ЕЛЕКТРОТЕХНІКА У БУДІВНИЦТВІ

Електродвигуни вантажопідйомних машин

На ВПМ застосовуються електричні машини як постійного, так і змінного струму. Будова і принцип роботи електричних машин постійного струму були розглянуті в розділі 10.1, машин змінного струму - у розділі 11.2. В даному роз­ділі розглянемо особливості електродвигунів ВПМ.

17.2.1. Кранові електродвигуни. Електродвигуни спеціального краново­го типу призначені для роботи як у приміщенні, так і на відкритому повітрі. Тому їх виконують закритими, із самовентиляцією (асинхронні двигуни) або з незалежною вентиляцією (двигуни постійного струму) і з вологостійкою ізоля­цією. Оскільки двигуни розраховані на тяжкі умови роботи, їх виготовляють підвищеної міцності. Всі кранові електродвигуни характеризуються підвище­ною перевантажувальною здатністю, великими пусковими моментами при по­рівняно невеликих пускових струмах і малій тривалості розгону. Відношення пускових моментів до номінального коливається в межах 2,3 ^ 3,2.

Кранові електродвигуни з контактними кільцями єдиної серії MTF, MTH, 4MTH і з короткозамкненими кільцями, 4MTKF призначені для приводу меха­нізмів, робота яких характеризується короткочасним і повторно-короткочасним режимами. Серії електродвигунів 4-ї розробки в порівнянні з MTF і MTKF роз­раховані на високу температуру нагрівання і відрізняються від них меншими габаритами і масою.

Кранові асинхронні електродвигуни мають позначення, що складається з букв і цифр: МТ - з фазним ротором, МТК - з короткозамкненим ротором. Клас на - грівостійкості двигуна позначається буквою. Двигуни з індексом В (МТВ і МТКВ) мають нагрівостійку ізоляцію класу В з припустимою температурою нагрівостій - кості 130°С. Двигуни з індексом Р (МТР і МТКР) мають нагрівостійку ізоляцію класу Р з температурою нагрівостійкості 155 °С. Двигуни МТ і МТК виконують з ізоляцією класу Е, з припустимою температурою нагрівостійкості 120°С.

Перша цифра тризначного числа (0-7) після літерного позначення харак­теризує умовний зовнішній діаметр статорного пакета, друга цифра - порядко­вий номер серії, третя цифра - умовну довжину осердя статора. Цифра після дефіса, позначає число полюсів машини. Наприклад, позначення MTKF 412-8 означає крановий короткозамкнений електродвигун четвертого габариту, пер­шої серії, другої довжини, восьмиполюсний.

Наприклад, МТР-411-8 - крановий електродвигун з фазним ротором, 4-ї величини, 1-ї довжини, восьмиполюсний, з ізоляцією класу Р.

До корпуса електродвигуна кріпиться табличка з основними параметра­ми, що характеризують двигун, і назвою заводу-виготовлювача. У табличці вка­зують потужність електродвигуна у кВт при номінальному навантаженні, кое­фіцієнт потужності cos9, частоту обертання, напругу на яку розрахований дви­гун у випадку з'єднання його обмоток «зіркою» або «трикутником», силу стру­му ротора при номінальній напрузі.

На стрілових кранах в основному використовують двигуни з фазним ро­тором, оскільки в них за допомогою резистора, що включається до кола ротора, можна регулювати величину пускового струму і пускового моменту.

Пусковий момент при деякому пусковому опорі може бути максимальним. Максимальний момент відповідає критичному ковзанню і визначається за номіна­льним моментом і коефіцієнтом кратності максимального моменту. Від пускового і максимального моментів залежить здатність електродвигуна під час пуску пере­борювати інерційні зусилля вантажу і передач виконавчих механізмів.

У випадку сталого режиму роботи момент, що розвивається на валу двигуна повинен бути завжди більший за момент вантажу, що піднімається. Якщо момент, переданий від вантажу на вал електродвигуна, більший за його максимальний мо­мент, то двигун зупиняється, оскільки не може перебороти статичний момент. Мо­мент, що розвивається при цьому двигуном, буде критичним. Якщо вчасно не ви­ключити двигун, що перебуває під великим навантаженням, то він перегрівається і може згоріти. У зв'язку з цим не слід допускати перевантаження двигуна.

Перевантажувальна здатність кранових електродвигунів з фазним рото­ром при ПВ=25% становить 2,5 ^ 3,4.

Працюють кранові електродвигуни в повторно-короткочасному режимі: пе­ріоди короткочасної роботи чергуються з тривалими періодами виключеного стану, в якому двигун охолоджується. При такому режимі двигун нагрівається менше, ніж при тривалій безперервній роботі, тому його можна більше навантажувати.

Припустиме навантаження двигуна залежить від ПВ і визначається стандар­том: 15, 25, 40, 60 і 100% навантаження, визначеного для тривалого режиму роботи.

Електродвигуни ВПМ встановлюють під негерметичними капотами. То­му вони піддані впливу пилу, вологості, високої і низкої температур. У зв'язку з цим, на ВПМ використовують електродвигуни в захищеному виконанні.

17.2.2. Пуск асинхронних електродвигунів ВПМ. Пуск електродвигунів з короткозамкненим ротором здійснюють за допомогою магнітних пускачів. Т акий спосіб можливий за умови, що потужність двигуна не вище 20% потуж­ності джерела живлення зовнішньої електромережі. Пуск потужних короткоза - мкнених двигунів здійснюють, перемикаючи статорну обмотку з «зірки» на «трикутник» при напрузі мережі 220 В.

Електродвигуни з фазним ротором включаються за допомогою контроле­рів і пускових реостатів, включених у коло ротора двигуна. Під час пуску опір реостата поступово зменшують, збільшуючи при цьому пусковий момент і час­тоту обертання двигуна.

Частоту обертання асинхронних двигунів з фазним ротором регулюють, змінюючи опір ротора, для чого включають і виключають пускові реостати. Включення реостата до кола ротора зменшує частоту обертання ротора, а вими­кання - збільшує її. Шунтування (виведення з кола) частини реостата здійсню­ють контролером. Регулювати частоту обертання цим способом можна тільки у випадку подолання двигуном великого моменту опору навантаження (підйом важкого вантажу, поворот з вантажем на великому вильоті). На холостому ходу з незначним навантаженням частота обертання двигуна практично не залежить від опору в колі ротора й наближається до синхронної. Спосіб регулювання ча­стоти обертання зміною опору в колі ротора найпростіший, але разом з цим і самий неекономічний, в силу великих втрат у пусковому реостаті.

Реверс асинхронних двигунів забезпечується зміною напрямку обертання магнітного поля. Для одноразового реверсування на щитку виводів статора пе­ремикають дві будь-які фази. Якщо є потреба періодичної зміни напрямку обе­ртання ротора застосовуються реверсивні магнітні пускачі, контролери або пе­ремикаючі рубильники.

17.2.3. Електродвигуни постійного струму. Кранові електродвигуни по­стійного струму типів ДК, П і 2П випускають на номінальну напругу 220 і 440 В. У позначенні двигуна (наприклад, ДК-309Б) букви позначають серію, а цифри - умовні розміри. Перша цифра після назви серії (1-8) - величина двигу­на, що характеризує зовнішній діаметр сталевого якірного пакета; друга цифра - довжина пакета для даної величини; третя - довжина статорного осердя; буква після цифр - клас ізоляції.

Інші параметри і конструктивні особливості (напруга, потужність, часто­та обертання, спосіб охолодження) характеризуються каталожним номером.

17.2.4. Генератори змінного і постійного струму. На кранах використо­вуються генератори змінного (синхронні) і постійного струму потужністю 50 ^ 100 кВт.

Генератор входить до складу силової установки крана, одержуючи обер­тання від дизеля через муфту. На електричних кранах постійного струму у ви­падку живлення від зовнішньої мережі змінного струму генератор приводиться до обертання від електродвигуна, включеного до зовнішньої мережі.