применяют контроллеры с несимметричной схемой и потенциометрическим включением якоря на положениях спуска; для механизмов передвижения — контроллеры с симметричной схемой и последовательно включенными резисторами.
Для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором применяют контроллеры, осуществляющие только функции включения и отключения электродвигателя; для асинхронных электродвигателей с фазным ротором контроллеры переключают обмотки статора и ступени резисторов в цепи обмотки ротора (диапазон регулирования скорости до 2,5 : 1),
Основные недостатки систем электроприводов с кулачковыми контроллерами: низкие энергетические показатели, невысокий уровень износостойкости контактной системы, недостаточная плавность регулирования скорости.
Применение для этих систем электродинамического торможения с самовозбуждением для механизмов подъема (при спуске грузов) улучшает энергетические и регулировочные свойства систем, в частности, может быть достигнут диапазон регулирования скорости до 8 : 1 (при спуске грузов).
Системы управления с силовыми контроллерами обычно применяют для тихоходных кранов, работающих в режиме Е1 при невысоких требованиях к диапазону регулирования скорости и точности остановки. В условиях металлургических цехов — это мостовые крюковые крапы общего назначения.
Системы управления с и а г н и т и ы м и к о it тро л лера ми применяют для кранового электрооборудования, работающего на постоянном и переменном токе относительно большой мощности (на постоянном
8*
115
токе — до 180 кВт). На переменном токе эти системы применяют для управления одно- и двухскоростными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором и асинхронными электродвигателями с фазным ротором.
Эти системы с магнитными контроллерами для управления асинхронными электродвигателями с коротко-замкнутым ротором применяют обычно на крапах, работающих в режиме Е1 при, мощности электродвигателей до 40 кВт, а для асинхронных электродвигателей с фазным ротором — в диапазоне мощностей 11—200 кВт (для механизмов подъема) и 3,5—100 кВт (для механизмов передвижения).
Системы управления крановыми электроприводами переменного тока с тиристорным преобразователем напряжения находят применение для асинхронных электродвигате'. лей с фазным ротором крановых механизмов различного назначения.
Тиристорный преобразователь напряжения включается в цепь обмотки статора и служит для регулирования напряжения, подводимого к этой обмотке.
Основные достоинства этой системы управления: возможность получения устойчивых малых посадочных скоростей при диапазоне регулирования до 10:1; обеспечение бестоковой коммутации статорных цепей электродвигателя, что увеличивает износостойкость и срок службы электрооборудования.
Применение этих систем управления эффективно для крановых механизмов при необходимости обеспечения жестких требований в части регулирования скорости, например для кранов-штабелеров, мостовых кранов с манипуляторами.
За рубежом фирмы «Mitsubishi» (Япония), «Те1е-mecanique^ (Франция), ASEA (Швеция) и др. в электроприводах переменного тока крановых механизмов широко применяют специальные крановые тиристорные регуляторы напряжения как в статорной, так и в роторной цепях. Ими оснащаются различные крупные краны — литейные грузоподъемностью 400 т, мостовые грузоподъемностью 80, 120, 160, 200 т и др.
Фирмы рекомендуют механизмы подъема с глубоким регулированием оснащать тиристорными регуляторами 116
в цепи ротора для обеспечения более высокой надежности при подъеме и спуске грузов.
Для электроприводов крановых механизмов горизонтального перемещения фирмы рекомендуют комплектование их тиристорными регуляторами напряжения в цели статора для реализации, наряду с глубоким регулированием скорости, необходимых тормозных и ускоряющих моментов.
Для электроприводов мостовых крапов общего назначения с высотами подъема до 20 м и повышенными требованиями к регулированию скорости наиболее перспективными и экономически выгодными являются системы с тиристорными регуляторами напряжения при мощности отдельного электропривода выше 15 кВт, В дальнейшем ожидается более широкое применение этих систем [14].
Система управления крановыми электроприводами постоянного тока Г—Д (генератор-двигатель) широко применялась в крановых электроприводах до 60—70-х годов из-за следующих основных ее достоинств: значительного диапазона регулирования скорости (20:1 и более); плавного и экономичного регулирования скорости и торможения; большого срока службы; относительно невысокой стоимости.
Эта система эффективно применялась для крупных и ответственных крапов, в том числе кранов металлургических предприятий. Однако применение ее ограничивалось рядом недостатков: наличием вращающихся частей и громоздкостью; сравнительно низким к, п.дц значительными массо-габаритными показателями; высокими эксплуатационными затратами.
В связи с этим в последнее, время Г — Д заменяется системой ^тиристорный преобразователь напряжения — электродвигатель постоянного тока» (ТП — ДП).
Системы управления с тиристорными преобразователями напряжения и электродвигателями постоянного тока (ТП — ДП) позволяют с помощью тиристорного устройства, изменяя угол открытия тиристоров, регулировать напряжение, подаваемое электродвигателю- Системы ТП —ДП находят применение для электроприводов мощностью до 300 кВт, а в некоторых случаях — и более. Они обладают высокими регулировочными свойствами, причем при диапазоне регулирования 10:1 — 15: 1 не требуют лримене-
117
ния тахогенераторов для контроля скорости* При применении тахометрической обратной связи по скорости в этих системах может быть по л учен диапазон регулирования скорости до 30 : I [4].
Недостатками систем ТП — ДП являются: относительная сложность устройства тиристорных агрегатов;-относительно высокие капитальные и эксплуатационные Затраты; ухудшение качества электроэнергии в сети (влияние на сеть) *
Системы управления с тиристорными преобразователями частоты	(ТПЧ — АД)
позволяют в крановых электроприводах при применений: асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ро--тором получить относительно высокий диапазон регулирования скорости при приемлемых динамических показа-, телях электропривода* Системы с двухзвенными тиристорными. преобразователями частоты (инверторными)1 ПЧИ позволяют получить плавное регулирование выходной частоты в диапазоне 5—70 Гц, но сложны и не на* ходят применения в отечественном крановом электро* 1 приводе.	. / ;
Зарубежные фирмы применяют для отдельных крановых электроприводов двухзвенные преобразователи, частоты (инверторные) со звеном постоянного тока.
Тиристорные преобразователи частоты с непосредст^ J венной связью (НПЧ) и естественной коммутацией поз-, воляют осуществить регулирование частоты только в диа- | пазоне 3—20 Гц при питании от сети 50 Гц* Однако они ; проще по устройству и имеют более низкую стоимость,  г в связи с чем их применение для крановых электроприводов предпочтительнее. Системы с НПЧ могут быть следующих видов [4]:
с непосредственным питанием асинхронных электро* двигателей с короткозамкнутым ротором от НПЧ'—для электропривода крановых механизмов передвижения при диапазоне регулирования скорости 4:1;
со смешанным питанием обмотки двухскоростного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от сети с частотой 50 Гц и от преобразователя частоты (диапазон регулирования скорости до 60:1);
с питанием обмотки двухскоростного асинхронного электродвигателя, например с числом полюсов 4/6, от ПЧ с плавным увеличением частоты вращения до 500 об/мин, : а затем —до 1000 и 1500 об/мин (у этой системы наи-
ns
119
Продолжение табл. 53
Я О/ <и	Тп-дп	О © — ® СО	—*	-и	ад	О	I о I	[	I	СО 00	О	ь ад III	"	О] о	“ о О UO	О О	—	ш о ад ,“ч	-	'Я? см
с. электрод не иного тока	1 г-д	о ’Т 7 7	ад ад	о о	сад см —'	О	* О О ад	°	°	щ	° « ~
ктропригюд * постоя	мк	£> 7 7 7 Ч । §ь £ ад адад	о	40	Ш 1=3 (М
Эле;	кк	2	2 g со [II	“1 S СО X о ад	оз	о
б ч р cd	НПЧ с двухскоростным электро-двигателям	ад --I I	ад t"-	Q ®	н °® fl	*	*•	ст о	и * 1	1	1	о о	ад	—«	ш о 03 о <о
Электродвиг. ротором	нпч с ОДНОСКОРОСТНЫМ электро-двигателсм	о	ад	,_п ад -->	I	ад(>	о -а	р ад it	-	-	о о	и - ।	1	1	о о	ад	ги о c-j	ад
синхронным замкнутым ।	пчи с односкоростным электро-днигателем	О	<£ о	ад	о	I о - адад	ад,Г’-1н'^ III	о о	2s ш о О 2	-8
эпривод с ;.к с коротки	мк с двух-скорост-ным электродвигателем	с	ад	<ь — j Т	1	оо	о.	о	'	Ё	о л	!	=	=	8	g5 а	-
£ <У	КК с одкоско-РОСТ'СЫМ электродвигателем	W «	,	и:	со: 2	go III	о-  S 2 <о £ ~
	Параметры	Диапазон мощностей, кВт Ди а и а зон	р е гули р о ва н ия скорости ниже номинальной Диапазон	регулирования скорости выше номинальной —GDsn%0M/MmFJx, выраженные в долях от значения в системе с КК переменного тока —f}*cos<p в номинальном режиме , . 1	 Допустимая частота включений до наибольшей скоро -сти Электрическая износостойкость циклов В”0 Возможность дистанционного управления , . , . Относительный расход электроэнергии	. 4 х * . А
Прим.^чааяе. КК — кулачковый контроллер; МК—магнитный контроллер.
120
меньшая удельная мощность сравнительно с другими системами при диапазоне регулирования скорости порядка 8.1)*
Недостатки систем ТПЧ — ЛД: относительно высокая стоимость; сложность наладки и необходимость в высококвалифицированном персонале; влияние на питающую сеть (помехи).
В табл, 38 приведена техническая характеристика различных систем электроприводов крановых механизмов [4],
2. СИСТЕМЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА КРАНОВ
Механизмам подъема кранов свойственны значительные колебания статического момента на валу электродвигателя. Так, например, при опускании груза и изменении силы тяжести от номинальной до силы тяжести пустого грузозахватного устройства вращающий момент электродвигателя изменяется от тормозного (тормозной спуск) до двигательного (силовой спуск) момента. При этом система управления должна предусматривать автоматический переход от режима тормозного спуска к силовому и обратно.
Система управления механизмом подъема должна обеспечивать широкий диапазон регулирования скорости. При этом спуск и подъем пустого грузозахватного устройства целесообразно осуществлять с максимальной скоростью для повышения производительности крана. Так, для механизма подъема посадочного крапа требуются низкие значения скоростей при опускании, что важно для точности остановки при укладке поковок. В то же время с точки зрения повышения производительности крана необходимо, чтобы скорость подъема кабины была значительно большей.
Для механизмов подъема ряда кранов целесообразно применение электрического торможения, позволяющего обеспечить достаточно надежное управление при сущест-венно меньшем износе механических тормозов.
В системах управления электроприводами постоянного тока механизгмов подъема наиболее часто применяются электродвигатели последовательного возбуждения.
121
Для управления ими используются силовые кулачковые контроллеры серии КВ 1-02 и магнитные контроллеры серий ПС и ДПС.
Для кранов металлургических цехов системы с кулачковыми контроллерами применяются редко при малых мощностях и лишь в тех случаях, когда электроснабжение выполнено на постоянном токе. На рис* 31 приведена схема электропривода механизма подъема с кулачковым контроллером типа КВ 1-02. П^и нулевом положе-
Р1*с. 31. Схема электропривода механизма подъема с кулачковым контроллером типа КВ 1-02
нии контроллера электродвигатель отключается о? сети и затормаживается механическим тормозом с электромагнитами последовательного YB1 или параллельного YB2 включения. При применении электромагнита последовательного включения YB2 необходимо снять перемычку С2 — Р6. Контроллер имеет.по пять фиксированных положений для каждого направления движения («Подъем», «Спуск») и одг-ю фиксированное нулевое положение.
Контакты 1 контроллера служат для нулевой блокировки: при нулевом положении контроллера они, будучи замкнутыми па этом положении совместно с аналогичными последовательно включенными контактами 1 контроллеров других крановых механизмов, обеспечивают
122
включение катушки контактора КМО защитной панели. Если хотя бы один из контроллеров крана не находится в нулевом положении, то катушки КМО не получат пи-танин, в связи с чем пуск электродвигателей крана будет невозможен.
При переводе контроллера из нулевого положения в положение 1 «Подъем» растормаживается электродвигатель с помощью тормозных электромагнитов УВ1 или YB2t срабатывают контакторы КМО и КМЗ и создается следующая цепь при подъеме: (+) Л1 — КАЗ— КМЗ~ 10~Я1—ДП — П0В — С2—Р6 — Р5 ~ Р4 — РЗ — Р2—5—3—КМО—КАО—(—) Л2Г Электродвигатель запускается с относительно большим последовательно включенным сопротивлением. При последующих положениях контроллера одна за другой шунтируются секции Р2— РЗ, РЗ—Р4, Р4—Р5> Р5—Р6. При положениях спуска параллельно якорю подключается цепь, состоящая из обмотки возбуждения и части сопротивления.
Так, например, на первом положении спуска создаются следующие цепи:
(+) Л1—КАЗ—КМЗ—8—
~Д2~ДП—Д1—Р7—Р8—12^7~РЗ—Р2~Р1^
L—-—П0В—13-—
—КМО—(—)Л2.
При последующих положениях спуска изменяется сопротивление, включенное в неразветвленную часть цепи- При переводе контроллера в нулевое положение электродвигатель отключается от сети и создается следующая цепь схемы динамического торможения с самовозбуждением: — Р7 — Р8 — 14 — ПОВ — ДП,
На рис. 32 приведены типовые механические характеристики электродвигателя при управлении контроллером типа КВП02, Эти характеристики реализуются при следующих значениях сопротивления ступеней резисторов (в процентах от номинального сопротивления электродвигателя): P1-P2-3Q; Р2 — РЗ —60; РЗ-Р4 — 40; Р4 — Р5 — 27; Р5 — Р6— 18; Р7 — Р8 —30.
На рис, 33 приведена схема одного из магнитных контроллеров серии ПС для управления электродвига-
123
телем постоянного тока последовательного возбуждения. Подъем порожнего крюка осуществляется с большой скоростью, груженого — с малой. Спуск грузов осуществи ляется при параллельном соединении обмоток якоря и последовательном возбуждении* Пуск электродвигателя производится в функции времени. Схема предусмат-
Рис. 32, Механические ха* р а кт ер метик и э лектр одв ига-теля при х управления контроллером КВ 1-02:
1п — 5/2, 1с — 5с — соответствуют положениям спуска и подъема
ривает реверсирование и электрическое торможение электродвигателя* При первом положении подъема рукоятки командоконтроллера происходит выбирание слабины канатов и подъем легких грузов на малой скорости. При переводе рукоятки в последующие положения подъема осуществляют пуск электродвигателя или регулируют, его скорость. Контроль ускорения в схеме осуществляется с помощью реле времени КТ2 и КТ4. При переводе этой рукоятки в нулевое положение электродвигатель отключается от сети и происходит его динамическое торможение (на сопротивлении РЮ и Р11). В работе [2] приведены механические характеристики электродвигателя при управлении магнитным контрол-лером ПС* Эти характеристики реализуются при следующих значениях сопротивления ступеней резисторов (в процентах от номинального сопротивления электродвигателя) : Р1 — Р2— 100; Р2 — РЗ — 42; РЗ — Р4 — 30; Р4~Р6~^ P5^P7~Q‘ Р8-~Р9~22; Р1О — Р11 — 45.
При неисправности механического тормоза схема предусматривает опускание груза на пониженной скорости 124
Рис. 33. Схема магнитного контроллера ПС-160
с применением электрического торможения электродвигателя. При переводе рукоятки командокоптроллера из нулевого положения в первое и последующее положения спуска сопротивление постепенно выводится из цепи якоря и одновременно вводится в цепь последовательной обмотки возбуждения. Уменьшение сопротивления цепи якоря уменьшает наклон механических характерна
125
стик, а увеличение сопротивления цепи обмотки возбуж- \ депия приводит к уменьшению магнитного потока возбуждения и, следовательно, к увеличению скорости спуска груза-
На первом положении спуска якорь и обмотка возбуждения шунтированы, в связи с чём характеристика пологая, что важно для получения низкой (посадочной) . скорости спуска. На последующих положениях командо-контроллера получают большие скорости спуска груза. При выводе этой рукоятки в нулевое положение из последних положений спуска электродвигатель отключается от сети и происходит электрическое торможение в течение времени, определяемого выдержкой времени реле КТЗ (см* рис, 33). В течение этого времени механический тормоз остается расторможенным, так как при электрическом торможении катушка YB тормозного " электромагнита обтекается током по цепи Я1 — К12— Р7—Р5-Р4—РЗ—К5^Р4—¥В—ПОВ—Д2.
После размыкания контакта КТЗ в цепи катушки контактора К12 указанная выше цель электрического тор- . можения размыкается контактом К12 и происходит механическое торможение, так как обесточивается катушка У В тормозного электромагнита. Цепь с контактами К1" и резистором Р9 — Р13 используют только-для магнит- ных контроллеров на напряжение 440 В для ограничения i величины тока якоря в процессе торможения при пере-  воде рукоятки кохмапдоконтроллера на первое положе-  ние подъема. Схема магнитного контроллера серии ПС (см. рис. 33) имеет несколько защит:
максимальную токовую мгновенного действия, осу-  ществляемую реле ДА1 и ДА2 (уставку этих реле выбирают равной 225—250 % от значения номинального ' тока защищаемого электродвигателя);
пулевую (реле ДУ), предупреждающую самозапуск -электродвигателя при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения, если рукоятка комапдоконтролле-  ра не находилась в нулевом положении;
конечную кранового механизма, осуществляемую..
с помощью конечных выключателей SQ/ и SQZ
Схема дуплексного магнитного . контроллера серии ДПС, предназначенная для управления двумя электродвигателями, является, по существу, сдвоенной схемой магнитного контроллера серии ПС. Её особенностью является возможность кратковременной работы с одним 126
электродвигателем при выходе из строя другого- Для этого в схеме предусмотрены два переключателя.
Потенциометрические схемы с электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения, к числу которых; относятся и схемы вышеуказанных магнит* них контроллеров, удовлетворяют большинству требой ваний, предъявляемых крановыми механизмами. Поэтому их широко применяют в отечественных й зарубежных крановых установках.
Система генератор — двигатель (Г — Д) постоянного тока применительно к механизмам подъема позволяет получить пониженные скорости и обеспечивает автоматический переход из режима силового пуска в режим тормозного. При значительных высотах подъема возможен подъем и спуск пустого грузозахватного' устройства и легкого груза с увеличенной скоростью за счет уменьшения примерно в два раза магнитного потока электродвигателя независимого возбуждения.
Важные достоинства системы Г—Д: возможность осуществления широкого, плавного экономичного регулирования скорости и электрического торможения^ минимальное количество силовой коммутационной аппаратуры; относительно небольшие потери при переходных процессах.
Существенными недостатками этой системы являются значительные капитальные вложения из-за большой установленной мощности и относительно низкий к.гид, всей установки. Полная стоимость системы Г — Д для крановых установок в 2—2,5 раз превышает стоимость однодвигательного электропривода постоянного тока. По в отдельных случаях повышенные затраты компенсируются увеличением производительности крановой уста* новки и удобством ее эксплуатации.
Применение системы Г — Д целесообразно для уникальных кранов при установленной мощности электродвигателей, превышающей 200 кВт, а также для кранов высокой производительности и высокоскоростных кранов при большой частоте включений,
В последние годы наметилась четкая тенденция при* мене ни я для крановых механизмов, требующих широкого и плавного регулирования скорости, ограничения динамических нагрузок и высокой производительности, системы управляемый тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока (УТП — ДП) взамен системы
127
Г—Д, Это обусловлено высокими техн’и ко-эко и омическими показателями, надежностью, нетребовательностью к уходу управляемых тиристорных выпрямителей.
Система УТП—ДП в наибольшей мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к крановым механизмам. Применение ее целесообразно для мощных крановых установок (>50 кВт), а также в тех случаях, когда реализуются необходимые динамические характеристики, требуются большой диапазон регулирования скорости (более 10:1) и специальные механические характеристики. Наиболее эффективно применение этих электроприводов для линейных, закалочных и разливочных крафов металлургического производства.
Имеются системы УТП — ДП с нереверсивным исполнением УТП и контактным реверсором в главной цепи электродвигателя и системы с реверсивным УТП. Первые обычно применяются для крановых механизмов мощностью до 100 кВт при числе включений не более 300 в час. При мощности свыше 100 кВт применяются реверсивные УТП, например серии ATPJC При мощности электродвигателя более 10 кВт, что в основном относится к кранам металлургических цехов, целесообразно применение симметричной трехфазтюй двухполупериодной схемы выпрямления [15].
На рис. 34 приведена принципиальная схема электропривода УТП — ДП для механизма подъема с нереверсивным УТП при небольшом числе включений в час, когда реверс электродвигателя необходим для спуска легких
Рис. 34. Схема электропривода УТП — ДП с нереверсивным тиристорным преобразователем: -1 —. комапдоконтроллер; 2 — регулятор скорости и величины тока; о—-блок управления тиристорами; 4 — переключающее устройство; 5 —• тахогенератор
128
грузов и пустого грузозахватного устройства. Обмотка якоря электродвигателя Л4 питается от симметричного нереверсивного моста с шестью тиристорами. Реверс электродвигателя производится с помощью контакторов КМВ и КМН, Для крановых механизмов, не требующих инверторного режима вентилей, может быть применена несимметричная мостовая схема (три тиристора и три диода). Для механизмов подъема крапов металлургических цехов, работающих в напряженном режиме, сило-вые контакторы в схеме, нежелательны. В этом случае г> схеме предусматривается еще один встречно включенный мост, а общее число тиристоров достигает 12, Так как этот мост работает лишь в режиме силового спуска, вентили его можно выбирать на мепьшую величину тока. Электродвигатель постоянного тока па номинальное напряжение 220 В получает питание от моста, подключенного к сети переменного тока через понижающий трансформатор. При номинальном напряжении электродвигателя он подключается с выпрямительным мостом непосредственно к сети через токоограничивающие реакторы. В этом случае в любом режиме тиристоры не должны полностью открываться во избежание перенапряжения на электродвигателе. Тиристоры отпираются узкими импульсами. Средняя величина выпрямленного напряжения регулируется наиболее часто фазовым способом — изменением фазы управляющих импульсов. При увеличении угла отпирания до 90 град средняя величина выпрямленного напряжения уменьшается; при изменении угла отпирания в диапазоне 90—180 град и наличии э, дю. двигателя может быть осуществлено регулирование его скорости при рекуперации энергии в сеть (т.е, при работе тиристоров в инверторном режиме) при тормозном спуске тяжелых грузов.
Блок управления тиристорами при фазовом способе управления содержит в качестве основного элемента статический фазорегулятор, а для получения узких импульсов -пик-трансформатор, Для обеспечения необходимой жесткости механических характеристик на рабочем участке используют обратную связь по скорости или отрицательную обратную связь по напряжению с отсечкой.
На рис. 35 приведены расчетные механические характеристики для электропривода механизма подъема, приведенного на схеме рис. 34.
Квадрант 1 соответствует работе тиристорного преоб-
9 РАПУТОВ Б, ML
129
ь
разователя в режиме выпрямителя, /V — в режиме инвертора (при изменении знака задающего напряжения). Изменение задающего
Р’нс. 35, Расчетные механические характеристики системы УТП — ДП мехациз-ма подъема:
2п, Зп — при подъеме; 1с— Зс — при спуске
напряжения от +С7з max ДО —tAmax позволяет плавно регулировать скорость при подъеме и спуске груза [15]*
При задающем напряжении [73 = 0, соответствующем нулевому значению выходного напряжения преобразователя при неподвижном якоре электродвигателя, скорость спуска тяжелых грузов минимальна.
Токовая отсечка позволяет ограничивать величину тока и способствует электрическому торможению при переходе с высокой на пониженную скорость спуска.
Возможность рекуперации энергии при спуске тяжелых грузов с большой высоты и экономичность тиристорных преобразователей (к. ш д. системы УТП—ДП превышает * о перспективности применения
90%) свидетельствуют
их для кранов постоянного тока металлургическихцехов*
3, СИСТЕМЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА КРАНОВ
Для кранов металлургических цехов преимущественное применение находят трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором- Это обусловлено значительным упрощением электроснабжения, меньшей стоимостью и относительной простотой эксплуатации электрооборудования переменного тока. Однако в отличие от электропривода постоянного тока, электроприводы с асинхронными электродвигателями с простыми схемами управления не всегда обеспечивают устойчивую работу при малых скоростях спуска; не позволяют получить достаточно повышенную скорость при подъеме и спуске легких грузов пли пустого грузозахватного устройстваj
130
не дают возможность осуществить широкое, плавное и экономичное регулирование скорости.
Для ряда кранов металлургических цехов, например грейферных и магнитных, работающих часто в весьма тяжелом режиме, но не требующих очень глубокого регулирования скорости, широко применяются специальные электроприводы  с асинхронными электродвигателями. Путем применения специальных способов и соответствующих схем получают характеристики асинхронных электродвигателей, приближающиеся к характеристикам электродвигателей постоянного тока.
Ниже рассмотрены наиболее распространенные системы управления асинхронными электроприводами механизмов подъема кранов металлургических цехов.
Схемы электроприводов с силовыми кулачковыми контроллерами и торможением противовключением
Эти схемы широко применяются для тихоходных кранов малой и средней грузоподъемности при отсутствии специальных технологических требований в отношении точности остановки и посадки груза из-за простоты, надежности и невысокой стоимости. Регулирование скорости подъема и спуска осуществляется путем изменения величины сопротивления резисторов, включенных в цепь ротора.
На рис, 36 приведена схема асинхронного электропривода с кулачковым контроллером ККТ-61Л. Контроллер имеет пять фиксированных положений для каждого направления движения и обеспечивает ступенчатый спуск, ступенчатое регулирование скорости, реверс и торможение.
Включение электродвигателя и его реверс производятся'контактами К2, К4, Кб, К5. Коммутирование ступеней резисторов выполняется по несимметричной схеме с помощью контактов Д7, К9—К12, Контакты К1 служат для обеспечения нулевой блокировки, предотвращающей включение электродвигателей крана, если рукоятка хотя бы одного контроллера не находится в нулевом положении.
При переводе рукоятки контроллера из нулевого в первое положение подъема или спуска к обмотке статора через контакты соответственно К4 и К8 или К2 и Кб от Л1 и ЛЗ подводятся две фазы и одна фаза Л 2— напрямую, минуя контакты контроллера, Электродвпга-
9*
131
Рис. 36. Схема асинхронного электропривода с кулачковым контроллером ККТ-61А
тель запускается при полностью введенном сопротивлении в цепи ротора. При переходе на последующие положения постепенно уменьшается сопротивление резисторов в цепи ротора. Так, например, при переводе рукоятки во второе положение из цепи ротора выводится секция Р5~Р6 резистора, в третье — Р4—Р6, в четвертое — РЗ—Р6\ в пятое — Р2—Р4 и Р1—Р5> т. е. из цепи ротора выведены все резисторы, и он замкнут накоротко.
Эта схема, как и другие схемы с силовыми контроллерами, имеет ряд защит (максимальную токовую, нулевую и конечную), осуществляемых с помощью защитной панели.
Кулачковому контроллеру KKT-6IA (так же, как и контроллерам К.КТ-62А и К.КТ-68А) присуще невысокое качество регулирования скорости электродвигателя, так как пониженная скорость может быть получена только при работе на характеристиках 1 и 2 (рис. 37) при относительно больших моментах нагрузки. При меньших нагрузках и при работе в генераторном режиме пони-
132
жениые скорости получают только путем переключений контроллера с позиции па позицию изменением сопротивлений резисторов'и периодическим механическим торможением при установке контроллера в нулевое положе-
рис. 37. Типовые механические хар актеристи-к я эле ктр сдвига телей с кулачков ьши контроллерами ККТ-61А, ККЬ 62А и ККТ-68А
ние* Следует иметь в виду, что чрезмерное снижение начального момента может привести к опусканию тяжелых грузов на позициях подъема и к чрезмерным скоростям при его спуске. Для исключения этого необходимо, чтобы начальный пусковой момент па механической характеристике 1 (см* рис. 37) был не меньше 70 % А1Н (за Мн принят момент электродвигателей, серий MTF и МТН при ПВ = 40 %.) - Если же для механизма подъема выбраны электродвигатели при ПВ=25%, то начальный момент при первом положении контроллера должен быть увеличен до 100 % А4Н (характеристика У), а при втором положении контроллера “ до 165% А1П (характеристика 2').
Указанное выше увеличение момента получают путем уменьшения сопротивления соответствующих ступеней резисторов (для контроллера ККТ-61А устанавливают перемычки Р6—Р61 и Р6—Р62).
Схемы с магнитными контроллерами и торможением противовключением
К числу этих магнитных контроллеров (панелей управления) относятся контроллеры серии ТСАЗ? схема одного из которых приведена на рис* 38* Схема обеспечивает автоматический разгон, реверсирование, торможение противовключением и ступенчатое регулирование скорости путем изменения сопротивления резисторов в цепи об-
133
Рис, 38. Схема асинхронного электропривода с магнитным контроле лером серии ТСАЗ
мотки ротора с помощью командоконтроллеров> Контатм торы в схеме выполняют следующие функции: Д2 —лич нейпый; Д2 и КЗ — реверса; К5—К8 — ускорения; КЗ-торможения противовключением.
Максимальная защита осуществляется реле максйг малыюго тока КД, конечная — конечными выключателя* ми SQ1 и SQ2. Эти защиты отключают электродвигателе с помощью реле ДУ, которое непосредственно осущест? вляет также и нулевую защиту. В магнитных контроллер рах серии ТСА вся защита вынесена на защитную нель/а линейный контактор ДД реле ДУ, рубильники Q| и Q2, реле максимального тока КА и предохранится^ FU1 и FU2 цепи управления отсутствуют.,	k
На рис. 39 приведены механические характеристику
134
Рис. 39. Механические характеристики электродвигателей механизмов подъема с магнитными контроллерами ТСАЗ, ТСА и КС
электродвигателей с магнитными контроллерами ТСАЗ, тСЛ и КС. Первое положение подъема (характеристика 1п) предназначено для выбора слабипы троса и подъема небольших грузов на пониженной скорости. На втором положении (характеристика 2 к) осуществляется подъем больших грузов с малой скоростью. На последующих положениях (характеристики Зп ц4'/г) осуществляется разгон под контролем реле времени КТ1 и КТ2 (см. рис. 38) , причем характеристика 4'п ~ нефиксированная.
На положениях спуска обеспечивается регулирование скорости электродвигателя: па первом и втором (характеристики 1с и 2с) — в режиме торможения противовключением; на третьем (характеристика Зг) —в режиме силового спуска или генераторного торможения в зависимости от величины
силы тяжести груза (все пусковые ступени резисторов выведены). Переход на характеристику Зс производится по характеристикам 37с и 3”с под. контролем реле времени. Для спуска груза на характеристиках торможения противовключением 1с и 2с оператор нажимает педаль SB (см. рис. 38) при установке рукоятки коман-дохонтроллера в соответствующее положение спуска. Эта операция необходима в связи с возможностью подъема груза вместо спуска на характеристиках торможения противовключением. Электродвигатель переводится в режим торможения противовключением не только при опускании грузов, по и при торможении с положения спуска в нулевое (при нажатии педали SB на первом и втором положениях) или с третьего положения спуска в нулевое, первое или второе положение (при не-нажатой подали SB). При этом в течение выдержки времени реле КТ 2 вместе с механическим торможением обеспечивается и электрическое торможение — противовключением (по характеристике 2с).
Во всех схемах панелей для торможения до полной
135
ч
остановки применяют механический тормоз с электромагнитом УВ или электрогидротолкателем. В схемах магнитных контроллеров, выпускавшихся до 1979 г.,  для опускания легких грузов с небольшими скоростями применялся режим однофазного торможения с помощью дополнительных контакторов (характеристика О на рис, 39), В связи с выпуском магнитных контроллеров серий ТСД и КСДБ (для крановых механизмов с повышенными требованиями к регулированию) в изготовляемых в настоящее время магнитных контроллерах ТСА и ТСАЗ режим однофазного торможения не пр еду с- . мотрен [4],
Схемы- с кулачковыми контроллерами и динамическим торможением
Применение динамического торможения вместо термо-жения противовключением позволяет значительно улучшить регулировочные характеристики и энергетические показатели асинхронных электродвигателей с фазным ротором. Наиболее эффективно применение динамического торможения с самовозбуждением для крановых механизмов подъема при активном моменте статической , нагрузки. Этот способ торможения основан на подклю-чении обмотки статора электродвигателя к цепи с выпрямленным напряжением для обеспечения условий самовозбуждения.
Важным достоинством систем с торможением с самовозбуждением является автоматическая зависимость тока возбуждения от нагрузки электродвигателя.
Для электродвигателей мощностью 11—30 кВт применяются электроприводы с силовыми кулачковыми контроллерами типа ККТ-65 (с дополнительной панелью ТПД-160) с динамическим торможением. Защита этих электроприводов вынесена на защитную панель.
На рис, 40 приведена схема асинхронного электропривода механизма подъема с силовым кулачковым контроллером ККТ-65 и дополнительной панелью ТПД-160. Контакты K2f К4, Кб, К8 контроллера служат для ревер- : са электродвигателя; Ю0А Л7Л К/5 —для изменения со- ; противления резисторов в цепи обмотки ротора; Кб, К7, j К9— для управления релейно-контакторной аппаратурой ? .панели ТПД; 7(7—для нулевой защиты; КЗ — для бло- |
кировки конечного выключателя SQ,	;
На панели ТПД установлены: выпрямитель UZt кон- j
MW
Рис. 40- Схема асинхронного электропривода механизма подъема с кулачковым контроллером ККТ-65
такторы динамического торможения ХМ2 и силовой КМЗ) механически и электрически сблокированные; контактор КМ4 и реле времени КТ1, обеспечивающие автоматический разгон электродвигателя по характеристике силового спуска при отсутствии активного момента груза; реле контроля КТ2 и KV. Реле KV служит для контроля исправности выпрямителя UZ с помощью разделительных диодов VD4 и VD5, получая питание от сети через зажимы 6 и 7 срабатывая при пробое любого силового диода.
С целыо обеспечения условий самовозбуждения для динамического торможения в схеме предусматривается
137
f
подпитка выпрямленным током по цепи: сеть—-две фазы J электродвигателя — контакт контактора динамического торможения КМ2 — зажим 20 — размыкающий контакт'' контактора КМЗ — резистор — диод VD3 — катушка реле КТ2, .
Особенностью схемы узла динамического торможения является потенциометрическое включение выпрямитель* кого моста UZ с пускорегулировочными резисторами. При этой схеме включения выходное сопротивление моста на порядок ниже сопротивлений нерегулируемых секций резисторов (РЮ—Р7, РЮ—Р8, РЮ—Р9)> В связи с этим . контур переменного тока замкнут на всех положениях^  контроллера, что существенно повышает надежность си-  стемы. Кроме того, при этом достигается постоянство коэффициента компаундирования, равного отношению тока возбуждения (подпитки) к току ротора.
Наличие в схеме узла динамического торможения с с а- * мовозбуждекием обусловливает важное достоинство:' , применительно к механизмам подъема кранов металлурги-ческих цехов — возможность получения достаточно жест- л ких механических характеристик при спуске» обеспечи- £ вающих устойчивые посадочные скорости. Режим дина- | мического торможения осуществляется на всех г . положениях спуска, кроме последнего, на котором элект- 4 родвигатель работает от сети с невыключаемыми секция-J ми резисторов в цепи ротора.	5
Йа положениях подъема особенностью схемы являет- I ся наличие промежуточного нефиксированного положе- £ ния II контроллера (между пулевым и первым положе-у» пнями). Оно предусмотрено для исключения одновремеи- j ного отключения контакторов КМ2 и КМЗ, что опасно j из-за возможности падения груза при отсутствии враща- i I тощего момента электродвигателя. При этом необходи- $ мо, чтобы контакт К? при переводе контроллера из ну- i левого в первое положение подъема замыкался раньше, б чем разомкнется контакт К5. В то же время одновремен- > । ное включение контакторов КМ2 и КМЗ, могущее прнве- ! сти к короткому замыканию, предупреждается их эле к- I трической и механической блокировками.	f
В работе [4] приведены механические характеристики | электродвигателя при управлении кулачковым контрол- J лером ККГ-65. Эти характеристики для положений? подъема идентичны характеристикам электродвигателя.;, при управлении кулачковым контроллером ККТ-61А. Hai
138
положениях спуска механические характеристики ста-бильны из-за режима динамического торможения при об* щем диапазоне регулирования порядка 1 ; 5,
Схемы с магнитными контроллерами (панелями управления) и динамическим торможением Подобные схемы выполняются с магнитными контроллерами серий ТСД и КСДБ.
При подъеме груза регулирование скорости электродвигателя производится изменением сопротивления резисторов в цепи обмотки ротора с помощью контакторов ускорения К6—К9 (рис* 41), При спуске груза регулиро* ванне скорости осуществляется с помощью тех же резисторов, что и при подъеме, но в режиме динамического торможения. Механические характеристики электроприводов с магнитными контроллерами серии ТСД приведены на рис* 42* При подъеме и спуске предусматривается автоматический разгон под контролем реле времени (ускорения) КТ2, КТЗ и КТ4 (характеристики 4'п и 27), Контроль разгона при подъеме осуществляется реле КТ2 и КТЗ, начиная с положения Зп. Реле КТ4 при этом не работает, так как в цепь его катушки включены замыкающие контакты К2.
Режим динамического торможения осуществляется, на всех положениях спуска, кроме последнего, на котором электродвигатель питается от сети с невыключенпыми ступенями резисторов в роторной'цепи. На первом положении спуска все ступени резисторов, кроме певыключа* емого, выведены из цепи ротора включенными контакторами ускорения К7 К8, К9.
На положениях спуска 2с и Зс для увеличения скорости в цепь ротора вводятся ступени резисторов (отклю* чаются контакторы К8 и 7<5 —на втором положении и К7— па третьем положении). При переходе с третьего на четвертое положение спуска включается контактор КЗ и под контролем реле ускорений КТ2 — КТ4 — контакторы К7—К9. Такой порядок включения обеспечивает-разгон легких грузов, не способных преодолеть силы трения в механизме* .
Реверс в схеме выполняется контакторами Kt и К2> динамическое торможение — контактором КЗ, электрически сблокированным с контакторами К/, К2, Кб и механически—с КЗ. Подпитка электродвигателя в режиме динамического торможения при положениях спуска гру-
139
аз 5 л
я Е
d s Он
р о
к
сз И
s: л
m
140
за осуществляется от сети через контакт контактора КЗ (включенного параллельно К5), две фазы электродвигателя, контакт контактора КЗ (цепи включения выпрямителя UZ), катушка реле контроля КУЛ диод VD12. резистор RI*
В схеме предусмотрено и торможение с помощью механического тормоза с тормозным электромагнитом YB.
Рис, 42* Механические характеристики электроприводов с магнитными контроллерами серии ТСД
Для повышения надежности в цепи катушки YB предусмотрен двойной разрыв, осуществляемый контактами контактора К4 н реле KV2. На панели управления предусмотрена защита: нулевая (минимального напряжения) — реле KV2, максимального тока — реле КА конечная — выключатели 5Q7 и SQ2, от пробоя вентилей — реле КУЗ [16],
Схемы с магнитными контроллерами серии КСДБ ио принципу построения аналогичны схемам с контроллерами серии ТСД [4]. Отличием является то, что схемы управления с контроллерами серии КСДБ выполняются на постоянном токе. Кроме того, они имеют определенные особенности, так как контроллеры КСДБ применяются в основном для управления электроприводами грейферных механизмов. В этих схемах применены контакторы с бездуговой коммутацией, что значительно повышает электрическую износоустойчивость магнитных контроллеров. Бездуговая коммутация обеспечивается с помощью полупроводниковых приборов (тиристоров и диодов).
И1
У
Сяелш с одновременным питанием асинхронного электродвигателя постоянным и переменным током
Рис. 43. Несимметричная схема одновременного питания асинхронного электродвигателя постоями ьем и переменным током
Достоинством этих схем является их относительная простота- Они обеспечивают низкие устойчивые скорости за счет получения постоянной составляющей тока в обмотке статора с помощью полупроводниковых выпрямителей.
Различают симметричные схемы (с симметрией токов, в обмотках электродвигателя) и несимметричные. Преимуществом симметрия-  пых схем является отсутствие вибраций, вы- ' званных переменными-р во времени составляю-*.: щи ми моментов. Одна-/ ко эти схемы значи-телыю сложнее, имеют ? худшие энергетические > показатели и примени- i мы только для асин-кронных электродвига- у лелей с короткозамкну- 1 тым ротором.	j
На рис* 43, а пока-4 з а н а нес им м етр нч н ая | схема с перемычкой-# между фазами, а на I рис. 43,6 прргведены ме-кранового электродвига- *
теля, включенного в эту схему- Характеристика I соответ-. А ствует добавочному сопротивлению в цепи ротора | = 0,21 о. с. Для получения более жестких характеристик  принимают 7?р и /?Е близкими к нулю, а сопротивление £ 7?с —увеличенным (характеристика II на рис. 43,6 прил /?Р = 0,092 о, е, и 7?в = 0) *	1
Эту схему целесообразно применять тогда, когда ре-жим точной остановки требуется не часто и он кратковре-менен, так как мощность потерь и величина тока элек- т тродвигателя более чем в два раза превышают поминала пые*	>
Увеличивая добавочное сопротивление в цепи ротора до	о. е. (характеристика III на рис. 43,6),
можно несколько уменьшить мощность потерь (до 1,4— 
ханическиехарактеоистики для
142
2,0), однако при этом уменьшится жесткость механических характеристик.
Сопротивление вводится в схему для защиты сети от выпрямленного тока.
Схемы с несимметричным включением реактивных сопротивлений & цепь статора асинхронного электродвигателя
Для подъемно-транспортных устройств эффективно применение различных схем, обеспечивающих получение по-пиженных скоростей путем включения в цепь статора реактивных сопротивлений (рис. 44). В качестве этих со*
Р^с. 44Р Схемы с не-си м м етр и ч н ы м включением u реактивных сопротивлений в цепи статора асинхронно* го электродвигателя
противлений часто используют дроссели насыщения с подмагничиванием. Последовательное включение их в одну или две фазы' статора электродвигателя позволяет осуществлять реверс (подъем, спуск) и получать пониженные скорости из-за различной степени асимметрии напряжений.
За счет системы дроссельного управления осуществляется непрерывное регулирование напряжения, подаваемого на обмотки статора асинхронного электродвига
143
теля, в связи с изменением индуктивного сопротивления дросселей насыщения-
В свою очередь изменение индуктивного сопротивле' ния дросселей насыщения, рабочие обмотки которых включены последовательно статорным, производится изменением величины выпрямленного тока в обмотках управления дросселей насыщения. Из теории асинхронных машин известно, что при неизменном нагрузочном моменте скольжение электродвигателя обратно пропорционально напряжению, а при постоянном скольжении вращающий момент его прямо пропорционален квадрату напряжения, подводимого к обмотке статора. В связи с этим, применяя дроссели насыщения, можно регулировать либо скольжение, либо вращающий момент электродвигателя. Для обеспечения требуемой жесткости механических характеристик в схемах с дросселями насыщения обычно применяется обратная связь по скорости.
Для регулирования скорости электродвигателя при движении в одном направлении (подъем груза, см, рис. 44, а) создают различную степень подмагничивания дросселей насыщения L1 и Д2, изменяя величину тока в их обмотках управления, не показанных на схеме (при полностью размагниченных дросселях насыщения L3 и Ь4)л Для регулирования скорости электродвигателя при движении в обратном направлении (спуск груза) изменяют величину тока подмагничивания дросселей насыщения L3 и L4 (при полностью размагниченных дросселях насыщения L1 и L2).
На рис. 44,6 приведена, схема с фазовращающим трансформатором Т с коэффициентом трансформации равным единице. В этой схеме знак и величина момента электродвигателя зависят от знака и величины задающего напряжения U3 и э. д, с. Ebv тахогенератора BVf что обусловливает различную степень подмагничивания дросселей насыщения L1 или L2.
.Если в режиме подъема нагрузка угменьшается, то за счет увеличения скорости возрастает Esv (полярность U3 и Еву на схеме рис. 44, б соответствует режиму подъема). Это приводит к размагничиванию дросселя насыщения L1. При токе управления iy=0 индуктивное сопротивление рабочей обмотки дросселя насыщения Llf включенной последовательно в цепь обмотки статора, что, по существу, соответствует режиму однофазного включения электродвигателя (отключается фа
144
за С). Для осуществления режима силового спуска подмагничивают дроссель насыщения L2. При этом знаки Уз и Дзу меняются на обратные. Фазосмещающий трансформатор Т служит для изменения порядка чередования фаз, т. е, для реверса электродвигателя.
На рис, 44, я приведена относительно простая схема с дроссель-трансформатором (разработана в МЭИ), В режиме подъема происходит подмагничивание дросселя насыщения L1. При подмагничивании дросселя насыщения L2 и размагничивании L1 последний находится в режиме автотранформатора и к участку 1—2 его обмотки приложено фазное напряжение. При этом подбирается такое соотношение чисел витков участков дросселя /—2 и 2—3, чтобы па части обмотки индуктировалось напряжение, вдвое превышающее фазное [15],
Схема, приведенная на рис, 44, а, применяется для управления электродвигателями механизма подъема крапов и послужила базой для разработки магнитного контроллера ТСД-150 (завода «Динамо» им. С, iM, Кирова.), Преимуществами этой схемы сравнительно с другими схемами дроссельного управления являются: меньшее число дросселей и меньшая мощность их, экономия аппаратуры, меньшая электромагнитная постоянная обмотки управления и др.
На рис, 45 приведена схема магнитного контроллера типа ТСД-150 для дроссельного управления электродвигателем подъема с применением фазоопрокидывающего конденсатора. Схема обеспечивает бесконтактный реверс путем изменения чередования фаз при соответствующем подмагничивании дросселя насыщения, шунтирующего конденсатор С. Наличие в схеме обратной связи по скорости (тахогенератор BV) позволяет стабилизировать скорость даже на неустойчивых участках характеристики. В первом положении подъема (рис. 46, характеристика 1п) па обмотку управления дросселя L подается напряжение Уу, являющееся разностью между напряжением на выходе полупроводникового выпрямителя UZ1 и э, д. с, тахогенератора BV (на положениях подъема эти напряжения действуют встречно)
= П7Л
При неподвижном роторе электродвигателя в момент пуска £^у = 0, а поэтому Uy=Uuz^ В связи с этим ток подмагничивания имеет наибольшее значение, а ипдук-
щ рапутов б. м.
145
8	Wxtf Ztfда.'/
Рис 45. Схема магнитного контроллера типа ТСДД50
Рис. 46. Механические характеристики асин-х р о и ног о э л ект р од в иг а-теля при управлении м а гн ит н ы м к о нт р о л лером типа ТСД Л50
тивное сопротивление .рабочей обмотки дросселя — наименьшее. В процессе разгона электродвигателя нарастает э. д, с, Еву и уменьшается Uyr что приводит к уменьшению величины тока подмагничивания дросселя насыщения L и к увеличению индуктивного сопротивления
146
его рабочей обмотки. При этом уменьшается вращающий ромеит электродвигателя. Поэтому в первом положении подъема обеспечивается пониженная скорость и уменьшенный вращающий момент.
Во втором и третьем положениях подъема (см. рис. 46, характеристики 2п и Зп) катушка когттактора К7 обесточена и его контакты отключают от сети выпрямитель UZ1, что приводит к обесточиванию обмотки управ-' ления дросселя насыщения L. В этих положениях подъема электродвигатель работает по обычной схеме без включения дросселя L (его рабочая обмотка зашунтпро-вана замыкающими контактами К4).
В первом положении спуска (см, рис. 46, характеристика 1с) в момент включения электродвигателя, когда его ротор еще неподвижен, на обмотку управления дросселя подается минимальное напряжение Uy=Uuzi> и вра-тцающий момент электродвигателя относительно мал, В процессе разгона электродвигателя напряжение Uy увеличивается, так как из-за изменения направления движения (спуск) изменяется полярность э. д, с. тахогенератора.
Поэтому э. д. с. тахогенератора Ebv складывается с напряжением UUZ\
^у —	^ВУ'
В связи с этим при разгоне электродвигателя уменьшается индуктивное сопротивление рабочей обмотки дросселя L и увеличивается вращающий момент электродвигателя, При таком процессе пуска обеспечивается минимальная скорость опускания груза при первом положении команде контроллера S.
При втором положении спуска (см, рис. 46, характеристика 2с) контактор К7 отключает выпрямитель UZ1 от сети и обмотка управления дросселя насыщения L обесточивается. При этом конденсатор С не зашунтиро-ван, так как катушка контактора К4 не обтекается током. Это обеспечивает двигательный момент, при котором порожнее грузозахватное устройство опускается на пониженной скорости.
В третьем положении спуска (см. рис. 46, характеристика Зс) после срабатывания контактора К2 замыкается накоротко вход выпрямителя UZ2, питающего обмотку возбуждения ОВГ тахогенератора BV по цепи 1—ЛИ— 10*	147
замыкающие контакты К2~Т1—R1—2. В этом случае электродвигатель работает по обычной схеме.
Достоинством дроссельного управления крановым электроприводом является глубокое и плавное регулирование скорости (диапазон регулирования 10: IH-15: 1). Масса, габаритные показатели и стоимость дроссельного электропривода крановых механизмов меньше, чем системы Г—Д: масса — в два раза, стоимость и габаритные показатели — в полтора раза. Поэтому дроссельные системы управления применяются для тех кранов, которые при длительных периодах работы со значительной установившейся скоростью требуют в то же время низких посадочных и остановочных скоростей (например, краны для раздевания слитков и др-).
Схемы импульсного регулируемого кранового асинхронного электропривода
Системы импульсного регулирования частоты вращения базируются на принципе дискретного изменения параметров электродвигателя или источника питания, что приводит к периодическому изменению вращающего момента сил статического сопротивления до значения, меньшего этого момента. Широкое применение этих систем непосредственно связано с развитием тиристорных устройств, которые имеют высокие технико-экономические показатели: небольшую массу и габариты, повышенные энергетические показатели и надежность, значительный коэффициент усиления по мощности, быстродействие, постоянную готовность к работе и др. Эти достоинства тиристорных устройств позволяют создавать импульсные регулируемые асинхронные электроприводы с высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями (например, с плавным регулированием скорости в диапазоне 150 г 1 и более), что особенно важно для специальных металлургических кранов.
По диапазону регулирования импульсная система электропривода удовлетворяет требованиям большинства крановых механизмов. Но в этих системах несколько сложнее осуществляются тормозные режимы при опускании грузов (применяется режим торможения противовключением или динамического торможения). При. динамическом торможении потери энергии меньше, чем при торможении противовключением. В последнем случае регулирование скорости может быть осуществлено км-
148
пульспым регулированием сопротивления в цепи ротора или импульсным включением постоянного тока в статорную цепь. При обоих этих способах регулирование осуществляется с помощью тиристорного ши р отпоим пул ьс-наго прерывателя.
Применяется и комбинация этих способов, что позволяет получить семейство жестких механических характе-ристик, обеспечивающих требуемые посадочные скорости для ряда кранов металлургического производства.
Ниже рассмотрены принципы работы нескольких ос
новных схем регулируемых тиристорных импульсных асинхронных электроприводов [17],
Электроприводы суправляемыми коммутаторами в цепи статора. Принцип работы этих
электроприводов основан на дискретном изменении напряжения, подводимого к асинхронному электродвигателю, от номинального значения до нуля, что приводит к изменению его вращающего момента от максимального значения до нуля.
Среднее значение вращающего момента в кв а-экстатическом режиме равно моменту статических сил сопротивления. Путем изменения скважности импульсов (отношения времени включенного состояния тиристорного ком м ута тор а ко в сему времени перехода) питающего напряжения регулируют частоту вращения
Рис, 47, Схема импульсного уп-раБления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи статора:
ТК — тиристорный коммутатор; BR— тахогенератор; ОС — орган сравнения; УУ— устройство управления; t/cp, f7nj Uy — соответственно напряжения сравнения, обратной связи по скорости и рассогласования
электродвигателя.
На рис. 47 приведена схема импульсного управления асинхронным электроприводом с тиристорным коммутатором в цепи статора. В коммутирующем устройстве ТК применены встречно-параллельно включенные тиристоры, В связи с явлением естественной коммутации эти
149
тиристоры запираются не непосредственно после снятия импульсов управляющего напряжения, а только при переходе анодного тока через нуль. Независимо от величины коммутируемой мощности максимально возможное время запаздывания запирания тиристора равпо половине периода питающего напряжения. Поэтому элсктр одви-тате ль Л4 может за один период коммутации работать в трех фазном и двухфазном двигательных режимах и в режиме динамического торможения* Следует иметь в виду, что схема должна обеспечивать надежное включение тиристоров во всем требуемом диапазоне нагрузок и скоростей, так как асинхронный электродвигатель является активно-индуктивной нагрузкой, у которой сдвиг по фазе между током и напряжением зависит от скольжения*
Недостатком импульсных электроприводов с силовыми коммутаторами в цепи переменного тока статора является значительная тепловая перегрузка электродвигателя при глубоком регулировании скорости и значитель-ные пульсации ее*
' Па рис* 48 приведена схема импульсного управления асинхронным электродвигателем с тиристорным комму-
Рис. 48. Схема импульсного управления асинхронным электродвигателем с тиристорным коммутатором в цели выпрямленного тока статора
татором в цепи выпрямленного тока статора. В этой схе* не концы обмоток статора включены на вход неуправляемого выпрямительного моста L7Z, на выход которого через дроссель L1 подключен резистор R2t Этот резистор шунтирован тиристорным коммутатором ТК с тиристорами VS/ и VS2, За счет изменения скважности замыкания накоротко резистора R2 изменяют его среднее значение, регулируя таким образом частоту вращения электродвигателя М. Получаемые при этом механические характеристики асинхронного электродвигателя анало-
150
гичпы механическим характеристикам при регулировании частоты вращения путем изменения активного сопротивления при обычной схеме включения в цепи статооа, Эле кт р о п р и в о ды с управляемыми коммутаторами в цепи ротора. Существенными достоинствами этих устройств являются возможность вы-несения значительной части потерь из электродвигателя и в некоторых случаях — использование энергии скольжения.
Кроме того, при использовании схем регулирования с промежуточной цепью выпрямленного тока в роторе
частота коммутации не ограничивается частотой переменного тока. Поэтому она может быть выбрана на основе величины допустимой пульсации частоты вращения электродвигателя, что является важным достоинством для крановых установок.
Характерной особенностью схем с промежуточной цепью выпрямленного тока является наличие трехфазного управляемого выпрямителя в цени ротора электродвигателя. Регулирование частоты вращения электродвигателя осуществляется путем изменения величины выпрямленного тока. Учитывая неполную управляемость тиристоров (они не могут быть закрыты с помощью сигнала управления), их применяют совместно с узлом искусственной
Рис, 49. Схема импульсного управления асинхронным электродвигателем с тиристорным коммутатором в цепи выпрямленного тока ротора
коммутации — со специальными коммутирующими конденсаторами.
На рис, 49 приведена схема импульсного управления асинхронным электродвигателем с тиристорным коммутатором в цепи выпрямленного тока ротора. В начальный момент времени тиристоры VS1 и VS5 закрыты,
151
а коммутирующий конденсатор С— разряжен. При пус-ке тиристорного коммутатора на управляющий электрод вспомогательного тиристора IAS2 подается положительный отпирающий импульс от блока управления (на схеме не показан). При этом тиристор T/S2 открывается и начинает заряжаться коммутирующий конденсатор С до напряжения Uc, примерно равного по величине выходному напряжению выпрямителя UZ, Тиристорный коммутатор готов к работе.
В установившемся режиме после подачи от блока уп^ равления положительного отпирающего импульса па силовой тиристор VS1 этот тиристор отпирается и по цепи нагрузки протекает ток. Одновременно происходит резонансный перезаряд конденсатора С. Время его перезаряда равно половине периода собственных колебаний контура, причем процесс перезаряда блокируется диодом VD и тиристором KSZ Через тиристор VS1 ток будет протекать до момента подачи положительного отпирающего импульса на электрод управления тиристора lzS2} который при этом отпирается. В связи с этим величина тока, протекающего через тиристор VS2, практически мгновенно станет равной величине тока нагрузки, а величина тока, протекающего через тиристор VS1, станет равной нулю. Так как в процессе разряда конденсатора С к тиристору VS/ прикладывается отрицательное запирающее напряжение, то процесс восстановления запирающей способности тиристора ускоряется. При соответствующей достаточно большой продолжительности разряда конденсатора С тиристор VS1 восстановит свою запирающую способность и прекратится протекание тока через нагрузку. Вслед за этим конденсатор. С перезарядится через открытый тиристор VS2 и затем вышеуказанные процессы будут повторяться.
В схеме (см. рис. 49) управляемый тиристорный коммутатор ТК, по существу, выполняет функцию быстродействующего бесконтактного полупроводникового ключа. Величина сопротивления цепи ротора зависит от состояния ключа: если ключ замкнут, — цепь ротора замкнута накоротко (т. е. добавочный резистор 2? шунтирован); если ключ разомкнут,— в цепь ротора включается добавочный резистор При работе в импульсном режиме среднее сопротивление в цепи выпрямленного ка ротора может регулироваться в диапазоне >0.
152
Изменение скважности от нуля до единицы позволяет регулировать среднее значение выпрямленного тока, а по-этому, и среднее значение вращающего момента электродвигателя М и его частоту вращения.
Для возможности работы электродвигателя в любой точке первого квадранта последовательно с добавочным резистором включают конденсатор достаточно большой емкости. Если же необходимо обеспечить регулирование частоты во всех четырех квадрантах, то применяют схему импульсного регулирования в сочетании с регулированием напряжения в цепи статора асинхронного электродвигателя с помощью тиристорного регулятора напряжения.
Недостатком рассмотренных схем является бесполезное рассеивание энергии скольжения в сопротивлениях цепи ротора, что снижает к. и. д. и ограничивает область их применения. Этот недостаток устраняется в каскадных схемах с импульсным управлением, в которых энергия скольжения рекуперируется в сеть постоянного или переменного тока.
Находят применение также системы импульсных электроприводов без промежуточных цепей выпрямленного тока. На рис. 50 приведены две схемы подобных систем. На рис. 50, а в качестве силового коммутатора применен неполностью управляемый трехфазный мостовой выпрямитель UZt работающий в импульсном режиме. При открытых вентилях выпрямителя UZ форма механической характеристики электродвигателя М определяется вели-
Рис. 50. Схемы импульсных асинхронных электроприводов с силовыми тиристорными коммутаторами в цепи переменного тока ротора
153
чиной сопротивления резистора R2, при закрытых тирнс-торах — величиной сопротивления резисторов 7?Л причем следует иметь в виду, что	Регулирование часто-
ты вращения асинхронного электродвигателя осуществляется путем изменения скважности включения выпрямителя UZ.
Схема, приведенная на рис. 50, б, отличается от предыдущей наличием тиристорного коммутатора с тремя тиристорами.
Недостатком схемы с силовым коммутатором в цепи переменного тока ротора является большая амплитуда пульсации частоты вращения из-за малых частот коммутатора.
Электроприводы с тиристорными преобразователями частоты. Частотный способ регулирования скорости асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором является одним из наиболее экономичных. Применение частотнорегулируемого электропривода позволяет значительно увеличить производительность грузоподъемного механизма за счет.обеспечения оптимальных (по технологии обработки грузов) рабочих скоростей. В настоящее .время большее распространение получили частотнорегулируемые электроприводы для механизмов подъема па базе применения преобразователей частоты непосредственного типа (ПЧН). Преобразователи частоты со звеном постоянного тока (ПЧП), позволяющее в отличие от ПЧН создавать электроприводы с двухзонным регулированием, более слож-ньр имеют меньший к. п. д. и пока промышленно не освоены в крановом исполнении [4].
Учитывая ограниченность зоны частотного регулирования, электроприводы с ПЧН создают обычно по схемам комбинированного управления многоскоростными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором — с двухзонным регулированием. В нижней зоне скоростей — применяется частотное регулирование от ПЧН, в верхней зоне —переключением числа пар полюсов электродвигателя. Такая система электропривода позволяет значительно увеличить мощность электродвигателя при тех же габаритах с одновременным увеличением диапазона регулирования скоростей. Системы электроприводов с ПЧН и одпоскоростными асинхронными электродвигателями находят ограниченное применение из-за меньшей эффективности.
154
Системы автоматического управления (САУ) непосредственных преобразователей частоты разделяют на две основные группы: с программным управлением; без программного управления.
Система автоматического регулирования (САР) кранового электропривода обеспечивает совместную работу преобразователя частоты и асинхронного электродвигателя в соответствии с выбранным законом изменения напряжения и частоты и, кроме того, формирует необходимое качество переходных процессов и устойчивость работы электропривода при различных режимах.
Для электроприводов крановых подъемных механизмов применяют следующие основные системы САР [14]: двухканальные разомкнутые САР с раздельным заданием частоты и напряжения;
одно канальные замкнутые неоптимизированиые САР с заданием частоты (напряжения);
однокапальные замкнутые оптимизированные САР с заданием частоты .(напряжения).
Двухканальные разомкнутые САР целесообразно применять при локальном применении ПЧН в составе элект-’ ропривода, например для получения фиксированной скорости или ограниченного диапазона посадочных скоростей.
Для механизмов подъема находит применение система электропривода, в которой используются преобразователь частоты типа ТТС-ЧОк с программным управлением, двухкапальная разомкнутая (рис. 51) ь Этот преобразователь частоты [181 обеспечивает диапазон регулирования выходной частоты 3—20 Гц, диапазон регулирования выходного напряжения 50—180 В. Система САУ обеспечивает регулирование выходного напряжения преобразователя по частоте и амплитуде.
На рис, 52 приведена структурная схема САУ с двумя основными каналами:
один канал — управления частотой, в который входят: ЗГУЧ— задающий генератор управляемой частоты? РИ — распределитель импульсов; ФР — формирователь режимов;
второй капал — управления напряжением, состоящий из PH — регулятора напряжения и СИФУ — системы им* пульсно-фазового управления.
Коммутация тиристоров естественная. Рекуперация энергии в питающую сеть осуществляется переводом тиристоров из выпрямительного в инверторный режим.
155
Схема электропривода (см. рис, 51) осуществляет частотный пуск и торможение при работе электродвигателя от преобразователя частоты, а также двухступенчатый разгон и торможение при переходе на естественную механическую характеристику обмотки повышенной ско-

Рис. 51. Схема частотно регулируемого электропривода ме>:анизма подъема с двухскоростным электродвигателем и тиристорным преобразователем частоты ТТС-40к; UZ — преобразователь частоты; М/ — ^электродвигатель механизма подъема; М2 — электродвигатель гидротолкателя; ДД 1(2 — контакторы направления; КЗ — Кв — контакторы скоростей; А7 —контактор торможения; QF1 — Q'F3‘—автоматические выключатели; KV1 — KV4 — командные реле; КУЗ, KV6, KV11, KV12^ реле направления; 1(Т1 — реле нулевое с выдержкой времени 1,5 с; КТ2> КТ4, КТ5 — ^ле времени; КУ7, АУ5~пеле скорости; ЛАЛ —реле контроля напряжения; 1(1(1 — 1(1(4 — тепловые реле; Т — трансформатор; SQ/ — вы-ключатель ограничения грузоподъемности; 5Q2, SQ3 — конечные выключатели; S — выключатель цепей управления; 4—10 и 12, 13 — контакты командоконтроллера; S.4; R1 — R13— регулировочные резисторы; £У77 — блок управления преобразователем частоты
156
Рис.' 52. Структурная схемаСАУ тиристорным преобразователем частоты типаТТС-40к:
УЗ — устройство защиты; СИФУ — система импульсно-фазового управления; ЗГУ1! — задающий генератор управляемой частоты; РИ — распределитель импульсов; ФР — формирователь режимов; БУФ — блок управления фазой; —выходные каскады (импульсные усилители мощности); Р/7 —-регулятор напряжения; УК — командоконтроллср
рости электродвигателя. Увеличение диапазона регулирования скорости осуществляется поочередным подключением преобразователя частоты к обмотке пониженной скорости (характеристики 1п и 1с) и к обмотке повышенной скорости (характеристики Зп, 2с и Зп, Зс'к Эти характеристики приведены на рис. 53, на котором также изображены и естественные механические характеристики электродвигателя — 4пч 4с и 5nf 5с, Механические ха-, рактеристики для электродвигателя с соотношением полюсов 4/6 показаны сплошными линиями. Диапазон регулирования скорости при управлении двухскоростным электродвигателем с соотношением чисел пар полюсов 4/6 составляет 15:1. Электроприводом управляют с помощью командоконтроллера SA (контакты 4—10 и 12t 13) через промежуточные реле KV1—KV6, Причем, реле KV5 и KV6 через контакторы /С/ и К2 управляют ревер
158
сом электродвигателя Ml при работе от сета; реле КУ1— /<W —переключением скоростей через контакторы КЗ— Кб в силовых цепях и KV7, KV8 — B цепях управления.
В зоне частотного регулирования реверс производится путем изменения порядка коммутации тиристоров преобразователя частоты UZ по сигналу от реле KV11 или KV12. Блок управления БУП частотой и напряжением непосредственного преобразователя частоты является типовым применительно к электроприводу крановых механизмов. Управление производится реле 7(V7, KV8, KV11, КУ 12. Эти реле переключают цепи резисторов R1—R18, включенных по потенциометрическим схемам. Цепи из диодов VD8—VD19 соединены по логической схеме ИЛИ (включение последующей цепи исключает предыдущую).
В зоне частотного регулирования время разгона и торможения электропривода задается задатчиком темпа преобразователя UZ; вне этой зоны —реле времени КТ4 и КТ5. Реле времени КТ 2 контролирует время наложения тормоза с участием электрогидротолкателя (электродвигатель М2) после частотного торможения до минимальной скорости. При этом во избежание просадки груза при спуске его тормоз накладывается при минимальной частоте раньше, чем снижается соответствующее этой частоте напряжение. Узел защиты схемы —типовой с использованием тепловых реле КК1—КК4 и конечных выключателей SQ2 и SQ3.
Схема управления трехскоростным асинхронным электродвигателем выполняется аналогично схеме, приведен-

7с 2с
ям
'Ж
-ж
5Z*
-Ж?
-75^
Рис, 53. Механические характеристики асинхронного электропривода с тиристорным преобра-"5 зователем частоты типа ТТС40к

15а
ной на рис* 51. Механические характеристики, соответ* ствующие этой схеме для электродвигателя с соотношением числа пар полюсов 4/6/12, изображены на рис. 53 штриховыми линиями.
В электроприводах с внешним коммутатором к преобразователю частоты предъявляются более простые требования. Его расчетная мощность может быть определи на по следующей зависимости:
Р Р Г пр ДВ ' пр’
где — мощность обмотки электродвигателя, па которой ведется регулирование скорости от преобразователя частоты; fj.p — отношение максимального значения выходной частоты преобразователя к частоте сети. Например, для электропривода с двухскоростным асинхронным электродвигателем с отношением числа полюсов тихоходной и быстроходной обмоток 1:2 (и соответственно их мощностей) при /*р =0,4 мощность преобразователя частоты составляет всего 20 % от мощности электродвигателя [17],
Рекуперируемая через преобразователь частоты мощность определяется по следующей зависимости
“Лцз ?пр ~~ 2(1^ Лмех) ”	•
Рт L	'1дв -
где тщех — к. п. д. механизма; рдв —к. п. д. электродвигателя при работе на характеристиках, соответствующих Aip; /Лъ рт — число пар полюсов быстроходной и тихоходной обмоток при управлении от преобразователя частоты тихоходной обмоткой электродвигателя.
Для вышеуказанных значений рб, рт и Др рекуперируемая через преобразователь мощность не превышает 10 % мощности электродвигателя.
Значительно проще силовая часть схемы электропривода с двухскоростным электродвигателем и тиристорным преобразователем частоты типа ТТС-100К, выпол* няющим наряду с частотным регулированием и функции бестокового коммутатора [4]. В этой схеме отсутствуют контакторы направления, так как реверс осуществляет* ся тиристорами преобразователя частоты, а также контакторы, переключающие обмотки электродвигателя па напряжение сети.
Анализ электроприводов переменного тока для меха-
160
Таблица 39, Техническая характеристика комплектных частотно-регулируемых электроприводов кран оных механизмов подъема
1 о Si ЭТ Л К й сх ft	JfLOOdOHO ^ОНЧй'КНИКСШ ОИЯД«)ЛН301Г -до Knnvaoi ‘ijjj’Xjod ojoii -ДОДОЗп ИНОЕ	„	3 1Л	^3*	*!*	—1 О	о	о о о о 1	1	I	1111 -м	1Z>	1О	К:	ъ? -	О	СО	г-	-J3- О	О	О	о	о	о о *•	*.	*-	*	н *. о	о	о о о о	
	ихэойояз ним eao(L:UtXj -od ЯОЕ'ЗШЗИЯ	И:(П 1	rsi I -S.T I4£ PEE USl lit'I j
	НИК/^О 1БИ(га1п Ede axoj.oRh BUHHOdXflHO нснятг1зииэяш	1 ^UOSi 1	о	о	о	о	о	о о ю	о	о	о	о	оо см	1Д	LO	О	LQ	Ю1О
Комаядо-контрол-лер, тип		о	о	о о о о „	О	О	о	о	о о	• О	см	:м	см	см	г>г сч СО Е	И	Е С ЕЕ t<	W	
1 1 Панель управления, габариты, мм		IfllQNtO	Ld^lA	Ю Lf> 1Г)	1Л 1Д un lA LA LO V3 и? О> Ю	о ел гл	о lq из	О ьО О UO О LO согосчсо	го со го	rococo	со го со оо со со хххх	XXX	XXX	хххххх софо	оОО	ООО	ОООООО t’’’ Г-^ !>’	С— 1?- Г4-	Н- О Г- N S i> i> i>	C'-t— S	К i>r- t"’r- t" XXXX	XXX	XXX	xxxxxx IfiWlOV)	LQLfJLO	LC'imn	UTJ LO LO UMA Ю C-C-LAt4-	nrtb-t^	I4SS	^S-«>r4S т-l	--C w	[£«-<	n t—, -«	СО-ЯЩЯЧЙ-"	
Преобразователь частоты	связь с питающей сегыо i 1	2	2	2	S I	И H	M	f s’ ~	₽ ₽л	5	аь	*-	£ *2	2< £ с,	о£ о jzl	x	г-ф ,c,	*	ф	-g- g	5	^cc g	go 3 a	a	S	7	¥ s d	и	«	н ®	и	s	г	л	S	II о * о S &	h	о S- a	И	о	®. <ь	и	a	!	о	a	n Ий	H	ДН {/)£-< ДН ^F-1	3	E-1^	
	тип	ООО СО!ДСОО	о	о	О	О	о	О	оо 00	чг	СО	чу	DJ	-5	Tf-	чу^ 55S(J	и	о	и	и	и	О	UU Ь Н Н Н Н hf- ЕЕЕн	н	ь-1	f-<	н	F1	н	нн	
Мощность статической нагрузки электродвигателя, кВт, в режиме работы	I ВТ	О1ЛФО	см	ш	со	-то 1-0 О Or О	о	со	f"-	см ио OlOCM-'Г	со	чг	см	см *-г	
	Н	LO-UJSOO	О	О;	СМСМчГ r-HiA—rl>-	СО	Г"	О СМ—< t^ i-o со ко	-О’	-0 со см	
	и	ОЬОФЭЮ	Ю	Ю-	о о о r-iCMlOCQ	—1	LOr^-'3r СО -si: CD О	t-O	LO	CO -CM	
	гг;	oooo	ooo oo 00.00	О	О	m*.oo 5 is Л	О	О	1ЛЧГ7Э	
1 i Тип электродвигателя		CM о	о	се-	<£ 4? -cji T*H ^7	^7	О	'T	'T	T C4m cm cm	Г—>	C-l	CM	—1 CM CM CM CM CM	CM	CM	CM	CM	CM ОО'ГО	ООО to -q* EEEX	E	X	К	XX ixf	>4 HHHH	H	H	H	HH ££££	£	£	£	s«	
числителе-; указаны скоростные параметры вод нагрузкой; и знаменателе — на холостом ходу.
Ц РАПУТОВ Б, М.,
161
Н113ВД подъема показывает, что для грейферных и мЛ СИСТЕМЫ И СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ товых кранов мощностью до 150 кВт при диапазоЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПОСТОЯННОГО регулирования скорости не более 1 : 6 и не требующих ПЕРЕМЕННОГО ТОКА вишенных скоростей при отсутствии нагрузки целесооМЕХАИИз;лов ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КРАНОВ разны электроприводы на основе асинхронных электр
двигателей с фазным ротором и системой динамичсскоСкстемы управления электроприводами механизмов пе-торможения.	.редвижения должны обеспечивать: оптимальные ускоре-
Механизмы подъема крупных мостовых кранов гряия и замедления, допускаемые по условиям технологи-зоподъеыностью 50—160 т комплектуются электропривческого процесса металлургических цехов; надежпое^ава-дами переменного тока мощностью'50—160 кВт с тррийное механическое торможение; надежное раоочее диционными системами регулирования скорости с ди ап электрическое торможение без опасной раскачки груза; зоной регулирования до 1:3, Однако этот диапазгрегулирование скорости передвижения в требуемом диарегулирования скорости в ряде случаев требуется расш-1азоне; разгон механизма без пробуксовывания ходовых рр!ть. В связи с этим для них эф~фективно применен^олес и торможения.
электроприводов переменного тока с диапазоном per Ниже рассмотрены наиболее распространенные систе-лирования скорости до 1 : 10 на основе тиристорных рмы и схемы управления электроприводами механизмов гуляторов в цепи статора.	передвижения и поворота,
*’0СТ0ВЬ1Х кРанов весьма тяжелого режима раб.с^телж управлеН11Я электроприводами ты грузоподъемностью от 8 до 50 т с повышенными ск!„„гтпянно-о тока ростями движения и автоматическими захватами гру^ J	т
электроприводы механизмов подъема мощностью. 60-Для механизмов передвижения крапов при режимах 1 120 кВт должны иметь диапазон регулирования скорости ВТ в условиях металлургических цехов достаточно ши-около 1:10. Поэтому для этих приводов целесообразиРоко применяются системы электроприводов постояпно-примеиение системы «тиристорный регулятор напряж!г0 тока с параметрическим регулированием |dj. это ооъ-ния — асинхронный электродвигатель».	ясняется рядом их достоинств: относительно высокие ре-
Крановые электроприводы переменного тока с и<гУлиРОВОЧНЬ1е н энергетические показатели; высокие пользованием непосредственных преобразователей част(належностнь1е показатели коммутационном аппаратуры ты весьма перспективны также и для механизмов с бол^остоянного тока при относительно небольших массо-га-шой частотой включений при высоких диапазонах ре^баритных и др. Системы электроприводов постоянного лирования. При мощностях от 40 до 80 кВт они имеютока разделяют на: наивысшие технико-экономические показатели.	сггстемы с силовыми контроллерами (например, с кон-
Для кранов грузоподъемностью 200—500 т также пегтР0ЛЛеРами ™па КВ 1-01);	„
спективио применение электроприводов механизмов подт системы с магнитными контроллерами (серии 11-1 о , ема мощностью.— 80—120 кВт с тиристорными преобрг.П-250, П-630, ДП-63, ДП-250, ДП-630).
зователями частоты.	На рис. 54 приведена схема управления электронри-
В табл. 39 приведены технические данные комплекчводом постоянного тока механизма передвижения с ку-ных частотно-регулируемых электроприводов крановы лачковым контроллером КВ 1-01. Этот контроллер в от-механизмов подъема [3].	личие от контроллера КВ 1-02 (для механизгаов подъема)
имеет симметричную диаграмму замыкания кулачковых элементов для обоих направлений движения. На первом Положении контроллера для получения малой скорости в схеме производится шунтирование обмотки якоря резистором Р7—Р8, а в цепь якоря электродвигателя М и последовательной обмотки возбуждения включаются
1ГЙ
183
пусковые резисторы Р1—Р6. На последующих положениях резистор Р7—Р8 отключается контактором 13 контроллера, и регулирование скорости производится также, как и в контроллере КВ 1*02. При нулевом положении
Рис. 54, Схема управления электроприводом постоянного тока механизма передвижения с кулачковым контроллером типа КВ 1-01 рукоятки контроллера электродвигатель отключается от сети и затормаживается механическим тормозом с электромагнитами параллельного YB1 или последовательного YB2 включения. Цепи катушки тормозного электромагнита YB1 коммутируются контактами контакторов КМ1 (КМ2). Управление этими контакторами производится контактами 3 контроллера. Контроллер КВ 1-01 применяется совместно с защитной панелью типа ППЗБ460, на которой установлены контакторы КМ2 (для механизма передвижения тележки) или КМ1 (для механизма передвижения моста) и общий линейный контактор КМО. Схемой предусмотрены нулевая (контактор КО), максимальная (реле КА) и конечная (выключатели SQ/ и SQ2) защиты.
На рис, 55 приведена схема управления электроприводом постоянного тока механизма передвижения с магнитным контроллером типа П-160 с комапдоконтролле-1 ром на четыре позиции. Схема обеспечивает пуск, реверс.
164
Ряс, 35. Схема управления электроприводом постоянного тока механизма передвижения с магнитным контроллером типа П-160
торможение и регулирование скорости (ступенчатое). Построение схемы симметрично для каждого направления движения («Вперед», «Назад»), Этот контроллер так же, как и остальные контроллеры серий П и ДП, позволяет осуществить плавное нарастание момента в процессе пуска при переводе рукоятки командоконтроллера из одного положения в следующее или автоматически — при переводе рукоятки сразу на последнее — четвертое положение.
165
На рис. 56 показаны механические характеристики электропривода с магнитным контроллером типа П-160. Контроль разгона осуществляется с помощью реле времени КТ1—КТЗ, начиная со второго положения (характеристика / на рис. 56). Электродвигатель при этом вклю-
Рис, 56, .Механические характеристики электропривода с магнитным контр обмером типа П-160 •
чается по схеме с последовательным выведением ступеней Р1—P2t Р2—РЗ, РЗ—Р4, Р4—Р5 резисторов в главной цепи. Реверс электродвигателя осуществляется контакторами направления К1—К4; KJ2 — линейный контактор; Q—рубильник силовой цепи. Для осуществления плавного торможения при переводе рукоятки командоконтроллера из крайних положений в первое предусматривается шунтирование якоря путем включения контакторов Кб и КП (характеристика 7) с последующим торможением противовключением до полной остановки. Оно осуществляется по характеристике 1Т при отключенных контакторах KS—К11 под контролем реле KV1 и KV2. Эти реле предотвращают выведение ступеней резисторов в цепи якоря почти до полной остановки электродвигателя.
Механический тормоз с электромагнитом YB накладывается только в аварийных режимах при срабатывании защиты или при отключении кнопки аварийного отключения S#.
В схеме, применяемой для механизма передвижения, контакты конечных выключателей SQ7 и SQ2 шунтируются контактами реле КТ4 при нулевом положении рукоятки командоконтроллера и копта кт а.ми KV1 и KV2— при других (ходовых) положениях. Это дает возможность выезжать из зоны конечной защиты и двигаться в этой зоне с пониженной скоростью после срабатывания конечной защиты в течение времени, соответствующего выдержке времени реле. КТ4.
166
Схема управления обеспечивает максимальную (реле КА1 и 7(Л2), нулевую (реле КУЗ) и конечную (выключатели SQ/ и SQ2) защиты. В схеме применена форсировка включения катушки YB электромагнита механического тормоза путем шунтирования добавочного резистора /?3 контактами контактора Кб. После срабатывания тормоза резистор /?3 автоматически вводится в цепь катушки YB из-за размыкания контактов контактора Кб, катушка которого отключается контактами реле времени КТ4.
Для разливочных кранов большой грузоподъемности, требующих особо точной остановки, устанавливают два механических тормоза: один рабочий подтормаживающий (для точной остановки), другой аварийный (для надежного торможения).
Системы управления электроприводами переменного тока
Для управления электродвигателями переменного тока механизмов передвижения крапов применяют силовые кулачковые и магнитные контроллеры, причем чаще последние. Электроприводы с силовыми кулачковыми контроллерами предназначены для механизмов с режимами работы Л и С и реже применяются для механизмов с режимом Т.
На рис. 57 приведена схема управления двухдвигательным электроприводом механизма передвижения с силовым кулачковым контроллером типа ККТ-62А. В этой схеме коммутация статорной цепи производится контакторами К1 и Д2 реверсора, а освободившиеся силовые контакты контроллера используются для коммутации распараллеленной цепи ротора,..-
Контроллер имеет пять фиксированных положений для каждого направления движения и одно нулевое и обеспечивает ступенчатый пуск, регулирование скорости, реверс и торможение. Коммутация резисторов в цепи ротора осуществляется по несимметричной схеме. Остановка электродвигателей после их отключения производится механическими тормозами с электромагнитами YB1 и УВ2, подключенными на выводы обмотки статора электродвигателей.
Для крановых механизмов передвижения при режимах Л и С иногда применяют системы с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.
167
Рис. 57. Схема управления дзухдвигательиьш электроприводом механизма передвижения с кулачковым контроллером типа ККТ-62А
Рис. 58. Схема управления электроприводом хмехапизма перед ниже* ния с Ety лачковым контрол лером типа ККТ-66А
На рис. 58 приведена схема управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором меха-низы а передвижения с силовым кулачковым контроллером типа ККТ-66А. Схема предусматривает пуск электродвигателя с пусковыми резисторами /?ПуС, введенными
168

0	44 44 W К
Рис. 59. Механические характеристики электроприводов с односкоростными асинхронными электродвигателями с коротко з а м кя у ты м р ото  ром (оз и М— в относительных единицах)
в цепь обмотки статора. На первом положении контроллера пусковые резисторы введены в цепь обмотки статора» На втором положении контроллера выводится (шунтируется) ступень резисторов С11—С16. С21—С16. С31—С16; на третьем положении /?пус полностью выводятся.
На рис. 59 приведены механические характеристики электроприводов с односкоростными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором»
Для электроприводов хмеха-Шшмов передвижения кранов широко применяются схемы управления с магнитными контроллерами.
На рис. 60 приведены схема управления электроприводом механизма передвижения с магнитным контроллером типа К-63»
Схема выполнена симметричной для обоих направлений движения» Число фиксированных положений в каждую сторону — четыре» Схема обеспечивает автоматический пуск, реверс, торможение и ступенчатое регулирование скорости путем изменения сопротивления резисторов в роторной цепи. Разгон в направлении «Вперед» и «Назад» производится в три ступени с помощью контакторов Кб, К7 и К8.
На рис. 61 приведены механические характеристики указанной схемы. Для этих характеристик за 100 % момента принят поминальный момент электродвигателей серий MTF и МТН в режиме ПВ™40%, за 100% скорости — синхронная частота вращения электродвигателя. Эти характеристики рассчитаны, исходя из условий обеспечения необходимых параметров ускорения электропривода при пуске и торможении в режиме противовключения. Для обеспечения нормального пуска в схеме предусмотрены невыключаемые ступени резисторов в цепи ротора» При переводе рукоятки командоконтроллера из пулевого положения в первое осуществляется задержка на время срабатывания реле противовключения KV2, Дальнейший разгон происходит под контролем реле КТ1 и КТ 2, причем реле КТ1 обеспечивает переход н-а характеристики, соответствующие третьему и четвертому по-
169
Рис* 60. Схема управления электроприводами механизма передвижения с магнитным, контроллером типа К-63
Рис* 6L ^Механические ха-р а кте р и сти ки э л ект р оп р ив о -да механизма передвижения с магнитным . контооллером К-63:
1—4 — соответствуют поло-ж е ни я м ко м а к д око к грел л е-ра на подъем; 4а проме-ж у т он в а я х а р а к те р и сти ка
170
ложениями командоконтроллера, Диапазон выдержек времени этих реле (при отпадании якоря), определяющих интенсивность ускорения, 0,4—2,5 с.
Схема допускает свободный выбег (при нулевом положении командоконтроллера) или торможение с помощью механического тормоза с электромагнитом УВ. Для остановки механизма по схеме со свободным выбегом переключают командокоптроллер на противоположное направление движения. При этом, независимо от положе-пня его рукоятки, собирается схема, соответствующая первому положению, и происходит торможение в режиме противовключения. При скорости, близкой к нулю, реле противовключения KV2 отключает электродвигатель, воздействуя на цепь катушки контакторов направления КЗ или К4< После остановки механизма возможен раз-гон его в противоположном направлении. В процессе оперативного торможения механический тормоз не участвует. Для осуществления торможения противовключением на катушку реле KV2 подается разность выпрямленных напряжений Д[7: постоянного Uy — от независимого нс* точника, питающего цепь управления; переменного Uuz от ротора &U^Uy—Uuz.
Реле KV2 сработает, когда напряжение (7У превысит на определенную величину напряжение Uuz, т, е. при значениях скольжения от 1,0 до номинального при пуске и от 1,3 до 1,0 — в режиме торможения противовключением, которое позволяет осуществить плавную остановку кранового механизма. Механическое торможение осуществляется только при аварийных ситуациях, когда срабатывает любая из защит — максимальная, конечная, нулевая или отключают установку нажатием на кнопку аварийного выключения SB.
Для получения схемы без свободного выбега с применением механического торможения электромагнитен переменного тока следует произвести следующие переключения в схеме: тормозной электромагнит переменного тока присоединить непосредственно к выводам обмотки статора; отключить катушки контакторов управления тормозом К1 и К2\ зашунтировать контакты конечных выключателей SQ/ и SQ2 размыкающими контактами контакторов направления К4 и КЗ, отсоединив при этом замыкающие контакты этих контакторов и размыкающий контакт К2,
171
Схемы электроприводов с магнитными контроллерами серий ТА и ДТА — аналогичны схемам с контроллерами серий К и ДК. Разница заключается в схемах управления, выполняемых на постоянном (К и ДК) к на переменном (ТА и ДТА) токе. Кроме того, в отличие от схем с К и ДК, схемы с ТА и ДТА не имеют максимальной токовой и нулевой защит — они вынесены на общую для всего крана защитную панель.
Регулируемые асинхронные электроприводы с тиристорными импульсночслючевым управлением
Эти электроприводы [4] находят применение для крапов металлургического производства, работающих в тяже-лом и весьма тяжелом режимах (рис. 62). В этой схеме
Рис, 62. Схема асинхронного электропривода механизма передвижения с импульско-ключеиым управлением
172
когпакторы применены только в цепях статора (контак-гор направления «Вперед»—К/ и «Назад»—ТС?) и для управления тормозным электромагнитом КЗ. В силовую цепь ротора включен полууправляемый выпрямительный мост на диодах VDI—VD3 и тиристорах VST—VS5; силовые резисторы R1 и шунтирующие их тиристоры VS5— 7S7, Указанный мост обеспечивает импульсно-ключевое регулирование частоты вращения электродвигателя М и осуществляет коммутацию тиристоров VS5—VS7 в цепи постоянного тока в момент закрывания моста. Управление тиристорами моста осуществляется по схеме, обеспечивающей стабильные характеристики, практически не зависящие от колебания напряжения сети. Потенциал между эмиттером и базой однопереходпого транзистора VT в этой схеме определяется напряжением на резисторе R2, выпрямленным диодами VD1—VD6 и пропорциональным скольжению электродвигателя. Потенциал между первой и второй базами этого транзистора определяется напряжением сети, выпрямленным мостом на диодах VD14—VD17.
С помощью контактов 6—8 комаидокоптроллера задают уровень скольжения, поддерживаемого на соответствующих (механических) характеристиках электродвигателя (характеристики 1—3 на рис, 63). Связь баз гран*
Р^с. 63. Механические характеристики электропривода механизма пере-движения с имкулъсно* ю ч е в ы м у п р а вл е н и см
зистора VT с сетью стабилизирует эти характеристики при колебании напряжения сети. Характеристики получаются путем импульсного перевода электродвигателя на характеристику при разомкнутом силовом мосте (вве* Денных резисторах R2 и Т?5) и реостатные характеристик
173
ки при замыкани этого моста на полное сопротивление R1 (характеристика 1 на рис, 63), При шунтировании части этого сопротивления тиристором 755 получают характеристики 2 и 3,
Переход электродвигателя при разгоне па характеристику 4 осуществляется через промежуточную характеристику 4' под контролем реле времени КТ1 и КТ 2* На последнем положении команде контроллер a 5А цепь импульсно-ключевого управления шунтируется контактами реле КУ2 и контактом 9 командоконтроллера, что вызывает открывание тиристоров моста.
При переводе рукоятки командоконтроллера в обратном направлении уменьшается напряжение на переходе эмиттер — база 1 транзистора УТ, что приводит к закрытию тиристоров моста и позволяет коммутировать тиристоры 7S5—VS7. Когда скольжение электродвигателя увеличится до заданного значения, срабатывает транзистор УТ и подаются сигналы управления на открывание тиристоров моста. При установке рукоятки командоконтроллера в нулевое положение происходит свободный выбег электродвигателя, так как катушка контактора КЗ становится на самоблокировку и поэтому катушки тормозного электромагнита YB остаются под напряжением.
Торможение противовключением электродвигателя осуществляется по характеристике Т под контролем реле КУЗ, осуществляющего через реле КУ2 отключение цепи управления тиристоров 755 — VS7, Реле КУЗ включается при значениях скольжения, больших единицы, с по-' мощью тиристора 758, управляемого транзистором УТ. При уменьшении скорости электродвигателя до нуля (т, е. при 5 — 1) тиристор 758 закрывается, что приводит к отключению катушки реле КУЗ. Размыкающие контакты КУЗ в цепи катушки реле KV2 замыкаются, подавая напряжение этой катушке, что позволяет. осуществить разгон электродвигателя в обратном направлении.
Защита электропривода вынесена на крановую защитную панель.
Для многодвигательпых электроприводов механизмов передвижения перспективна схема с неуправляемыми полупроводниковыми выпрямителями в цепи ротора асинхронных электродвигателей, нагруженных на общее пус ко регулирующее сопротивление, приведенная на рис. 64 [19].
Схема обеспечивает согласованную работу приводных
174
электродвигателей, способствует уменьшению пробуксовок и проскальзывания ведущих колес и в несколько раз уменьшает динамические нагрузки, вызывающие перекос металлоконструкции крана. Этот электропривод отличается простотой технического решения, реализуемого па основе современной полупроводниковой техники* и мо-
Рис. 64. Принципиальная схема мнотодБигателъного электропривода механизмов передвижения с электрической связью по цепи выпрямленного тока ротора
жет быть легко применен как для новых крановых механизмов, так и для находящихся в эксплуатации.
В схеме использован принцип взаимного регулирования, основанный на том, что выпрямленное напряжение роторов асинхронных электродвигателей, а поэтому и их частоты вращения, автоматически поддерживаются равными между собой. В связи с этим частота вращения регулируется в .зависимости от соотношения нагрузок, а не путем введения добавочной э. д. с. в цепь обмотки ротора, как это осуществляют в схемах вентильного као када.
Благодаря наличию мостовых выпрямителей схема позволяет осуществить эффективный режим динамического торможения с самовозбуждением при использовании
173
остаточного магнитного потока электродвигателя, что является ее достоинством.
Для современных крановых механизмов передвижения применяются и тиристорные частотно-регулируемые электроприводы, позволяющие значительно снизить экс-плуатационные затраты и увеличить производительность крановых установок на 25—30 % № сравнению с элек* троприводом постоянного тока [19].
На рис. 65 приведена схема управления двухскоростным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с регулируемым тиристорным преобразова-
ние. 65. Схема управления двухскоростпым асинхронным электродвигателем с регулируемым тиристорным преобразователем частоты:
Ml — электродвигатель механизма передвижения; М2 — электродвигатель гидротолкателя; UZ—преобразователь частоты; БУП—* блок управления преобразователем частоты
176
о и я Q. К О а £ 4)	ШЗОДОЯЭ щояяисяксчон -io бинезоЦ -HIi'Ajod CUQH 1010Ch EfiOE	’ф 7	7	7? LO	LO	LO	CO О	Г-*. ~	о	о О	О	о	o'
	июойояз -ad hocej fcfii?	“Ч	i-ч	1—м <iS <©	6$	О —<	со
	'KtraxBJHHtfcKl “i>iave иииэУп “•eda cjoxovh BBitiiodxHJio БЕГПЧИ-еЯНЭЖТК	о	О	О	о О	О	о	о О	О	о	!Л
Панель у ара в де* НИЯ] габариты, мм		1Л	03 о>	(7>	о	ио	1Л	О	О со	ел<м	см	ел	со	со	ос	оз X	X X	X	X	X	X	X	X О	ОО	О	О	О'	о	о	о l>- I> N. I"-. >.	tSr О- Ьм>- V-. ь» b-	ь- ххххххххх lOtoUilGiftiPiftiAin О Klfl ю ’—« » Ь- 1Л 1О 222277X^^7^77 7?
Таблица 40. Техническая характеристика комплектных гщстотнп-регу^црусмых электроприводов крановых механизмов передвижения
	«
	и
3	я
5	о
	
и* о л	F о Ы Л
£Г*	С ?
►а	О <>
« аз И гЗ	д л к:
Л О	и
	
	
ci	
иЭ	
0	
CJ	
а.	и
м	£
 3	
С- н	Ен
С КО! нпг >абс	
ф	
Z i;	
S 2 2	F-
L (" S	
	
	
д '•- J-1*	
О „	О
§s_-	
д >£}	
С Cl Я	
	Г?
	
	
	
	
	El -ed
	* л
	<и 5
	ч :*
	СП -Я
	С! § Я *
	н
12 РАПУТОЗ Б. М>
2 «S							
	i*"b	г	Cl	Си	Cl	,	(С.	t Cl,	_
S	о	О	О	Ф	о	О	о
tr* s	Си £ О	£		н < 5	«-		<и •	, t-f . <
СЕ	«м		. S	. *а		Я	* *
ci g	X S'CQ НсЗ £^£2 ©• та Ф тз От; а о о •О- ~ ♦©* ’S’ S ю о о о ю о				НН Х-^-а е?	, П.Ш P-CQ * ^из -§^О	
		£М л 		О] л		гл л oi щ —*	
О	« я ООО-	II х	II a	1! ь ех	1! 2.	1! 2	Е In
	л Н Н	оз ь—। г© > с© t-м			£—1 L/)	1/) t'- 1*0		
о	о о	О	о	о	О	о	о
О,}	X -3Q			’ЧГ			
и	W LJ	L?	о		и	О	CJ
	НН			с	4			н
Н	НН	Н	н	н	н		н
	со O J	1^,	N.	Г'-			
О'	из	о		о	1	1	
Ю	Ф4 <-ч		(М	||| 1			
О	О ил	о©	со	гл			
	о с©	Ч—|	1?^	со	1	1	1
СО	СОЗ	»“М	СМ				
из	О 00	О	СО	о	о	о	о
	ос оо	1Л		о	1О	со	(М
Th	го ОЗ	—-н	03	<М			
О	о о	о	о	о	LT3	1Л	о
О	О 1Л	о	о	со	о		
1±^	С<1	WM	СО	(М	Ц 1 i		
			со	□0	см 7—<	OI	СМ г—Ч
Th	л е	'd*	о	с£>			чГ
О1	уи»	Cl		tM			
<М О	СМ (N О Ю	CM 'чЬ	см Ю •	СМ	OJ OJ чГ	<м	сМ СМ
X			’т4	X	X		
К	IX ?Х			Ь4			
Н	НН	н	н	И	н	С-с	н
		«			£		
Примечание. ТяП кома идокситроллера КП 1200.
177
телем частоты. Применение подобных схем целесообразно для механизмов, оптимальная частота вращения электродвигателей которых. 600—900 об/мин, т. е. для меха-, инзмов передвижения с большими приведенными моментами инерции. Схема позволяет получить высокую плавность регулирования скорости, что особенно важно для крановых .механизмов передвижения. Наличие двухско ростгюго электродвигателя дает существенное увеличение диапазона регулирования скорости.
В отличие от схемы, приведенной на рис. 5'1 и применяемой для механизмов подъема, в рассматриваемой схеме отсутствует переключение электродвигателя на сеть, что значительно упрощает схему. Кроме того, в схеме отсутствует промежуточный релейный блок управления. Управление скоростью электродвигателя производится' непосредственно реле скорости KV1—KV5, что позволяет получить пять регулировочных характеристик. Эти же реле управляют контакторами (К/ и ТС?) переключения статорных обмоток электродвигателя МЛ Реверс его производится по команде от реле KV6 и KV7. Схемой предусмотрен частотный пуск и торможение, кон* тролируемыс задатчиком интенсивности (темпа). Узлы управления преобразователем частоты и защиты электропривода — типовые.
В табл. 40 приведена техническая характеристика комплектных' частотно-регулируемых электроприводов крановых механизмов передвижения [3].
Глава Ш
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КРАНОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЦЕХОВ
L ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В СССР изготовляются краны всех видов, применяемые на металлургических предприятиях страны.
Конструкция, мостовых кранов, изготовленных на производственных объединениях «Сибтяжмаш», «Ленподъ-емтрансмаш», «Электростальтяжмаш», «Кран», Харьковском заводе подъемно-транспортного оборудования 178
и Ново-Краматорском машиностроительном заводе (НКМЗ), по своим техническим характеристикам и эксплуатационным показателям соответствует современному уровню кр аностроения и развивается в па пр а в лен нм снижения массы крана и дальнейшего повышения надежности механизмов.
Значительный объем работ по унификации конструкций мостовых кранов общего назначения грузоподъемностью 75—500 т был проведен на ПО «Сибтяжмаш» и «Кран». Специальные металлургические краны, разработанные и выпускаемые ПО «Сибтяжмаш», НКМЗ, ПО «Ленподъемтрансмаш» при участии ВНИИПТмаша, успешно работают в Советском Союзе и ряде зарубежных стран,
В Советском Союзе изготовляются для металлургических предприятий литейные краны грузоподъемностью от 75 до 630 т для работы в разливочных, заливочных и миксерных отделениях сталеплавильных цехов. Компоновка их механизмов, расположение электрооборудования на кранах обеспечивают доступность к отдельным их узлам при эксплуатации, что особенно важно в условиях металлургических предприятий.
ПО «Сибтяжмаш» освоено производство литейных кранов грузоподъемностью 75-4-15; 100+20; 125+32; 140+32; 225 + 63/20; 280+100/20; 320+100/20; 360+ + 100/20; 400+100/20; 450+100/20; 500 + 100/20 т+ Литейные крапы грузоподъемностью до 225 т имеют раздельный электропривод механизма передвижения крана с безребордными ходовыми колесами.
Внедрение новой техники и технологии в сталеплавильном производстве, а также реконструкция оборудования металлургических цехов обусловили создание более мощных кранов. Так, разработаны на НКМЗ, освоены в производстве и успешно эксплуатируются на металлургических предприятиях литейные краны грузоподъемностью 450 + 90+16; 560 + 90+ 16 и 630 + 90 + + 16т.
Выпуск унифицированных колодцевых крапов грузов Подъемпостью 16/20; 20/50; 32/50; 4'0/50 т освоен на ПО «Сибтяжмаш». Механизмы этих крапов рассчитаны на весьма тяжелый режим работы (ВТ) при относительной продолжительности включения ПВ=60%, за исключен нйем механизма управления и вращения клещей, работающего в тяжелом режиме (Т) при ПВ = 40 %. Досто-
12*
179
GO
Рис. 66. Электрическая схема крюкового мостового крана переменного тока общего назначения с магнитными и'силовыми контроллерами;
Q — рубильник на защитной панели; Q/— кулачковый контроллер для электродвигателя вспомогательного подъема; Q2 — то же, но для тележки; Q3— то же, по для моста; S4 — командоконтроллер для электродвигателя главного подъема; KAOt КАЦ КАЦ KA3t КА4 — реле максимального тока; KMj КМИ— контакторы; SQ — конечные выключатели; S/ —
YB5 — тормозные электромагниты; S3 — контакты ножных педалей; Л77т КТ2 — соответственно реле управления и реле блокировки (оба реле времени): ЛО — .освещение кабины; НА — сирена
с/
F3
РЗ
Р2
Р/
~Pf~
Р2
п-----
—
ptf
A?
5 '
аварийный выключатель; S2— контакт контроля люка; ХЯ/—
1/35
ныи
X
Р5
—
7>5 4f5
Ш
;Т| ‘л Т| ..л-
II
I й I '1111'? г 4UwT4|-HHL и Т - ТЦ-г-

w
.W

/А^у “2
l .и. 4444-^-2

инствами этих крапов являются надежность их узлов и возможность работы клещевого устройства со слитками разных размеров при обеспечении высокого значения коэффициентов зажатия их для всего диапазона габаритов слитков, обслуживаемых колодцевыми крапами*
На этом же ПО изготовляются краны для весьма тяжелого режима работы для раздевания слитков (стрипперные) грузоподъемностью 20, 32 и 40 т при работе клещами со слитками и клещевые краны для транспортировки слябов грузоподъемностью 46 и 110 т.
На ПО «Ленподъемтраисмаш^ разработаны и освоены в производстве для металлургических предприятий мостовые крапы с вращающейся тележкой и управляемыми клещами грузоподъемностью 50 т и краны грузоподъемностью 50/10 т с механизмом вращения крюка. Этим же ПО освоен выпуск металлургических кранов грузоподъемностью 16 т для сборки составов изложниц. ПО «Электростальтяжмащ» выпускает напольно-завалочные машины грузоподъемностью 10 т*
2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КРЮКОВЫХ
МОСТОВЫХ КРАНОВ
На металлургических предприятиях широко применяют* ся крюковые мостовые краны общего назначения при технологических, погрузочно-разгрузочных, монтажных, ремонтных, складских и других видах работ, У этих кра* нов большая номенклатура типоразмеров и исполнений, их грузоподъемность достигает 806 т, однако наиболее широко используются краны грузоподъемностью от 5 до 320 т трех-, четырех- и пятидвигательпые* Для привода механизмов этих кранов наиболее широко применяются трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором (реже — с короткозамкнутым), рассмотренные в гл* L В зависимости от мощности и режима работы управление электроприводами осуществляется силовыми кулачковыми или магнитными контроллерами*
На рис. 66 приведена схема крюкового мостового крана переменного тока общего назначения с силовыми контроллерами для управления электродвигателями вспомогательного подъема Л42, тележки М3, моста М4 и М5 и с магнитным контроллером для управления электродвигателем главного подъема ML Для управления электродвигателями вспомогательного подъема и передвиже-
182
имя тележки в схеме применены кулачковые контроллеры типа ККТ-61А, для управления электродвигателями ^оста — типа ККТ-62А и для управления электродвига-течем главного подъема — магнитный контроллер типа ТСА-161. В cxefvie имеется защитная панель типа ПЗК5-160, с помощью которой осуществляется защита максимального тока (реле КАО, КА1 — КА4), конечная (конечные выключатели SQ), нулевой блокировки (контакты 1 контроллеров QI, Q2> Q3 и команде контр о л лера SA) ♦
3, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КРАНОВ
с ГР УЗО ПОДЪЕМ НЫЛ! И ЭЛЕКТРОМАГНИТАМИ
Крапы с грузоподъемными электромагнитами (с магнитным захватом) предназначены для подъема и транспортировки различных ферромагнитных материалов' — в основном стальных и чугунных изделий. Их часто применяют в цехах металлургических предприятий, В доменных цехах их используют для транспортировки и погрузки чушкового чугуна; на шихтовых дворах мартеновских цехов — для загрузки мульд скрапом; в прокатных цехах — для транспортировки блюмов, слябов и проката различного вида (рельсы, балки, большие листы и рулоны стали и т, ш).
Подъемная сила электромагнита различна для различных грузов и зависит от ряда факторов, определяющих величину намагничивающей силы катушки и магнитной проницаемости (проводимости) участков магни-толровода.
К числу этих факторов откосятся:
химический состав материала поднимаемого груза — с увеличением процентного содержания углерода и примесей (серы, марганца, фосфора, никеля) уменьшаются магнитная проницаемость и величина подъемной силы;
температура катушки — при нагреве катушки увеличивается ее сопротивление, что приводит к уменьшению величины тока и, следовательно, намагничивающей силы (при неизменном напряжении), в результате чего происходит снижение магнитного потока и величины подъемной силы электромагнита; поэтому грузоподъемность электромагнита в нагретом состоянии меньше, чем в холодном, учитывая, что при установившейся температуре
183
130—160 СС сопротивление катушки примерно в 1,5 раза больше, чем в холодном состоянии; снижение подъемной силы при уменьшении намагничивающей силы зависит от степени насыщения магнитной системы (при подъеме сплошной болванки уменьшение подъемной силы из-за нагрева катушки менее ощутимо, так как в этом случае насыщение магнитной системы увеличивается); поэтому преждевременное включение электромагнита (до подвода его к поднимаемому грузу) и задержка его отключения приводят к дополнительному нагреву катушки и снижению подъемной силы;
температура поднимаемого груза — в диапазоне температур от 200 до 720 °C магнитная проницаемость снижается (до нуля в конце диапазона) и при этом уменьшается подъемная сила электромагнита; кроме того, длительное воздействие высокой температуры дополнительно нагревает катушку, увеличивая  ее сопротивление, что также снижает подъемную силу электромагнита;
форма размеры и укладка, поднимаемого груза — в зависимости от этих факторов грузоподъемность изме- . пяется в десятки раз. Она тем больше, чем больше сечение поднимаемого груза и меньше воздушные промежутки между отдельными частями его, а также между грузом и полюсами электромагнита. Поэтому, чем плотнее уложен груз (при прочих равных условиях), тем больше подъемная сила электромагнита, обратно про-порциональная квадрату магнитного сопротивления, наиболее значительной частью которого является магнитное сопротивление воздушных участков (например, при подъеме плотно уложенного скрапа и стружки грузоподъемность электромагнитов снижается до 1,5— 2.0 % от грузоподъемности при подъеме сплошной плиты).
Электрооборудование механизмов подъема и передвижения кранов с магнитным грузозахватным устрой-, ством в основном аналогично электрооборудованию крю- . ковых мостовых крапов. Специфичным- является само грузозахватное устройство — электромагнит, подвешенный на крюке крана, и схема управления им.
Основные достоинства грузоподъемного электромагнита как грузозахватного устройства: дистапциоиность: управления, быстрота и простота захвата и освобожден вия груза; возможность транспортировки горячего ме
184
талла с температурой до 450—500 °C; удобство захвата и освобождения грузов любой формы; возможность регулирования грузоподъемности (в определенных пределах) путем изменения величины тока электромагнита, что важно для металлургических предприятий при подготовке шихты различного состава и при операциях с различными видами стального проката.
Грузоподъемные электромагниты изготовляют круглой (типов М-22В, М23А, М-42В, М-43А, М-62В, М-63А и др.) и прямоугольной (типов ПМ-15Б, ПМ-16А, ПМ-25Б, ПМ-26А) формы в нормальном, экспортном и тропическом исполнениях [20]. В табл. 41 приведена техническая характеристика грузоподъемных электромагнитов.
Таблица 41. Техническая характеристика грузоподъемных s-лектромагнитов	\	/
Тип	Г' S 1!	\ / Грузоподъемность, кг, при номизьй льном напри же-\ин и ХОЛОДНОМ WiySQ					Масса эдек* тромапшта, кг
		бОм^ванка или плита	чугуз\ в чущк&	скрй/ Сталиной /	боЙНЫЙ шар	.стружка сталь - пая	
AV22B	10,5,	6000	200	><200	-		80	550
М-23А	10	эдоо	240 .	\Ж		100	700
frM2B	22,5	16 000	600	Коо		200	1500
АМЗА	32,5	20 000	640	640		220	1640
AV62B	56,5	20 000	I860	1800	г*	600	3300
М-63А	56,5	25 000	.1950	195Q		•	670	•4300
М-40Б	to сл	.—	<—		10 000		1600
ПМ-15Б	о сл	9000	—		—		1500
ПМЛ6А	1(] ,5	10 000	—	1  		— >	1410
ПМ-25Б	20,0	16 000	мм	.	II			2400
ПМ-20А	20,0	18 000		—		——	2690
Круглые электромагниты предназначены для подъема стальных и чугунных грузов относительно небольших размеров или неопределенной формы: плит, болванок, чугунных чушек, различного скрапа, стружки, рулонной стали, пакетов и т.п. Их используют также для подъема бойных шаров при дроблении металлолома.
Прямоугольные электромагниты предна^ значены для подъема стальных и чугунных длинног^ер-Hbix грузов: рельсов, балок, стального проката (кругло
185
го, прямоугольного и других профилей), листовой стали, труб и Т.п.
Эти электромагниты предназначены для работы нд высоте над уровнем моря не более 2000 м во взрывобезопасной окружающей среде, не содержащей токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию; степень защиты 1Р44, Номинальное напряжение постоянного тока 220 В, режим работы повторно-кратковременный с относительной продолжительностью включения ПВ^бО % при работе с холодным грузом. Допускается их работа при ПВ>50%, а также с грузами, имеющими температуру до 500 СС при условии соответствующего снижения величины питающего напряжения на катушке электромагнита во избежание перегрева ее и снижения грузоподъемной силы электромагнита.
При работе электромагнита с ПВ>50 % необходимо снизить напряжение на катушке электромагнита до’ величины
Удоп = адЛ1Вф/ПВя,
(Ш.1)
где Un — номинальное напряжение катушки электромагнита; ПВф и ПВп — соответственно фактическое и поминальное значения относительной продолжительности включения.
Так как обычно UH=22Q В, а Г1Вн=50 %, то
URoa = 1555/У ПВф.
(Ш.2)
Грузоподъемность электромагнита, как электромагнитную силу, определяют по формуле Максвелла

25s
(Ш.З)
где F — подъемная сила электромагнита, Н; Ф — маг-нитный поток, Вб; s — площадь соприкосновения груза с полюсами электромагнита, м2.
На рис. 67 показан круглый грузоподъемный электромагнит типа М-42В, Корпуса электромагнитов отливают из малоуглеродистой стали (25Л), обладающей вы* сокой магнитной проницаемостью, или изготовляют пу-
180
сварки из стального проката. Внутри корпуса 4 теМ0ГТится катушка 7, закрепленная снизу стальной шай-
6 толщиной 2—3 мм, приваренной к корпусу. С наружной стороны катушка защищена от ударов о груз
Рис. 67- Круглый грузе-п ттъ е м J; Ь1я ил е ктр о м а г -нит типа М-42В-.
; _ цепь; 2 — коробка рыводгв; 3 — пробка; 4 — корпус; 5 — дуга; £ —шайба; 7 —катушка; § — немагнитная шайба
толстой стальной немагнитной шайбой (плитой) 8< В круглых электромагнитах намагниченная шайба удерживается с помощью дуг 5, приваренных к корпусу? в прямоугольных — внутренним полюсом, закрепленным болтами на корпусе, и планкой, приваренной к корпусу электромагнита.
Катушка 7 состоит из одной или нескольких секций, пропитанных нагревостойкой эмалью* Применяемые и электромагнитах изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости- не ниже F. Круглый электромагнит М-40Б для подъема бойпого шара выполняют с центральной выемной частью полюса и выступающим наконечником магнитной системы по наружному периметру электромагнита* Наконечник, приваренный к корпусу, образует с выемной частью полюса в зоне прилегания к гРУзу (бойному шару) сферическую поверхность* После сборки катушки все пустоты в корпусе 4 заливают на^ гревостойкой полимеризующейся массой для повышения электрической и механической прочности катушки и улучшения отвода тепла от нее*
При выборе грузоподъемных электромагнитов учиты-
387
в а ют: форму груза, режим работы (ПВ) электромагнита, подъемную силу, напряжение катушки электромагнита и температуру груза.
Так как грузоподъемные электромагниты имеют большую индуктивность, то для быстрого и полного освобождения груза, а также для ограничения перенапряжения (до значения не более 2 кВ) применяют специальные схемы управления ими.
На рис+ 68 приведены схемы управления грузоподъемными электромагнитами с магнитными контроллерами
Рис, 68, СхехМЫ управления с магишным:! контроллерами;
а ПМС-50; б — ПМС-150
грузоподъемными электромагнитами
ПМС-50 и ПМСИ50. Эти схемы работают в функции индуктивности системы электромагнит — груз. При повороте рукоятки комапдоконтроллера S/4 в положение «Подъем» замыкаются его контакты и срабатывает контактор намагничивания (см. рис. 68, й) или 70 и К2 (см. рис. 68,6), главные контакты которых подключают катушку YA грузоподъемного электромагнита к сети постоянного (выпрямленного) тока, получающей питание от вращающегося элъктромшпишгого преобразователя или от статического полупроводникового. При этом по катушке YA протекает номинальный ток, а параллельно
188
ркдючеш-юе разрядное сопротивление (Р1—Р4, Р4—РЗ, рЗ^-Р2) обтекается током меньшей величины Катушки коптакторов размагничивания К2 (см, рис. 68, а) и КЗ (см. рис, 68, б) не обтекаются током, так как блоккон-такт KJ разомкнут.
Для отключения катушки электромагнита и отпускания груза рукоятку командоконтроллера ЗЛ ставят в положение «Опускание», При этом катушка YA электромагнита отключается от сети и остается включенной в замкнутый контур с сопротивлениями Р1—P4t Р4—РЗ, РЗ—Р'2, Так как катушка УА электромагнита обладает значительной индуктивностью, то в указанном замкнутом контуре будет протекать спадающий ток. Этот ток обусловит напряжение между точками 6 и 7, представляющее собой сумму падений напряжений U\ на сопротивлении 6—Р4 и Да — на сопротивлении 7—Р4. Поэтому У б-?= ^ЛЧ-
Б первый момент времени после отключения контактора К1 (см. рис. 68, а) или К1 и К2 (см. рис. 68, б) напряжение 150—200 В, В то же время напряжение срабатывания контактора размагничивания К2 1/н = = 110 В. Поэтому контактор размагничивания сразу же сработает и его главные контакты подключат катушку YA электромагнита к сети так, что ток будет проходить через нее в обратном направлении, предварительно уменьшившись до нуля. При этом изменится направление тока и на сопротивлении 6—Р4. а следовательно, и направление действия падения напряжения £Л. Поэтому катушка контактора размагничивания {К2 — на рис. 68, а* КЗ — иа рис. 68, б) окажется под напряжением — (7i, причем по мере нарастания тока размагничивания напряжение U^_7 будет уменьшаться. При достижении этим током величины, равной 10—20 % от рабочего тока холодной катушки электромагнита, напряжение С'6_7 на катушке контактора размагничивания снизится до 10—15 В и этот контактор отпустит свой якорь (к этому времени груз практически успеет размагнититься и отпасть). Размыкание контактов контактора размагничивания вызывает отключение от сети катушки У А электромагнита, которая остается замкнутой на разрядное сопротивление. Это облегчает условия гашения электрической дуги контактором и снижает перенапряжение, увеличивая, срок службы изоляции катушки. Размыкающий блокконтакт Д'/ в цепи катушки коп-
189
тактора размагничивания исключает одновременное включение контакторов намагничивания и размагничивания.
Достоинством рассмотренных схем является автоматическое регулирование времени размагничивания в зависимости от вида поднимаемого груза. При большой массе груза магнитная проводимость его больше, следовательно, индуктивность электромагнита увеличивается-Это приводит к увеличению времени размагничивания, а при малой массе груза — наоборот.
Рассмотренные схемы позволяют осуществлять и неавтоматическое регулирование времени размагничивания за счет изменения величины сопротивлений участков 6—Р4 и 7—Р4. Магнитный контроллер ПМС-150, как видно из рис. 68, отличается от магнитного контроллера ПМС-50 наличием двух контакторов намагничивания У К и 2К, рис. 68,6), способных коммутировать значительно более мощные цепи. У обоих типов магнитных контроллеров разрядное сопротивление встроено в корпус контроллера. При необходимости два и более подъемных электромагнита могут параллельно работать на одном кране. При этом они управляются одновременно одним ком а идо контр оллером и одним магнитным контроллером. Московским электромашиностроительным заводом «Динамо» им. С. М, Кирова изготовляется также магнитный контроллер типа ПСМ-80 для управления грузоподъемными электромагнитами и регулирования их подъемной силы.
Этот контроллер является комплектным устройством, состоящим ив: управляемого статического преобразователя (тиристорного) для питания катушек грузоподъемных электромагнитов и регулирования их подъемной силы; контакторно-релейной аппаратуры для включения и отключения их.
На рис, 69 приведена схема магнитного контроллера ПОМ-80 с управляемым статическим преобразователем. Преобразователь выполнен по трехфазиой бестрансфор* матерной двухполупериодной схеме с одним тиристором и разрядным диодом. Регулирование тока в катушке электромагнита УЛ производится путем изменения угла открывания тиристора VS. Величина угла открывания тиристора зависит от задающего сигнала, который плавно регулируется в широких пределах сельсинным команде контрол лером. Сигнал на выходе сельсина подается на
199
однофазный выпрямительный мост UZ1. На выходе моста получается изменяющееся выпрямленное напряжение, подаваемое на транзисторный усилитель, с выхода которого —на управляющий электрод тиристора УЗ.

1-----------------------
ям
яг
п7<7
rtf
№
2Г
•0Н
Рис. 69. Схема магнитного контроллера ПМС-80 с управляемым статическим преобразователем:
I — блок питания; II — блок задания; Ш— релейный элемент; /V — силовая схема
/Г9
№7
да
Hs% >та
.. г
VW 1
27
.У/7 SttW
№
•T^j/rZ?'
2^1 Ю?
Rtf	$
/zb 04 о ~—faz
Ю/
ТЛ7




1ЙМС^п4П





В блоке питания / применен трехобмоточный трансформатор Т. Его вторичная обмотка на напряжение 36 В предназначена для питания релейных элементов, другая вторичная обмотка на 115 В служит для подачи напряжения возбуждения сельсину ВС. Сельсинный ко-мандоконтроллер SX имеет одно фиксированное положение (нулевое) и обеспечивает заторможенное состояние при любом промежуточном положении рукоятки управления. Каждому положению ротора сельсина ВС соответствует определенное значение тока электромагнит та УЛ/
При включении электромагниты питаются через диоды VD1 и VD2} тиристор VS и главные контакты кон-Эктора намагничивания- 7(7. При отключении электро
191
магнитов из-за размыкания контактов 1 комапдоконт-роллера SA обесточиваются катушки контактора К/, реле времени f\Tl и КТ2> В связи с тем, что время отпадания якоря реле К2 составляет 2 с, то примерно в течение этого времени по катушкам электромагнитов будет протекать размагничивающий ток,
ВНИПТИ объединения «Динамо» (г. Москва) разработана панель управления ПМС-160. В отличие от магнитных контроллеров ПМ.С-50 и ПМС-150, у которых разрядное сопротивление постоянно подключено параллельно к электромагниту (что связано с дополнительным потреблением электроэнергии из сети) в панели ПМС-160, это сопротивление отключено от электромагнита в режиме намагничивания. По окончании этого режима — при переводе рукоятки командоконтроллера в нулевое положение включается контактор размагничивания и образуются два вспомогательных разрядных контура, Затем отключается контактор намагничивания. В процессе .отключения его, пока не погаснет электрическая дуга на его главных контактах, замыкается основной разрядный контур размыкающими вспомогательными .контактами намагничивающего контактора. После погасания дуги размыкаются вспомогательные контуры.
, 4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГРЕЙФЕРНЫХ
И МАГНИТНО-ГРЕЙФЕРНЫХ КРАНОВ
Краны с грейфером широко применяются в различных металлургических цехах для погрузки и разгрузки сыпучих материалов. Грейферы разделяют на одно-, двухканатные и моторные, У последних открывание и закрывание осуществляется с помощью электродвигателя, установленного на самом грейфере, Наибольшее применение находят двухканатпые грейферы [21].
Для работы двухканатного грейфера необходимо иметь следующие сочетания вращения замыкающего 1 и поддерживающего 2 барабанов (рис. 70): 
1)	при подъеме и спуске закрытого или открытого грейфера оба барабана должны вращаться синхронно;
2)	при зачерпывании вращается в сторону подъема только замыкающий барабап /, а поддерживающий барабан 2 — неподвижен. Поддерживающие канаты должны иметь слабину, поэтому барабан 2 слегка вращается в сторону спуска; 
192
3)	при раскрывании или закрывании челюстей неподвижного грейфера на весу вращается один из двух ба-рабанов, а другой неподвижен;
4)	при раскрывании или закрывании челюстей движущегося грейфера вращаются оба барабана с различными скоростями;
Рис. 71. Двухдвигательпая планетарная грейферная лебедка;
1 и 2— замыкающий и поддерживающий барабаны; 3 я 4 — электродвигатели соответственно для этик барабанов; 5 — солнечная шестерня; 6 — водило; 7 — зубчатая обойма
Рис. 70. Схема расположения бараба-4 нов двухканатных грейферных лебедок мостовых кранов
5)	при ускоренном раскрывании или закрывании грейфера один барабан вращается на подъем, а другой — на спуск, или наоборот. Следует отметить, что операции 1~3 обязательны, а операции 4 и о желательны^ для ускорения работы.
Двухканатпые грейферные лебедки разделяются на однодвигательпые и. двухдвигательные. Первые дешевле вторых, но менее аффективны — не позволяют совмещать движения и сложнее и управлении. Поатомуфтаибольшее применение находят двухдвигательные грейферные лебедки.
В двухдвигательных планетарных лебедках (рис, 71) зачерпывание производится с помощью вспомогательного электродвигателя 3 при заторможенном главном (подъ-13 РАПУТОВ Б. м.
емном) электродвигателе 4. Подъем и спуск осуществляются электродвигателем 4 при заторможенном электродвигателе 3 (барабаны вращаются синхронно). Закрывание и открывание грейфера производятся электродвигателем 3 при заторможенном электродвигателе 4 или на ходу.
Широкое применение находят и двухдвигательные грейферные лебедки с независимыми барабанам?! 1 и 2 (рис. 72). У них имеются сб-
щие узлы с лебедками крюко-вых мостовых кранов, но для них должно быть предусмотрено наличие устройств для электрической или механической синхронизации, При зачерпывании работает замыкающий электродвигатель 3. причем тормоз подъемного электродвигателя 4 расторможен для обеспечения слабины поддерживающего каната. Открывание и. закрывание грейфера произво-3 при заторможенном электро-
Рис. 72. Двухдвигательная грейфер пая лебедка с неза-
дится электродвигателем
двигателе 4 или на ходу. При подъеме или спуске работают оба электродвигателя.
/Мощность электродвигателей подъема грейферного крана выбирают, как правило, по статическим режимам работы в соответствии с нагрузочной диаграммой [22].
Статические мощности для различных режимов работы двухдвигательного грейферного механизма с независимыми барабанами рассчитывают по следующим за-'
ви си мостя м:
статический момент при подъеме груженого Грейфе*! ра.ТПм	I
СДИбгр + бг)
(ШЛЯ
где Grp— сила тяжести порожнего грейфера, Н; Gr —1 сила тяжести полезного груза, И; — радиус барабана! лебедки, м; jn — передаточное число полиспаста; гР —1 передаточное число редуктора; тр — к, п,д. передачи; 1 статический момент при опускании груженого греЙя
194
фера, Н*м
= -ГГГГ? -И Gc)^ ,1ъ;	(Щ.5)
;п *р
статический момент при подъеме раскрытого грейфера при работе одного поддерживающего электродвигателя, Н  м
<. = ^-4;	(III.6)
статический момент при опускании грейфера, Н*м
мС1=ОНТ;	(Ш.7)
статический момент сил трения в подшипниках и редукторе на замыкающем электродвигателе при подъеме и опускании раскрытого грейфера, а также момент при выборке и выдаче слабины канатов и на поддерживающем электродвигателе в момент зачерпывания, Н-м
/И,5 - (0,05-^0,06) Мс1;	(III,8)
усилие на тросе, а следовательно, и момент при зачерпывании материала, производимого замыкающим элек-тродвигателем, изменяется по кривой [22]+ При ориентировочных расчетах принимают этот момент, Н-м
(1,8^1,9)МСГ	(Ш.9)
В вышеприведенных формулах (Ш.4) и (Ш.5) коэффициент 0,5 учитывает наличие у механизма подъема двух электродвигателей. Поэтому указанный расчет приведен для одного электродвигателя, а мощность второго электродвигателя принимается равной мощности первого.
Для грейферных планетарных лебедок расчет мощности подъемного электродвигателя и его тормоза производят исходя из силы тяжести груженого грейфера (£гр+ Gr), а мощность замыкающего электродвигате-ля — исходя из силы тяжести, равной 0,5(Grp+Gr) при скорости черпания, равной скорости подъема.
Практически выбор мощности электродвигателя осуществляют лишь по Aid, используя зависимость /\ —
Скорость вращения & двигателя определяют по скорости движения грейфера и передаточному числу меха-низма. Затем строят/точную нагрузочную диаграмму с Учетом особенностей системы управления электропри-
195
ведом и величин статических нагрузок, рассчитанных ио завися мостим (Ш.4) — (Ш .9).
Величину пускового момента (Шм) одного электро* двигателя при приближенных расчетах определяют по зависимости
Мпуо = /Им + (1,1-^ 1,15)	(III.10)
где /дв —момент инерции ротора электродвигателя, кг-мй; Jxex — момент инерции механизма подъема грейфера с материалом и промежуточных передач, кг-м2; а — угловая скорость вращения электродвигателя, рад/с;
— время пуска системы электродвигатель — механизм подъема до установившейся скорости, с,
= ь'/п,
здесь а — допустимое ускорение грейфера, м/с2 (обычно д = 0,64-0,8 м/с2)’; у — средняя величина скорости, м/с (обычно принимают =
Для управления электродвигателями грейферного крана в основном применяют те же силовые и магнитные контроллеры, что и для механизмов крюковых мостовых кранов. Однако для магнитных контроллеров КС-360, КС-250 и КС-400 при управлении электроприводами грейферов применяют специальные командокои-троллеры типов ККП4206 и ККП-1207. Магнитный контроллер ТСА-161 используют специально для управления механизмами подъемной и замыкающей лебедок грейфера [23].
Для облегчения и упрощения процесса управления электродвигателями для ряда грейферных кранов применяют совмещенное управление, которое позволяет с помощью всего лишь одной рукоятки комапдоаппарата управлять электродвигателями двух механизмов (грейферных лебедок). При перемещении этой рукоятки от себя или на себя происходит поворот вала соответствующего комапдоконтроллера в ту или иную сторону, а следовательно, открывание или закрывание грейфера. Перевод рукоятки вправо или влево приводит к подъетлу или спуску грейфера.
ВНИПТЙ при производственном электромашиностроительном объединении «Динамо» (г. Москва) разработало специальное входное устройство (ВУ) для по* ^автоматического управления грейферными лебедками/ автоматически фиксирующее положение челюстей грей-?
190
йера+ Оно применяется в электрических схемах полуав-Диетического управления двухд&игательными грейферными лебедками с однорукояточной системой управления. Принцип действия этого устройства основан на использовании дифференциальной сельсинной связи (рис, 73).
Два сельсина-датчика ВС1 и BC2t жестко связанные с валами электродвигателей замыкающего и поддержк-
Жвй?
А7
;
!	------г1-:-"Ч -- ------------ 1
,. с,.	/, ал i	^77#7?/Ж'
,------------J----
Рис. 73. Схема входного устройства для полуавтомата* ноского управления грейферными лебедками
вающого механизмов грейфера, подают сигнал с уровнями напряжений и U? на дифференциальный сельсин Если векторная сумма напряжений .этих сигналов Не равна нулю, вал дифференциального сельсина BE по-в°рачиваетея на определенный угол. При раскрывании
197
'(закрывании) грейфера вал одного из сельсшюв-датчи^ ков, например ВС1^ заторможен, а второго — ВС2 поворачивается вместе с работающим механизмом. Одповре* менно синхронно поворачивается вал дифференциального сельсина. Полному циклу работы механизма грейфера в одном направлении соответствует угол поворота сельсина BE а<120°.
Электрические контакты входного устройства ВУ— герметизированные контакты (герконы) К1 ~ КЗ находятся в замкнутом состоянии под действием постоянных магнитов. Эти контакты размыкаются, когда магнитный кран, закрепленный на валу сельсина BE и поворачивающийся вместе с ним, окажется между контактами и постоянным магнитом. Герконы К1^КЗ управляют цепями катушек реле ЛЧЧ — KV3, которые обеспечивают необходимые переключения в схеме управления грейфе* ром без дополнительных перемещений оператором руко-ятки командоконтроллера.
Схемы грейферных и магнитно-грейферных кранов не имеют особой специфики и в основном аналогичны схемам крюковых мостовых кранов, приведенным выше.
5. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОСТОВЫХ
ЗАВАЛОЧНЫХ КРАНОВ
Основная технологическая функция мостовых завалочных кранов, обслуживающих мартеновские цеха, —подача шихты. Одновременно их используют и для выполнения ряда других вспомогательных работ: разравнивания шихты хоботом в печном пространстве, перестановки мульд на мульдовой скамье перед завалкой, подготовки па печной площадке заправочных и легирующих материалов, ремонта печей и др.
Механизмы завалочного крана совершают следующие движения: перемещение моста вдоль цеха; перемещение главной тележки вдоль моста; захват мульды; качание хобота с мульдой в вертикальной плоскости; вращение хобота с мульдой вокруг своей оси; поворот кабины с хоботом и мульдой относительно вертикальной оси; подъем и опускание нижней кабины (подъем и опускание колонны); перемещение вспомогательной тележки вдоль моста; вспомогательный подъем.
Расчет мощности электродвигателей механизмов передвижения главной и вспомогательной тележек, моста
198
и вспомогательного подъема аналогичен расчетам, приведенным в гл. L
Особенности присущи расчетам мощности и выбору электродвигателей механизмов поворота кабины, подъема ее, качания хобота и его вращения.
расчет моментов статических и динамических (инерционных) нагрузок механизма поворота кабины
В период работы крана на поворотную часть главной тележки действуют силы — (рис, 74).
.г
Рис. 74. Усилия, действующие на поворотную часть тележки
Моменты этих сил рассчитывают следующим образом:
1.	Статический момент нагрузки от.силы тяжести конструкции и мульды с грузом F\, Н*м
(111,11)
где с — расстояние от оси поворота до цент
Рис. 75. Схема сил инерции при повороте хобота на угол а
ра тяжести поворотной части тележки, м (рис. 75)
с - 2M7XG,
(111,12)
здесь ЕЛГ — сумма моментов, действующих на поворотную часть тележки относительно оси шахты, Н‘хМ; 3G — сада тяжести частей тележки, перемещающихся при повороте, II.
2.	Момент сил инерции при повороте кабины, зави
199
сящий от угла поворота хобота (рис* 75), Н-м
?ЛЫ = Км? cos а F:i с sin се +	(III-13)
где а — угол поворота хобота, соответствующий максимальному значению момента сил инерции
f СТ CZ = Р /р сг см>
здесь Вт — соответственно ускорение при разгоне мои ста и тележки, м/с5; F2 — сила инерции при разгоне тележки, Н
(IIL14)
р __р г I l't
2“ 5,9-10? *
где ит— скорость передвижения тележки, м/мин; t?— время разгона тележки, с; F$ — сила инерции при разгоне моста, Н
?1_	> _Ъл
5,9 ДО2 '
здесь — скорость передвижения моста, м/мин; — время разгона, с; Л14 — момент сил инерции при разгоне поворотной части тележки, Н-м
= -YF,c,	(Ш.16)
где 7С — момент инерции поворотной части тележки относительно вертикальной оси, проходящей через ее центр тяжести, Н-М’С2; to—угловая скорость вращения поворотной части тележки, рад/с; F\ — касательное усилие от сил инерции, приложенное в центре тяжести поворотной части тележки, Н
F =,.
9,81^
3-	Моменты сил трения в опорном, нижнем и верхнем направляющих подшипниках (предварительный расчет без учета окружного усилия на зубчатом колесе);
1)	момент сил трения в верхнем направляющем подшипнике, Н'М
Л^,Е = дт д и	(Ш !8>
где F) — диаметр подшипника, м; р — коэффициент тре-дня, принимаемый в среднем равньш 0,1; Л7С — максимальное суммарное усилие, действующее на верхний
200
ПОДШИПНИК, Н f.
-нъ	(ш.19)
здесь А,т1е — реакция от нагрузки Fb И
Л\Б MJh-
.V2e и Л7зв — горизонтальные реакции от сил и действующие на верхний подшипник, Н:
=	73в = F^aJhi
где а — плечо центр тяжести поворотной части тележки относительно оси нижнего подшипника, м
а - 2Л17Щ
здесь S/tf" — сумма моментов, действующих на поворотную часть тележки относительно оси пижпего подшипника колонны, Н-м; EG-—сила тяжести частей тележки, перемещающихся при повороте, Н;
2)	момент силы трения в нижнем направляющем подшипнике, Н  м
Mrp.H = ^r^-H,	(Ш.20)
Л
где Л'И — максимальное суммарное усилие, действующее на нижний подшипник, Н
Л'н =	< + Л\,,	(Ш.21)
здесь Лг1н“ реакция от нагрузки Fi, II; принимают
= Л7; A7Hl	— горизонтальные реакции от сил F%
и F^ действующие на нижний подшипник, Н:
•V — М _ц Р * А/ = л/ * Р <
iV2n	i 2 2» 2V3H 2^3н Г 1 3»
3)	момент трения в опорном подшипнике, Н-м
М^ = ^~Ч,	(Ш.22)
jin
где Dq — диаметр опорного подшипника, м; f— приведенный коэффициент трения, принимаемый равным 0,01.
4-	Суммарный максимальный момент статических и динамических (инерционных) нагрузок, Н-м
Л12 - Л11М! + Л1тР.в + AfTp.o +^>ссоза +
с sin а 4-	(Ш.23)
5,	Мощность электродвигателя, - необходимая для
201
привода механизма поворота приближенно, кВт
р^-м± СЧ	(Ш,24) i
где — скорость поворота, рад/с; 13 —к. шд+ механиз-  ма поворота
Л = Игтер ^под?	:
здесь — к. гид* промежуточной передачи; т)Под— 1 о.д, направляющих подшипников	:
где Го — радиус зубчатого колеса механизма поворота, м; Гк—радиус подшипника колонны, м; ц — коэффициент трения, принимаемый равным 0,1*
6.	Максимальные усилия в верхнем и нижнем направляющих подшипниках с учетом окружного усилия на зубчатом колесе:
1)	окружное усилие на зубчатом колесе, Н
р ._, фф Пп&р i
го
где — номинальный момент ориентировочно выбранного электродвигателя, Н-м; f— передаточное число от вала электродвигателя до вала зубчатого колеса.
Сила F вызывает дополнительные реакции на подшипники.
2)	дополнительная реакция от силы 5 в верхнем подшипнике, Н
N' _ f \L±A	(III.26)
где h0 — расстояние от вертикали между зубчатым колесам и верхним подшипником (см. рис. 74);
3)	дополнительная реакция от силы F в нижнем подшипнике, Н
дг == НАД	(III.27)
\ /
4)	уточненные значения максимальных реакций сил, действующих на подшипники:
(1П.28)
“ УЛ + (<+ A’iJ2 + .V„,	(Ш.29)
202
7.	Уточняют выбор электродвигателя с учетом полученных значений реакций Л'в.у и .¥п,у.
Расчет статической мощности механизма подъема кабины
Статическая мощность на валу электродвигателя механизма подъема кабины на цепях и канатах, кВт
д
6-Щф 1
(Ш.ЗО)
где и — средняя скорость подъема кабины, м/мин; д — к* гид. промежуточной передачи; F — суммарная сила статического сопротивления, Н
? - Gs + (Лф_7 + Лщу) И,	(III.31)
здесь Gs — суммарная сила тяжести поднимаемых частей шполезного груза, м; ц — коэффициент трения сколь-женин на направляющих колонны, принимаемый равным 0,1; Лд,Уз X.у — реакции сил, действующих на подшипники, Н.
Статическая мощность на валу электродвигателя механизма подъема на шатунах, кВт
Р - (1,25
L3)-^ .
6-1О4П
(Ш.32)
Прргближенно электродвигатель механизма подъема выбирают по значениям мощности, полученным из зависимостей (Ш.ЗО) или (Ш.32). Выбранный электродвигатель необходимо проверить по пусковому моменту и перегрузочной способности;
Расчет статической мощности механизма качания хобота
Качание хобота с мундштуком и рамой относительно осп, закрепленной на металлоконструкции кабины крана, осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма. При этом возможны два варианта (Л и 2?) подвешивания рамы (рис, 76). Выбор того или иного варианта существенно влияет на величину крутящего момента, а следовательно, и на величину мощности приводного электродвигателя механизма качания.
При заданной амплитуде h качания хобота крутящий момент па валу крийошипа (Н-м) может быть определен по следующим зависимостям:
203
для варианта А
МА^~.~.	(III. 33)
2	/
для варианта Б
М5 =	,_А_	(Ш.34)
2 Ь -Ь £ ’
где G — общая сила, тяжести качающейся рамы с хобо-том и полезной нагрузкой, сосредоточенной в центре тяжести, Н,
Рис. 76. Варианты подсе-шивания рамы механизма качания хобота
Как видно из формул (IIL33) и (I1L34), при заданных габаритных размерах d и I перемещение точки 1 подвешивания шатунов не сказывается на величине требуемого крутящего .момента на валу кривошипа. Однако для варианта Б изменение положения точки опоры 2 при сохранении постоянства d существенно влияет на величину этого момента. При этом варианте величина необходимого крутящего момента угченьшается по мере приближения к центру тяжести 3 системы качания и при Ь = ^0 момент Мв =0.
Поэтому при выборе мощности приводного электродвигателя целесообразнее применять вариант Б. ?4ак-симальное значение статической мощности па валу при-водного электродвигателя механизма качания определяется по следующей зависимости, кВт
Ю3П 1
(Ш.35)
Рс
2С-4
где Гк —радиус кривошипа, м; соЕ —угловая скорость вращения кривошипа, рад/с; —к, п.д. механизма качания; F —сила, действующая на шатуны, Н; так как углы отклонения оси шатуна от вертикали невелики, то силу F считают равной со вертикальной составляющей, в связи с чем F=^^M/l}i Н; здесь £Л1 — суммарный момент нагрузок относительно оси качания, м; ч — плечо силы F относительно оси качания, м.
При этом следует иметь в виду, что крутящий момент М на валу кривошипа изменяется в зависимости от угла поворота сс синусоидально
^=4n^sin«-	(III.36)
Необходимая мощность приводного электродвигателя механизма качания изменяется пропорционально крутящему моменту на кривошипе. Поэтому выбор электро-двигателя должен быть осуществлен не по максимальной Ртах, а по среднеквадратичной мощности, кВт
PCJ,==o,6Pmas]A+ тр.
(Ш.37)
Расчет статического момента и мощности механизма вращения хобота
Моменты статических нагрузок приводного электродвигателя вращения хобота слагаются из момента от эксцентричного положения шихты в мульде (рис. 77).
Рис. 77. Схема статических нагрузок механизма вращения хобота
При расчете статических момента и мощности механизма вращения хобота определяют:
L Момент трения в подшипнике /3 ГЬм
м{ = -ДД- ,	(Ш.38)
205
£03	It	BOg
’-«7
T
КкельреЗемр /ллл-лрашшка
^z
I V
К рш упрЛРЛЕИРЯ злеклро-рРззлпзлел
к еш рпрйблениа электро-
Кашеля Шелл
электриче-
1 /?Ш> ЛфЗЗяеяРР лррирюшл ШГРрРЛерП K-6Q

К7
к/
—O/Z
KV1
И]
КЗ
КР
-Ю7
33
\КТ2
I h
\ктз
ПЛ2?
KV2
Рис. 78. Принципиальная с.кая схема завалочного крана грузоподъемностью 5/20 т
/Г.Г
Л331ЯГ з/\	ж ш "Ч?
4|Vf7|	/|^5|<'|	‘ Ш ZA5 Ш>
Г“|Л5
3
КТ1
ГИ5
К73


П^7 ---

где А —реакция подшипника /, Н
д__ @1 С "l~ Gs &
~~ b
здесь 6\—сила тяжести хобота и мундштука, Н; 0%— сила тяжести мульды с грузом, Н; f — коэффициент трения роликовых подшипников, принимаемый равным 030I; di—средний диаметр роликового подшипника, м,
2* Момент трения в подшипнике У/, Н*м
(Ш.39)
2
где — средний диаметр роликового подшипника II, м; В — реакция подшипника И, Н
В = Gt + О2 + А
3.	Момент от эксцентричного расположения шихты в мульде, Н' м
^а.пт = ^2
где ё — эксцентриситет приложения силы тяжести загрузки мульды относительно оси вращения, м;
4.	Суммарный статический момент при вращении хобота, Н-м
Л1 = М\ + “Г
5.	Статическая мощность, требуемая от электродвигателя механизма вращения хобота, кВт
Р =	(111,40)
10-4
где to'—угловая скорость вращения хобота, рад/с; д— общий Кн и. д, механизма вращения хобота.
Ориентировочно мощность электродвигателя вращения хобота может быть выбрана по мощности, рассчитанной по зависимости (111.40).
В качестве приводных электродвигателей завалочного крана находят применение как электродвигатели постоянного тока, так и электродвигатели переменного тока (асинхронные). Электродвигатели выбирают обычно в закрытом исполнении, учитывая повышенную запыленность помещений, где работают завалочные краны. Относительная продолжительность включения (ПВ) электродвигателей механизмов передвижения главной тележки и крана составляете среднем 40 %, электродвигателей
208
вспомогательной тележки 25%, электродвигателя подъема колонны 25—40 %.
На рис* 78 приведена принципиальная электрическая схема завалочного крапа при переменном токе грузоподъемностью 5/20 т ПО «Сибтяжмаш», Для привода механизмов передвижения крана, главной тележки и вращения хобота в схеме применены асинхронные электродвигатели с фазным ротором; для механизмов подъема вспомогательной тележки и замыкания мульды — асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором* Управление электродвигателями механизмов поворота колонны вращения и качания хобота осуществляется с использованием магнитных контроллеров типа К-60* Б связи с тем, что в рассматриваемой схеме вместо тормозных электромагнитов применены электрогидротол нагели (на схеме — Л15 и М4), в схему цепи управления магнитными контроллерами К-60 были внесены соответствующие изменения: сняты перемычки 1—2 и 10—11 для отключения реле KW и контакторов К7 и К9> за-шунтированы перемычкой 8—10 конечные выключатели SQ/ и SQ2 и др.
Два электродвигателя механизма передвижения крана управляются магнитным контроллером типа ДК-60. Б цепи управления этого контроллера предусмотрены изменения, аналогичные вышеуказанным (за исключением отсутствия перемычек 8—10 и 9—10),
Для управления электродвигателями механизмов подъема колонны, подъема вспомогательной тележки применены силовые кулачковые контроллеры. Причем последние два электродвигателя управляются общим контроллером типа ККТ-61А с помощью специального переключателя. Этот способ управления возможен в связи с тем, что по условиям технологического процесса главная и вспомогательная тележки одновременно не работают. Электродвигатель замыкания мульды М2 управляется с помощью реверсивного магнитного- пускателя.
Напряжение от системы главных цеховых троллеев бодается на станцию управления, от которой питание осуществляется по гибким токопроводам ГТПК на мосту и на колонне, а затем через кольцевой токоприемник ХА. От этого токоприемника непосредственно получают питание магнитные контроллеры механизмов вращения и качания хобота и "поворота- колонны. От этого же кольце-i Wq токоприемника напряжение подается и на защитную
U РАПУТОВ Б. М,
209
панель, от которой питаются электродвигатели передвижения главной и вспомогательной тележек, подъема колонны, вспомогательного подъема и замыкания мульды. Связь обмоток статора электродвигателей качания хобота MJ и вращения хобота М4 (не показанного на схеме рис, 78) с силовыми цепями магнитных контроллеров и обмоток ротора с резисторами осуществляется с помощью гибкого токоподвода на хоботе ГТПХ.
6, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
НАПОЛЬНО-ЗАВАЛОЧНЫХ МАШИН
Основное назначение напольно-завалочных машин — загрузка в печь шихты и скрапа. Механизмы этих машин совершают следующие движения: передвижение моста вдоль печного пролета; передвижение тележки вдоль моста; захват мульды; вращение хобота с мульдой относи* телыю своей оси; качание хобота с мульдой.
Напольно-завалочные машины используются также и для выполнения вспомогательных работ: разравнивания шихты, передвижения составов с мульдами вдоль печного пролета и др. Режим работы механизмов напольно-завалочной машины — повторно-кратковременный с ПВ^40%. Расчет статических моментов механизмов вращения и качания хобота производится аналогично расчетам для соответствующих механизмов завалочных; кранов.
Ниже приведены расчеты статической мощности для; механизмов передвижения тележки и моста, имеющие; некоторые особенности.	i
Расчет статической мощности на валу	-	
электродвигателя механизма передвижения тележки ] Расчет производят следующим образом:
1.	Определяют силу сопротивления передвижению ол трения на ходовых колесах тележки, Н	]
Л = ~(/1ГП + ^),	(III.41J
\	*ч<	]
где /?к — радиус ходового колеса, м; гп — средний ради' ус роликового подшипника, м; fi — приведенный коэф: фициент трения роликового подшипника оси ходовьп колес; обычно принимают ^ = 0,01; fa— коэффициет трения качепия на ободе ходового колеса, м; принимаю^
210
^^0,0008 м; G — суммарная нагрузка па ходовые колеса, Н
G = IGm -[-	' (ш,42)
здесь G^ —весовые нагрузки, Н; ат — плечи нагрузок, м; а — база тележки, м,
2-	Определяют силу сопротивления передвижению от гренкя на боковых направляющих моста из-за боковых смещений движущейся тележки, Н
П. ,ц-
где Рз — сила прижатия к направляющим, Н; принимают F3—O,1G; ц — коэффициент трения на боковых направляющих; принимают р = 0,15-
3.	Определяют статическую мощность на валу электродвигателя, кВт
Р =
6-И>д
(ШЛЗ)
где F— суммарная сила сопротивленрщ передвижению, Н
F=Fi+F^
vT — скорость установившегося движения тележки,, м/мин; I] — к. дд. промежуточной передачи.
Расчет статической мощности на валу электродвигателя механизма передвижения моста
Расчет производят с учетом усилия, необходимого для передвижного состава вагонеток (до 10 шт, в составе) с мульдами:
L Силу сопротивления передвижению от трения на ходовых колесах моста F'} определяют по зависимости (III.41), где применительно к механизму передвижения моста G — собственная сила тяжести наполыго-завалоч-ной машины, Н.
2,	Силу сопротивления передвижению состава вагонеток с мульдами определяют по зависимости, Н
?Ж^(Агп+М,	(Ш.44)
«В
где q __ общая сила тяжести вагонеток с мульдами в перемещаемом составе, Н; — радиус колеса вагонетки, средний радиус роликовых подшипников в буксе
вагонетки, м; й — коэффициент, учитывающий трение нЛ ребордах колес вагонеток из-за перекоса осей вагонеток?® Й=13-И?4,	I
3.	Силу сопротивления передвижению от боковых го-1 ризоитальных сил реакций на ходовых колесах из-за® сопротивления передвижению вагонеток с мульдами о п-1 редсляют по формуле, Н	1
F^2N[i-t	(111.45)1
где ц.— коэффициент, учитывающий трение на ребордах® ходовых колес; р==0Д5; N горизонтальная реакция на® ходовых колесах, И [2].	1
4.	Статическую мощность на валу электродвигателя! определяют по следующей зависимости, кВт	|
р	(Ш.46)|
6 10V	I
где F —суммарная сила сопротивления передвижению! машины, Н	Л
F F{ 4- F; + P'v
Нм — скорость установившегося движения моста, м/мин;; ц — к. п. д, промежуточной передачи.
Предварительно (ориентировочно) электродвигатель; механизма передвижения тележки или моста выбирают по значению мощности, превышающей статическую; в 1,5—2 раза, учитывая значительную динамическую на-; грузку электродвигателя из-за большой частоты включен ний. Затем уточняют выбор электродвигателя, используя тот или иной метод определения мощности и выбору электродвигателя из числа описанных в гл. I, Выбранный электродвигатель проверяют на достаточность пусковогсЦ момента,	И
Режим работы механизмов напольно-завалочной ма-Я шины .весьма тяжелый: коэффициент использования меЯ хаыизмов по грузоподъемности составляет 0,8—0,9; суЯ точный коэффициент использования достигает 0,9—1л0|| годовой коэффициент использования 0,9; относительная 'продолжительность включения 35—40 %; температуря окружающей среды достигает +60 °C,	Я
В связи с жесткими требованиями к регулировании® скорости и точности остановки и весьма тяжелым режиЯ мом работы для привода механизмов напольно-завалочЯ ных машин большое применение получили электродвиЯ
гатели постоянного тока последовательного возбуждения, рис. 79 приведены электрические схемы управле* ния электродвигателем передвижения тележки (рис. 79, а), ввода (рис. 79,6) и запора мульды (рис. 79, в), напояьно-завалочной машины ПО «Электростальтяж-маш»-
Привод всех основных механизмов машины осуществляется с помощью электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения серии Д810. Управление четырьмя электродвигателями передвижения машины осуществляется с помощью панелей управления типов ПОД-4303-4522ТЗ и ПОД-4301-4522ТЗ одним ко-мамдоконтроллером типа ЭК-8216АТ, Электродвигатели передвижения тележки и вращения хобота управляются с помощью панелей управления типа ПОД-4301-4522ТЗ, а электродвигатель качания хобота — с помощью панели управления ПОД-4302-4522Т.
В схемах управления электродвигателями передвижения тележки и качания хобота в цепь катушки реле напряжения включается блокировочный контакт системы смазки редуктора. При отсутствии смазки этот контакт размыкает цепь катушки реле напряжения, что приводит к отключению и торможению электродвигателя, В схемах управления электроприводами указанной напольно-завалочной машины применены механические тормоза серии ТКП со встроенными катушками постоянного тока, которые, как показывает практика эксплуатации их, относительно надежны и долговечны.
. Питание электродвигателей напольно-завалочной машины (см. рис. 79) осуществляется от системы цеховых троллеев ХА1 — ХА2, Через рубильник Q1 напряжение подается на главные контакты контакторов КП—К14, а затем к панелям управления электродвигателями передвижения машины. К панелям управления остальных электродвигателей, находящихся на тележке, напряжение подается с помощью системы троллеев УА5, ХА4, ХА5, ХА6 и т. д. Для подачи напряжения к панелям управления подают с помощью кнопок питание катушке контактора КЮ. Этот контактор срабатывает и своими Контактами подает питание катушкам однополюсных контакторов КП—К14, которые, в свою очередь, подают Этакие панелям управления машины.
В схеме предусмотрена световая и звуковая сигнали-^аЦИя. Звуковая сигнализация осуществляется с по-
212
213
мощью колоколов-ревунов НА1 и HA2t управляемых ножным выключателем SB4, При включении главного рубильника Q1. автоматического выключателя SF4 и рубильника Q3 при наличии напряжения в сети загорается красная лампа НЫ. При срабатывании контактора К10 загорается красная лампа HL2. В схеме запора мульды сигнализация осуществляется зеленой сигнальной лампой HL3 и красной — HL4.
7- ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ КРАНОВ
Литейные краны—миксерные, заливочные и разливочные — предназначены для работы в миксерном, печном и разливочном отделениях сталеплавильных цехов. Мик-
Рис. 79, Электрические схемы управления электродвигателем передв: но-завалсчйой Машины (я):.
ПУК — пульт управления кондиционером
214
серные краны применяются для .заливки чугуна в мартеновские печи и конвертеры; разливочные — для разливки стали в изложницы в мартеновских, конвертерных и электросталеплавильных цехах, а также для разливки стали через промежуточный ковш в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
жения тележки (а). ввода '{б) и запора мульды и сигнализации лаполь-
215
Литейные краны в отличии от крюковых мостовых кранов общего назначения дополнительно имеют вспомогательную тележку с одним или двумя подъемами-Миксерный и заливочный краны отличаются от разливочного наличием только одного механизма подъема па вспомогательной тележке.
Электрооборудование большинства литейных кранов в основном аналогично электрооборудованию мостовых кранов общего назначения. Однако при выборе его необходимо учитывать тяжелые условия эксплуатации литейных кранов: повышенную запыленность, загазованность и температуру окружающей среды, достигающую 50—60 °C. Число включений электродвигателей этих кранов 250—300 в час; относительная продолжительность включения 30—40 %; коэффициент использования крановых механизмов по грузоподъемности, а также суточный и годовой коэффициенты использования достигают значений, близких к единице. В связи с этим режим работы литейных кранов относят к весьма тяжелому (ВТ) +
Расчет мощности и выбор приводных электродвигателей литейных кранов производят теми же методами, что и для мостовых крапов общего назначения (см. гл. I). Электрооборудование литейных крапов выполняется на переменном и постоянном токе. Ниже рассмотрены схемы электрооборудования литейного крана ПО «Сибтяж-маш» грузоподъемностью 280-J-200/16 т на переменном токе. Для привода механизмов этого крана применены трехфазные крановые асинхронные электродвигатели с фазным ротором, управляемые с помощью магнитных контроллеров типов: ДКС-400— для главного подъема; КС-400 — для вспомогательного подъема; К-60 — для передвижения тележки; ДК-61 и ДК-62 — для передвижения моста.
Схема магнитного контроллера К 60 электродвигателя тележки применительно к работе данного крапа не предусматривает использование свободного выбега. В связи с этим в схеме не применяются соответствующие-.контакторы и реле для управления тормозным электромагнитом. Необходимость в совместном применении магнитных контроллеров ДК-61 и ДК-62 обусловлена применением для привода моста четырех электродвигателей. Они управляются всего лишь одним командоконтролле-ром и предусмотрен их свободный выбег.
На рис. 80 приведена схема ввода и блокировки это-'
216
го литейного крана. Особенностью этой схемы является наличие на вводе автоматического выключателя QF. Для включения этого выключателя нажимают кнопку SB. При этом срабатывает реле Щ которое своими контактами включает электродвигатель М привода автома-

Рис. 80. Электрическая схема
ввода и блокировки литейного крапа
тмческого выключателя, что приводит ко включению главных контактов выключателя QF\ В схеме предусмотрены блокировки безопасности: в цепи катушки расцепителя нулевого напряжения автоматического выключателя включены контакты SQ/ — SQ£ выключателей дверей и люка, контакты SQ7 замка блокировки и SBA аварийного выключателя. Разомкнутое состояние хотя бы одного из этих контактов предупреждает отключение или вызывает отключение автоматического включателя QF. Через главные контакты этого выключателя осуществляется питание силовых цепей схемы. Цепи управления магнитных контроллеров питаются от специального выпрямителя. Питание лампы электрического освещения литейного крана осуществляется от шкафа освещения; розетки для питания ламп ремонтного освещения получают напряжение 12 В от понизительного трансформатора.
электрооборудование КРАНОВ
ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ слитков из изложниц
Краны для раздевания слитков (стрипперные) служат для извлечения слитков из изложниц перед подачей их в нагревательные колодцы прокатного цеха. Кроме того, они выполняют ряд вспомогательных операций: установку изложниц, подготовку состава вагонеток, уборку и др.
Расчет мощности н выбор электродвигателей механизмов передвижения тележки и моста этих кранов производятся так же, как и для мостовых крюковых кранов общего назначения (см. гл. I),
. Определенные особенности имеет расчет мощности электродвигателей механизмов подъема и выталкивания.
Расчет статической мощности на аалу электродвигателя механизма подъема
Эта мощность определяется с учетом действия противовеса, осуществляющего постоянное натяжение всех канатов* Применение противовеса позволяет уменьшить мощность приводного электродвигателя*
Статическая мощность для механизма подъема рассчитывается по следующей зависимости, кВт:
Р -	.	(IIL47)
где ъ’п — скорость подъема, м/мшг; — общий к. п. д. механизма подъема
9 Лавр Пд.п
здесь — к* п* д* промежуточной передачи; г|н.п — к. п*д. направляющего патрона (т^п.п = 0,96-^0,98); цз — к. п*д* барабана (г;б=0,96н-0?98); G — приведенная расчетная нагрузка, Н
G = G^G2-Grjlnj&	(Ш.48)
где G{ — полезная нагрузка (слиток, изложница, поддон, надставка), Н; О2 — сила тяжести механизма перемеще* ния штемпеля, Н; Оп— сила тяжести противовеса, Н ((при практических расчетах принимают G„ = 0,5Gs); т]п — к.п. д, направляющих противовеса (пп=0,96-т-4-0,98).	'
218
Расчет статической мощности на валу электродвигателя механизма выталкивания
Расчет производят по зависимости, кВт р = (л + fJi +	•
6-Ю4и	’
(Ш.49)
где F[ — сила давления штемпеля, Н; для слитков с си-лой тяжести от 10 до 200 кН сила давления штемпеля определяется по следующей эмпирической зависимости, кН;
= 750 + iOGj	(Ш,50)
GJ —сила тяжести поднимаемого слитка или изложницы, Т-I; G'2—сила тяжести поднимаемой винтом части механизма выталкивания (патрона с большими и малыми клещами и другими деталями, находящимися в нем), Н; — скорость перемещения штемпеля, м/мин; т/— общий к. п.д, механизма
Л Пв Titter»
здесь 1]Е — к. m д, винтовой передачи; т]п&р — к. п+щ промежуточной передачи.
Краны для извлечения слитков работают в тяжелых условиях: запыленность, загазованность, высокая температура окружающей среды, достигающая +60 °C, Электродвигатели этих крапов работают в весьма тяжелом режиме: коэффициент использования по грузоподъемности у кранов достигает 0,9; а коэффициенты суточного и годового использования 1,0. Число включений в час электродвигателя подъема достигает 650, а электродвигателей тележки и моста 900—1000. Относительная продолжительность включения электродвигателей кранов для извлечения слитков составляет 50—60 %. Учитывая все вышесказанное, для этих кранов применяют обычно электрооборудование постоянного тока.
Ниже рассмотрены схемы электрооборудования кранов для извлечения .слитков грузоподъемностью 400/75/20 т ПО сСибтяжмаш^. Для привода всех механизмов этого крана применены электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения серии ДГГ Управление ими осуществляется с помощью магнитных контроллеров: для механизма главного подъема ДПС-690;
дли механизма передвижения тележки и управления клещами П-300; для механизма выталкивания П-12076; для механизма моста ДП-150 для управления четырьмя электродвигателями с помощью одного командоконтроллера типа КК-8847,
На рис. 81 приведена схема ввода и блокировки вышеуказанного крана. Питание от цеховых троллеев ХА!—ХА2 подастся па рубильник Q, от которого пита-
Рис. 81, Электрическая схема ввода и блокировки крана для извлечения слитков
готся силовые цепи магнитных контроллеров тележки и моста. Силовые цепи магнитного контроллера вспомогательного подъема и система подкранового освещения получают питание от ящика с установочным автоматическим выключателем QF1.
При нажатии на кнопку SB1 срабатывает блокировочный контактор КЗ и его контакты, замыкаясь, подают питание на реле форсировки КТ] и КТ2. Контакты этих
220
Рис. 82. Схема указателя положения выталкивателя слитков '(а) и таблица настройки кулачков комамдоапларата (б)
реле, замыкаясь, шунтируют экономические резисторы R1 и R2, что вызывает быстрое срабатывание (форсировку) контакторов К7 и /(5, подающих питание к магнитным контроллерам на мосту и тележке. В цепь катушки контактора КЗ включены блокировочные контакты замка блокировки SQ1, дверей и люка SQ2 — SQ8
221
и аварийной кнопки S54. Разомкнутое состояние хотя бы одного из этих контактов приводит к отключению контакторов К1 и К2} а следовательно, и соответствующего электрооборудования кранов на мосту и тележке.
На рис. 82 приведена схема указателя положения выталкивателя. Ее назначение — определение положения выталкивателя слитков в процессе их извлечения с помощью кулачкового комапдоаппарата, Сигнальная лампа, указывающая определенное положение выталкивателя в процессе его перемещения, горит ярко, т.ак как добавочное сопротивление в цепи этой лампы шунтируется контактами К командоаппарата. Остальные сигнальные лампы горят тускло из-за включенных добавочных сопротивлений. В крайних положениях. выталкивателя ярко загораются Красине сигнальные лампы HL1 (при движении выталкивателя вниз) или HL13 (при движении выталкивателя-вверх). Одновременно происходит размыкание контактов К. 14 и К15 командоаппарата, -включенных в цепь катушки реле блокировки (нулевого реле) в схеме магнитного контроллера электродвигателя выталкивателя. Это реле размыкает свои контакты и отключает цепи управления всех катушек аппаратов магнитного контроллера, в том числе линейного и реверсирующих контакторов, что приводит к автоматическому отключению и затормаживанию электродвигателя выталкивателя.
9. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КОЛОДЦЕВЫХ КРАНОВ
Колодцевые (клещевые) краны предназначены для обслуживания нагревательных печей колодцевого типа и подачи нагретых слитков на трансферкар для транспортировки их к прокатному стану. Кроме того, они Осуществляют и ряд вспомогательных операций при ремонте печей и механиз?4ов, уборке и др.
Колодцевые краны выполняют следующие движения: захват слитка клещами; вращение клещей относительно вертикальной оси; подъем клещей; передвижение тележки вдоль моста; передвижение моста вдоль печного пролета; подъем вспомогательного крюка.
Расчет ?71ощности для выбора приводных электродвигателей механизмов колодцевых кранов, за исключением механизма поворота клещей, аналогичен расчетам, приведенным в гл. I. Расчет статической мощности для ме
222
ханизма поворота клещей аналогичен расчету, приведенному в п, 5 для механизма поворота кабины завалочного крана.
Для колодцевых кранов наиболее широко применя-ется электропривод постоянного тока в связи с необходимостью широкого и плавного регулирования скорости, а также точности остановки.
На рис. 83 приведена схема управления электродвигателями механизма передвижения колодцевого крана ПО «Сибтяжмаш» грузоподъемностью' 20/50 т. Особенностью этой схемы является применение одного общего командоконтроллера ЗЛ для управления с помощью двух магнитных контроллеров' типа ДП-300 четырьмя электродвигателями постоянного тока. Буква А или Б, стоящая в скобках в обозначениях контактов, указывают на принадлежность их аппаратам, установленным на пане* ли А или Б. Первая из них служит для управления электродвигателями ЛЩА) и Л12(Д), а вторая — электродвигателями Ml (Б) и М2 (Б),
Для управления остальными электродвигателями этого крана применены серийные магнитные контроллеры: для электродвигателя главного подъема типа ДПС-600, для электродвигателя передвижения тележки ДП-150; для электродвигателей вращения клещей и управления клещами П-150.
Электродвигатели главного подъема последовательного возбуждения имеют защищенное исполнение с не-зависимой вентиляцией. Поэтому два вентилятора для обдува электродвигателей главного подъема должны включаться раньше, чем запускаются эти электродвигатели. Для этого в схему цепи управления магнитного контроллера .механизма главного подъема последовательно с контактами реле максимального тока включаются блок-контакты линейного контактора схемы управления электродвигателя вентиляторов.
Схема ввода для колодцевого крапа подобна описанной выше схеме ввода для крана извлечения слитков из изложниц.
В связи с высокой температурой окружающей среды, Доходящей до Д-70 °C, на колодцевых кранах монтируют Установку для кондиционирования воздуха, поддержива* ющую в кабине машиниста нормальную температуру (до +30 сС). Электрическая схема установки для кондиционирования воздуха предусматривает возможность авто*
223


Рис. 83. Электрическая схема управления электрод в игатс-Лиин механизма передвижения колодцевого крана грузоподъемностью 20/50 т
15 РАПУТОВ Б. м.
225
магического и ручного управления подачей в кабину теп- । левого и холодного воздуха в зависимости от его темпе- ’ ратуры в кабине.	i
10, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОСАДОЧНЫХ КРАНОВ	j
Посадочные краны предназначены для обслуживания.) прокатных станов и ковочных агрегатов, посадки зато- < тонок и блюмов в нагревательные печи, по в их функции-1 не входит вращение заготовки вокруг ее продольной оси.-;
Механизмы посадочных кранов совершают следую- , щие движения: передвижение моста вдоль цеха; передни- J жение главной тележки вдоль моста; подъем и спуска-] пие нижней кабины; вращение кабины с клещами и заготовкой относительно вертикальной оси на 360 °; захват заготовки; качание клещей с заготовкой; вспомогатель-; иый подъем; передвижение вспомогательной тележки, вдоль моста.
Расчет мощности и выбор электродвигателей для привода механизмов передвижения главной и вспомогатель-' пой тележек, моста, вспомогательного подъема аналогичен расчетам, приведенным в гл. I, Расчет мощности электродвигателя механизма качания клещей аналогичен, таковому для механизма качания хобота завалочного крана (см. п. 5).
Расчет статической мощности на валу электродвигателя механизма захвата крана
При расчете определяют:
к Необходимо вертикальное усилие на клещах (рис^ 84, а), Н
= G (с/а),
где G —сила тяжести поднимаемой поковки (заготовки)) Н; с —расстояние от упора до центра тяжести поковщ (заготовки); а — расстояние от захвата до упора.
2.	Горизонтальное усилие, действующее па одну кле; щевину, необходимое для создания усилия /н за счет тр& ния на захватах (рис. 84, д), Н
F2 Ft/2p,
I где р,-~ коэффициент трения па захватах (ц = 0,2-к 0,3).
3.	Суммарное усилие двух пружип, действующих
одну клещевину, Н Д = Ti (a/b).
4.	Крутящий момент на оси винта, Н  м
(Ш.51) м; се — угол град; у — угол трения, град;
где г — радиус начальной окружности впита, подъема винтовой резьбы, v ж 6°.
Рис. 84. Схема усилий, действующих на клещи при захвате поковки ’(заготовки):
а — в вертикальной плоскости; б — в горизонтальной плоскости
5.	Среднеквадратичный крутящий момент, необходимый для зажима клещей, Н-м
^срл<н 0>7Л4,
Необходимость ведения расчета по среднеквадратичному моменту обусловливается тем, что для преодоления предварительного поджатия пружин требуется меньшая величина крутящего момента, чем для преодоления пол' кого рабочего усилия пружин.
6,	Скорость вращения винта во время захвата, рад/с
о=.£л73<Ж	(П1.52)
где S — путь перемещения гайки по винту, мм; h — шаг винта, мм/об; t~ время зажатия клещей, мин,
7,	Статическая мощность, приведенная к валу электродвигателя, кВт
^с-р.нв Ф
№„ ' <I1LS3>
где со —угловая скорость вращения винта, рад/с; ц — к- ш д, промежуточной передачи.
Приближенно (без учета динамических нагрузок) Мощность электродвигателя механизма захвата может °Ь1ть выбрана по полученному значению Р.
15*
226
227
Определение мощности для выбора
электродвигателя механизма поворота
На поворотную часть тележки действуют следующие на* грузки: суммарная статическая нагрузка F\ от силы тяжести поворотной части тележки и полезного груза; сила^ инерции F*2 при разгоне (замедлении) тележки; сила1 инерции Гд при разгоне (замедлении) моста; сила инерции F при повороте кабины при разгоне (замедлении).
Ниже приводится расчет моментов этих сил:
1.	Момент трения па ходовых колесах, приведенной! к оси поворота шахты (соответствующий силе F’^t Н*м^
M^kR^^ + fA	СП-54):
где F — радиус кольцевого рельса, м; — диаметр ходового колеса, м; d — средний диаметр роликовых подшипников, м; fi — приведенный коэффициент трения роликовых подшипников на оси ходовых колес (fi^0,0I)< f2 — коэффициент трения качения на ободе ходового ко-! леса, м =0,0008 м); k — коэффициент, учитывающий торцевое трение и другие потери мощности при повороте:
— суммарная сила тяжести поворотной час-' ти тележки и полезная нагрузка, Н.	:
2.	Тангенс угла р поворота оси клещей, соответствующего максимальному моменту от инерционных нагрузок
tg₽ = МмЧЛ-	(111.55)
где vT и — соответственно скорости передвижения те-^ лежки и моста; tr и /м —соответственно время разгона (пуска) тележки и моста.
3.	Инерционный момент при разгоне тележки, Н-м
М, = KcccsS = ЛА- . _El_CC0Sr	(Ш.56:
'	2 г 9,81 tT 60
где с — расстояние от оси шахты до центра тяжести по^ воротной части тележки, м.
4* Инерционный момент при разгоне моста, Н*м
AL = F' с sin 6 =	csinp.	(111.57)
3	3	1	9,81	^,60 н	v 1
5* Инерционный момент при разгоне поворотной nacj
228
тележки, Н-м
=	(Ш.58)
*п	fn У,О1 tn
где У —момент инерции относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести поворотной оси тележки. IbM'C2; йп —угловая скорость поворота кабины, рад/с; Л] — время разгона при повороте, с.
6. Суммарный момент нагрузок (приближенно) == ф" ^2	^3 "к” ^4-
Приближенно мощность электродвигателя для привода механизма поворота определяется из зависимости, кВт
P = Mvton/lChi,	(Ш.59)
где 1] = Tf± ti2,
здесь Tii — к. Пх д. промежуточной передачи; — к. п. д. горизонтальных опор шахты; =0,9.
Режим работы посадочных кранов весьма тяжелый, учитывая, что число включений в час электродвигателей этих кранов достигает 700—800, а ПВ = 40-г50 % при температуре окружающей среды до -рбО—70 °C. Коэффициент использования кранов по грузоподъемности достигает значения, равного 0,9; коэффициенты суточного и годового использования близки к единице.
Учитывая все вышеописанное о режиме работы- посадочных кранов н повышенные требования, предъявляв мне к диапазону регулирования скорости и точности оста-новки .механизмов этих крапов, для них широко применяют электрооборудование постоянного тока.
Схема управления электродвигателями посадочных крапов предусматривают применение типовой серийной аппаратуры.
и, автоматизированное и дистанционное УПРАВЛЕНИЕ КРАНАМИ
Крапы металлургических цехов часто определяют режим работы и производительность основного технологического оборудования. Управление кранами должно обеспечивать необходимую плавность разгона (особенно в це-где транспортируется жидкий металл); перемещение гРузов со скоростью, обеспечивающей необходимую производительность кранов, а следовательно, и технологи
229
ческого оборудования; поддерживать постоянные скоро-; ста отдельных электроприводов крановых механизмов;^ осуществлять точную остановку этих механизмов и т, д/ Автоматизация управления кранами обеспечивает вьь. полнение указанных требований.
Применение дистанционного управления кранами, как необходимой составляющей систем автоматического управления, особенно важно при работе их в тяжелых условиях металлургического производства (высокая тем-пература окружающей среды, задымленность, наличие вредных паров и газов, весьма напряженный режим работы, загроможденность технологическим оборудование и др.). Применение дистанционного управления позволяет в условиях металлургических цехов существенно увеличить производительность и улучшить условия труда, особенно при ухудшенных условиях видимости из кабины.
Основными этапами автоматизации управления кранами являются [4]:
автоматизация процессов пуска, торможения и точной остановки (выполнение основных команд вручную);
автоматизация процессов адресования груза и крановых механизмов (крана, тележки);
автоматизация всех команд за исключением начальной, выполняемой оператором вручную;
полная автоматизация управления краном с помощью ЭВМ или микро-ЭВМ;
полная автоматизация управления группой кранов. Следует отметить, что выбор необходимого режима работы кранового электропривода, предшествующий автоматизации управления им, определяется требования* ми технологического процесса. Так, например, при управлении грейферными кранами возникает необходимость регулирования скорости и момента электродвигателей замыкающей и подъемной лебедок, а электропривод мощных грейферных лебедок требует наличия упорных (экскаваторных) механических характеристик электродвигателей.
Оптимизация работы крановых механизмов обычно; достигается при полной автоматизации управления им# с помощью ЭВМ или микро-ЭВМ в качестве основного управляющего звена. В большинстве современных Красновых электроприводов обычно автоматизируют пуск; в функции времени, скорости, тока, ускорения, пути, Ав-*
230
соматизация пуска в функции времени — наиболее простой метод и поэтому применяется довольно часто. Одна* ко недостатком его является независимость времени разгона от загрузки кранового механизма.
При программном управлении осуществляется автоматическая работа крановых механизмов без участия машиниста при строгом соблюдении определенного цикла операций и обеспечении их максимальной производительности. Применение телемеханического управления создает предпосылки для проведения оптимизации программного управления крановыми механизмами, что особенно важно для кранов металлургических цехов.
Системы автоматического управления (САУ) могут быть непрерывного, импульсного и релейного действия,
К системам непрерывного действия относится, например, система стабилизации скорости или жесткости механических характеристик крановых электроприводов с обратной, связью по скорости (с применением тахогенератора). К системам импульсного действия относится, например, система регулирования скорости электроприводов механизмов передвижения мостов кранов путем импульсного переключения роторных цепей асинхронных электродвигателей. Системы релейного действия применяются, например, в вышеописанных магнитных контроллерах— автоматический пуск и торможение крановых электроприводов,
В качестве примера автоматизации крановой установки служит система автоматического управления грейферной тележкой [4]. Схем-a управления, приведенная на рис. 85, обеспечивает необходимое регулирование скоро-
Рис, 85. Схема управле
ния тележкой крана:
Л1/ — электродвигатель замыкания грейфера; AI2 — электродвигатель пер ед в и ж ен ия т ел е ж ки; /7*^ ВС1 — ВСЗ “ сельсины-^у\ датчики соответственно для замыкания, подъема грейфера и передвижения тележки; ВЕ1 и ВЕ2 — се л ьсиньг пр пенники; PC — регулируемое сцепление; 5Л — коман-Доаипарат: RP — потенциометр; UZ1 — UZ3 — выпрямители

23!
сти подъемного и замыкающего канатов грейфера в про. I цессе движения тележки. Относительное перемещение ! канатов подъема и замыкания, положение грейферной । тележки в этой схеме контролируются бесконтактными сельсинными датчиками и приемниками, создающими f двойную электрическую дифференциальную систему. г Датчики соединены непосредственно с барабанами подъ-j см ной и замыкающей лебедок и с канатным приводом^ передвижения грейферной тележки. При повороте рото-ра сельсина-датчика соответственно изменяется положе- : пие ротора сельсина-приемника. Разница в пути, прой- : деннОхМ подъемным или замыкающим канатом, влияет ' на положение ротора одного сельсина-приемника, а раз-  ница в пути, пройденном подъемным и замыкающим канатами, — на положение ротора другого сельсина-приемника.
Устойчивость сельсинной дифференциальной системы и устранение колебаний роторов сельсинов обеспечиваются демпфирующими выпрямителями в одной из фаз роторов сельсинов. Копир-аппараты, соединенные с датчиками передаточным механизмом, служат для аварийного отключения и двухступенчатого управления в функции пути. Устройство имеет потенциометрический узел, копирующий путь, и регулятор для настройки [4].
г Автоматическая система управления грейферной тележкой позволяет осуществить следующие технологические операции:
закрывание и открывание грейфера при неподвижном по высоте грейфере и неподвижной тележке;
подъем и опускание открытого грейфера при неподвижной тележке и без изменения угла открывания;
перемещение грейфера над бункером по заданному направлению;
перемещение грейферной тележки в обоих направлениях при неизменных высоте и угле раскрытия грейфера.
Схема автоматического управления позволяет осуще- : ствить совмещение различных операций — одновременную работу двух или трех механизмов грейферной тележки (подъем, замыкание, передвижение), что позволяет получить: высокую производительность; постоянное ускорение при пуске (не зависящее от нагрузки); регулирование пусковых, тормозных и рабочих режимов; равномерное распределение нагрузок на электродвигатели и па канаты грейфера. Система автоматического
232
vJ1p явления получает следующие сигналы: задание режима, контроль нагрузки, контроль скорости, контроль пу-т1.1. В качестве датчиков пути используются вращающие-потенциометры.
Контроль положения челюстей грейфера осуществляется с помощью датчика — вращающегося потенциометра с приводом от маломощного электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения (положение потенциометра определяет угол открывания и закрывания грейфера). При конечных положениях грейфера потенциометр выполняет функцию ограничителя, Добавочный потенциометр, применяемый в системе, служит для изменения настройки системы в небольших пределах, изме^ няя угол открытия. Быстродействие системы порядка 0,1 с.
Система автоматического управления грейферными лебедками, разработанная в СССР, предназначена для двухдвигательных грейферных лебедок, В ней используется дифференциальная сельсинная передача, фиксирующая положение челюстей грейфера (закрыт, открыт) и обеспечивающая автоматические переключения в схеме. В связи с последним требуемые операции в установке получают без дополнительного перемещения рукоятки командоконтроллера* В систему управления входят: автоматический выключатель, два сельсина-датчика, трансформатор и выходное устройство [4]. Выходное устройство устанавливают в кабине крана, а сельсины-датчики через редукторы связывают с приводными электродвигателями грейферной лебедки.
Дистанционное управление электроприводами крановых механизмов
Для значительного числа кранов металлургических цехов дистанционное управление является единственно приемлемой системой. Работы по созданию систем дистанционного управления различными кранами проводятся в СССР и за рубежом (фирмы «Фемко^ «Ньютом», «Телемотив» и др. —в США; «Анритсу» —в Японии; «Те-лефункен», «Таймег» — в ФРГ и др.). У нас в стране значительные работы в области создания аппаратуры и систем дистанционного управления кранами различного назначения проводятся ВНИИПТмашсм. В дистанционном управлении в первую очередь нуждаются краны доменных, мартеновских, литейных цехов — в черной
।	233
металлургии и краны электролизных, плавильных, ли- Я тейных, прокатных цехов — в цветной металлургии. I
Дистанционное управление электроприводами крано. * вых механизмов осуществляется с использованием ра^ [ диоканала или ..проводной линии связи. Наиболее совершу шейной является система радиоуправления. Ее преиму-; ществами по сравнению с управлением по проводам явЛ ляется гибкость управления, возможность перемещения £ пульта управления в любое место зоны обслуживания.^ Недостатками системы радиоуправленияпо. сравнению с проводтюй связью являются: чувствительность к поме- -хам и необходимость в переносном источнике питания. | Применение радиоуправления для мостовых кранов обес- 1 печивает стоящему на полу оператору большую манев- | регшость, гибкость и безопасность обслуживания.	т
При радиоуправлении кранами наиболее часто при- } меняется метод передачи команд, состоящих из комби- ! нации импульсов, основанный на использовании много- I импульсного двоичного кода. Практически применяют ! частотно-кодовую, временную, частотно-распределитель- | ную и амплитудно-полярную системы,	I
В одной из частотно-кодовых систем телеуправления ! кранами, разработанной ВНИИПТмашем, передача 1 команд осуществляется комбинациями из нескольких им- | пульсов тональных частот в спектре от 700 до 2300 Гц. В этой системе при увеличении числа импульсов команд "(комбинаций) на единицу число возможных комбинаций увеличивается вдвое и эта система тем экономичней, чем больше число передаваемых команд.
. Для кранов металлургических цехов ВНИИПТмашем разработаны системы и аппаратура дистанционного управления, отвечающие ряду требований, обусловленных спецификой режимов и условий работы этих кранов: повышенная работоспособность при высоких температурах, повышенная надежность работы при тряске, вибрациях, значительной нестабильности напряжения сети, наличие агрессивной среды, сильных индустриальных помех. Эти системы (с радиоканалом и однопроводной линией связи) позволяют передавать неограниченное число команд по ступеням ускорения, регулирования скорости, торможения, направления движения, блокировки и т. п*
Следовательно, дистанционное управление, по существу, дублирует обычную схему управления крановыми
234
электроприводами. На передающей стороне устанавливают командоаппараты (по числу крановых механизмов) кнопки пуска, сигналов, тумблер отключения пере-датчиков и крана (при аварийном выключении).
На рис. 86 приведены структурные схемы приема и передачи команд управления краном по радиоканалу [4],
Рис. 86. Структурные схемы приема и передачи команд управления краном по радиоканалу:
а — радиопередатчика; £ — радиоприемника; 1 — антенный фильтр; 2 — усилитель мощности; 3 — предоконечный усилитель мощности; 4 — фильтр гармоник; 5 — утроитель частоты; 6 — возбудитель; 7—* подмодулятор; 8 — смеситель; 9 — командогенератор; 10 — УВЧ; 11 “Первый смеситель; 12— второй смеситель; 13 — ограничитель и дискриминатор; 14— стабилизатор; 15 — блок питания; 16—УНЧ; 17} 18 — антенны
Эта система дистанционного управления, разработанная ВНИИПТмашем, серийно выпускается с 1976 г. Она основана на разделительном принципе набирания с использованием частичного признака формирования сигналов и передачи их в виде частотных посылок на приемную апаратуру, установленную на кране. Эти сигналы преобразуются в исполнительные команды и передаются на магнитные контроллеры электроприводов [2], В качестве источников сигналов управления в указанной системе дистанционного управления применяются четырехчастотные командогенераторы 9 (рис. 86, й). Их число определяется количеством управляемых крановых механизмов. Кроме того, в состав системы входит отдельный трехчастотпый командогенератор для аварийных включений и подачи звуковых сигналов. Для формирования сигналов применяются командоаппараты.
Командогенераторы выполнены на индуктивно-ем костных контурах с постоянным магнитодиэлектриком
235
236
fcxcMa на одном транзисторе с обратной связью). Сигналы управления в виде частотных посылок подаются на смеситель в схеме которого смешиваются все поступающие сигналы, и результирующий сигнал передается на подмодулятор 7. Последний связывает командогене-раторы с возбудителем 6 передающего блока.
В состав радиопередатчика входят: возбудитель 6, утроитель частоты 5, фильтр гармоник 4, предокоиечный усилитель мощности 3t усилитель мощности 2 и антенный фильтр 7, Возбудитель 6 выполнен на транзисторе ГТ-31 ЗБ, Утроитель частоты 5 создан по схеме последовательного питания на транзисторе ГТ-311Ж; параллельный контур в цепи коллектора его настроен на третью гармонику частоты возбудителя. Фильтр гармоник 4 выполнен в виде четырехзвенного полосового фильтра, предназначенного для ослабления гармоник кварцевого резонатора. Предокоиечный усилитель мощности <3 создан на двух параллельно включенных транзисторах ГТ-311Ж; контур L—С настроен на несущую частоту передатчика. Усилитель мощности 2 выполнен на двух параллельно включенных транзисторах КТ-603А; резонансный контур настроен па основную частоту передатчика. На антенный фильтр 1, выполненный в виде двухзвенного фильтра нижних частот, поступает сигнал основной частоты. Этот фильтр служит для ослабления побочных излучений передатчика.
Радиоприемник (рис. 86, б) построен на супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты [4]. Источником питания для переносного пульта управления является батарейный (8 элементов типа 373) или аккумуляторный (10 аккумуляторов типа ЦНК-0,92, соединенных последовательно) блок. Напряжение блока питания 12 В. Радиус действия'системы управления по радиоканалу до 100 м.
Указанная система дистанционного управления кра-
Рис. 87. Комплектность установки дистанционного управления краном в зависимости от модификации:
J—Ц] модификации; А — аппаратура, размещенная на кране; Б — силовая аппаратура; У — пульт управления; 2 — блок приемников; 3__блок питания и переключения; 4 — блок коммутации; 5 — зву-
ковая сигнализация; 6 — световая сигнализация; 7—силовые-блоки коммутации; S — блоки реверсов; 9 — магнитные контроллеры; 10— блок усиления сигналов; И — линия связи; 12 — съемник сигналов управления; 13— натяжной груз; 14— колонка; 15— пост подключения; 16 — радиоприемник команд управления
237
новыми механизмами имеет три модификации (рис. 87) т каждая из которых имеет пять вариантов использования '(в зависимости от числа крановых механизмов, назначения кранов и вида канала связи), что позволяет приме, нить дистанционное управление на кранах различных типов грузоподъемностью 5—50 к
В зависимости от модификации системы управлять крановыми механизмами можно с помощью переносных пультов как по радиоканалу, так и по однопроводной линии связи. Возможно управление этими механизмами и со стационарных пультов, установленных на специальных колонках в местах, наиболее удобных для управления; причем при наличии нескольких таких пультов их блокируют—при управлении краном с одного пульта управление с других пультов не может быть осуществлено.
Универсальная система дистанционного управления кранами, разработанная ВНИИПТмашем, позволяющая осуществлять управление ими и по радиоканалу и по однопроводной линии связи, весьма эффективна. Применение для одного крана обоих видов управления позволяет существенно повысить надежность управления.
Модификацию I дистанционного управления краном (см. рис. 87) управление по однопроводной линии связи со стационарно установленного пульта (или нескольких пультов) целесообразно применять для разнообразных по назначению и сложности подъемно-транспортных операций в цехах с различными по размерам зонами обслуживания. Эту модификацию целесообразно использовать, например, в доменных цехах при управлении кранами, участвующими в процессе грануляции шлаков (в среде с сернистыми испарениями).
Моди ф и нацию II дистанционного управления краном (см. рис. 87) —управление по однопроводной линии связи с переносного пульта, находящегося у оператора, особенно эффективно применять при монтажных и ремонтных операциях, при работах с навесным грейфером и грузоподъемным электромагнитом и т, д. Весьма целесообразно применение этой модификации в электролизных цехах цветной металлургии при управлении штыревыми, миксерными и перевалочными кранами, когда в процессе электролиза выделяется фтористый водород при относительно высоких температурах, что опасно для здоровья обслуживающего персонала. Кроме того, при смене штырей электролизного агрегата возможны опас-
238
яые для машинистов кранов выбросы жидкого металла. Модификацию Ш дистанционного управления краном (см. рис. 87) — управление по радиоканалу с переносного пульта, целесообразно применять в цехах, имеющих большую протяженность и много крапов (до 10) на одних подкрановых путях. Эта модификация также может быть использована в тех цехах, где по условиям производства нельзя применять управление по однопроводной линии связи из-за возможности повреждения ее внутрицеховым транспортом, горячим металлом, при падении болванок или при невозможности установки стационарного пульта.
Ниже приведена техническая характеристика аппаратуры блочного исполнения отечественного производства, применяе.мая при управлении по радиоканалу [4]:
Диапазон несуиш.х частот при управлении по ра-диокзналам, МГц:
первому.................................  .
второму * . . <.................. . . . ,
Ширина полосы частот радиоканалов, кГц:
первого .	....... .......................
второго ....................................
Дальность управления по радиоканалу, м , . , Напряжение питания, В;
постоянного тока ......................	. .
переменного тока (50 Гц) ...................
Продолжительность замены блока управления, мин. не более ................................
Температурный режим работы, СгС...............
Виброустойчивость при амплитуде колебаний до ДО мм, Ги ...................................
Выходная мощность, Вт.........................
Диапазон частоты управления, Гц...............
Размеры переносного пульта, мм:
длина .	.... .............................
ширина .....................................
высота...................... ...............
.Масса пульта управления, кг ........
37,925—38,425
163,8—164,3
50
25 До 100 -
12
220
10
От —30 до 4-50
5-8
3 300—3400
280
190
130
2,8—3,3
С помощью аппаратуры системы дистанционного управления крановыми механизмами по однойрсводной линии связи можно осуществлять автоматическое управление группой кранов отдельных цехов с центрального диспетчерского пульта с применением ЭВМ. Следует отметить, что при применении модификации I дистанционного управления краны, работающие, например, на участках грануляции шлаков, могут быть переведены на программное управление.
239
«J
s
ci
E*
£ .		За	2 C. ifl	5 2 H	>=[ — w H „ o	3 5 * £	О 5 И S	-S 4 h 3	*82 % з	:h 5	Г	K	’§	1B s |Ci	g	a	h о я £	&4 a §>£ g	о g s wf Q ж	X f9 О	{J О	rtj	Q	E	E-! Л-, о °5DS3g.|g§§§g	я	« g
Температурный режим» °C	s	$	S	g	g	g	g	g	s	g 4-	4-4-4-	+	4-	4-	-b	+	4-4-	4- 4	-1-	4	4	.|-	4	4	4	4	4 4 4 2	OOLQ	О	о	Щ	о	ю	in Ш	ю *=т	" оа 04	со	cj га oq со со со !	1 ! 1	1	1 1 1 1 1 i 1
Капал связи	fc( я с 55	~	|	я	S	1 5 « S К	S 5	5 5 S	=	s	S	5	й	о	н	w	S	2	« ®=rSM	S	и	ё	5	£	a	«	a <3	с	2	4	°	Я	о	Я	лО«	£ *	§ § §	& g.u £	§ *	& е	=(^я Я О S «	A	W CG S	СЗ	a IX я Я <Х	R	tx	4	&
Питание передатчика i			ч	s s	S	я	M WO	Л	« m	и	£	£ j3	--	i-ж	cl Q.	5?	о	a	«	CL	C3 о	Й	s	о	£	°	£ H L_. л •.	£ж	pt	C3 R	£	g	'O	&	'O 4	_	C7-:	Ч	ж	к;	_* £? £	S?	й	c?	<£ f£	jg	£	Й	Sc	Л	-r! и? Й a	£,	s?	E w	о	J**	Jp	22	s*' < XO Г'	<	X	<	fL,
Масса передатчика, кг	_	i-	CO &	04 О	Ш	C0	О	О	О	О О	CO 04	C0CNO4	04	W	’Е	Q	S	t4
Радиус действия, м	о	о tn о	с;	а	о	о	г	j	I	о О	crsroo	in	О	Ш	ао	1	1	1	Й -Н	04	—4
Фирма	°	Д и	8.—. Л — S?	S Х5 С?	дС Ё < з	11 ГА 3 ёрз и „	?У.“ £5 а-й сЗ	rt\Sr 1	!" «-	Н	А Л> S	 LJ У,	£	ESws _,3 S U-•	н-J	Л	S г*	О	я	£	u S =* я * Я к f< л □ U	<Us%4	О	0j3 3 и Й* У i1 X]	?3 я £?	? £ о?® О a. S* 9 ’T’H	ф /-Г	-Й	^>—1	лжЕ©'У(иС1<ГчРЗг1„1С 3У,	У. *н	ьч	iji S	Я V '—' —*	—" '—'
!
I
I
t
i
b
240
। ।
Техническая характеристика систем дистанционного управления кранами, разработанных различными фирмами, приведена в табл. 42 [4].
Программное управление крановыми механизмами получает все большее распространение в связи с тяжелыми условиями работы в ряде металлургических цехов. Применение этого вида управления позволяет удалить крановщика из рабочей зоны, значительно увеличить производительность крана и улучшить его технико-экономические показатели.
При программировании управления ход технологического процесса наиболее часто задается по времени, а программа работы крана —в функции положения крановых механизмов (крюка, моста, тележки, грейфера и т, д+) —с частичным временным контролем операций.
Рас. 88. Структурная схема (а) и траектория движения моста и те* лежки крапа (б) при программном управлении
Находят применение дискретные и непрерывные системы программного управления крапами.
На рис. 88, а приведена структурная схема системы программного управления грейферного крана. Система предусматривает применение различных датчиков нахождения грейфера на материале, положения грейфера на высоте, положения моста на рабочей площадке и те* лежки на мосту.
Последовательность работы механизмов грейферного крана при зачерпывании материала (рис. 88,6) в точках Л и 4} с разгрузкой в точке В описана ниже. При этом следует иметь в виду, что в начальном состоянии раскрытый грейфер находится в верхнем положении и те* лежка находится в точке 4.
16 рапутов в. м(
241
Программное устройство при включении подает в задающее устройство сигнал, определяющий направление движения моста и тележки, а также координаты их оста* новки веточке В и координату остановки грейфера на заданной высоте. Это же устройство подает команды механизмам подъема и замыкания грейфера для опускания грейфера на материал. При опускании его на материал срабатывает механизм натяжения канатов, контролирующих положение грейфера, а механизм подъема при этом отключается. Одновременно происходит реверсирование механизмов замыкания грейфера для зачерпывания материала. После окончания зачерпывания срабатывает датчик закрывания грейфера, что приводит ко включению механизма подъема. Одновременно в задающем устройстве начинает срабатывать реле времени, фиксирующее время выхода грейфера из углубления в материале, и осуществляется контроль подъема грейфера на заданную высоту с помощью датчика высоты подъема. После отработки соответствующей выдержки времени программное устройство включает электродвигатели механизма передвижения тележки и моста для перемещения грейфера в точку В.
Контрольные сигналы, фиксирующие положение грейфера, тележки и моста подаются в сравнивающее устройство, где сравниваются сигналы датчиков с сигналами задающего устройства. Из сравнивающего устройства через программное устройство подаются командные сигналы электроприводам крановых механизмов для осуществления их точной остановки. Только после получения программным устройством трех сигналов о точном расположении грейфера, моста и тележки' выдается команда на раскрытие грейфера. Одновременно в задающее устройство подается команда в соответствии с координатами точки /К для последующей остановки тележки крана. После окончания раскрытия .грейфера соответствующий датчик подает команду на перемещение тележки и моста. Когда грейфер переместится в точку zli, тележка и мост остановятся. При этом сравнивающее устройство подает сигнал на программное устройство, которое определит координаты следующего места разгрузки и подаст команду для начала нового цикла.
В современных системах' программного управления кранами все более широкое применение находят ЭВМ, 242
Глава IV
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ КРАНОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
L ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Рациональные способы эксплуатации и ремонта крапопо-го электрооборудования позволяют в значительной мере обеспечить бесперебойную и долговечную работу кранов металлургических цехов.
В процессе работы электрооборудования кранов имеет место выход из строя электродвигателей и аппаратуры управления. Важно знать основные неисправности электрооборудования, способы обнаружения и устранения их. При этом необходимо знать влияние неисправностей электрооборудования на его рабочие свойства и поведение в эксплуатации. Все это позволяет эксплуатационному и ремонтному персоналу сознательно, умело и творчески подходить к выполняемой работе.
Рациональная организация системы планово-предупредительного ремонта кранового электрооборудования является лучшим способом обеспечения его производительной и безаварийной работы. S
2. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ КРАНОВЫХ электродвигателей и способы ИХ УСТРАНЕНИЯ
Неисправности в работе электродвигателей происходят в результате длительной работы без ремонта, неудовлетворительного обслуживания или нарушения установленных режимов работы. Они могут проявляться в следующем: изменении характеристик электродвигателя, т. е. его частоты вращения и вращающего момента; неустойчивости этих характеристик, т, е. недопустимом колебании частоты вращения; недопустимо высоком общем и местном перегреве электродвигателя; недопустимых вибрациях; сильном шуме; недопустимо большом искрении под щетками электродвигателя постоянного тока или на кольцах асинхронного электродвигателя.
Причины неисправностей могут быть внешние, не требующие ремонта электродвигателя, и ' внутренние, требующие его ремонта. К числу внешних причин относятся: обрыв одного или нескольких проводов питающей сети;
16*	243
перегрузка электродвигателя; перегорание предохранителей; неисправность аппаратуры управления; пониженное или повышенное напряжение питающей сети; высокая температура окружающей среды, содержанке в этой среде пыли, влаги, вредных для машины паров, газов и т, д*
Кроме того, причины неисправностей разделяют на электрические, магнитные и механические. К электрическим причинам относятся: пробой изоляции обмоток; обрыв их; плохой контакт в местах соединения проводников; обгорание коллекторных пластин или контактных колец и др. К магнитным причинам относятся: ослабление прессовки листов стали; замыкапие между ними и др. К механическим причинам относятся: неисправности подшипников; неисправности бандажей (разрывы, ослабление, спадание); биение коллектора пли колец; искривление и поломка вала; поломка щеткодержателей; неуравновешенность вращающихся частей и др.
Основные неисправности трехфазных крановых асинхронных электродвигателей
Одной из наиболее распространенных неисправностей асинхронных электродвигателей является повреждение обмоток* Витковые замыкания в катушке, межфазные короткие замыкания в обмотке и замыкания обмотки на корпус являются, как правило, следствием износа изоляции: обрывы в обмотках — следствием распаек мест соединения или механической порчи обмотки малого сечения. Наиболее уязвимыми местами обмотки являются места выхода ее из пазов', изгибы или перекрещивания в лобовых частях, соединительных проводах катушечных групп. Повреждения могут быть и в местах соединения выводов обмотки с сетевым кабелем*
Внешними признаками короткого замыкания в обмотке могут быть: ненормальное гудение электродвигателя, неодинаковая величина токов в цепях фаз, затрудненный пуск, перегрев катушек обмоток*
Витковые замыкания (короткое замыкание в одной фазе) в обмотке статора могут быть обнаружены по сильному перегреву катушки (или катушечной группы); по увеличенному значению тока в поврежденной обмотке при соединении обмоток звездой* При соединении обмоток треугольником амперметр, включенный в цепь поврежденной фазы, показыва
244
ет меньшее значение по сравнению с амперметрами, включенными в цепи двух других фаз. Определение дефектной фазы рекомендуется проводить при пониженном напряжении (0,25—0,3 от номинального).
Витковое замыкание в обмотке ротора может быть обнаружено аналогично (с помощью амперметров), В этом случае обмотка ротора перегревается, величина тока в фазах колеблется, обмотка статора нагревается больше обычного. При пуске и работе с резисторами в роторной цепи обмотка ротора дымит, появляется характерный запах горящей изоляции.
Если в электродвигателе с фазным ротором трудно определить место виткового замыкания (в обмотке статора или ротора), то применяют индукционный метод: обмотки статора подключают к сети и измеряют индуктированные напряжения между кольцами неподвижного ротора. Их неодинаковая величина между различными парами колец указывает па наличие виткового замыкания в обмотках электродвигателя.
Если при поворотах заторможенного ротора неравенство напряжений изменяется, то витковое замыкание произошло в обмотке статора, а если не изменяется, то —: в обмотке ротора. При этом напряжение между кольцами двух фаз, одна из которых повреждена, будет меньшим, чем напряжение, соответствующее двум неповрежденным фазам. Место виткового замыкания после разборки электродвигателя и разъединения параллельных цепей обмотки статора можно обнаружить, например, с помощью метода измерения сопротивления катушек двойным мостом или методом амперметра — вольтметра.
Замыкание обмотки статора на корпус может быть обнаружено с помощью контрольной лампы или мегомметром. Место замыкания на корпус выявляется либо при осмотре обмотки,.либо одним из специальных способов.
Наиболее целесообразно применение магнитного способа, В этом случае к одному из выводов поврежденной фазы и к корпусу электродвигателя подают пониженное напряжение. Тонкой стальной пластинкой — щупом обходят пазы неисправной фазы, начиная с паза, провод которого подключен к сети. Место замыкания на корпус обнаруживается по прекращению притяжения пластинки к зубцам статора, так как ток протекает по катушкам по-
245
врежденной фазы лишь до места, где произошло замы* каине на корпус (дальнейший путь тока — по корпусу). Это испытание лучше проводить переменным напряже* кием, так как в этом случае притяжение стальной плас* тинки сопровождается звуковым эффектом — легким жужжанием, что значительно облегчает обнаружение места замыкания на корпус. Найденную неисправную катушку отсоединяют и с помощью лампы или мегомметра еще раз убеждаются в наличии замыкания на корпус,
Короткое междуфазное замыкание об' наруживают с помощью контрольной лампы или мегом* метра. Место короткого замыкания может быть определено потенциометрическим или вышеописанным методами, Если в месте замыкания незначительно повреждена только изоляция (но не проводник), то ее можно временно восстановить прокладками из соответствующих изоляционных материалов с пропиткой их лаком. Если же повреждены проводники обмотки или изоляция разрушена на значительном участке, то заменяют поврежденную катушку.
Обрывы в обмотках в большинстве случаев могут быть обнаружены с помощью контрольной лампы или мегомметра. Однако прежде чем приступить к отысканию обрывов или плохого контакта в обмотке необходимо убедиться в' отсутствии этих дефектов вне обмотки (из-за недостаточного прилегания контактов пусковых. аппаратов, неплотности контактов выводных концов и т. д,).
При обрыве в обмотке лампа, включенная последовательно в цепь с фазной обмоткой, не загорается, при этом мегомметр покажет бесконечно большое сопротивление. При соединении обмоток треугольником один из его углов («начало» одной обмотки и «конец» другой) при испытании рассоединяют. При соединении обмоток звездой фаза сети подключается к контрольной лампе, второй провод от лампы — поочередно к трем выводам фазных t обмоток; нулевой провод сети подключается к гулевой точке обмоток; мегомметр подключается к выводу каж- . дой фазной обмотки и к нулевой точке обмоток. После обнаружения неисправной фазной обмотки испытанию па обрыв подвергают все катушки ее, а затем после тща*  тельного осмотра определяют место обрыва в поврежденной катушке.
Для того чтобы найти катушечную группу или катуш-246	!
1
ку, имеющую обрыв, одним концом мегомметра касаются одного вывода фазы, а другим — поочередно всех соедини тельных проводов между катушечными группами и катушками; при миновании частей обмоток с обрывом, мегомметр дает большие показания в соответствии с сопротивлением изоляции испытуемой обмотки (при этом удобно пользоваться острыми щупами во избежание зачистки соединительных проводов).
Наиболее вероятные места обрывов в проволочных обмотках находятся в междукатушечных соединениях, а в стержневых обмотках,— в пайках (хомутиках). В короткозамкнутых обмотках роторов асинхронных электродвигателей обрывы или плохой контакт имеют место из-за плохой приварки или пайки в местах соединения стержней с замыкающими кольцами. Обрывы в короткозамкнутых обмотках могут иметь место в пазовых частях в результате механических повреждений. В роторах асинхронных электродвигателей с литой алюминиевой обмоткой обрывы в пазовой части могут быть из-за дефектов при литье.
Для того чтобы убедиться в наличии обрыва или пло-кого контакта в короткозамкнутых обмотках роторов, проводят следующий опыт. Ротор затормаживают и на статорную обмотку подают напряжение, равное 20— 25 % от номинального. Затем ротор медленно поворачивают и измеряют величину тока в обмотке статора (в одной или трех фазах). При исправной обмотке ротора величина тока в обмотке статора во всех положениях ротора будет одинаковой, а при обрыве или плохом контакте будет изменяться в зависимости от положения ротора.
В практике ремонтных работ широко используются универсальные переносные приборы, например СМ-1 и СМ-2, позволяющие обнаруживать различные неисправности обмоток. Это импульсные приборы с электронно-лучевыми трубками. При наличии дефектов в проверяемой обгмотке на экране трубки появляются характерные кривые, форма которых соответствует определенным дефектам в обмотках. С помощью этих аппаратов можно выявить такие часто встречающиеся в обмотках дефекты, как обрыв, битковыс и междуфазные замыкания, неправильное соединение катушек, различное число витков в катушке и др.
247
Способы устранения повреждения б обмотках асинхронных электродвигателей
Б зависимости от характера повреждений применяются различные способы их устранения. Так, например, обрыв или плохой контакт в обмотке (хомутиках) может быть устранен перепайкой обмотки в указанных местах. Если же обрыв произошел в самом проводнике, то стержень или секцию заменяют новыми. Если обрыв имеется в лобовой части обмотки, то в некоторых случаях возможно устранение дефекта без замены секции. В экстренных случаях в качестве временной меры допускается выключение поврежденной катушки из схемы. Выключенную катушку следует надежно закодировать (а в случае замыкания между витками — разрезать) или удалить из пазов. Освободившиеся пазы заполняют деревянными клиньями.
Следует иметь б виду, что число выключенных витков не должно превышать 10 % общего числа витков одной фазы. Причем такое выключение возможно только при последовательном соединении всех катушек одной фазы и соединении фаз звездой. При параллельном соединении катушек одной фазы или соединении фаз треугольником выключение катушек одной фазы недопустимо из-за возникновения в обмотке значительных уравнительных токов вследствие - несимметричности параллельных ветвей или фаз в обмотке. В этом случае нужно выключать соответствующее число катушек и в других фазах или параллельных группах. При этом целесообразно выключать катушки, сдвинутые относительно поврежден-ных на kZ/p пазов в других параллельных группах, и kZ(3p пазов — в других фазах (.fe —целые числа).
При послеремонтном включении кранового асинхронного электродвигателя часто появляется необходимость в проверке маркировки его выводов — в определении одноименных выводов обмотки статора. Наиболее распространенными и практически удобным методом определения одноименных выводов (при наличии у машины шести выводов) является индуктивный. При этом методе с помощью лампы или мегомметра вначале определяют принадлежность каждой пары выводов одной фазе. Затем находят одноименные выводы. Для этого соединяют между собой два любых вывода двух любых фазных об-
248
Рис, 89. Определение од* ноименных выводов тре.х-фазпого асинхронного электродвигателя
моток, например 1 и 2Г а к двум другим подводят кратковременное напряжение '(рис. 89, й)* К выводам третьей обмотки 3 подключают лампу или вольтметр* Если при этом лампа загорается (накал нити обычно неполный) или вольтметр фиксирует наличие напряжения, то выводы обмотки, соединенные между собой, — разноименные. Условно называют один из этих выводом «началом» (вешают бирку), а другой «концом» (без бирки). Соответственно называют «началом» и «концом» два других вывода этих обмоток. Если лампа не загорается (или вольтметр фиксирует отсутствие напряжения), то между собой соединены два одноименных вывода. Обозначают их условно «началами» (вешают бирки) или «концами» (без бирок). Таким образом находят одноименные выводы у обмоток 1 и 2. Затем рассоединяют выводы от обмотки 3 и соединяют два любых вывода обмоток 2 и 3, к двум другим подводят напряжение, а к выводам обмотки 1 подключают лампу (или вольтметр), как показано па рис. 89, б. Рассуждая аналогично, находят с помощью лампы «начало» и «конец» обмотки 3.
В тех случаях, когда машина имеет три вывода (при соединении обмотки звездой иля треугольником), правильность соединения фаз можно проверить, если питать два вывода переменным током пониженного напряжения (15—20 % от номинального напряжения) и вольтметром измерять напряжение между третьим выводом и каждым из выводов, присоединенных к сети. При правильном соединении эти напряжения будут равны половине напряжения, приложенного к двум выводам, причем это соотношение напряжений сохраняется при питании любых двух выводов*
249
Опыт надо провести три раза, каждый раз подводя на-пряжение к паре различных выводов. Если одна из фаз присоединена неправильно, то в двух опытах (из трех) напряжения между третьим выводом и каждым из двух других будут неодинаковы. Для электродвигателя с фазным ротором его обмотка ротора должна быть разомкнута. '
Основные неисправности крановых электродвигателей постоянного тока
У электродвигателей постоянного тока, как и у асинхронных электродвигателей, наиболее распространенными неисправностями являются: повреждение обмоток, вит-ковые замыкания, замыкания на корпус и обрывы*
Возможны следующие случаи коротких замыкапий в обмотке якоря: замыкание части витков одной секции; замыкание всей секции; замыкание между двумя секциями, лежащими в одном пазу; замыкание в лобовых частях обмотки; замыкание между двумя любыми точками обмотки (например, в случае пробоя обмотки на корпус в двух точках).
Витков ые замыкания обмотки якоря, не имеющего уравнительных соединений, могут быть обнаружены с помощью испытательного аппарата — магнитного ярма (рис. 90)* Катушка магнитного ярма питается током повышенной частоты (500—1000 Гц)* Магшт/ый
Рис. 50. Проверка обмотки якоря на витковые замыкания магнитным ЯрМОМ;
1 — якорь; 2 — магнитное ярмо
250
является измерение па-

Рис. 91. Проверка обмотки якоря на витковое замыкание с помощью милливольтметра
поток, создаваемый этим током, вызывает появление тока в замкнутой секции, которая обнаруживается путем обхода якоря тонкой стальной пластинкой. Вблизи этого паза, где лежат провода неисправной секции, эта пластинка притягивается, после чего эту операцию повторяют, поворачивая якорь на небольшой угол.
Универсальным методом определения неисправностей обмоток машин постоянного тока дения напряжения в секциях с помощью милливольтметра (рис. 91).
При этом методе обмотки якоря испытывают на витковые зам ы ка н и я сл едующи м образом. К двум коллекторным пластинам 1 с помощью щупов 2 подводится постоянное напряжение такой' величины, чтобы ток в обмотке якоря не превышал 10 — 30 % поминального. Падение напряжения на этих коллекторных пластинах изме- t ряют милливольтметром с помощью щупов 3. Если замыкание произошло в секции, присоединенной к паре коллекторных пластин, к которым приложены щупы 2 и 5, то падение напряжения, измеряемое милливольтметром, будет наименьшим. Чем больше витков в секции замкнуто накоротко, тем меньшее напряжение покажет милливольтметр. Наименьшее падение напряжения будет при коротком замыкании между самими коллекторными пластинами.
Подобным образом обследуют весь якорь, записывая при этом показания милливольтметра. Допустимо отклонение между отдельными показателями не более 20%. Регулирование величины тока (практически 5—10 А) осуществляется реостатом, включаемым последовательно к обмотке якоря. Предел измерения милливольтметра 50 мВ.
Для предупреждения порчи милливольтметра при про< верке следует сначала приложить к коллектору щупы 2 и только после создания надежного контакта между ни
261
ми и пластинами — приложить щупы 3, Отнимают щупы от коллектора в обратном порядке: вначале щупы 3, затем 2. При плохом контакте между щупами 2 и пластинами коллектора в связи с изменениями тока может возникнуть значительная э. д, с. самоиндукции, которая выведет из строя милливольтметр-
Этот метод нахождения замыкания между витками дает хороший результат при небольшом числе витков в секции (стержневой обмотки); в многобитковых проволочных секциях при замыкании 1—2 витков разница в показаниях милливольтметра па коллекторных пластинах исправной секции и поврежденной может оказаться незначительной.
Обрывы и распайки в обмотке якоря сильно сказываются на коммутации машины и в зависимости от степени дефекта могут вызывать значительное искрение на коллекторе и подгорание коллекторных пластин, При длительной работе якоря с обрывом дуга, образующаяся в месте обрыва, может постепенно прожечь изоляцию, дать замыкание на корпус и даже выжечь сталь якоря.
Обрывы и распайки в обмотке якоря могут быть обнаружены по увеличенным показаниям милливольтметра при касании щупами коллекторных пластин, соединенных с неисправными секциями. При наличии обрыва в петлевой обмотке прибор дает наибольшие показания лишь на одной паре пластин; для волновой обмотки (без уравнительных соединений)  прибор не дает показаний на всех пластинах, кроме одной пары '(на каждую пару полюсов). Если места распаек или обрыва доступны для непосредственного ремонта, то его устраняют пропайкой с последующим изолированием. Если же место обрыва недоступно для непосредственного ремонта (например, обрыв в пазу), заменяют всю поврежденную секцию, предварительно отпаяв концы ее от коллекторных пластин, 3 а м ы к а н и е о б м о т к и якоря или коллектора на корпус во время работы машины не обнаруживается, если только нет заземления у одного из проводов сети. При наличии такого замыкания, если корпус машины не изолирован от'земли, замыкание обмотки на корпус создает замкнутую цепь. При отсутствии заземления одного из проводов сети замкнутая цепь может образоваться только при замыкапии обмотки на корпус в двух местах.
252
Рис. 92. Определение места замыкания обмотки якоря на корпус
Замыкание обмотки якоря на корпус обусловливается механическими повреждениями изоляции (из-за неплотной укладки обмотки в пазы, ослабления бандажей и тл,) или отсыреванием ее. Определить наличие этого повреждения можно мегомметром или контрольной лампой. В последнем случае один конец от лампы присоединяют к сети, а другой — к коллектору, вал якоря соединяют со вторым сетевым проводом. Наличие замыкания обмотки на корпус определяется по загоранию лампы (при хорошем контакте в месте замыкания).
хМесто замыкания на корпус может быть лайдемо с помощью милливольтметра (рис. 92). Вотом случае напряжение от источника постоянного тока подводится к диаметрально противоположным щеткам машины, если обмотка петлевая. Если обмотка волновая, то его подводят к пластинам,находящимся на расстоянии половины коллекторного шага.
Одним из проводов, присоединенных к вольтметру, касаются вала электродвигателя, а второй перемещают по коллектору, При прикосновении этого провода к коллекторной пластине, замкнутой па корпус, показание милливольтметра становится равным нулю. В этом случае, если на корпус замкнута секция, припаянная к этой пластине (или в месте замыкания неполный контакт)
дет минимальным, но не равным нулю.
При этом следует иметь в виду, что при проверке петлевой обмотки милливольтметр дает нулевое или минимальное показание только в одном месте; при проверке волновой обмотки милливольтметр дает уменьшенные показания на нескольких коллекторных пластинах, к которым присоединена вся поврежденная последователь-^ ная цепь. По наименьшему из них можно найти пластину или секцию, замкнутую на корпус.
. показание прибора бу-
253
Если в месте замыкали я на корпус переходное сопротивление 'значительно, то вышеописанный метод непригоден. В этом случае пользуются способом прослушивании с помощью низкоомного телефонного паушпика.
. /Для устранения повреждений в обмотке якоря применяются различные способы, Так, например, обрыв пли плохой контакт в обмотке (в петушках и хомутиках) и коллекторе может быть устранен перепайкой обмотки в указанных местах. Если же обрыв произошел в самом проводнике, то секцию или стержень нужно заменить новыми. При обрыве в лобовой части дефект может быть устранен без замены секции.
Витковые замыкания в обмотках и о л iocob практически встречаются значительно реже, чем в- обмотках якоря, и обычно не вызывают тяжелых ио* следствий.
При большом числе замкнувшихся витков сопротивление катушки значительно уменьшается. В этом случае, измеряя сопротивление всех катушек измерительным мостом, находят поврежденную катушку. У работающего электродвигателя эту катушку находят, измерив падение напряжения на каждой катушке вольтметром (в обмотках параллельного возбуждения) или милливольтметром (в обмотках последовательного возбуждения) .
Поврежденную катушку параллельной обмотки возбуждения легче найтщ подавая на каждую катушку переменное напряжение. При этом способе даже небольшое число короткозамкнутых витков даст о себе знать немедленно, так как при этом резко изменяется полное сопротивление дефектной катушки (на этой катушке падение напряжения будет наименьшим). Во всех случаях во избежание порчи изоляции исправных катушек следует прдводить к ним такое напряжение, чтобы величина переменного тока в испытуемых катушках не превосходила величины номинального постоянного тока. Испытание переменным током дает необходимые результаты только при отсутствии у катушек металлических каркасов, оказывающих размагничивающее действие подобно вторичной короткозамкнутой обмотке трансформатора. Кроме того, необходимо изолировать щетки от коллектора, так как в противном случае могут оказать размаю ничивающее действие секции обмотки якоря, замкнутые накоротко щетками.
254
Замыкание в витках обмотки последовательного возбуждения или обмотки добавочных полюсов определяют при питании их постоянным током через реостат или при работе. Напряжение измеряют милливольтметром* Короткое замыкание в обмотке дополнительных полюсов характеризуется отсутствием искрения при'холостом ходе и усиливающимся искрением на щетках по мере нарастания нагрузки*
Витковые замыкания в катушках устраняют с помощью изоляционных прокладок (электрокартон, летероид и дрО* В случае необходимости производят частичную или полную перемотку поврежденной катушки*
Обрывы в обмотках полюсов встречаются обычно в катушках параллельного возбуждения (изготовляемых из проволоки относительно небольшого сечения), В катушках последовательного возбуждения и в обмотке добавочных полюсов этот дефект встречается редко* Плохой контакт встречается во всех видах обмоток* Наиболее часто обрыв или плохой контакт бывают в выводах катушек, в соединительных перемычках между полюсами и в кабельных наконечниках.
Обрывы в обмотках параллельного возбуждения опаснее витковых замыканий, так как у электродвигателя, работающего вхолостую, это повреждение может привести к явлению разноса — резкому увеличению скорости вращения (о->оо)* Катушку с обрывом можно определить вольтметром, измеряя напряжение на каждой из катушек, соединенных последовательно и включенных в сеть. При наличии обрыва вольтметр, подключенный к зажимам поврежденной катушки, покажет полное напряжение сети, а на остальных исправных катушках он дает нулевые показания*
Обрыв можно обнаружить также мегомметром или контрольной лампой, не разъединяя катушек при отсоединенных выводных концах обмотки.
Устраняют обрыв в катушках так же, как и в обмотке ЯКОрЯ*
Замыкание катушек полюсов на кор^ пус электродвигателя может быть обнаружено вольтметром (в обмотках параллельного возбуждения) или милливольтметром (в обмотках последовательного воз^ буждения)* Чтобы найти катушку, замкнутую на корпус^ всю обмотку отсоединяют от якоря и подают на нее постоянное напряжение, причем на обмотку параллельного
255
возбуждения — ее номинальное напряжение. Один конец, йдущий от вольтметра, присоединяют к корпусу, а вторым концом касаются соединительных перемычек между полюсами. Наименьшее показание вольтметра будет с обоих сторон катушки, замкнутой па корпус. При испытании обмотки последовательного возбуждения или Обмотки добавочных полюсов пользуются милливольтметром, включая в цепь реостат для уменьшения воли-чины тока.
Катушки, замкнутые на корпус, могут быть обнаружены также путем разъединения их и поочередного испытания мегомметром или контрольной лампой.
Замыкание обмоток возбуждения на корпус электродвигателя устраняют так же, как это описано выше.
Общие ремонтные работы
Устранение неисправностей коллектора. При нормальном состоянии коллектора его поверхность должна быть коричневого оттенка, гладкой и блестящей. Наиболее распространенная неисправность коллектора — шероховатость его поверхности из-за нагара, царапин или окисления. Нагар появляется в связи с искрением под щетками; царапины образуются из-за попадания под щетки твердых частиц, а слой оксида — из-за повышенной влажности. Шероховатость устраняется шлифовкой коллектора мелкозернистыми карборундовыми кругами при поминальной скорости вращения ремонтируемоР! машины. При шлифовке на токарном станке скорость вращения коллектора не должна превышать номинальной скорости вращения машины. Сбычпо проточку коллектора производят при скорости резания порядка 90 м/мии и подаче не более 0,05—0,1 мм на оборот. Полировку коллектора выполняют при номинальной скорости вращения машины с помощью мелкой стеклянной бумаги № 00. Бумагу накладывают на деревянную колодку, пригнанную по поверхности коллектора, и, прижимая колодку к вращающемуся коллектору, полируют его. Все сказанное относительно требований, предъявляемых к коллектору и к его обработке, относится также и к контактным кольцам, для которых может быть допущено не-с^блЁко большее биение "(из-за более легких условий ра-ббщ контактных колец).
, Преле обточки изоляцию коллектора следует продо-рожйЛ'ь на'1йубцну 1,5—2 мм, Края коллекторных плас-
256
Рис. 93. Продороживание изоляции коллектора:
а — верно; б — неверно
Пои неправильной цен-
тин скашивают под углом 45°, как показано на рис, 93, Продороживание изоляции производят ручным резаком, изготовленным из куска ножовочного полотна или с помощью специального переносного устройства с дисковой фрезой. Это устройство позволяет снизить затраты труда на эту операцию в четыре раза и значительно повышает качество. Приступая к работе по пр о дор оживанию, необходимо убедиться в правильности направления вращения фрезы и прочности ее крепления* Направление вращения фрезы указывается зтрелкой, прикрепленной к корпусу переносного устройства.
Биение коллектора обусловливается обычно следующими причинами: некачественной сборкой коллектора (неодинаковая высота пластин) , неисправностью подшипников, неправильной центровкой якоря, При неодинаковой высоте пластин коллектор протачивают па токарном станке, затем продороживают, шлифуют и чистят. При неисправности подшипников их заменяют новым!
тровке якорь отцентровывают заново.
В тех случаях, когда щетки электродвигателя расположены одна против другой, получается неравномерный износ коллектора — волнистость, которую устраняют про-точкой.коллектора на токарном станке. Для предупреждения появления волнистости щетки размещают по коллектору в шахматном порядке.
Устранение неисправностей щеток электродвигателей постоянного тока. Практика эксплуатации электродвигателей постоянного тока показывает, что повышенное искрение под щетками четко обусловливается сдвигом щеточной траверсы с нейтрали. Поэтому следует установить траверсу на заводской отметке. Вели же заводская отметка отсутствует или неправильна, то нейтраль находят, сдвигая щеточную траверсу по коллектору до положения наименьшего искрения под щетками в сторону противоположную вращению*
17 рапутов б. м,
257
Искрение под щетками оценивают при соблюдении следующих условий: все щетки должны быть правильно установлены и притерты; наблюдение ведут за положительной щеткой на электродвигателе (или отрицательной — на генераторе); степень искрения оценивают под сбегающим краем щетки по шкалам, приведенным в табл. 43.
Таблица 43. Характеристика для оценки искрения под щетками
Степень искрения		Характеристика степени искрения	Состояние коллектора и щеток
икса,™ по ГОСТ 183—74	буКЦСЕГ-н&я шкала		
1	а	Отсутствие искрения	Отсутствие почернения на коллекторе и следов нагара на щетках
1^4	Ь, С	Отдельное точечное слабое искрение под не* большой частью края щетки	
1 v8	d	Слабое искрение под большей частью края щетки	Появление следов почернения на коллекторе и следов нагара на щет-
	е	Равномерное точечное искрение по всей длине края щетки	Kaxt легко устранимых протиранием поверхности коллектора бензином
2	f	То же	
2	£	Крупные искры звездчатого характера, треск	Появление следов почернения на коллекторе
	h	То же	в следов нагара на щетках, не устраняемых протиранием поверхности коллектора бензином
3	i	Искры брызгающего характера, треск; значительное искренне под всем крае.м щетки	Значительное почернение на коллекторе, н'е устраняемое протиранием поверхности кол-
*		j,	Местные дуги под щеткой, языкообразные вы-	лектора бензином, а так* же подгорание и частич*
•		б росы	ное разрушение щеток
При номинальном режиме степень искрения должна быть не выше Р/г, Степень искрения 2 допускается толь-ко при кратковременных толчках нагрузки и перегрузки. Степень искрения 3 допускается только для моментов прямого включения или реверсирования электродвигате
258
ля при условии, что при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей нормальной работы [4],
Другой, часто встречающейся неисправностью щеток, является одностороннее прилегание их к коллектору. Эта неисправность устраняется поворотом обоймы щеткодержателя. Щетки необходимо пришлифовать к коллектору с помощью стеклянной бумаги, постепенно переходя от крупных номеров се к мелким.
Повышенное искрение под щетками возможно и из-за недостаточного прижатия их к коллектору или неплотной установки в обойме. В первом случае увеличивают силу нажатия пружины, создавая удельное нажатие 0,02— 0,03 Н/мм2. Если же удельное нажатие па щетку будет меньше 0,02 H/mms; то следует заменить пружину или щеткодержатель. Величину давления пружины на щетку измеряют пружинным динамометром (рис* 94)* Между щеткой 1 и коллектором 2 прокладывают полоску тонкой бумаги. Крючок динамометра 3 за
цепляют за выступ щеточной арматуры. Одной рукой медленно оттягивают динамометр, пока другой рукой можно будет вытянуть полоску бумаги, зажатую между щеткой и коллектором. При этом показание динамометра — это полное давление на щетку. Разделив значение полного давления на площадь поперечного сечения щетки, получают величину удельного нажатия на щетку. Необходимо учитывать, что слишком сильное нажатие щеток на коллектор приводит к чрезмерному нагреву его, усиленному износу щеток и коллектора.
Для устранения вибрации щеток в обойме из-за неплотной установки щеток их заменяют на большие (по размерам обоймы)* Величина суммарного зазора между щеткой и щеткодержателем должна быть в пределах 0,05—0,31 мм в тангенциальном направлении и 0,06— 0,55 — в осевом направлении. Одной из причин повышенного искрения под щетками и нагрева коллектора может
Рис. 94. Проверка силы нажатия щеток дшы^о-м стр ом
17*
259
быть неподходящая марка щеток. Для электродвигателей серин Д и ДП применяют щетки марки ЭГ14, армированные гибким проводом. При отсутствии щеток этой марки могут быть применены щетки и других марок, близких по своим техническим характеристикам к упомянутой марке, например ЭГ2а и ЭГ71.
В табл. 44 приведена техническая характеристика электрографитированиых' щеток, наиболее приемлемых Таблица 44. Техническая характеристика алектрографитированных щеток
Параметры	Щетка марки					
		ЭГ4	ЭГ8	ЭП4	ЭГ71	ЭГ74
Окружная	ско	45	40	40	40	40	50
ристь, м/с Переходные па-	2,6	2,0	2,4	2,5	2,2	2J
дения напряжения на пару щеток, В Плотность тока,	10	12	10	10—11	10—	10—15
А/^м3 Удельное нажа-	0,02—	0,015—	0,02—	0,02—	12 0,02—	0,0175—
тне, Н/мм3	0,025	0,02	0,04	0.04	0,025	0,025
для электродвигателей постоянного тока (и для контактных колец асинхронных электродвигателей с фазным ротором) при средних и затрудненных условиях коммутации.
Устранение неисправностей контактных колец и щеток крановых асинхронных электродвигателей. Наиболее частыми повреждениями контактных колец являются: неравномерная выработка, подгары и прожоги, нарушение целостности изоляции между кольцами или между кольцом-и корпусом. Величина износа контактного кольца определяется разностью между диаметром кольца, измеренным штангенциркулем при техническом осмотре машины, и диаметром кольца нового электродвигателя.
Минимально допустимые диаметры изношенных колец наиболее распространенных типов электродвигателей крановых и металлургических серий приведены в табл. 45.
Зачистку колец производят стеклянной бумагой, прикреплен ной к деревянной колодке. При значительных неровностях поверхности колец их протачивают.
260
Таблица 45. Минимально допустимые диаметры изношенных колец асинхронных электродвигателей крановой и металлургической серий
Тип электродвигателя	Минимально допустимый диаметр изношенных контактных колец, мм	Тип электродвигателя	М и на малы-so допустимый диаметр И:ДмЭ1пеш1ьгх контактных колец, мм
МТ 0] 1-6; МТ 012-6	70	МТВ 412-6; МТМ 412-6;	132
МТ И1-6; МТМ 111-6; МТ' 112-6; МТМ 112-6	82	МТВ 412-8; МТМ 412-8; МТВ 5 И-8; МТМ 511-8;	
/МТ 2116; МТМ 211-6;	105	МТВ 512-8; МТМ 512-8	
МТВ 311-6; МТМ 311-6; МТВ 311-8; МТМ 311-8: МТВ 312-6; МТМ 312-6: МТВ 312-8; МТМ 312-8		МТВ 61Ы0; МТМ 611-10; МТВ 612-10; МТМ 612-10; МТВ 61340; МТМ 613-10	166
МТВ 411-6; МТМ 411-6; МТВ 411-8; МТМ 411-8	132	МТВ 711-10; МТМ 711-10; МТВ 712-10; МТМ 712-10; МТВ 71340; МТМ 71340	216
Состояние изоляции узла контактных колец проверяв ют мегомметром напряжением 500 В при щетках, выну* тых из обойм щеткодержателей, — между кольцами и между втулкой, па которую они насажены, и каждым кольцом. Во всех случаях сопротивление изоляции не должно быть менее 0,5 МОм.
При осмотре щеточного устройства необходимо обращать внимание на износ щеток. При значительном износе их заменяют новыми (марки МГ для электродви-гателей серий МТ, МТБ, MTF, МТН и МТМ). Новые щетки предварительно обрабатывают по окружности кольца.
Периодически следует проверять давление щеток на контактные кольца и добиваться его соответствия с нормированными значениями. Давление щетки па контактное кольцо проверяют пружинным динамометром, зацепляя крючок его за болт, крепящий щетку в щеткодержателе. Измеренное давление умножают на расстояние от оси шарнира щеткодержателя до места зацепления крючка динамометра и делят на расстояние от оси того же шарнира до оси щетки. Затем полученное значение сравнивают с нормированными, приведенными ниже:
261
Габарит электродвигателя Нормированное давление щетки на колыю, Н > . Г абарит электродвигателя Нормированное давление щетки на кольцо, Н . . ,
0; 1; 2	3	4; 5
4—4,4	6,4—9,8	10.8—12,8
6	?
15,7—22,6	 24,5—29,4
Нарушенную изоляцию между контактными кольца* ми восстанавливают, зачищая, промывая бензином и за* тем окрашивая эмалью ГФ-92ХС или ГФ-92ГС.
Устранение неисправностей подшипников. Признаками неисправности подшипников качения (шариковых и роликовых) крановых электродвигателей является их перегрев (> 100 DC) или усиленный к неравномерный Шум.
Степень износа подшипников качения определяют, измеряя их радиальные и осевые зазоры с помощью специальных приспособлений. Допустимые зазоры в подшипниках качения указаны ниже
Диаметр вала, мм . . □ , « 20—30 35—50 55—80 85—420 Радиальный зазор, мм . . f	0,10	0,15	0,20	0,30
Осевой зазор в подшипниках качения электродвигателей мощностью до 100 кВт не должен превышать 0,5 мм. Подшипники заменяют новыми при зазорах, больших нормированных, а также при следующих неустранимых дефектах: повреждении сепараторов, вмятинах и забоинах на поверхностях дорожек качения, стуке и продолжающемся после промывки повышенном шуме в подшипнике, четких отпечатках шариков (роликов) на дорожках качения, сколах и трещинах на кольцах, сепараторах или шариках (роликах) к др.
Замена подшипника осуществляется в следующей последовательности:
зачищают царапины на шейке вала мелкой стеклянной бумагой, а затем протирают ее чистой тряпкой;
у электродвигателей серии ДП надевают упорное кольцо, предварительно нагретое до 140—150 °C;
нагревают в масляной ванне в подвешенном состоянии новый шарикоподшипник или внутреннее кольцо роликоподшипника до 85—90 °C;
вынув из масляной ванны шарикоподшипник (или внутреннее кольцо роликоподшипника), насаживают его. на вал легкими .ударами через медную или деревянную прокладку. Если подшипник насаживается на вал туго, то применяют стальную трубу. Один конец ее приставля
262
ют к внутреннему кольцу подшипника, а по второму наносят удары;
нагревают в масляной ванне или печи упорную втулку до ИО—150 °C, быстро насаживают ее па вал до упора во внутреннее кольцо подшипника (у асинхронных электродвигателей 0; I и 2 величины упорной втулки нет).
Подшипники крановых электродвигателей смазывают консистентной смазкой марки УТВ (1—13), Закладывают смазку не реже одного раза в два года. Следует иметь в виду, что слишком плотная набивка смазкой, вызывая увеличение потерь на трение, обусловливает повышенный нагрев подшипников, разложение и вытекание ' смазки.
Испытания крановых электродвигателей
Испытания электродвигателей разделяют на:
профилактические —для предупреждения ненормальных изпосов и повреждений;
браковочные — для определения технического состояния отдельных частей электродвигателя перед ремонтом и уточнения объема предстоящих ремонтных работ;
межоперационньте в ходе ремонта;
контрольные — для установления соответствия выпускаемого после ремонта электродвигателя паспортным данным, техническим условиям на ремонт, стандартам и т, д.;
специальные — по специальной программе при необходимости определения параметров электродвигателя.
Испытания электродвигателей крановой и металлургической серий проводят в соответствии с действующими ГОСТ 184—71, ГОСТ 11828—66 и ТУ 6-513461—78.
Межоперационные испытания проводят в процессе ремонта, пайки, пропитки и сушки обмоток. При выполнении этих испытаний (до пропитки обмоток) применяют, например установку промежуточного контроля УПК-1, на которой испытывают: статорные обмотки асинхронных электродвигателей мощностью до 40 кВт, напряжением до 380 В; обмотки роторов асинхронных электродвигателей с фазным ротором; обмотки якорей и обмотки возбуждения электродвигателей постоянного / тока (до 500 А); коллекторы машин и постоянного тока, /
Проводят следующие испытания:	/
по статорным обмоткам асинхронных электродвигате- / лей — измерение сопротивления обмоток постоянному то-/
2>"5
/
Kv (омические сопротивления всех катушек машины должны отличаться друг от друга' не более чем па iiz5 %), сопротивления.изоляции мегомметром на 1000 В в течение 1 мин (наименьшая допустимая величина его для электродвигателя на (4^500 В должна быть 1,5 МОм); испытание электрической прочности межвит-ковой изоляции с проверкой правильности соединения обмоток и электрической прочности изоляции между фазами и относительно корпуса;
по обмоткам роторов асинхронных электродвигателей, с фазным ротором, обмоткам электродвигателей постоянного тока — измерение сопротивления обмоток постоянному току (см. выше), сопротивления изоляции (для обмоток ротора на £4^500 В — не менее 1 МОм); испытание электрической прочности межвитковой изоляции и электрической изоляции относительно корпуса;
по коллекторам электрических машин постоянного тока — испытание электрической прочности изоляции относительно корпуса.
Испытания после пропитки и сушки обмоток проводятся на установке УПК-2, па которой ис- # пытывают: статорные обмотки асинхронных электродвигателей мощностью до 40 кВт, напряжением до 380 В; роторные обмотки асинхронных электродвигателей с фазным ротором; обмотки якорей и возбужден и я электродвигателей постоянного тока (до 500 А). На установке УПК-2 проводят испытание электрической прочности межвитковой изоляции и изоляции относительно корпуса и между фазами (секциями) обмоток.
Величины испытательных напряжений при проверке полностью перемотанных статорных и роторпых обмоток асинхронных электродвигателей приведены в табл. 46 и 47.
Таблица 4G. Испытательные напряжения обмоток статоров
Объекты испытан)]я	Величина испытательного напряжения, В, при мощности машины, кВт		
	ДО 1	1-3	скыше 3
Катушка обмотки после укладки в пазы до сое-Д/шеиия Катушки об?т1отк!т после соединения	2t/iri :о'о 2 С'нН-ТаО	2 £4+2000 2 £4+1500	2 £4+2500 2 £4+3000
264
Таблица 47, Испытательные напряжения обмоток роторов
1
Объекты испытания	Величина испытательного напряжениях В. для электродвигателей	
	нереверсивных	реверсивных
Катушки обмотки до соединения и наложения бандажей Катушки обмотки после соединения, пайки и нале женил бандажей	2 Сф+2000 2 Ук-Ь1500	4 С7к-Ь2000 4	1500
При^ечйййс, — напряжение as кольцах разомкнутого ротора.
Контрольные испытания электродвигателей после окончания ремонта производят на установке КИУ-1МАГ, При этом проводят следующие контрольные испытания:
измерение сопротивления изоляции;
измерение сопротивления обмоток постоянному току;
измерение величины тока и потерь при опыте холостого хода; обкатка па холостом ходу;
измерение величины тока и потерь при опыте короткого замыкания;
испытание электрической прочности изоляции между фазами и относительно корпуса;
испытание электрической прочности межвитковой изоляции;
определение коэффициента трансформации (для электродвигателей с фазным ротором);
испытание на нагрев при номинальной нагрузке;
проверка значения коэффициента мощности (cos q?) и к, п. дд
определение величины скольжения.
Установка КИУ-1М.АГ имеет нагрузочное устройство, позволяющее рекуперировать электроэнергию в сеть при испытании.
3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ КРАНОВОЙ электроаппаратуры и способы их устранения
Важнейшим звеном кранового электропривода является аппаратура управления и защиты. Неисправность ее приводит к простою крановых механизмов, а следова-
266
телыю,—к простою основного технологического обору-
дования металлургических цехов.
Рассмотрим основные неисправности отдельных видов электрической аппаратуры и способы их устранения.
Кулачковые контроллеры. Контроллеры
краповых механизмов металлургических цехов должны подвергаться периодическим осмотрам не реже одного раза в сутки из-за тяжелых условий эксплуатации. При периодических осмотрах контроллеров их предваритель-по очищают от пыли и грязи, протирают изоляцию сухой тряпкой, удаляя грязь тряпкой, смоченной в керосине.
Нагар и оплавление контактных поверхностей кулачковых контроллеров устраняют напильником с мелкой насечкой. Зачистка контактов стеклянной или наждачной' бумагой недопустима, так как частицы стекла или наждака, застревая в металле, увеличивают переходное сопротивление контактов, что приводит к перегреву их, г После опиливания поверхности контактов проверяют правильность касания их не менее, чем на 3Д ширины контактов. При периодических осмотрах контроллеров особое внимание уделяют проверке и регулировке прова- 4 лов и растворов контактов, их начальных и конечных нажатий.
Электромагнитные контакторы, Одним
признаком неисправности контакторов переменного.тока является сильное гудение их, часто сопровождающееся дребезжанием. Возможные причины этого: лопнул ко-роткозамкпутый виток на магнитопроводе; плохо затя-
Рис. 95. Кривая зависимо ст-н Ь\=^(8Н)
нуты винты, крепящие якорь и сердечник; чрезмерно большое
давление контактов; неплотное прилегание якоря к сердечнику из-за загрязнения или коррозия поверхностей соприкосновения; заедание вала контактора в подшипнике; повреждение катушки; перекос поверхностей соприкосновения якоря и сердечника; пониженное напряжения питания катушки.
Первые пять причин неисправности контакторов могут быть выявлены путем внимательного внешнего осмотра их.
26S
Если они отсутствуют то проверяют исправность катушки контактор^ Потребление катушкой повышенной мощности свидетельствует о наличии в ней замкнутых накоротко ВИТКОВ и катушку следует заменить.
Автоматические выключатели. Наиболее частымц неисправностям автоматических выключателей являются: обгорание и износ контактов; нарушение регу-* ляровки их и механизмов выключения, ослабление пружин.
Для доступа к контактам снимают с них дугогаситель-ные камеры/ Наплывы и выемки на поверхности контактов устраняют опиливанием (с сохранением первоначальной заводской формы поверхности контактов). Не допускается зачистка контактов стеклянной или наждачной бумагой из-за увеличения переходного сопротивления. Кроме того, стеклянная и наждачная пыль, попадая в механизм автоматического выключателя, вызывает абразивное истирание и быстрый износ его деталей. После ремонта регулируют контактную систему, добиваясь одновременного касания главных, затем предварительных и в последнюю очередь — разрывных контактов.
Величина конечного нажатия главных контактов должна быть 0,55^0,9 кН; она измеряется специальными динамометрами [2]. Измерения проводят в соответствии с заводской инструкцией и паспортным данными автоматического выключателя. Величины начальных нажатий
предварительных и разрывных контактов определяют аналогично определению их у трехполюсных контакторов [2].
Величины нажатий главных, разрывных и предварительных контактов автоматического выключателя не должны отличаться более чем па 10 % от паспортных данных.
Тормозные электромагниты и э л е к тро-г и д р о т о л к а т е ли. Их периодический осмотр и ремонт проводят одновременно с осмотром и ремонтом\механиче-ской части тормозов. Периодичность проведения этих операций зависит от режима работы крановых механизмов: при тяжелых режимах их проводят чаще (ежедневный осмотрт проверка и регулирование), при легком режиме — реже.
Наиболее характерными неисправностями тормозных электромагнитов являются следующие:
1* Не притягивается якорь электромагнита при вклю-
267
чении его катушки в сеть. При исправной механическом части тормоза эта неисправность может быть вызвана одной из следующих причин:
недостаточная величина напряжения на катушке электромагнита (ниже 90 % для электромагнитов постоянно4 го тока КМП параллельного включения и трехфазных электромагнитов КМТ переменного тока; ниже 85 % для электромагнитов ВМ параллельного включения);
для электромагнитов постоянного тока последовательного включения— малый ток нагрузки (цепи якоря электродвигателя) ;
для электромагнитов постоянного тока — ненормально большой ход якоря, больше паспортного значения;
неправильное включение катушек трехфазных электромагнитов, например, встречное включение их, сопровождающееся значительным шумом и быстрым повышенным нагревом катушек;
обрыв или витковое замыкание в катушке (в первом случае катушка не развивает никакого тягового усилия, а во втором — наблюдается завышенный и неравномер-ный нагрев катушки)»	*
2,	«Залипание» якоря электромагнита после отключения его катушки:
загустевание слишком обильной смазки в холодное время (заедание в гмеханизме тормоза);
износ немагнитной прокладки у электромагнитов постоянного тока или смятие стыка магнитопровода (у электромагнитов серии МО), что приводит к исчезновению зазора между верхними стержнями ярма и якоря (этот зазор должен быть не менее 0,5 мм);
у длинноходовых электромагнитов постоянного тока серий КМП и ВМ — износ направляющей втулки, из-за чего якорь начинает касаться корпуса или крышки,
3,	Ненормально сильный шум, гудение включенных электромагнитов переменного тока:
не полностью втянут якорь;
неправильная сборка или регулировка магпитопро-вода;
повреждение короткозамкнутого витка у однофазного электромагнита серии МО>
4,	Ненормально высокий нагрев катушки электромагнита:-
268
завышенное напряжение у электромагнита параллельного включения или завышенный ток у электромагнитов последовательного включения;
у электромагнитов переменного тока — неполное притяжение якоря или витковое замыкание в катушке.
5.	Несрабатывание электрогидротолкателя, включенного-в сеть:
обрыв проводов, подключающих электродвигатель к сета;
заедание штоков или поршня электрогидротолкателя;
заедание в шарнирах тормоза;
чрезмерно большое снижение напряжения (ниже 90 % номинального).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1,	Шабашов А П., Лысяков А Г. Мостовые краны общего назначения.— Мл Машиностроение, 1980. —304 с,
2.	Рапутов Б. А1 Электрооборудование металлургических кранов. — М,: Металлургия, 1977. — 248 с.
3.	Крановое электрооборудование: Справочник//^. Б. Алексеев, А. П. Богословский, Е, М.< Певзнер, и др. — М.: Энергия, 1979.—240 с
4.	Электрооборудование кранов/А П. Богословский, Е. М, Певзнер, И. Ф. Семерня и др. — Мн Машиностроение, 1983.-310 с.
5,	Алексеев Ю. В., Рабинович Л. А. Краново-металлургические и экскаваторные двигатели постоянного тока: Справочник,—М.: Энср-гоатомиздат, 1985.— 168 с.
6.	Чиликт М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода.— М.: Эяергоиздат, 1981. “576 с.
7.	Йуре А. Г* и др. Выбор кранового электродвигателя с учетом режима работы и системы электропривода//Электротехника. 1977. № 9. С* 3—7.
8.	Контроллеры кулачковые крановые переменного тока: Каталог 07.52.1 1—86. — М.: Ииформэлектро.— 5 с,
9.	Крановые пускорегулирующие ящики сопротивлений: Каталог 07.33..01—79.—хМ.: Ин форм электро. — 44 с,
10.	Тормозные электромагниты: Каталог 10.40.02—86. — М.: Ин-формэлектро, — 15 с.
11.	Жемероо Г. Г. Тиристорные преобразователи частоты ^непосредственной связью. — М,: Энергия, 1977. — 280 с.
12.	Поскробко А. А., Братолюбов В. Б, Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. — М.: Энергия, 1.978, — 192 с.
13.	Шолен Л. В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. — Мл Энергия, 1976. — 568 с.
14.	Нуре А. Г„ Богословский А. 77., Певзнер Е, М. и др. Современное состояние и тенденции развития тиристорных электроприводов переменного тока для краново-подъемных механизмов. — М.: Ин-формэлектро, 1981, — 53 с.
269
1'5. Г‘-	A’-. B'-> 1 ' ДрОЯЛ В- А. О\”.л[<Гр0НрКЯ0ДЫ I ji: ;\'j I. •
A!XSE?T3?.iOD. — Мл Энергия, 1$70. —134 c.
16.	Панели управления крановые переменного тока серии ТСД =2 ТРД: Каталог 07.08.0В—79.—М.: Информэлектро. — 23 с.
17.	Ши&уть Э. В,, Драйцбврг Дп И, и др. Импульсный регулируемой электропривод с фазными электродвигателями.— Мл Энср-Дуя, 1972. — 104 с.
18.	Преобразователь частоты с непосредственной связью тип--ТТС-40кОМ4: Каталог 05.70.02—82. — М.: Информэлектро. 4 с,
19* Яуре Ли Г,. Пеззнер £\ Л1, Тищенко В. Я. Построение асш;-грешных многодвигательных электроприводов механизмов передо?! т/ения кранов с электрической связью по цепи выпрямленного тока ротора: Научнореферативный сборник «Электротехническая промышленность». (Сер. Электропривод)/Информэлектро. 1 $81. Выл 4 (-93). С. 12—15,
20,	Электромагниты грузоподъемные постоянного тока серий я ПМ: Каталог 10.40.01—85,— 51: Информэлектро,— 6 с.
21.	Справочник по кранам, Т, 2, Под ред. А. И. Дукельского, — Л.,г Машиностроение, 1973. —472 с.
22.	Дранников В. Г., Звягин И. Е. Автоматизированный электро’ привод подъемно-транспортных машин, — М; Высшая школа, !973'.— 278 с.
23.	Устройства комплектные крановые переменного тока серий К  ’.С, Т. ТС. ТР: Каталог 10.30.05—84,—М.: Информэлектро. —- 51 "
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..............................................   3
Глава I, Характеристика электрооборудования кранов металлургических цехов	б
1.	Общие сведения........................*	б
2.	Режимы работы крановых механизмов...................... 5
3.	Крановые электродвигатели постоянного и переменного тока и их выбор...........................................10
4.	Крановые силовые и магнитные контроллеры ....	54
5.	Пускорегулирующие резисторы............................62
6.	Конечные. выключатели................................  73
7.	Тормозные электромагниты ..............................74
8.	Электрогидравлические толкатели........................79
9.	Крановые защитные панели .'	 82
10.	Бесконтактные устройства управления	’а защиты t . Kill. Тиристорные преобразователи частоты	,.................!4'
!2Р Крановый токоподеод..........................* КП
Г л а в а II. Электрические системы и схемы управления электроприводами кранов..................................  .	11
1.	Классификация электрических систем управления ,	.	И-
2.	Системы и схемы управления электроприводами постоянного тока механизмов подъема кранов......................12/
3.	Системы и схемы управления электроприводами переменного тока механизмов подъема кранов......................130
4.	Системы и схемы управления электроприводами постоянного и переменного тока механизмов передвижения кранов 163
Глава Ш, Особенности электрооборудования кранов металлургических цехов....................................  *	178
1.	Общие сведения........................................178
2.	Электрооборудование крюковых мостовых кранов ,	.	182
3.	Электрооборудование кранов с грузоподъемными электромагнитами .............................................  183
4.	Электрооборудование грейферных и магнитнон'рейферпых кранов ..................................................192
5.	Электрооборудование	мостовых завалочных	кранов	.	,	198
6.	Электрооборудование	напольно-завалочных	машин	.	t	216
7.	Электрооборудование	литейных кранов ,	214
8.	Электрооборудование кранов для извлечения слитков из изложниц ................................................218
i.rnninrc	кододис-вых крапов	.	227
j.и-оматизирииакнос и днпапдщмшое уг;-
л а в а IV. Эксплуатация и ремонт кран^ jaeKipivj; дования ...................................... т
1.	Общие сведения....................  к.................
2.	Основные неисправности крановых электродвигателей способы их устранения ................................
3^ Основные неисправности крановой э..'п?кт!юи>;''
и способы их устранения
Библиографический список
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИЗДАН*;
1>01>ис Михайлович РАПУТОВ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КРАНОВ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Редактор издательства "Н. Ф- Фокина Художественный редактор А, А. Якубенко Технический редактор Н. А. Сперанская Корректоры Ю. И, Королева, В> М. Гриднева Обложка художника А. ЛЕ Савелова
Сдано в набор 13.09.89. Подписано в печать 04,12.89, Т-19426. Форма? МХ10В1Лй. Бумага типографская № 2. Печать высокая, Г ариятура ли пая. Усл. печ/ л. 14,28. Усл. кр.-отт. 14,49. Уч.-изд. л. 15,22. Тираж Л Заказ №-401. Цейа 80 коп. ИзДь МЬ 1378.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Металлургия*, Москва, Г-34, 2-й Обыденскг1Й пер., д. 14
г. ил им ноская твпогру гхп-тя Госко?о.1тота СССР по пГ'Д^тн.
••'. •' Влгип2м:гг О-Ч-•••	•"•