Крановые электродвигатели трехфазного переменного тока (асинхронные) и неизменного тока (поочередного либо параллельного возбуждения) работают, обычно, в повторно-кратковременном режиме при широком регулирования частоты вращения, при этом работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми запусками, реверсами и торможениями.
Не считая того, электродвигатели крановых устройств работают в критериях завышенной тряски и вибраций. В ряде металлургических цехов они, кроме всего этого, подвергаются воздействию высочайшей температуры (до 60-70 оС), паров и газов.
В связи с этим по своим технико-экономическим показателям и чертам крановые электродвигатели существенно отличаются от электродвигателей общепромышленного выполнения.
Главные особенности крановых электродвигателей:
выполнение, обычно, закрытое,
изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H,
момент инерции ротора по способности малый, а поминальные частоты вращения относительно маленькие — для понижения утрат энергии при переходных процессах,
магнитный поток относительно велик — для обеспечения большой перегрузочной возможности по моменту,
значение краткосрочной перегрузки по моменту для крановых электродвигателей неизменного тока в часовом режиме составляет 2,15 — 5,0, а для электродвигателей переменного тока — 2,3 — 3,5,
отношение очень допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей неизменного тока 3,5 — 4,9, для электродвигателей переменного тока 2,5,
для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ — режим 80 мин (часовой).
Более обширно для привода крановых устройств используются трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, обеспечивающие регулирование скорости и плавный запуск при относительно большенном значении нагрузки на валу.
Крановые электродвигатели с фазным ротором устанавливают на крановых механизмах при среднем, томном и очень томном режимах работы. Оля допускают регулирование пускового момента в данных границах и регулирование скорости в спектре (1 : 3) — (1 : 4).
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором используются пореже (для привода устройств передвижения малоответственных тихоходных кранов) из-за несколько пониженного пускового момента и значимых пусковых токов, хотя масса их приблизительно на 8 % меньше, чем у движков с фазным ротором, а цена в 1,3 раза меньше, чем у этих движков при схожей мощности.
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором время от времени используют при режимах Л и С (для устройств подъема). Применение их на механизмах кранов, работающих в более томных режимах, ограничено малой допустимой частотой включения и сложностью схем регулирования скорости.
Преимуществами асинхронных электродвигателей по сопоставлению с электродвигателями неизменного тока являются их относительно наименьшая цена, простота обслуживания и ремонта.
Масса кранового асинхронного электродвигателя с внешней самовентиляцией в 2,2 — 3 раза меньше массы кранового электродвигателя неизменного тока при схожих поминальных моментах, а масса меди соответственно приблизительно в 5 раз меньше.
Если эксплуатационные издержки принять за единицу для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, то для электродвигателей с фазным ротором эти издержки составят 5, а для электродвигателей неизменного тока 10. Потому в крановых электроприводах более обширно используются электродвигатели переменного тока (около 90 % от общего числа электродвигателей).
Электродвигатели неизменного тока используют в тех случаях, когда требуется обширное и плавное регулирование скорости, для приводов с огромным числом включений в час, по мере надобности регулирования скорости ввысь от номинальной, для работы в системах Г — Д и ТП — Д. В ближайшее время, в связи с развитием частотно-регулируемого электропривода, движки неизменного тока начали вытеснятся асинхронными электродвигателями, работающими в комплекте с частотными преобразователями.
У нас в стране выпускаются асинхронные крановые и металлургические электродвигатели в спектре мощностей 1 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.
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 постоянной.
Если номинальное напряжение сети на 50 Гц равно напряжению номинальному на 60 Гц, то увеличение номинальной мощности не допускается. В данном случае номинальный момент и кратности наибольшего момента, пускового момента и пускового тока понижаются соответственно отношению: частот 50/60, т. е. на 17 %.
Российскей индустрией выпускаются асинхронные крановые электродвигатели с классом нагревостойкости F, которые обозначаются знаками МТF (с фазным ротором) и МТКF (с короткозамкнутым ротором). Металлургические асинхронные электродвигатели с классом нагревостойкости Н, которые обозначаются МТН и МТКН (соответственно с фазным либо короткозамкнутым ротором).
Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН изготовляют па синхронную частоту вращения 600, 750 и 1000 об/мин при частоте 50 Гц и на 720, 900 , и 1200 об/мин при частоте 60 Гц.
Электродвигатели серии МТКН изготовляются и в двухскоростном выполнении (синхронные частоты вращения 1000/500, 1000/375, 1000/300 об/мин), серии МТКF— в двух- и трехскоростном исполнениях (синхронные частоты вращения 1500/500, 1500/250, 1500/750, 250 об/мин)/
Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН характеризуются завышенной перегрузочной способностью, большенными пусковыми моментами при сравнимо маленьких значениях пускового тока и малом времени запуска (разгона).
Мощность электродвигателей серии МТН за счет внедрения современных изоляционных материалов увеличена па одну ступень при равных габаритных размерах при сопоставлению с ранее выпускавшимися электродвигателями серии МТМ.
Краново-металлургические асинхронные электродвигатели серии 4МТ имеют последующие особенности:
повышение мощности при данной частоте вращения,
наличие четырехполюсного выполнения,
возможность неотказной работы в течение гарантийного срока более 0,96 для крановых электродвигателей и 0,98 — для электродвигателей металлургического выполнения, средний срок службы 20 лет,
приуменьшенные шум и вибрация,
наилучшие энерго характеристики,
применение новых материалов — холоднокатаной электротехнической стали, изоляционных материалов на базе синтетических пленок и финилоновой бумаги, эмалированных проводов завышенной стойкости и др.
расширение шкалы мощностей восьмиполюсных электродвигателей до 200 кВт,
на техническом уровне вероятная унификация электродвигателей этой серии с электродвигателями серии 4А,
В обозначение электродвигателей серии 4МТ введена высота оси вращения (мм) так же, как и для электродвигателей серии 4А.
Степень защиты электродвигателей: IР20 — для защищенного выполнения с независящей вентиляцией, IР23 — для закрытого выполнения. Станины электродвигателей серии Д до выполнения 808 — неразъемные, а начиная с выполнения 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 2-ух групп, которые при включении на напряжение 220 В соединяются поочередно: на 110 В — параллельно, на 440 В — поочередно с поочередно включенными дополнительными резисторами,
Движки рассчитаны па регулирование частоты вращения методом ослабления магнитного потока либо увеличения напряжения на якоре.
Движки с параллельным возбуждением и со стабилизирующей обмоткой допускают повышение частоты вращения относительно номинальной вдвое (тихоходные со стабилизирующей обмоткой — в 2,5 раза) методом уменьшения тока возбуждения.
При таковой увеличенной частоте вращения наибольший крутящий момент не должен превосходить 0,8Мн — для электродвигателей па напряжение 220 В и 0,64Мн — для электродвигателей на напряжение 440 В.
Электродвигатели для кранов
Школа для электрика
elektrica.info
Категория:
Крановщикам и стропальщикам
Крановый электродвигательКакие электродвигатели применяются для привода механизмов грузоподъемных кранов?
Для привода механизмов грузоподъемных кранов применяются в основном трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока как с фазным ротором (с контактными кольцами) серии MTF, так и с нероткозамкнутым ротором серии MTKF специального кранового исполнения с повышенной перегрузочной способностью и с большими пусковыми моментами. Эти электродвигатели предназначены для работы как в помещениях, так и на открытом воздухе. Поэтому их выполняют закрытыми, с наружным обдувом и противосыростной изоляцией.
Кроме двигателей серии MTF на кранах устанавливают электродвигатели серии МТН, которые отличаются от серии MTF температурой нагревостойкости. Если у электродвигателей серии MTF температура нагревостойкости 155°, то у электродвигателей серии МТН — 180 °С.
Применяются ли для привода крановых механизмов электродвигатели постоянного тока?
Применяются, но редко.
Что представляет собой трехфазный асинхронный электрический двигатель переменного тока?
Трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока представляет собой электрическую машину, служащую для преобразования электрической энергии трехфазного тока в механическую.
Из каких частей состоит трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока?
Трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока (рис. 21) состоит в основном из двух главных частей — из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор электродвигателя состоит из корпуса 1, в котором вмонтирован сердечник 2 статора, представляющий собой полый цилиндр, на внутренней поверхности которого сделаны пазы, где уложена обмотка 3 статора.
Рис. 1. Трехфазный асинхронный электрический двигатель в разобранном виде: а — статор; б — короткрзамкнутая обмотка ротора; в — фазовый ротор; 1 — корпус; 2 — сердечник статора из стальных пластин; 3 — обмотка статора; 4 — вал короткозамкнутого ротора; 5 — сердечник короткозамкнутого ротора из стальных пластин; 6 — обмотка короткозамкнутого ротора; 7 — торцевые кольца; $ — вал фазового ротора; 9 — сердечник фазового ротора из стальных пластин; 10 — фазовая обмотка; 11 — контактные кольца
Для уменьшения потерь от вихревых токов и пере- магничивания сердечник статора делается из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,3— 0,5 мм, и каждый лист друг от друга изолируется изоляционным материалом.
Из каких частей состоит обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока?
Обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока состоит из трех отдельных частей, называемых фазами.
Фазы между собой можно соединить и в звезду и в треугольник, благодаря чему один и тот же электродвигатель при соответствующей схеме соединения его обмоток может быть включен в сеть на любое указанное в паспорте напряжение. Обмотки двигателей средней и малой мощности изготовляют на напряжение 380/220 и 220/127 В, причем напряжение, указанное в числителе, соответствует соединению обмотки звездой, а в знаменателе — треугольником. Начало обмоток обозначают на схемах А, В, С; концы — X, V, Z.
Из какого материала изготовляется обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока?
Обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя переменного тока изготовляется из изолированных медных проводов круглого или квадратного сечения.
Куда выводятся концы обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока?
По два конца от каждой обмотки выводят к контактным зажимам, расположенным на щитке корпуса статора. Причем к каждому зажиму щитка подключается определенный вывод обмотки. Зажимы, к которым подключают начало обмотки, обозначаются буквами C1, С2, СЗ; зажимы, к которым подключают концы обмоток,—С4, С5, С6.
Из каких частей состоит ротор трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока?
Ротор трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока состоит из сердечника и вала. Сердечник ротора представляет собой цилиндр, собранный также из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,3—0,5 мм, которые также между собой изолированы изоляционным материалом. Сердечник ротора имеет пазы, где уложена обмотка. Обмотки ротора бывают двух видов — корот- козамкнутая и фазная. Короткозамкнутая обмотка состоит из стержней, расположенных в пазах, и замыкающих конец. Стержни присоединены к замыкающим кольцам, в результате чего обмотка называется корот- козамкнутой и двигатель с таким ротором называется тоже короткозамкнутым. Стержни и замыкающие кольца в одних двигателях делают из меди, а в других из алюминия. Алюминиевую обмотку выполняют нутем заливки в пазы жидкого алюминия.
Как выполняют фазную обмотку ротора трехфазного асинхронного двигателя переменного тока с фазовым ротором?
Фазную обмотку ротора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с фазовым ротором выполняют так же, как и обмотку статора, но она соединяется всегда только «в звезду». Начала фаз обмотки присоединяют к контактным кольцам, которые изготовляют из стали или латуни и располагают на валу двигателя. Кольца изолированы друг от друга, а также от вала двигателя. К кольцам прижимаются пружинами медно-графитовые щетки, расположенные в неподвижных щеткодержателях. С помощью контактных колец и щеток в цепь ротора включается дополнительное сопротивление, которое является или пусковым (для увеличения пускового момента и одновременного уменьшения пускового тока), или регулировочным (для изменения скорости вращения ротора двигателя).
Вал ротора изготовляется из стали и вращается в шариковых или роликовых подшипниках, укрепленных в подшипниковых щитах, которые делаются из чугуна или стали и крепятся к корпусу статора болтами.
На чем основан принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока?
Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока основан на применении магнитного потока, который, пересекая провода обмотки ротора, наводит в них электродвижущую силу (ЭДС), и в обмотке ротора возникает электрический ток. Ток, взаимодействуя с вращающимся магнитным потоком, вызывает силу, увлекающую ротор вслед за вращающимся потоком. С увеличением частоты вращения уменьшается скорость, с которой магнитные силовые линии пересекают проводники ротора. Если бы ротор асинхронного электродвигателя достиг той же частоты вращения, что и магнитный поток статора, то пересечения проводников не происходило бы и ток в роторе дошел бы до нуля и электродвигатель не стал бы работать, так как вращающий момент асинхронного двигателя зависит как от величины магнитного потока статора, так и от величины тока в обмотке ротора. Следовательно, при наличии тормозного момента магнитный поток и ротор не могут вращаться с одинаковой частотой (синхронно). Частота вращения ротора всегда меньше. Поэтому электродвигатели, работающие по этому принципу, называются асинхронными.
Каким образом осуществляется пуск асинхронного трехфазного короткозамкнутого двигателя переменного тока?
Пуск асинхронного трехфазного короткозамкнутого двигателя переменного тока в большинстве случаев осуществляется при помощи рубильников и магнитных пускателей. При этом следует учесть, что в момент пуска сила тока в обмотке статора увеличивается в 4—8 раз по сравнению с номинальным значением.
Каким образом осуществляется пуск асинхронного трехфазного электродвигателя переменного тока с фазовым ротором?
Пуск асинхронного трехфазного электродвигателя переменного тока с фазовым ротором осуществляется при помощи контроллеров или универсальных переключателей, которые управляют пусковым сопротивлением, включенным в цепь ротора электродвигателя.
Вводя сопротивление в цепь ротора, увеличивают ее сопротивление и, следовательно, уменьшают пусковой ток в роторе. При включении контроллера в первое положение в обмотке статора двигателя появится электрический ток, создающий вращающий магнитный поток, который, пересекая провода обмотки ротора, наводит на них электродвижущую силу (ЭДС) и в проводах возникает ток, но ток будет небольшой силы, так как при первом положении контроллера или универсального переключателя в цепь ротора включается наибольшее сопротивление, вследствие чего ротор начнет вращаться с наименьшей частотой. При переключении контроллера или универсального переключателя с первого положения на последующее сопротивление в цепи ротора уменьшится, а ток в обмотке ротора увеличится, благодаря чему двигатель увеличит частоту вращения.
При последнем положении контроллера пусковое сопротивление выключается полностью и двигатель начинает работать как двигатель с короткозамкнутым ротором.
Следует помнить, что перед пуском любого электродвигателя нужно убедиться, что контроллер или другие пусковые приспособления находятся в нулевом положении. Если контроллер или другое пусковое приспособление не находится в нулевом положении, пускать двигатель в работу нельзя. Каким образом можно изменить направление вращения асинхронного двигателя?Изменить направление вращения асинхронного двигателя можно только путем изменения вращения магнитного потока статора. Для этого необходимо переключить любую пару проводов, идущих к статору двигателя, т. е. поменять их местами.
Каким образом производится пуск электродвигателя постоянного тока?
Пуск электродвигателя постоянного тока осуществляется с помощью реостата, включаемого в цепь якоря двигателя. Если производить пуск двигателя постоянного тока без пускового реостата, то начальный пусковой ток будет ограничиваться лишь небольшим сопротивлением якоря, имеющим очень малое сопротивление. Расчеты показывают, что если пустить электродвигатель без пускового реостата, то пусковой ток для двигателей от 5 до 100 кВт окажется почти в 10— 30 раз больше номинального. Такой ток, конечно, недопустим прежде всего по условиям коммутации двигателя, потому что при этом щетки двигателя будут сильно искрить.
Кроме того, большой ток может вывести из строя изоляцию обмоток или развить слишком большой начальный пусковой момент, который может привести к поломке механизмов.
Когда нужно вывести полностью пусковой реостат при пуске электродвигателя постоянного тока?
Пусковой реостат нужно вывести полностью только тогда, когда двигатель приобретет нормальную частоту вращения.
Следует помнить, что пускать в ход двигатель постоянного тока без пускового реостата запрещается.
Читать далее: Неисправности трехфазных асинхронных двигателей переменного тока
Категория: - Крановщикам и стропальщикам
stroy-technics.ru
Двигатель используется в капитальном строительстве, транспорте, энергетике, жилищном строительстве, в горнодобывающих и металлургических отраслях. Асинхронными крановыми двигателями комплектуются мостовые, башенные, портальные, козловые, и другие виды кранов.
Способ охлаждения: 1С 0141 по ГОСТ 20459-87.Степень защиты: IP 54 по ГОСТ 17494-87.Конструктивное исполнение: IM 1003, IM 1004, IM2003, IM2004 по ГОСТ 2479-79.Климатическое исполнение: У1, Т1, УХЛ1 по ГОСТ 15150-69.
Повторно – кратковременный S3 – ПВ 40% режим работы по ГОСТ183-74. Двигатель рассчитан на работу и в других режимах - S3 – ПВ 15, 25, 60, 100%, кратковременных S2 – 30 и 60 мин. Параметры сети питания - напряжение трехфазное 220, 380 или 660В, частота 50Гц или 60Гц. Изоляция класса Н по ГОСТ 8865-87.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей 4МТМ-225
|
Тип двигателя |
Габаритные размеры, мм |
Установочные и присоединительные размеры, мм |
||||||||||||||
|
d30 |
L30 |
L33 |
h41 |
b1 |
b10 |
d1 |
d10 |
L1 |
L3 |
L10 |
L31 |
h |
h8 |
b11 |
d5 |
|
|
4МТМ 225 М |
465 |
960 |
1110 |
545 |
18 |
356 |
70 |
19 |
140 |
105 |
311 |
149 |
225 |
36,4 |
435 |
М48×3 |
|
4МТМ 225 L |
1070 |
1220 |
356 |
|||||||||||||
Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей МТН-511, МТН-512
* - исполнение по специальному заказу
|
Тип двигателя |
Габаритные размеры, мм |
Установочные и присоединительные размеры, мм |
||||||||||||||||
|
d30 |
L30 |
L30* |
L33 |
h41 |
b1 |
b10 |
d1 |
d10 |
L1 |
L3 |
L10 |
L31 |
L31* |
h |
h8 |
b11 |
d5 |
|
|
МТН 511 |
465 |
961 |
970 |
1110 |
570 |
18 |
380 |
70 |
35 |
140 |
105 |
310 |
251 |
269 |
250 |
36,4 |
500 |
М48×3 |
|
МТН 512 |
1071 |
1080 |
1220 |
390 |
271 |
279 |
||||||||||||
|
Тип двигателя |
Габаритные размеры, мм |
Установочные и присоединительные размеры, мм |
||||||||||||||||||||||
|
d24 |
d30 |
L30 |
L33 |
h41 |
b1 |
b10 |
d1 |
d10 |
d20 |
d22 |
d25 |
L1 |
L3 |
L10 |
L20 |
L21 |
L28 |
L31 |
L39 |
h |
h8 |
b11 |
d5 |
|
|
МТН 511 |
450 |
465 |
961 |
1106 |
570 |
18 |
380 |
70 |
35 |
400 |
18 |
350 |
140 |
105 |
310 390 |
5 |
22 |
264 |
251 |
0 |
250 |
36,4 |
500 |
М48×3 |
|
МТН 512 |
1071 |
1216 |
274 |
271 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
Δ / Y, U = 220 / 380 В, f = 50 Гц |
|
|
MmaxMном |
Момент инерции ротора,кг×м2 |
|
|||
|
Тип двигателя |
Мощность,кВт,ПВ 40% |
Частотавращения,об / мин |
Токстатора,А |
Напряжениемежду кольцами, В |
Токротора,А |
η, % |
c оsφ,о.е. |
Масса, кг |
||
|
4МТМ 225 М6 МТН 511–6 |
37,0 |
955 |
120 / 70 |
253 |
100 |
90,3 |
0,88 |
3,0 |
0,81 |
400 |
|
4МТМ 225 L6 |
55,0 |
955 |
178 / 103 |
366 |
104 |
91,2 |
0,867 |
2,9 |
1,12 |
490 |
|
4МТМ 225 L6* МТН 512–6 |
264 |
146 |
||||||||
|
4MTМ 225 M8 МТН 511–8 |
30,0 |
715 |
116 / 67 |
249 |
82 |
89,4 |
0,765 |
2,9 |
1,05 |
400 |
|
4МТМ 225 L8 МТН 512–8 |
37,0 |
725 |
142 / 82 |
315 |
77 |
88,9 |
0,77 |
2,9 |
1,33 |
480 |
По желанию заказчика двигатель изготавливается и на другие стандартные напряжения в пределах от 220 до 660 В. На внутренней стороне крышки коробки выводов каждого двигателя есть схема соединения фаз обмотки статора и включение ее в трехфазную сеть.
В ходе разработки электродвигателя WEM серии 4МТМ225 особенное внимание уделялось исправлению недостатков, которые имеются в российских аналогах, и применении в конструкции передовых разработок ведущих производителей из-за рубежа. Для этого дигателя применена усовершенствованная электромагнитная система, в которой индукция(плотность магнитного потока) является оптимальной. Увеличена площадь сечения фазы ротора и статора. Применены новейшие изоляционные материалы. Увеличена площадь воздушного зазора и уменьшен суммарный магнитный поток. В ярме ротора добавлены охлаждающие отверстия. Производится шлифовка посадочных поверхностей станины и статора перед запрессовкой что увеличивает теплоотдачу. Площадь внешних охлаждающих ребер увеличена. Создана защита обмоток статора и ротора от угольной пыли щеток коллектора. Усовершенствована аэродинамическая схема внешнего устройства охлаждения - кожух и вентилятор. Создано быстросъемное крепление щеток в щеткодержателе для удобного обслуживания. Производственные и типовые испытания электродвигателя WEM серии 4МТМ225 показали, что по надежности и энергетическим показателям он существенно превосходит зарубежные и отечественные аналоги. На много увеличена перегрузочная способность двигателя, мощность и коэффициент полезного действия. Двигатель имеет более низкие температуру при одинаковых эксплуатационных показателях работы, что позволяет существенно увеличить его безотказность в работе. Чтобы оценить работу двигателя, приведены аппроксимированные графики результатов проведенных типовых испытаний электродвигателя 4МТМ 225 L6. ИИИ
Двигатель включает в себя фазный ротор закрытого исполнения у которого степень защиты от внешних воздействий IP54 по ГОСТ 17494, с внешним обдувом и собственным вентилятором на валу. Степень защиты кожуха вентилятора – IP20. Двигатели различаются в зависимости от способа установки и имеют конструктивные исполнения на лапах (первая цифра 1),также с одним (последняя цифра 3) или двумя (последняя цифра 4) выходными коническими концами вала.
Двигатель состоит из статора, ротора, подшипниковых и щеточно – контактного узлов, вентилятора и кожуха. Статор изготовлен из чугунной станины с горизонтально-вертикальным оребрением и сердечника, который набирается из листов электротехнической стали, и вставленной в его изолированные пазы обмотки из круглого провода. Выводы обмотки статора крепятся на контактные болты клеммной колодки в коробке выводов. Коробка выводов изготовлена со станиной и располагается в верхней части с противоположной стороны выходного конца вала. Ротор двигателей состоит из вала с насаженным на него по шпоночному соединению сердечником, который набирается из листов электротехнической стали. В двигателях 4МТМ 225 обмотка выполнена трехфазной из круглого медного провода с изоляцией. Соединение фаз обмотки ротора и контактных колец двигателей выполняется гибким изолированным проводом типа ПВКВ, с нужным сечением. Обмотка статора подключается к питающей сети при помощи гибких кабелей сквозь сальниковые вводы коробки выводов. Подключение фазной обмотки ротора к пусковым и регулировочным аппаратам осуществляется при помощи скользящих контактов- медных контактных колец и подпружиненных щеток, а так же контактных шпилек щеткодержателей через сальниковые вводы, которые располагаются на подшипниковом щите. Подсоединение проводов подводки может осуществляться с левой, и с правой стороны двигателя. Узлы подшипников изготовлены из чугунных подшипниковых щитов, подшипников и подшипниковых крышек из чугуна.
Двигатель имеет внутреннюю и наружную подшипниковые крышки. Для частичного удаления отработанной смазки и добавления смазки не разбирая подшипникового узла в подшипниковых щитах и крышках, разработаны специальные каналы, которые закрыты болтами. Тепловое расширение вала двигателя компенсируется с помощью жесткой фиксации однорядного шарикоподшипника со стороны, обратной приводу, от осевого смещения по наружному кольцу при помощи подшипникового щита и подшипниковых крышек, а так же установки со стороны привода однорядного цилиндрического роликоподшипника с безбортовым внутренним кольцом.
Щеточно – контактный узел двигателя изолирован от обмоток ротора и статора стеклотекстолитовой перегородкой, которая делиться на невращающуюся и вращающуюся части, которые соединены щелевым пыленепроницаемым соединением. Вращающаяся часть перегородки фиксируется на валу двигателя между сердечником ротора и съемными контактными кольцами, которые закреплены на валу двигателя с помощью шпонки и запорного пружинного кольца. Трехфазная обмотка ротора соединяется с контактными кольцами гибкими медными изолированными проводами, проходящими через вращающуюся часть перегородки через уплотнительные резиновые уплотнения и соединенные с выводами контактных колец клеммными соединениями. Подшипниковый узел вынесен на конец вала, в целях уменьшения радиальной нагрузки на подшипник при исполнении двигателя с двумя выходными концами вала. Палец щеткодержателя, с закрепленными на нем алюминиевыми щеткодержателями, крепиться к подшипниковому щиту. В каждом из трех щеткодержателей установлено по две металлографитной щетки, закрепленных при помощи быстросъемного нажимного соединения. Оно представляет собой металлическую скобу с закрепленной на ней ленточной кольцевой пружиной. Для исключения электрического пробоя воздушного зазора между скобой щетки и подшипниковым щитом, для случаев кратковременного повышения влажности или запыленности в объеме щеточно – контактного узла, на крепежные скобы щеток надеты изолирующие трубки. Для удобства контроля работы и состояния щеток, их замены и позиционирования в верхней части подшипникового щита выполнено отверстие, закрытое алюминиевой крышкой, закрепленной на щите при помощи болтового соединения. Подъем и перемещение двигателя осуществляется при помощи рым – болта, который находится в верхней части станины двигателя.
Для предотвращения перегрева в аварийных режимах работы, по требованию потребителя, двигатель может иметь встроенные в обмотку статора датчики температурной защиты. В зависимости от желания потребителя, в качестве термодатчиков устанавливаются нормальнозамкнутые биметаллические пластины, или терморезисторы с положительным температурным коэффициентом. Двигатель заземляется при помощи болтов, на станине и в коробке выводов, выполненных согласно ГОСТ 21130. Узел щеток двигателей изготовлен из медных контактных колец, щеткодержателей из аллюминия с металлографитными щетками и нажимным креплением для быстрого съема. Два отверстия в станине, заглушенные специальным винтом, служат для стока конденсата.
se33.ru
Категория:
Электрическое оборудование
Крановые электродвигатели трехфазного токаВ современном краностроении применяют чаще всего электрооборудование трехфазного переменного тока. Это объясняется преимуществами машин переменного тока по сравнению с машинами постоянного тока: меньше их масса, габариты и стоимость, выше КПД; проще в обслуживании, долговечнее и надежнее двигателей постоянного тока. Но электродвигатели переменного тока хуже поддаются регулированию частоты вращения и развивают меньшие пусковые моменты. В зависимости от исполнения ротора различают асинхронные электродвигатели с фазным ротором, имеющим контактные кольца, и двигатели с короткозамкнутым ротором.
На холостом ходу у двигателя скольжение очень мало и скорость ротора близка к синхронной. Номинальное скольжение асинхронного электродвигателя лежит в пределах 0,03—0,1.
Скольжение s = 1, когда ротор электродвигателя неподвижен при включенной обмотке статора. Такой режим называется режимом короткого замыкания электродвигателя. Пуск асинхронного электродвигателя всегда начинается именно с этого режима. Под действием постороннего источника механической энергии, например опускаемого груза, ротор электродвигателя может вращаться с частотой больше синхронной. В этом случае скольжение считается отрицательным.
Отрицательным будет и скольжение асинхронного электродвигателя при работе в генераторном режиме, Когда под действием опускаемого груза ротор вращается в ту же сторону, что и магнитное поле статора, с частотой больше синхронной. Если ротор асинхронного электродвигателя под действием опускаемого груза вращается в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля статора, то такой режим называется режимом противовключения.
Вращающий момент асинхронного электродвигателя создается за счет взаимодействия между вращающимся магнитным потоком статора и токами в обмотке ротора. Скольжение характеризует частоту вращения ротора относительно магнитного поля статора. Вращающий момент пропорционален квадрату напряжения сети, и поэтому даже незначительное снижение напряжения питающей сети приводит к резкому снижению вращающего момента. Допустимое снижение напряжения — не более 10%.
Для асинхронных электродвигателей так же, как и для двигателей постоянного тока, различают естественные и искусственные механические характеристики. Асинхронный электродвигатель работает по естественной механической характеристике в том случае, если его ста-торная обмотка включена в сеть трехфазного тока, напряжение и частота тока которой соответствуют номинальным значениям, и в цепи ротора отсутствуют какие-либо дополнительные сопротивления.
При введении в цепь ротора дополнительных сопротивлений зависимость частоты вращения ротора от момента будет прямолинейной. Опыт показывает, что при изменении момента сопротивления в пределах от М ~ 0 до М — = 1,5МН0М характеристики асинхронных двигателей прямолинейны и пересекаются в точке холостого (синхронного) хода (рис. 4.14).
При пуске асинхронные электродвигатели потребляют из питающей сети значительные пусковые токи. В момент пуска скольжение асинхронного электродвигателя s — 100%, а в номинальном режиме не превышает 5 %.
Рис. 4.14. Упрощенные механические характеристики асинхронного электродвигателя 1 — естественная; 2 и 3 — искусственные
Значит, в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз чаще пересекает обмотку ротора. При пуске, продолжительность которого составляет доли секунды, ток возрастает, как указывалось выше, в 5—б раз. За это время обмотка электродвигателя не успеет перегреться, и пусковой ток для него не опасен. Однако большие толчки тока приводят к толчкам напряжения, что неблагоприятно сказывается на режиме работы других потребителей. В связи с этим принимают меры по ограничению пусковых токов асинхронных электродвигателей. В то же время эти двигатели, потребляя большие пусковые токи, развивают сравнительно небольшой вращающий момент. Цель применения искусственных схем пуска асинхронных двигателей — не только снизить пусковые токи, но и повысить пусковые моменты.
Пуск асинхронного электродвигателя с фазным ротором, т. е. ротором, имеющим контактные кольца, производится при помощи пускового реостата, включенного в цепь ротора. Введение реостата уменьшает пусковой ток и позволяет получить требуемый пусковой момент вплоть до критического.
Критическое скольжение, при котором момент имеет максимальное значение, зависит от активного сопротивления фазы ротора. Таким образом, подобрав соответственное сопротивление, можно получить необходимый момент.
Пуск электродвигателя требуется начинать с точки (рис. 4.15), так как при трогании с места электродвигатель должен развивать максимальный момент при неподвижном роторе. Значит, первая пусковая характеристика а, соответствующая полностью включенному реостату, должна проходить через точки п0 и 1. Частота вращения электродвигателя будет возрастать, так как Мтах > МСТ, т. е. имеется избыточный момент, сообщающий механизму ускорение. С увеличением частоты вращающий момент уменьшается, и при достижении им значения МШп (точка 2) должна быть отключена первая ступень пускового реостата.
Рис. 4.15. Пусковая диаграмма асинхронного электродвигателя
При переключении с первой ступени на вторую электродвигатель переходит на работу с характеристики а на характеристику б, соответствующую включенному пусковому реостату. За время отключения первой ступени частота вращения электродвигателя практически не успевает измениться, поэтому можно считать, что переход с одной характеристики на другую происходит по горизонтальной прямой 2—3 и характеристика б проходит через точки п0 и 3.
Дальнейший разгон электродвигателя осуществляется уже по характеристике б до тех пор, пока вращающий момент снова не снизится до значения МтШ. При этом реостат должен быть переключен на следующую ступень и электродвигатель перейдет на работу по характеристике в по горизонтальной прямой 4—5, а характеристика в проходит через точки п0 и 5. Когда при работе по характеристике в момент опять снизится до Mmln, замкнется накоротко третья ступень реостата, двигатель перейдет на работу по естественной характеристике г и его разгон продолжится до тех пор, пока вращающий момент не станет равным моменту статического сопротивления; тогда разгон прекратится и двигатель будет работать с установившейся скоростью. Число ступеней реостата в данном случае равно трем.
Рассмотренному способу пуска асинхронных электродвигателей с фазным ротором свойственны простота и надежность. Он позволяет снизить пусковой ток и повысить при необходимости пусковой момент вплоть до опрокидывающего момента. Недостатками данного способа следует считать значительные потери энергии в пусковых реостатах, а также их большие габариты при большом числе ступеней. Поскольку пусковые реостаты слишком громоздки, в крановых схемах часто применяют реостаты с так называемой несимметричной схемой, когда сопротивление выводится не одновременно из трех фаз роторной цепи, а постепенно.
В начальный момент пуска в роторную цепь электродвигателя введено все сопротивление. Затем постепенно, по мере разгона электродвигателя, с помощью барабанного или кулачкового контроллера выводится первая ступень сопротивления из цепи первой фазы, потом второй, затем третьей; при следующем положении контроллера выводится вторая ступень сопротивления из цепи первой фазы, и так до тех пор, пока при последнем положении контроллера не будет выведено все сопротивление и замкнута накоротко цепь ротора.
Такой способ пуска создает некоторую асимметрию токов роторной цепи, что, однако, опасности для электродвигателя не представляет и позволяет в то же время несколько уменьшить габариты пусковых реостатов и контроллеров.
Пуск мощных асинхронных электродвигателей с ко-роткозамкнутым ротором связан с рядом трудностей, так как ограничить пусковые токи, введя дополнительные сопротивления в цепь ротора, в данном случае невозможно. Как правило, в подъемно-транспортных машинах находят применение электродвигатели с коротко-замкнутым ротором сравнительно небольшой мощности, вследствие чего обычно не возникает необходимости ограничивать пусковые токи. При питании асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором от мощной сети пуск в большинстве случаев производится подключением обмотки статора к полному напряжению питающей сети.
Для привода крановых и вспомогательных металлургических механизмов, работающих в повторно-кратковременных или кратковременных режимах, применяют электродвигатели трехфазного тока серий МТ и МТК, а для эксплуатации при повышенной температуре окружающей среды созданы серии МТВ и МТКВ с теплостойкой стеклянной изоляцией. Их основным номинальным режимом является повторно-кратковременный с относительной продолжительностью включения ПВ = 25 %.
Электродвигатели серий МТ, МТК, МТВ и МТКВ рассчитаны на напряжения 220, 380 и 500 В и частоту 50 Гц, электродвигатели серии МТ с фазовым ротором — на синхронную частоту вращения 1000, 750 и 600 об/мин. Электродвигатели серии МТК короткозамкнутые, повышенного скольжения имеют одно- и двухскоростное исполнения. Синхронная частота вращения односкоростных двигателей серии МТ составляет 1000 и 750 об/мин.
Двухскоростные двигатели МТК предназначены для крановых механизмов, частоту вращения которых требуется регулировать. Последовательное соединение быстроходной и тихоходной обмоток в комбинации с резисторами дает возможность получить ряд искусственных характеристик двухскоростных электродвигателей. Они предназначены для работы в повторно-кратковременном режиме с частыми пусками и торможениями. Двухскоростные двигатели изготовляют с двумя независимыми обмотками на статоре на напряжение 220, 380 или 500 В.
Фазы быстроходных обмоток соединяют звездой или треугольником. От быстроходной обмотки в коробку выводов выведены три провода. Фазы тихоходных обмоток при всех напряжениях соединяют звездой, в коробку выводов выведены шесть проводов — начала и концы фаз.
Это дает возможность осуществлять последовательное соединение быстроходной и тихоходной обмоток для ограничения максимального генераторного момента при переходе с большой частоты вращения на малую, а также непрерывно питать двигатель при переходе с одной частоты вращения на другую. При последовательном соединении обеих обмоток необходимо, чтобы двигатель имел одно направление вращения при раздельной работе на каждой из обмоток.
На рис. 4.16 и 4.17 показаны включения схем двухскоростных электродвигателей в сеть. Обозначения выводов двухскоростных электродвигателей МТК соответствуют ГОСТ 183—74. Число перед буквой С указывает количество полюсов обмотки. Перед обозначением зажимов тихоходной обмотки стоит буква Т.
Обозначения выводов обеих обмоток соответствуют одному направлению вращения при работе на различных частотах вращения. При включении в сеть одной из обмоток вторая обмотка может быть замкнута накоротко.
Кроме двигателей серии МТК с короткозамкнутым ротором разработана серия двухскоростных двигателей МТКМ, выполненных так же, как и односкоростные двигатели серии МТК, но с изоляцией класса Н. Эти электродвигатели выпускают только на одно напряжение (220, 380 или 500 В) без переключения со звезды на треугольник. В клеммную коробку выводятся от быстроходной обмотки три провода. Тихоходная обмотка рассчитана на соединение звездой при всех напряжениях. От тихоходной обмотки в коробку зажимов выводятся все шесть выводов обмотки (начала и концы фаз).
Рис. 4.17. Схемы включения в сеть двухскоростных электродвигателей серии МТК: а — при последовательном соединении обмоток; б — на большую скорость; в — на малую скорость
Рис. 4.18. Характеристики двухскоростного электродвигателя МТКВ 52-6/201- естественные; 2 — при последовательном соединении обмотки с шунтированием фаз быстроходной обмотки активным сопротивлением; 3 — при последовательном соединении; 2р — число пар полюсов
Последовательное соединение быстроходной и тихоходной обмоток в комбинации с сопротивлениями дает возможность получить ряд искусственных характеристик двухскоростного электродвигателя. Электродвигатели нормального исполнения 1—5-й величин имеют изоляцию класса А (типы МТ и МТК), электродвигатели 6-й и 7-й величин в металлургическом исполнении — изоляцию класса В (типы МТВ и МТКВ). Электродвигатели серий МТ и МТК обладают повышенной перегрузочной способностью и соответственно повышенной механической прочностью. Их можно присоединять к механизму посредством муфты или зубчатой передачи.
Станина и подшипниковые щиты чугунные. Аксиально расположенные ребра станины увеличивают площадь поверхности охлаждения электродвигателя и направляют поток охлаждающего воздуха вдоль нее.
Коробка выводов обмотки статора, расположенная на верхней части станины, имеет по одному отверстию с левой и правой сторон для ввода питающих кабелей. Неиспользуемое отверстие закрывают заглушкой. Выводные концы обмоток статора заканчиваются в клеммной коробке кабельными наконечниками.
В электродвигателях, рассчитанных на напряжения 220 и 380 В, для переключения с одного напряжения на другое выведены шесть концов обмотки статора. С внутренней стороны крышки коробки прикреплена табличка со схемой присоединения питающих проводов к двигателю.
Ввод проводов, идущих от обмоток ротора электродвигателей серии МТ, сделан с боковых сторон подшипникового щита. Провода присоединяются прямо к щеткодержателям. Подшипники электродвигателей 1—4Г-й величин шариковые, 5—7-й величин роликовые.
Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором производят прямым включением сетевого рубильника. При неподвижном роторе скорость пересечения его обмотки переменным магнитным полем равна !00 %, и поэтому ЭДС, индуктируемая в обмотке ротора, велика; отсюда велик и ток ротора, а следовательно, и ток статора, который во время пуска в пять-шесть раз превышает ток полной нагрузки. При таком большом токе быстрое нарастание вращающего момента вызовет механические удары.
Для уменьшения пускового тока и момента обмотку ротора делают разомкнутой, соединенной внутри машины звездой или треугольником. Концы обмотки присоединяют к контактным кольцам. При включении двигателя вводят в цепь ротора пусковое сопротивление, которое соответствует выбранным значениям тока и момента. Если момент двигателя превысит момент нагрузки, двигатель начнет вращаться, скольжение, ток и момент будут уменьшаться.
При неизменном сопротивлении в цепи ротора двигатель разгоняется до тех пор, пока момент, развиваемый им, не станет равным моменту нагрузки. После этого он будет вращаться с постоянной, но пониженной частотой вращения. Для дальнейшего разгона надо уменьшить сопротивление настолько, чтобы ток и момент вновь возросли до первоначального пускового значения. Таким последовательным уменьшением пускового сопротивления доводят частоту вращения двигателя до номинальной. Чем больше число пусковых ступеней, тем более плавно нарастает частота вращения.
Когда разгон закончен, обмотку ротора можно замкнуть накоротко, если двигатель будет работать продолжительно и не требуется регулировать его скорость. Для крановых двигателей такой режим неприемлем. Вслед за разгоном следуют отключение двигателя от сети, торможение и снова пуск.
При работе крана часто требуется снижать частоту вращения, увеличивая для этого скольжение ротора. Наиболее простым и удобным способом увеличения скольжения является включение регулировочного сопротивления в цепь ротора.
При добавочном сопротивлении ток ротора снизится и двигатель не сможет развить вращающий момент, необходимый для преодоления момента нагрузки. Чтобы увеличить ток в роторе при повышенном сопротивлении внешней цепи ротора, следует повысить ЭДС ротора, что позволит поддержать ток на прежнем уровне, а это произойдет автоматически за счет увеличения скольжения. При неизменной нагрузке на валу двигателя скольжение ротора примерно пропорционально сопротивлению цепи ротора. Увеличивая сопротивление роторной цепи в четыре раза, мы увеличиваем также и скольжение в четыре раза.
Для электродвигателей типа МТ 51-8 мощностью 22 кВт синхронная частота вращения составляет 750 об/мин, номинальная частота вращения при полной нагрузке — 723 об/мин и скольжение — 3 %. Повысив сопротивление роторной цепи в четыре раза, получим увеличение скольжения на 12 %, т. е. частота вращения этого двигателя будет равна 750 (1—12/100) = 660 об/мин. Отсюда видно, что, зная нагрузку электродвигателя, можно определить сопротивление цепи ротора, соответствующее заданной частоте вращения, которая всегда меньше синхронной.
Для регулирования частоты вращения кранового электродвигателя делают пять-шесть ступеней сопротивления, и тогда двигатель может работать не только по своей естественной характеристике, но и по любой из искусственных. Этот способ регулирования частоты вращения двигателя очень прост, но расход электроэнергии из сети будет таким, как если бы двигатель работал с полной мощностью.
Происходит это потому, что при неизменном моменте нагрузки мощность, потребляемая двигателем из сети, не изменится, а полезная мощность при этом тем меньше, чем меньше частота вращения.
Потери энергии расходуются на нагрев регулировочных сопротивлений. Ротора асинхронного двигателя с обмоткой достаточно для регулирования частоты вращения. Частоту вращения двигателя с короткозамкнутым ротором таким способом регулировать нельзя.
Для остановки электродвигателя отключают его от сети и, если частота вращения механизма мала и нет внешних сил, воздействующих на механизм, то под действием сил трения он быстро остановится. Однако чаще всего после отключения двигателя механизмы крана продолжают двигаться по инерции или под действием поднятого груза.
Согласно правилам безопасности требуется применять торможение для быстрой остановки крановых механизмов и удержания их в неподвижном состоянии после отключения двигателя. Торможение бывает механическим и электрическим. Механические тормоза обязательно предусматривают на каждом кране (см. гл. 2). На быстроходных кранах для быстрой остановки часто применяют электрическое торможение.
Наиболее простой способ электрического торможения— торможение противовключением. При этом делается реверс двигателя: он переключается для работы в противоположном направлении, хотя ротор продолжает вращаться в прежнем направлении против поля статора. Теперь скорость пересечения проводников ротора магнитным полем статора будет больше синхронной, скольжение превысит единицу, момент двигателя изменит направление и станет тормозным. Напряжение ротора в этом случае будет больше напряжения при неподвижном роторе, и поэтому ток и тормозной момент двигателя необходимо ограничить, включив большое сопротивление в цепь ротора. Как только механизм остановится, двигатель необходимо немедленно отключить от сети, иначе механизм начнет двигаться в противоположном направлении.
Торможение быстроходных тяжелых мостовых кранов производят одновременно электрическим и механическим тормозами.
Двигатель механизма подъема, совершая работу по подъему груза, часть энергии превращает в потенциальную энергию поднятого груза, которая перейдет в кинетическую при опускании груза. Чтобы опустить груз, не требуется включать двигатель; достаточно только освободить тормоз, и груз сам начнет опускаться, вращая механизм, а с ним и ротор двигателя. Теперь двигатель может быть генератором и должен отдать в сеть часть энергии опускающегося груза.
Если двигатель включить на опускание груза, то под воздействием груза частота вращения ротора увеличится, быстро достигнет синхронной и даже превысит ее. Скольжение двигателя станет отрицательным при сверхсинхронной частоте вращения, т. е. ротор будет вращаться быстрее магнитного поля статора, опережать его.
В обмотке ротора, обгоняющего магнитное поле, индуктируется ЭДС, пропорциональная скольжению, и возникает ток, если цепь замкнута. Ток ротора, взаимодействуя с магнитным полем статора, создает вращающий момент, направленный против момента, создаваемого грузом.
Если частота вращения двигателя настолько превысит синхронную, что момент двигателя уравновесит момент груза, увеличение частоты вращения прекратится. Чем больше масса груза и чем выше сопротивление цепи ротора, тем больше установившаяся частота вращения.
Вращаясь со сверхсинхронной частотой вращения, двигатель автоматически превращается в генератор и отдает часть электроэнергии в сеть. Особенность асинхронного двигателя переходить из двигательного режима в генераторный очень удобна для кранового механизма ввиду простоты и надежности этого способа управления. Экономия электроэнергии при опускании грузов обычно незначительна.
При спуске легкого груза или пустого крюка двигатель должен работать в сторону спуска, помогая грузу преодолевать сопротивление трения в механизме. При подъеме груза момент двигателя увеличивается за счет потерь на трение в механизмах, а при спуске полного груза эти потери снижают нагрузку двигателя на 30— 40 % момента, которым был нагружен двигатель при подъеме.
Для кранов с небольшой частотой вращения механизмов подъема спуск груза с торможением при сверхсинхронной частоте вращения двигателя вполне удовлетворяет условиям эксплуатации. Для быстроходных механизмов подъема, особенно при повышенной точности посадки груза, этот способ становится непригодным.
Рис. 4.19. Схема торможения однофазным питанием статора
При электрическом торможении двигателя со сверхсинхронной частотой вращения установившаяся частота вращения не может быть меньше синхронной, и для небольших перемещений или снижения частоты вращения перед остановкой приходится включать двигатель толчками, не давая ему развить полную частоту вращения. При этом способе управления быстроходными механизмами требуется высокая квалификация крановщика. Поскольку при таком виде торможения быстро изнашиваются двигатели и аппаратура, применяют нижесинхронное торможение.
Наиболее простой способ нижесинхронного торможения — противовключение, позволяющее значительно снизить скорость спуска тяжелого груза перед посадкой и разгрузить механический тормоз, которому придется сделать лишь часть тормозной работы. Этот способ торможения обладает двумя недостатками:скорость спуска зависит от массы груза, и даже при небольшом изменении массы груза скорость его спуска значительно меняется;если массы груза недостаточно, чтобы преодолеть момент двигателя, возможен подъем груза вместо спуска.
Эти недостатки усложняют такой способ управления и иногда создают определенную опасность.
Торможение противовключением наиболее пригодно для грейферных и магнитных кранов, быстроходные механизмы подъема которых требуется интенсивно тормозить. При этом отсутствуют указанные недостатки, так как масса груза на крюке, а также масса грейфера и магнита достаточно велика для того, чтобы при спуске не могло быть подъема.
Торможение двигателя при нижесинхронной частоте вращения можно получить способом динамического торможения постоянным током. Обмотка статора двигателя при этом питается постоянным током, а ротор замыкается на сопротивление. Постоянный ток создает неподвижное магнитное поле в статоре. Ротор, вращаясь в этом магнитном поле, индуктирует в своих обмотках ЭДС, а так как обмотки замкнуты на сопротивление, в цепи ротора пойдет ток и возникнет магнитное поле, которое создаст определенный тормозной момент. Чем выше частота вращения ротора, тем больше индуктированная ЭДС, а следовательно, и тормозной момент.
Способ динамического торможения постоянным током применяют редко из-за сложности электрооборудования, а также вследствие того, что нижесинхрониая частота вращения механизма спуска возможна только при тяжелых грузах.
Значительно проще осуществить торможение однофазным питанием статора. Обмотки статора для получения тормозного эффекта включаются по схеме, представленной на рис. 4.19. Ротор при этом способе также замыкается на сопротивление. Этот способ очень прост, но имеет и недостатки: повышенные ток и нагрев статора, а при малых массах грузов — неудовлетворительное регулирование.
Читать далее: Требования к электрическому оборудованию кранов
Категория: - Электрическое оборудование
stroy-technics.ru
Категория:
Электрооборудование кранов
Электродвигатели башенных крановЭлектродвигателем называется электрическая машина, с помощью которой электрическая энергия преобразуется в механическую. По роду тока электродвигатели разделяются на электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока. На башенных кранах применяют главным образом трехфазные асинхронные двигатели переменного тока.
Устройство и принцип работы трехфазных асинхронных двигателей.
Асинхронный двигатель (рис. 67) имеет две основные части: неподвижную — статор и вращающуюся — ротор.
Рис. 67. Асинхронный электродвигатель с ко-роткозамкнутым ротором:1 — ротор,. 2 — обмотка статора, 3 — корпус, 4 — цилиндр из листов электротехнической стали, 5 — вал
Статор состоит из чугунного или алюминиевого корпуса 3, внутри которого помещен цилиндр 4, собранный из штампованных листов электротехнической стали, изолированных лаком. На внутренней стороне цилиндра имеются пазы, в которых размещена обмотка 2, питаемая от сети переменного тока. Обмотка выполнена в виде трех катушек (или групп катушек), сдвинутых по окружности статора на равный угол друг относительно друга. На кране обычно применяют электродвигатели с обмоткой статора, рассчитанной на напряжения 380/220 В. При напряжении 380 В обмотку статора соединяют в звезду (Y), а при напряжении 220 В —в треугольник (А). Переключают обмотку статора в коробке выводов, расположенной в верхней части корпуса статора. В коробке расположены шесть выводных концов с кабельными наконечниками, имеющими обозначение начал трехфазной обмотки С1, С2, СЗ и концов С4, С5, Сб.
При включении статорной обмотки в звезду концы проводов С4, С5 и С6 соединяют вместе, а к началам С1, С2У СЗ присоединяют питающие провода трехфазной сети. При включении статорной обмотки в треугольник попарно соединяют выводы С1 и С6, С2 и С4, СЗ и Со. К образовавшимся трем точкам присоединяют питающие провода трехфазной сети.
Ротор представляет собой цилиндр, собранный из листов электротехнической стали и укрепленный на валу. На поверхности ротора имеются пазы, в которых помещается обмотка ротора. Эта обмотка не имеет электрической связи с питающей сетью.
По типу обмотки ротора электродвигатели разделяют на электродвигатели с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.
В короткозамкнутом роторе обмотка состоит из отдельных стержней, заложенных в пазы и соединенных с торцовых сторон кольцами. Такая обмотка носит название беличьего колеса (беличья клетка).
Рис. 68. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором:а — общий вид, б -~ ротор; 1 — вал, 2 — контактные кольца, 3 — обмотка ротора, 4 — пакет ротора
У двигателя с фазным ротором (рис. 68, а, б) в пазах пакета 4 ротора уложена обмотка 3 из изолированного провода. Как и обмотка статора, она состоит из трех катушек или трех групп катушек. Начала катушек соединены в звезду на роторе, а концы подведены к трем контактным кольцам, укрепленным на валу ротора. На кольца наложены угольные (графитовые) щетки, закрепленные в неподвижных Щеткодержателях (на рис. 68 не показаны). Нажимом щетки на кольцо осУЩествляется скользящий токосъем, т. е. вращающаяся обмотка ротора может быть соединена с неподвижным реостатом, находящимся вне двигателя.
Работа двигателя основана на явлении вращающегося магнитного поля, которое образуется при питании обмоток статора переменной трехфазной системой токов. Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники обмотки ротора, в связи с чем в них наводится (индуктируется) электродвижущая сила (э. д. с). Под влиянием этой силы в замкнутых проводниках ротора возникает ток. Взаимодействие тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем статора создает момент, под действием которого ротор вращается за полем статора, преодолевая приложенный к валу момент сопротивления нагрузки.
Шесть катушек обмотки дают две пары полюсов и 1500 об/мин и т. д. Рассмотренные двигатели называют асинхронными, так как у них ротор всегда вращается с меньшей скоростью по сравнению со скоростью вращения магнитного шля статора. Разница между частотами вращения поля статора пг и ротора пг характеризуется величиной sf которая называется скольжением.
Во время разгона двигателя, по мере приближения частоты вращения ротора щ к частоте вращающегося магнитного поля статора % уменьшается относительная скорость пересечения обмотки ротора вращающимся магнитным полем, соответственно уменьшаются э. д. с. и ток в роторе, а также вращающий момент. Когда момент сопротивления становится равным вращающему моменту электродвигателя, наступает состояние равновесия, при котором скорость ротора не изменяется.
Если приложить к валу двигателя момент нагрузки, направленный в ту же сторону, что и момент двигателя, то скорость двигателя будет возрастать, достигнет скорости вращения поля и затем превзойдет ее. При этом электродвигатель перейдет в режим генераторного торможения. Электродвигатель преобразовывает полученную извне механическую энергию вращения в электрическую энергию, которую отдает в сеть, т. е. работает как генератор.
Электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяют в электроприводе, где не требуется регулирования скорости, или в качестве второго (вспомогательного) двигателя для получения пониженных скоростей механизмов крана. Недостатком электродвигателей с короткозамкнутым ротором является большой пусковой ток, в 5—7 раз превышающий ток двигателя при работе с номинальной нагрузкой.
Двигатели с фазовым ротором применяют в приводе, где требуется регулировать скорость. Включение в цепь ротора пускорегулирую-щего реостата позволяет уменьшить пусковой ток, увеличить пусковой момент и изменить механическую характеристику двигателя.
Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока. Двигатель постоянного тока (рис. 69) также состоит из двух основных частей: неподвижного корпуса (станины) и вращающегося якоря с коллектором. На станине укреплены главные полюсы с обмоткой возбуждения и дополнительные полюсы. Главные полюсы создают основной магнитный поток, замыкающийся через якорь. Дополнительные полюсы служат для уменьшения искрения на коллекторе, вызываемого электромагнитными процессами в якоре при коммутации,
Рис. 69. Электродвигатель постоянного тока:1 — коллектор, 2 — щетки, 3 — якорь, 4 — главный полюс, 5 — катушка обмотки возбуждения, 6 — корпус, 7 — подшипниковый щит, 8 — вентилятор, 9 — обмотка якоря
Стержни обмотки якоря двигателя соединены по определенной схеме с пластинами коллектора. С помощью щеток 2, скользящих по пластинам коллектора, обмотка якоря соединяется с внешней сетью.
Работа двигателя постоянного тока основана на взаимодействии обтекаемых током стержней обмотки якоря с неподвижным магнитным потоком.
Двигатели постоянного тока тяжелее, дороже и сложнее, чем одинаковые по мощности трехфазные асинхронные двигатели. Они требуют более квалифицированного ухода и обслуживания. Достоинством двигателей постоянного тока является возможность плавного и глубокого регулирования скорости вращения, поэтому такие двигатели применяют в специальных схемах электропривода кранов для высотного строительства.
Режим работы электродвигателей. Допустимые нагрузки электродвигателя определяются его нагревом, а следовательно, зависят от режима работы. Различают три режима работы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.
Длительным режимом работы называется такой режим, при котором двигатель работает в течение длительного времени без выключения. Если двигатель работает с постоянной нагрузкой, равной номинальной мощности, то двигатель нагревается до определенной температуры, равной предельно допустимой температуре нагрева его обмоток.
Кратковременным режимом называется режим работы, при котором электродвигатель включается на некоторое время (например, на 30 мин), после чего наступает перерыв в работе до полного остывания электродвигателя.
Повторно-кратковременный режим представляет собой длительно повторяющиеся циклы. В каждом цикле последовательно чередуются включение — работа, выключение — пауза.
Согласно установленным нормам время цикла не должно превышать 10 мин. Стандартные значения ПВ равны 15; 25; 40 и 60%. Каждому из них соответствует нагрузка электродвигателя, допускаемая его нагревом при данном режиме работы.
Крановые электродвигатели. Электродвигатели специального кранового типа предназначены для работы как в помещении, так и на открытом воздухе. Поэтому их выполняют закрытыми, с самовентиляцией (асинхронные двигатели) или с независимой вентиляцией (двигатели постоянного тока) и с влагостойкой изоляцией: Так как двигатели рассчитаны на тяжелые условия работы, их изготавливают повышенной прочности. Крановые электродвигатели допускают большие кратковременные перегрузки и имеют большие пусковые и максимальные моменты, которые превышают номинальные в 2,3—3,0 раза; при этом двигатели имеют относительно небольшие пусковые токи и малое время разгона. Крановые электродвигатели рассчитаны на кратковременные и повторно-кратковременные режимы работы.
Крановые асинхронные электродвигатели имеют обозначение, состоящее из букв и цифр. Буквы показывают исполнение двигателя: МТ — с фазным ротором, МТК — с короткозамкнутым ротором; первая цифра трехзначного числа (0—7) характеризует возрастающий наружный диаметр статорных листов, третья цифра (1—3)—длину сердечника статора данного габарита; вторая цифра в трехзначном числе (1) указывает, что двигатель относится к модернизированной серии; цифра, стоящая после дефиса, обозначает число полюсов машины. Двигатели с индексом В (МТБ и МТКВ) имеют нагревостойкую изоляцию класса В с допустимой температурой нагревостойкости 130° С. Двигатели с индексом F (MTF и MTKF) имеют нагревостойкую изоляцию класса F с температурой нагревостойкости 155° С. Двигатели JV1T и МТК выполняют с изоляцией класса Е, с допустимой температурой нагревостойкости 120° С. Например, MTF 411—8 —крановый электродвигатель с фазным ротором 4-й величины, 1-й длины, восьмипо-люсный, с изоляцией класса F.
Читать далее: Контроллеры башенных кранов
Категория: - Электрооборудование кранов
stroy-technics.ru
Для подъема грузов на различную высоту используется электродвигатель крановый. Его особенность в том, что он рассчитан на работу в режиме частых пусков. Обычный двигатель, даже достаточно мощный, при таких режимах сильно перегревается и выходит из строя.
Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 вольт, хотя есть варианты на другие значения по электропитанию. Как правило, это трехфазные асинхронные аппараты с фазным ротором, регулируемые при помощи сопротивлений. В некоторых моделях кранов вместо резисторов устанавливают тиристорные регуляторы с горизонтальным управлением угла открытия. Такие схемы позволяют делать плавный пуск, что исключает рывки, толчки, а также делает работу с краном более комфортной и безопасной. Для этих же целей могут применяться двигатели постоянного тока.
ОГЛАВЛЕНИЕ
В мостовых кранах, как правило, стоят асинхронные двигатели с фазным ротором, к примеру, МТН. Такие моторы обеспечивают плавный пуск, а также позволяют регулировать скорость, несмотря на значительную нагрузку на валу. Их устанавливают на оборудовании среднего, тяжелого и очень тяжелого режимов работы. Преимущество МТН перед двигателями постоянного тока заключается в более низкой цене и простоте обслуживания. Если сравнить массы этих двигателей на мостовых кранах, то будет видно, что фазники в несколько раз легче.
Если общие затраты на работу короткозамкнутых асинхронных машин принять равными единице, то для фазных аппаратов они будут равны пяти, а для двигателей постоянного тока – десяти. Это объясняет, почему подавляющее большинство моторов на кранах именно трехфазные.
Для отечественной промышленности выпускаются электродвигатели различной нагревостойкости изоляции, обозначаемой буквой в модели аппарата: МТФ – 155○С, МТН – 180○С.
Электрические машины для мостовых, а также других кранов, серии МТН и МТКН выпускают с частотой вращения 600, 750 и 1 тыс. об/мин. при 50 Гц, а для частоты сети 60 Гц – 720, 900 и 1200 об/мин. Эта серия характеризуется высокой перегрузочной способностью, повышенным пусковым моментом при небольшом токе и быстрым разгоном.
Двигатели МТН имеют повышенную мощность за счет улучшенных характеристик изоляционных материалов, по сравнению с предыдущими моделями подобных электрических машин.
Фазный ротор имеет три обмотки, уложенные со сдвигом в 120 градусов. Обмотку соединяют только звездой, а ее концы выводят на контактные кольца, изготовленные либо из латуни, либо из стали и качественно изолированные друг от друга, а также от вала, на котором они насажены. При помощи щеточного механизма обмотки ротора подсоединяются к пусковой или пускорегулирующей аппаратуре.
Пусковая аппаратура может представлять из себя мощные резисторы, несколько пускателей, постепенно закорачивающих ротор, и реле времени.
Схема с использованием мощных резисторов, нескольких пускателей, постепенно закорачивающего ротора, и реле времени
Подобные схемы успешно работают на мостовых кранах. После пуска двигатель МТН включается на полном значении сопротивлений в цепи ротора. Через определенное время, выставленное на реле времени, когда пусковой ток падает до номинала, включается первый контактор, который как бы «выбрасывает» часть сопротивлений и двигатель получает дополнительный момент, разгоняясь до следующего значения. В каждом отдельном случае количество резисторов и пускателей «выброса» может быть разное.
Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.загрузка...
Когда включается последний пускатель, МТН выходит на свои полные обороты и работает как асинхронник с короткозамкнутым ротором. Крановые электродвигатели с фазным ротором можно использовать как для кратковременного режима работы, так и для постоянного.
На современных мостовых кранах используется электронная схема, позволяющая получить пониженную, или «ползучую», скорость. Это бывает крайне необходимо в случаях погрузки опасных или негабаритных грузов, а также в случае, когда нужна очень точная погрузка.
Для этой цели используют тиристоры или симисторы. Получая напряжение с фазных колец ротора, схема устанавливает угол открытия тиристора согласно заданного значения. В результате, машинист может регулировать нужную скорость, если такая регулировка выведена в его кабину, либо включать заданное значение.
Для торможения двигателя на мостовых, и не только, кранах, успешно применяют динамический режим: в обмотку статора, после отключения питания, кратковременно подают постоянное напряжение, имеющее неподвижное магнитное поле. Такой способ позволяет повысить точность остановки механизма.
Такое напряжение подают либо через гасящий резистор, либо при помощи понижающей схемы. После остановки двигателя его необходимо обесточить.
В крановом хозяйстве широко применяются электродвигатели постоянного тока. Они изготавливаются с разбросом мощностей от 2,5 до 185 кВт. Степени защищенности: IP20 – сборка защищенная, обдув независимый; IP23 – полностью закрытая сборка.
Если возбуждение либо смешанное, либо параллельное, тогда эти обмотки можно не обесточивать. Это обусловлено техническими характеристиками данной электрической машины, рассчитанной на длительные режимы работы.
Если возбуждение у аппарата последовательное, то обмотки собираются из двух групп. При 220 в их собирают и подключают друг с другом последовательно, если 110 в – параллельно, а если двигатель питается от 440 в – последовательно-параллельно с добавочным резистором.
Частота вращения регулируется двумя способами: ослаблением напряжения возбуждения или увеличением его на якоре.
Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и стабилизирующей обмоткой, согласно своим характеристикам, допускают ускорение вращения в два раза от номинала при помощи уменьшения напряжения возбуждения. Если же это тихоходный тип двигателя, тогда можно увеличить скорость в 2,5 раза.
Однако стоит помнить о таком ограничении: для аппаратов на 220 в при увеличенной скорости вращающий момент должен быть не выше 0,8 Мн, а для двигателей на 440 в – не выше 0,64 Мн.
Электродвигатели для кранового хозяйства имеют свои характеристики, которые необходимо учитывать при установке их на соответствующие механизмы.
electricvdele.ru
Электродвигатели крановые предназначаются для привода крановых и других механизмов, в кратковременном и повторно - кратковременном режиме работы.
Электродвигатели для кранов МТН, МТКН Электродвигатели крановые серии МТН применяются для работы в кратковременных и повторно-кратковременных режимах, в том числе с частыми пусками и электрическим торможением. 
Электродвигатели крановые асинхронные АМТ, ДМТ Применяются в качестве привода разных подъемно-транспортных механизмов, а так же применяются в оснащении мостовых и башенных кранов, автокранов, кран-балок, в металлургических производствах. 
Электродвигатели рольганговые АРМИспользуются для приводов оборудования применяемого в металлургической промышленности, рассчитаны на эксплуатацию в условиях высоких температур. 
Электродвигатели крановые металлургическиеДвигатели тихоходные серии Д предназначены для работы в электроприводах подъемно-транспортных механизмов металлургических агрегатов и рольгангов в продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах в условиях повышенной влажности, запыленности и вибрации 
Многолетний опыт работы на рынке электротехнического оборудования, сотрудничество с заводами-изготовителями, а также наличие продукции на наших складах, позволяет осуществлять покупку и доставку электрооборудования и комплектующих в кратчайшие сроки. Специалисты компании «СпецЭлектро» помогут найти оптимальное решение по техническим характеристикам, цене и времени доставки электродвигателя или оборудования для Вашей задачи. Наши специалисты подберут замену для устаревшей серии оборудования и ответят на все интересующие Вас вопросы, помогут купить электродвигатель и подходящее вам оборудование.
se33.ru
