Elektrische aandrijvingen met asynchrone fasemotoren en koppelingsremmen

Tot voor kort werden elektrische aandrijvingen met asynchrone fasemotoren vanwege hun eenvoud van implementatie het meest gebruikt voor elektrische kraanaandrijvingen, vooral voor rijmechanismen. In de hefmechanismen deze elektrische aandrijvingen worden steeds vaker vervangen door zelfbekrachtigde dynamische remsystemen. Volledig elektrische aandrijvingen worden gemaakt op basis van het gebruik van asynchrone kraanmotoren met faserotor wanneer ze worden bestuurd door KKT60-vermogensregelaars en bedieningspanelen TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Elektrische actuatoren met voedingsnokkenregelaars en TA-, DTA- (voor rijmechanismen) en TCA-panelen (voor hefmechanismen) panelen met AC-regelcircuits worden gebruikt voor kranen voor algemeen gebruik, en met K-, DK- (bewegings-) en KS-panelen (hijsen) — met gelijkstroomregelcircuits voor metallurgische kranen.

De bijzonderheden van het gebruik bepalen ook enkele verschillen in de constructie van deze panelen.K- en KS-panelen hebben individuele beveiliging, terwijl voor TA- en TCA-panelen het hoofdcircuit met gemeenschappelijke beveiliging op een apart beveiligingspaneel is geplaatst, in DC-panelen voor twee- en meermotorige elektrische aandrijvingen is scheiding van motorvermogenscircuits voorzien om de betrouwbaarheid van het systeem, zijn er andere verschillen.

Het vermogensbereik van de elektrische aandrijvingen en voedingsnokkenregelaars loopt van 1,7 tot 30 kW en loopt op tot 45 kW met de toevoeging van een omkeerschakelaar en met bedieningspanelen van 3,5 tot 100 kW voor bewegingsmechanismen en van 11 tot 180 kW voor heffen mechanismen (vermogens zijn gespecificeerd voor 4M bedrijfsmodus met inschakelduur = 40%).

De snelheidsregelingsmethoden en remmodi die worden gebruikt in de beschouwde elektrische aandrijvingen bepalen hun lage regel- en energie-eigenschappen. Kenmerkend voor dergelijke systemen is het ontbreken van stabiele landings- en tussensnelheden en grote verliezen in de startweerstanden. Over het algemeen is het regelbereik van deze elektrische aandrijvingen niet groter dan 3:1 en is het equivalente rendement voor de 4M-modus ongeveer 65%.

Elektrische aandrijfschema's voor hefmechanismen. Het schema van de elektrische aandrijving met de nokcontroller KKT61 wordt getoond in Fig. 1. Dichtbij in het ontwerp is het elektrische aandrijfcircuit met de KKT68-controller, waarin een schakelaaromkering wordt gebruikt in het statorcircuit en de vrijgegeven contacten van de controller worden gebruikt om de weerstanden in het rotorcircuit parallel te schakelen. De mechanische kenmerken van een elektrische actuator met nokkenregelaars worden getoond in Fig. 2.

Rijst. 1. Schema van de elektrische liftaandrijving met nokkenbesturing KKT61

Bij het construeren van de mechanische eigenschappen van de beschouwde elektrische aandrijvingen is een belangrijk punt de keuze van de waarde van het initiële startkoppel (karakteristieken 1 en 1 '). Enerzijds vanuit het oogpunt van het verminderen van het impulsmoment tijdens acceleratie en om landingssnelheden te garanderen tijdens het neerlaten op lichte lasten, is het wenselijk om het startkoppel te verminderen. Aan de andere kant kan een overmatige vermindering van het initiële koppel ertoe leiden dat zware lasten in de hefposities vallen en dat er te hoge snelheden optreden bij het neerlaten ervan. Om dit te voorkomen, moet het startkoppel rond de 0,7 Mnom liggen.

Rijst. 2. Mechanische kenmerken van de elektrische aandrijving volgens het schema in afb. 1

In afb. 2, motorkoppel bij inschakelduur = 40% wordt als nominaal beschouwd. Dan komt in de duty cycle = 25% van de eerste stand van de regelaar karakteristiek 1' overeen met het initiële koppel gelijk aan Mn bij duty cycle = 40%. respectievelijk de tweede positie — kenmerk 2 '. Om dit te garanderen, hebben de ballastweerstanden aftakkingen waarmee een deel van de eindtrapweerstand kan worden omzeild.

Rijst. 3. Schema van de aandrijving van een elektrische lift met het TCA paneel.

In het schema van afb. 1 contacten SM2, SM4, SM6 en SM8 van de controller voeren motoromkering uit, contacten SM7 en SM9 - weerstandsstappen van SM12, contacten SM1, SM3 en SM5 worden gebruikt in beveiligingscircuits. Remspoel YA wordt gelijktijdig met de motor geactiveerd. In het circuit met de KKT61-controller wordt, om het aantal gebruikte nokken te verminderen, een asymmetrische verbinding van weerstanden gebruikt, en in het circuit met de KKT68 maakt het aantal contacten van de controller symmetrisch schakelen mogelijk.

De elektrische aandrijving wordt beschermd door een beveiligingspaneel dat de lijnmagneetschakelaar KMM, de vermogensschakelaar QS, de zekeringen FU1, FU2 en het maximumrelaisblok KA bevat. De laatste beveiliging wordt verzorgd door de schakelaars SQ2 en SQ3. Het spoelschema van de KMM-magneetschakelaar omvat de SB ON-knopcontacten, de SA-noodschakelaar en de SQL-luikvergrendelingscontacten.

In afb. 3 toont een aandrijfschema van elektrische takels met een TCA bedieningspaneel. Elektrische aandrijvingen met KS-panelen zijn op dezelfde principes gebouwd. De verschillen zijn dat daarin het stuurcircuit is gemaakt op gelijkstroom, en de beveiligingsinrichtingen, waaronder de lijnmagneetschakelaar KMM, de stroomonderbreker QS1, de maximale relais KA, de zekeringen FU1 en FU2 bevinden zich direct op het paneel en de bescherming is individueel en bij elektrische aandrijvingen met panelen maakt TCA gebruik van een veiligheidspaneel.

Opgemerkt moet worden dat voor kritische elektrische aandrijvingen ook een modificatie van AC-bedieningspanelen van het type TSAZ is geproduceerd. Elektrische aandrijfcircuits met bedieningspanelen zorgen voor automatische start-, achteruit-, stop- en stapsnelheidsregeling op basis van de kenmerken van de motorreostaat.

In het schema van afb. 3 geaccepteerde benamingen: KMM — lineaire schakelaar; KM1V en KM2V - richtingsschakelaars; KM1 — remschakelaar YA; KM1V — KM4V — versnellingsschakelaars; KM5V - oppositieschakelaar. De beveiliging werkt op het KH-relais.

De mechanische kenmerken van de aandrijving worden getoond in Fig. 4. In de hefposities wordt de start uitgevoerd onder besturing van de tijdrelais KT1 en KT2, terwijl de karakteristiek 4'P niet vast is.In de neerlaatposities wordt de aanpassing van de kenmerken van de oppositie 1C en 2C en het kenmerk van ZS uitgevoerd, waarop, afhankelijk van het gewicht van de lading, de motor werkt in de modus van neerlaten of generatorremmen. De overgang naar de 3C-karakteristieken wordt uitgevoerd volgens de 3C- en 3C-karakteristieken onder besturing van het tijdrelais.

Rijst. 4. Mechanische kenmerken van de elektrische aandrijving volgens het schema in afb. 3.

Paneelcircuits die vóór 1979 waren vervaardigd, gebruikten een enkelfasige uitschakelmodus om kleine belastingen af ​​te bouwen, bereikt door middel van extra schakelaars. Deze modus in afb. 4 komt overeen met kenmerk O. Na het beheersen van de dynamische stoppanelen die hieronder worden besproken, wordt deze modus uitgeschakeld in de TCA- en KS-panelen. Om de belasting van de oppositiekarakteristieken 1C en 2C te verminderen, moet de bediener het SP-pedaal indrukken wanneer de controllerhendel in de juiste positie is geplaatst. Pedaalbediening wordt geforceerd met zachte mechanische kenmerken vanwege de mogelijkheid om de last te heffen in plaats van te laten zakken.

Rijst. 5. Schema van tweemotorige elektrische aandrijving van het bewegingsmechanisme met nokcontroller KKT62

De elektrische aandrijving wordt niet alleen bij het neerlaten van lasten in de tegenschakelmodus geschakeld, maar ook bij het stoppen vanuit de neerlaatposities, en in de eerste en tweede positie wordt dit gedaan door het pedaal in te trappen. Tegelijkertijd wordt tijdens het vasthouden van het KT2-relais, samen met mechanisch remmen, ook elektrisch geremd bij karakteristiek 2C. Naast het gespecificeerde relais controleert KT2 ook de juiste montage van de schakeling.In het circuit van de TCA-panelen is de remspoel YA aangesloten op het AC-netwerk via de schakelaar KM1. Zowel AC- als DC-remmagneten kunnen worden gebruikt in KS-panelen. In het laatste geval wordt de rem toegepast zoals hieronder weergegeven bij het bekijken van de DC-panelen.

Rijst. 6. Schema van de tweemotorige elektrische aandrijving van het bewegingsmechanisme met het DK-paneel

In het schema van afb. 3, samen met de gebruikelijke aansluiting van weerstanden, wordt ook hun parallelle aansluiting getoond, die wordt gebruikt in gevallen waarin de belasting de toelaatbare voor de rotorcontactoren overschrijdt.

Schema's van elektrische aandrijvingen van bewegingsmechanismen. De schema's van elektrische aandrijvingen van bewegingsmechanismen met nokcontrollers zijn geïmplementeerd in een ontwerp met één of twee motoren. Het ontwerp met één motor met de KKT61-controller is volledig vergelijkbaar met het diagram in afb. 1. Een diagram van een tweemotorige elektrische aandrijving met een KKT62-controller wordt getoond in Fig. 5.

De werkingsprincipes van de circuits met de KKT6I- en KKT62-controllers zijn hetzelfde: de contacten van de SM-controller passen de weerstanden in het motorrotorcircuit aan, de beveiliging is op een apart beschermend paneel geplaatst. Het verschil is dat in de schakeling met KKT62 het tegenovergestelde wordt gedaan door de schakelaars KM1B en KM2V. De mechanische kenmerken van beide elektrische aandrijvingen zijn identiek en worden weergegeven in afb. 2.

Het schema van de elektrische aandrijving van het bewegingsmechanisme met bediening vanaf het paneel wordt beschouwd als het voorbeeld van een tweemotorige elektrische aandrijving met een DK-paneel met een kraanmetallurgisch ontwerp, getoond in Fig. 6. De ketting zorgt voor de symmetrische mechanische kenmerken die in afb. 7.In het diagram: KMM1 en KMMU11 - lineaire schakelaars; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V - richtingsschakelaars; KM1V - KM4V, KM11V - KM41V - versnellingsschakelaars; Remmagneetschakelaars KM1, KM2 — YA1 en YA11. De besturing wordt uitgevoerd door de controller (contacten SA1 — SA11) met een softstart onder besturing van de tijdrelais KT1 en KT2.

Voor het stoppen wordt de tegenschakelmodus gebruikt volgens kenmerk 1, die wordt uitgevoerd onder besturing van relais KH2. De relaisspoel KH2 is verbonden met het spanningsverschil evenredig met de rotorspanning van een van de motoren, gelijkgericht door de diodebrug UZ, en de referentiespanning van het netwerk. Door potentiometers R1 en R2 in te stellen, vertraagt ​​de motor bij karakteristiek 1 tot nul toeren, waarna de motor in omgekeerde richting mag starten. Het circuit biedt alle noodzakelijke soorten beveiliging geïmplementeerd op het spanningsrelais KN1. Het regelcircuit wordt gevoed door een 220 V DC-netwerk via de schakelaar QS2 en zekeringen FU8 — FU4.

Rijst. 7. Mechanische kenmerken van de elektrische aandrijving volgens het schema in afb. 6

Technische gegevens voor complete elektrische aandrijvingen. Technische gegevens voor elektrische aandrijvingen van hef- en rijmechanismen zijn weergegeven in referentietabellen. De gespecificeerde tabellen bepalen het vermogen van de motorbelastingen die worden bestuurd door de vermogensregelaars en panelen, afhankelijk van de bedrijfsmodus. De technische gegevens in de tabellen hebben betrekking op motoren en bedieningspanelen met een nominale voedingsspanning van 380 V.

Voor andere spanningen is het noodzakelijk om het informatiemateriaal van de fabrikant te gebruiken. Voor duplexpanelen worden de motorwaarden in de tabellen verdubbeld.De TCA3400- en KC400-panelen zijn momenteel uit productie, maar elektrische aandrijvingen met deze panelen zijn nog steeds in gebruik. Voor de bedrijfsmodus 6M mogen alleen K-, DK- en KS-panelen worden gebruikt.