Besturingssystemen voor elektrische aandrijvingen van kranen

Verschillende kraanbesturingssystemen kunnen worden geclassificeerd op basis van doel, besturingsmethode en regelvoorwaarden.

Afhankelijk van hun doel worden de besturingssystemen van hefmechanismen, bewegingsmechanismen en rotatiemechanismen onderscheiden.

Volgens de managementmethode zijn er managementsystemen met toevoerkamerregelaars, met knop posten, met complete apparaten (bijv. met of zonder magnetische controller en energieomvormer).

Afhankelijk van de regelvoorwaarden kunnen er regelsystemen zijn: met regeling van snelheid onder nominaal, met regeling van snelheid boven en onder nominaal, met regeling van acceleratie en vertraging.

In kraanaandrijfsystemen worden vier soorten elektromotoren gebruikt:

• DC-motoren met seriële of onafhankelijke excitatie met regeling van snelheid, versnelling en vertraging door verandering van de spanning en excitatiestroom die aan het anker worden geleverd,

• asynchrone rotormotoren door de bovenstaande parameters aan te passen door de spanning te wijzigen die wordt toegepast op de statorwikkeling van de elektromotor, de weerstand van de weerstanden in het rotorwikkelcircuit en door andere methoden te gebruiken,

• asynchrone kooiankermotoren met constante (bij nominale netfrequentie) of instelbare (bij aanpassing van de uitgangsfrequentie van de omvormer) snelheid,

• asynchrone motoren met kooiankerrotor, meerdere snelheden (poolgeschakeld).

De laatste tijd neemt het aantal AC-kranen toe door de verbetering van systemen aandrijving met variabele frequentie.

Power Cam-besturingssysteem - eenvoudig en het meest gebruikelijk voor elektrische aandrijvingen van kranen.

Voor gelijkstroommotoren van hefmechanismen worden controllers met een asymmetrisch circuit en potentiometrische activering van het anker in de neerlaatposities gebruikt, voor rijmechanismen - controllers met een symmetrisch circuit en in serie geschakelde weerstanden.

Voor asynchrone elektromotoren met een eekhoornrotor worden controllers gebruikt die alleen de functie vervullen van het in- en uitschakelen van de elektromotor; voor fasegewonden rotor-inductiemotoren schakelen controllers de statorwikkelingen en weerstandstrappen in het rotorwikkelcircuit.

De belangrijkste nadelen van elektrische aandrijfsystemen met nokkenregelaars: laag energie indicatoren, lage slijtvastheid van het contactsysteem, onvoldoende soepelheid van snelheidsregeling.

Het gebruik van zelfbekrachtigd elektrodynamisch remmen voor deze hefmechanismesystemen (bij het neerlaten van de last) verbetert de energie- en besturingseigenschappen van de systemen, in het bijzonder kan een snelheidsregelbereik tot 8:1 (bij het neerlaten van de last) worden bereikt behaald.

Besturingssystemen met vermogensregelaars worden over het algemeen gebruikt voor kranen met lage snelheid die werken met lage eisen aan het snelheidsregelbereik en de remnauwkeurigheid. In de omstandigheden van metallurgische werkplaatsen zijn dit brugkranen voor algemeen gebruik.

Besturingssystemen met magnetische controllers worden gebruikt voor elektrische kraanapparatuur die werkt op gelijk- en wisselstroom met een relatief hoog vermogen (voor gelijkstroom tot 180 kW).In wisselstroom worden deze systemen gebruikt om asynchrone elektromotoren met één en twee snelheden aan te sturen met een rotor-eekhoornkooi en asynchrone elektromotoren met gewikkelde rotor.

Deze magnetische regelsystemen voor het aansturen van asynchrone kooiankermotoren worden typisch gebruikt op kranen met een motorvermogen tot 40 kW, en voor asynchrone motoren met gewikkelde rotor in het vermogensbereik 11-200 kW (voor hefmechanismen) en 3,5-100 kW ( voor bewegingsmechanismen).

Besturingssystemen voor kraanfrequentieregelaars met thyristor-spanningsomvormer vinden toepassing voor asynchrone elektromotoren met faserotor op kraanmechanismen voor verschillende doeleinden. In het circuit van de statorwikkeling is een thyristor-spanningsomzetter opgenomen die dient om de aan deze wikkeling geleverde spanning te regelen.De belangrijkste voordelen van dit besturingssysteem zijn: de mogelijkheid om stabiele lage landingssnelheden te bereiken met een regelbereik tot 10: 1, waardoor de statorcircuits van de elektromotor stroomloos kunnen worden geschakeld, wat de duurzaamheid en levensduur van elektrische apparatuur.

Het gebruik van deze besturingssystemen is effectief voor kraanmechanismen waar aan de strenge eisen op het gebied van snelheidsregeling moet worden voldaan, bijvoorbeeld voor portaalkranen, brugkranen met manipulatoren.

Besturingssysteem voor elektrische kraanaandrijvingen DC G-D (generator-motor) werd tot de jaren zestig en zeventig veel gebruikt in elektrische kraanaandrijvingen vanwege de volgende belangrijke voordelen: een aanzienlijk snelheidsregelbereik (20:1 of meer), soepele en economische snelheid en remcontrole, lange levensduur, relatief lage kosten.

Dit systeem is effectief gebruikt voor grote en kritieke kranen, waaronder die van metallurgische fabrieken. De toepassing ervan werd echter beperkt door een aantal nadelen: de aanwezigheid van roterende onderdelen en omvang, relatief laag rendement, aanzienlijk gewicht en omvang, hoge bedrijfskosten.

Besturingssystemen met thyristor-spanningsomzetters en gelijkstroommotoren (TP — DP) maken gebruik mogelijk thyristor apparaatdoor de openingshoek van de thyristors te wijzigen, past u de spanning aan die aan de elektromotor wordt geleverd.

TP — DP-systemen worden gebruikt voor elektrische aandrijvingen met een vermogen tot 300 kW, en in sommige gevallen zelfs meer.Ze hebben hoge regeleigenschappen en met een regelbereik van 10:1 - 15:1 is het gebruik van tachogeneratoren voor snelheidsregeling niet nodig. Door tachometrische snelheidsfeedback in deze systemen te gebruiken, kan een snelheidsregelbereik tot 30:1 worden verkregen.

De nadelen van de TP — DP-systemen zijn: de relatieve complexiteit van de thyristorblokken van het apparaat, relatief hoge kapitaal- en bedrijfskosten, verslechtering van de kwaliteit van elektriciteit in het netwerk (impact op het netwerk).

Regelsystemen met frequentieomvormers (FC — AD) maken het mogelijk om in elektrische kraanaandrijvingen, wanneer asynchrone elektromotoren met eekhoornrotor worden gebruikt, een hoog regelbereik met goede dynamische eigenschappen van de elektrische aandrijving te verkrijgen.