Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Особенности работы шектюпрйводов крановык механизмов и пути их совершенствования
1.1. Сравнительный анализ существующих электроприводов крановых механизмов 13
1.2. Особенности разработанных регулируемых электроприводов 27
Выводы по главе I 33
ГЛАВА II. Исследование электропривода
2.1. Мзтодика расчета статических характеристик 34
2.1.1. Выбор мощности двигателя 34
2.1.2. Расчет механических характеристик 37
2.1.3. Расчет рабочих и регулировочных характеристик 50
2.1.4. Расчет энергетических характеристик 61
2.2. Методика расчета ступеней емкости фазосдвигающего конденсатора электропривода кранов на базе однофазного конденсаторного асинхронного двигателя ГОКАЛ; 65
2.3. Исследования статических тормозных характеристик электропривода 69
2.3.1. Способы торможения электродвигателей крановых механизмов 69
2.3.2. Торможение противовключением 70
2.3.3. Динамическое торможение 75
2.3.4. Анализ тормозных механических характеристик .80
2.4. Исследование нагрева двигателя 82
2.4.1.Методы исследования нагрева асинхронных двигателей. Применение многоступенчатой теории нагрева асинхронных двигателей. Основные соотношения .
2.4.2. Исследование нагрева двигателя при различных частотах вращения ОКАД
2.4.3. Анализ расчетных графиков нагрева двигателя
2.5. Экспериментальные исследования статических характеристик электроприводов
2.5.1. Анализ экспериментальных механических,рабочих и регулировочных характеристик .
2.5.2. Анализ экспериментальных данных нагрева .
Выводы по главе II
ГЛАВА III. Исследование электропривода в динамических режимах
3.1. Основные соотношения для математического моделирования переходных процессов на АВМ .
3.1.1. Математическое моделирование электропривода ОКАД с импульсным регулированием .
3.1.2. Моделирование на АВМ переходных процессов в электроприводе ОКАД с ИР в цепи ротора .
3.1.3. Анализ расчетных графиков переходных процессов
3.2. Переходные процессы в замкнутой системе регулирования
3.3. Экспериментальные исследования электроприводов в динамических режимах
ГЛАВА ІV. Сравнение разработанных электроприводов
4.1. Сопоставление по техническим показателям разработанных электроприводов с существующими
4.2. Сравнение электроприводов по энергетике и динамике .
4.3. Определение надежности регулируемых электроприводов крановых механизмов
4.4. Экономическая оценка сравниваемых электроприводов
Выводы по главе 17
Заключение
Литература
- Сравнительный анализ существующих электроприводов крановых механизмов
- Расчет рабочих и регулировочных характеристик
- Основные соотношения для математического моделирования переходных процессов на АВМ
- Сопоставление по техническим показателям разработанных электроприводов с существующими
Введение к работе
В связи с широкой интенсификацией производства вырос объем транспортных и подъемно-транспортных операции. Этими работами занято значительное количество работников промышленности и транспорта. Поэтому важным является повышение производительности работы подъемно-транспортных механизмов и автоматизация управления ими. Для сокращения тяжелого ручного труда на ГОТ съезде КПСС поставлена задача всемерного расширения и развития отрасли машиностроения, занимающейся производством грузоподъемных машин.
Краны являются важным звеном, определяющим производительность основного технологического процесса. На строительных площадках, в цехах заводов, в портах и в других местах они осуществляют погрузочно-разгрузочные, монтажные, вспомогательные и технологические операции.
Актуальность темы. Для повышения производительности, точности работы кранов, надежности и упрощения управления ими следует совершенствовать их привод. Для кранов, у которых важно обеспечение интенсивных и плавных переходных процессов, либо глубокое регулирование частоты вращения, необходимо создать и внедрить более совершенные электроприводы - недорогие, небольших габаритов, достаточно надежные, с низкими эксплуатационными затратами.
Существующие электроприводы крановых механизмов снабжены в основном асинхронными двигателями с фазным ротором. Частота вращения в таких приводах регулируется ступенчатым изменением сопротивления резисторов в цепи ротора. Недостаток их - в невозможности получения оптимальных переходных процессов и ступенчатости регулирования частоты вращения, поэтому при напря женной работе элементы электрооборудования кранов выходят из строя f I J. Кроме того, при малых моментах нагрузки практически нет возможности регулировать частоту вращения двигателя. Отмеченные недостатки уменьшают производительность крановых механизмов .
В последнее время наблюдается тенденция как в СССР, так и в ряде капиталистических стран (США, Канада, Франция, Австралия, Индия и др.) применение однофазной питающей сети и соответственно электроприводов на базе однофазных конденсаторных асинхронных двигателей (ОКДЦ) " 30 J, Они используются в дорожно-ремонтно-строительных механизмах, в электровозах 72 J, в буровых установках нефтяных и газовых скважин /"" 73 _7, в погружных насосах " 74, 75 __7, при орошении и обводнении пастбищ, на подвесных дорогах животноводческих ферм " 76, 77 J, в устройствах автоматики и вычислительной техники и других отраслях народного хозяйства. Электроприводы на базе ОКДЦ имеют возможность при питании от однофазной сети регулировать пусковой момент, характеризуется повышенным коэффициентом мощности и независимостью направления вращения от фазы поданного напряжения, а также упрощением управления, однако их недостатком является наличие фазосд-вигающего конденсатора.
В ряде работ отмечена целесообразность применения однофазной электрической сети. Замена существующих трехфазных, четырех-проводных линий электропередач высокого напряжения на однофазные дает заметную экономию материальных и денежных ресурсов. Кроме того, значительно повышается надежность работы линий электропередач за счет упрощения схемы магистрали. Например, в " 2 J утверждается, что переход на однофазное электроснабжение в некоторых случаях может снизить стоимость линии 6-Ю кВ и трансформаторных подстанций на 20-40$.
Целесообразность применения однофазной сети должна определяться в каждом конкретном случае технико-экономическим обоснованием. В работе С 2 _7 приведены номограммы, по которым можно определять экономичность однофазной сети в зависимости от передаваемой мощности и длины линии электропередачи.
Использование ОКАД оправдано в тех случаях, когда технологическое оборудование имеет встроенный трехфазный двигатель, однако электроснабжение однофазное, а также когда велика стоимость передачи трехфазной энергии до места потребления вследствие высокой стоимости строительства трехфазной линии, и в то же время необходимо регулирование пускового момента и желательно упрощение схемы управления двигателем.
В республиках Средней Азии широко распространены однофазные сети для электроснабжения буровых установок в пустынных и полупустынных местах, для обводнения и орошения пастбищ, ими питаются электрифицированные железные дороги и отдельные потребители вблизи этих дорог. Если в таких местах требуется применение кранов (монтажных, строительных, перегрузочных и др.), то пришлось бы подводить трехфазную сеть, так как обычно двигатели кранов трехфазные. Подвод же трехфазной сети, как отмечено выше, связан с дополнительными затратами. В этих случаях целесообразно применение крановых механизмов с двигателями, способными работать от однофазной сети.
В последнее время в Узбекистане применяются электрифицированные полевые станы - хирманы, осуществляющие прием хлопка-сырца и его первичную очистку на ворохоочистителях. Как правило, эти хирманы отдалены от населенных пунктов, поэтому их электроснабжение осуществляется от однофазной сети. В институте энергетики и автоматики АН УзССР разработаны электроприводы ворохо-очистителя на базе ОКАД. Ленточные транспортеры для погрузки хлопка в этих местах не могут эксплуатироваться,так как имеют трехфазные двигатели. По этому разработка и практическое применение траспортеров,способных работать от однофазной сети,привело бы к повышению производительности заготовки хлопка-сырца.
Перечисленные факты свидетельствуют о том,что разработка и исследование универсальных электроприводов подъемно-транспортных механизмов,способных работать от трехфазных и от однофазной сети,имеет научное и,особенно,прикладное значение.
Цель работы - разработка и исследование универсального электропривода кранов,способных работать как от трехфазного, так и от однофазной питающей электрической сети с плавным регулированием частоты вращения двигателя.
В работе поставлены и решены следующие основные задачи:
- разработка системы электропривода кранов с несимметричным включением обмоток статора импульсным регулированием в цепи ротора;
- разработка систем несимметричных электроприводов на базе однофазного конденсаторного асинхронного двигателя с индукционным реостатом в цепи ротора;
- исследование разработанных электроприводов в статическом и динамическом режимах;
- исследование тепловых процессов двигателей и определение допустимой по нагреву зоны регулирования частоты вращения;
- исследование качества переходных режимов замкнутых систем регулирования;
- исследование тормозных режимов;
- экспериментальное исследование созданных электроприводов;
- технико-экономическое сравнение разработанных электроприводов с существующими.
Методика исследований. Поставленные задачи решены аналитическим способом с использованием метода симметричных составляющих, математического моделирования дифференциальных уравнений на аналоговой вычислительной машине.Разработанные электроприводы исследованы на лабораторной установке,проверены в производственных условиях.
Научная новизна. В результате проведенных исследований:
- впервые исследованы регулировочные свойства ОВД с ИР в роторе;
- разработана методика расчета статических характеристик электропривода ОКАд с ИР в роторе;
- разработана математическая модель электроприводов,с помощью которой исследуются динамические режимы приводов на АВМ;
- определены зоны регулирования частоты вращения разработанных электроприводов,в которых двигатель нагревается не выше допустимой температуры с учетом несимметрии питаюшего напряжения;
- разработана методика определения емкости фазосдвигающего конденсатора ОКАД,обеспечивающей необходимые пуско-тормозные режимы крановых механизмов и симметричную работу ОКАД в номинальном режиме.
Практическая ценность результатов работы;
- разработаны регулируемые электроприводы крановых механизмов, отличающиеся возможностью питания крановых двигателей от однофазной сети,плавностью регулирования частоты вращения, возможностью регулирования ее при малых моментах нагрузки,регулирования пускового и критических моментов приводного двигателя, высоким значением коэффициента мощности и отсутствием контактной аппаратуры в цепи ротора двигателя;
- созданы замкнутые системы электроприводов переменного тока - ОКАД с импульсным регулированием и с индукционным реостатом;
- разработано устройство торможения электропривода ОКАД с индукционным реостатом.
В первой главе проведен литературный обзор и дается предварительный сравнительный анализ технико-экономических показателей наиболее распространенных электроприводов крановых механизмов. Выявлены их недостатки, заключающиеся в невозможности получения оптимальных переходных процессов, ступенчатости регулирования, невозможность использования их при работе однофазной сети. Приведены особенности работы исследованных в диссертации электроприводов крановых механизмов.
Вторая глава посвящена исследованию разработанных электроприводов в статическом режиме. Разработана методика расчета механических характеристик электропривода ОКАД с ИР в цепи ротора. Приведены расчетные механические, рабочие, регулировочные и энергетические характеристики электропривода ОКАД с импульсным регулированием сопротивления. Определено допустимое число пусков в час разработанных электроприводов с учетом конкретных факторов.
Разработана методика определения емкости фазосдвигающего конденсатора в цепи статора двигателя по условию обеспечения симметричного режима работы электропривода и требуемых пуско-тормозных режимов.
Разработанные электроприводы исследованы по нагреву в различных режимах работы крановых механизмов и определены зоны регулирования частоты вращения двигателя, где он работает с допустимой температурой. Исследованы также тормозные режимы этих электроприводов - торможение противовключением и динамическое торможение кранового двигателя.
Для подтверждения теоретических положений, разработанные электроприводы подвергнуты экспериментальному исследованию. Сняты, экспериментальные механические, рабочие, регулировочные, энергетические характеристики, а также характеристики нагрева двигателя.
В третьей главе проведены исследования электроприводов в динамических режимах. Для определения расчетных характеристик переходного процесса разработана математическая модель рассматриваемых электроприводов крановых механизмов. Установлено влияние скважности тиристорного коммутатора, емкости фазосдвигающего конденсатора, сопротивления ИР на характер и длительность протекания переходных процессов. Исследованы также переходные процессы в замкнутой системе регулирования и тормозных режимах. Для сравнения приведены экспериментальные осциллограммы электроприводов .
Четвертая глава посвящена технико-экономическому сравнению разработанных электроприводов с существующими типовыми электроприводами на основе АД с фазным ротором, управляемых магнитным контроллером, и наиболее перспективными электроприводами переменного тока. Проведены сравнения по техническим показателям, по энергетике, динамике, надежности, экономике. По результатам технико-экономического сравнения рекомендована область применения разработанных электроприводов.
В приложениях описана схема экспериментальной лабораторной установки, приведены программы расчета на ЭВМ статических характеристик, дана методика определения параметров основных элементов разработанных электроприводов, а также разработаны пара метры для всех крановых двигателей серии MTF.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 122 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 77 наименований и 4 приложений. Содержит 73 рисунка и 2 таблицы.
Сравнительный анализ существующих электроприводов крановых механизмов
К электроприводам подъемно-транспортных механизмов предъявляются жесткие требования.для обоих направлений движения механизма подъема характерна несимметрия нагрузки. Поэтому одним из основных требований, предъявляемых к приводам подъемных механизмов, является обеспечение определенного диапазона измененения моментов двигателя при подъеме и спуске грузов, зависящего от возможного изменения статических моментов сопротивления механизма.
К механизмам подъема предъявляются следующие требования Z"3 J, Согласно правилам устройство кранов у всех вновь изготовляемых грузоподъемных машин, предназначенных для выполнения монтажных и других работ, требующих точности и осторожности при посадке грузов, должны быть предусмотрены соответствующие малые скорости подъема и спуска.
Диапазон регулирования скорости должень быть таким, чтобы обеспечить мягкую посадку перемещаемого груза, либо точную остановку деталей. Число устоїічивьк скоростей определяется назначением крана и диапазоном регулирования. Помимо основной, могут потребоваться еще одна-три устойчивые скорости. Для некоторых кранов с большой высотой подъема и относительно длительными операциями с легкими грузами, либо без груза привод должен обеспечивать по вышенную скорость подъема и спуска пустого крюка; это превышение может составлять 1,5-3 по отношению к номинальной скорости, причем желательно, чтобы с определенного веса груза скорость росла по гиперболическому закону. Привод должен обеспечивать плавный выбор слабины каната, не допуская подъема груза "с подхватом". Во избежание чрезмерных нагрузок в звеньях кинематики при переходе на пониженные скорости подъема или спуска, либо остановке желательно осуществлять электрическое торможение механизма с регулируемым тормозным моментом. К механизмам передвижения (поворота) предъявляются следующие требования Г 3 J. Некоторые краны, осуществляющие монтажные операции, должны иметь одну устойчивую пониженную скорость (10-25$ номинальной). Электропривод кранов, работающих на открытом воздухе должен иметь возможность автоматически переходить в тормозной режим без значительного увеличения скорости. Для повышения производительности следует стремиться к снижению времени переходных процессов, т.е. электропривод должен обеспечивать по возможности максимально допустимое и постоянное на основном участке пуска ускорение. Ускорение механизмов передвижения не должно превышать допустимое по условиям буксования колес о рельсы. Для снижения ударов в передачах и ограничения раскачивания груза после включения привода и в начале остановки ускорение и рывок должны изменяться по определенному закону. Для выполнения этих требований, предъявляемых к приводам крановых механизмов, разработаны и внедрены различные системы электроприводов. Большинство грузоподъемных машин, изготовляемых отечественной промышленностью, имеет электрический привод, обладающий преимуществами перед другими приводами. В специализированных научных организациях (ВНИИЙПТмаш, ВНИШГГИ, ВНЙИстройдормаш), ведущих предприятиях (завод "Динамо" им. Кирова и др.), а также ВУЗах (МЭИ, ОПИ) созданы новые системы и усовершенствованы некоторые известные системы. Для электроприводов подъемных механизмов применяются двигатели постоянного тока (ДТП) и асинхронные двигатели (АД). Двигатели постоянного тока легко поддаются регулированию скорости. В крановых механизмах применяются ДПТ последовательного возбуждения, регулирование частоты вращения осуществляется за счет изменения сопротивления в цепи якоря, это дает возможность получать удовлетворительные характеристики в области пониженных устойчивых скоростей при передвижении, подъеме и при спуске в силовом и тормозном режимах. Системы Г-Д постоянного тока позволяют получать устойчивые пониженные скорости в любом режиме работы и обеспечивают автоматический переход из режима силового спуска в тормозной. Диапазон регулирования скорости в схеме Г-Д при применении различных обратных связей - 50:1. В настоящее время для регулирования скорости ДТП применяется питание его от тиристорного преобразователя (системы ТП-Д). Особенность этой системы в том, что она совмещает функции выпрямителя и управляющего устройства. Напряжение преобразователя регулируется изменением угла открывания тиристора об , отсчитываемого от точки естественной коммутации. При регулировании яг угла оС в пределах 0 - у выпрямленное напряжение изменяется от Е д до нуля. Механические характеристики в зоне непрерывных токов - параллельные друг другу прямые линии. Жесткость их в разомкнутой системе ТП-Д ниже, чем у Г-Д, так как падение напряжения на преобразователе относительно велико из-за процесса коммутации вентилей и достаточно большого реактивного сопротивления обмоток трансформатора и реактора. Типичная схема ТП-Д и механическая характеристика системы при различных углах ос. показана на рис. I.I. В приводах подъемно-транспортных механизмов применяются двигатели переменного тока - АД с короткозамкнутым и с фазным ротором. Отсюда скорость АД можно регулировать изменением величины скорости вращения магнитного поля Ylj , которая зависит от частоты и числа пар полюсов р , или изменением скольжения. Крановые механизмы допускают ступенчатое регулирование частоты вращения, поэтому для приводов кранов применяют многоскоростные АД с короткозамкнутым ротором 4 J, частота вращения регулируется изменением числа пар полюсов, причем регулирование при постоянном моменте, т.е. с реализацией наибольшей частоты вращения: шкала мощностей при меньшем числе полюсов, как правило, соответствует основной шкале односкоростных двигателей.
Расчет рабочих и регулировочных характеристик
Производительность кранового механизма зависит от эффективного ускорения и торможения. От многих кранов (судостроительные, монтажные, козловые краны электрических станций и установочные мостовые на машиностроительных заводах), участвующих в технологических процессах, требуется точная остановка груза 15, 26, 55 __7.
Для получения устойчивых пониженных скоростей с переходом из одного квадранта механических характеристик в другой применяются электрические, механические или электромеханические спо - 70 собы торможения приводного электродвигателя.
Для неответственных кранов производится торможение с помощью механического тормоза, вихревого тормозного генератора, второго электродвигателя. Эти способы торможения имеют определенные недостатки. Например, в системах с механическими тормозами в зависимости от частоты вращения тормозного шкива быстро изнашиваются тормозные колодки, такая система не обеспечивает плавности торможения. Повышенный износ тормозных колодок снижает надежность работы, увеличивает эксплуатационные расходы и приводит к необходимости частой регулировки и ремонта тормозов. Поэтому использование этого способа торможения нецелесообразно.
Двухдвигательный электропривод и система торможения с вихревым генератором имеют увеличенные габариты, отсюда затруднения по размещению их на кране. Кроме того, в системе с вихревым генератором используется специальная вращающаяся машина, мощность которой ограничена из-за трудности отвода тепла от ротора.
Электрическое торможение в крановых двигателях осуществляется противовключением или динамическим торможением. Динамическое торможение может производиться от внешнего источника постоянного тока или с самовозбуждением /"" 13 _/.
Торможение противовключением двигателя в электроприводе ОКАД с импульсным регулированием может быть осуществлено по схеме (рис. 2.16), основано оно на принципе создания вращающегося поля в машине, направленного в сторону, противоположную к вращению ротора. Торможение осуществляется следующим образом. При переключении переключателя в правое положение фазосдвигающий конденсатор подключается параллельно правой обмотке. При опреде - 71 Схема торможения ОВД цротлвовкдючением ленном значении углов между векторами фазных напряжений образуется вращающееся поле и ротор начинает вращаться. После переключения переключателя П в левое положение конденсатор включается параллельно левой обмотке, меняется знак угла сдвига векторов фазных напряжений и порядок следования фаз, вследствие чего вращающееся поле меняет свое направление, а момент оказывается тормозным, вследствие чего частота вращения двигателя уменьшается.
При противовключении асинхронных машин с короткозамкнутым ротором, токи в них намного превышают номинальные значения, а момент двигателя невелик 56 J, Этого избегают включением активного сопротивления в цепь фазного ротора. В ОКДЦ с импульсным регулированием изменением скважности тиристорного коммутатора можно получить механические характеристики торможения с различными тормозными моментами и токами ротора.
При торможении ОКДЦ противовключением существует эллиптическое магнитное поле и для расчета тормозных механических характеристик рационально применение метода симметричных составляющих, поэтому расчет тормозных механических характеристик импульсно-регулируемого ОКАД произведен с помощью аналитических выражений, полученных для двигательного режима (2.14). При этом скольжение меняется от 2 до I.
Механические тормозные характеристики, приведенные на рис. 2.17-5-2.18 расчитаны при различных значениях емкости фазосдвигаю-щего конденсатора ( С = 50; 75; 100; 175; 200 мкф) и скважности тиристорного коммутатора # = 0+1,0, при этом использованы параметры двигателя МТР ОН—6.
Основные соотношения для математического моделирования переходных процессов на АВМ
Кривая повышения температуры двигателя с ИР в зависи мости от f6, показана на рис. 2.45. Снята она при Ис =15,3 Нм = сол si и Ct)=cOH . Видно, что при изменении у от 0 до 10 двигатель работает в режиме допустимой температуры. Выводы к главе П 1. Механические характеристики электропривода ОКДЦ с импульсным регулированием и с ИР позволяют регулировать частоту вращения при малых моментах нагрузки. 2. По рабочим и регулировочным характеристикам видно, что разработанные электроприводы имеют хорошие регулировочные свойства. 3. Исследование энергетических показателей электроприводов на базе ОКДД показало, что коэффициент мощности в разработанных электроприводах доходит почти до единицы, однако КПД у них меньше, чем у обычных трехфазных электроприводов. 4. Торможение противовключением электроприводов на базе ОКДД осуществляется по более простой схеме, чем трехфазные электродвигатели. Использование выпрямительного моста в цепи ротора двигателя в режиме динамического торможения с самовозбуждением повышает эквивалентный к.п.д. электропривода. 5. Скважность тиристорного коммутатора, емкость конденсатора и кратность сопротивления ИР - параметры, которые регулируют тормозной момент двигателя в разработанных электроприводах. 6. Тормозные механические характеристики позволяют получить устойчивые пониженные скорости спуска грузов. 7. Теоретическое исследование тепловых процессов ОКДЦ с помощью многоступенчатой теории нагрева при учете несимметрии напряжения привело к достаточно точным результатам. 8. Диапазон регулирования скорости, при котором двигатель работает с температурой не выше допустимой, достаточен для большинства крановых механизмов. 9. Значения емкостей фазосдвигающих конденсаторов, определенные по разработанной методике, позволяют обеспечить необходимые пуско-тормозные режимы и симметричную работу ОКДЦ. 10. Полученные экспериментальные характеристики электро приводов на основе ОКДЦ с импульсным регулированием и с ИР пол ностью подтверждают теоретические выводы. Физические процессы в рассматриваемом электроприводе отличаются нелинейностью асинхронного двигателя и неуправляемых вентилей. Эти особенности и дискретный характер работы коммутатора вызывает трудности точного математического анализа переходных процессов. Полагаем, что управляемый коммутатор представляет собой безынерционное звено " 37, 38 __/. Для вывода основных уравнений, описывающих переходные процессы, воспользуемся схемой замещения (рис. 3.1), где управляемый тиристорный коммутатор заменяется ключом с идеальными характеристиками. Схема замещения составлена соответственно для прямой и обратной последовательностей. При замыкании ключа э.д.с. эквивалентного генератора включена в электрическую цепь с закороченным добавочным сопротивлением R oo и ток Б Цепи возрастает; при размыкании ключа в цепь вводится добавочное сопротивление, и ток в цепи уменьшается.
Сопоставление по техническим показателям разработанных электроприводов с существующими
Помимо основной, могут потребоваться еще одна-три устойчивые скорости. Для некоторых кранов с большой высотой подъема и относительно длительными операциями с легкими грузами, либо без груза привод должен обеспечивать по вышенную скорость подъема и спуска пустого крюка; это превышение может составлять 1,5-3 по отношению к номинальной скорости, причем желательно, чтобы с определенного веса груза скорость росла по гиперболическому закону. Привод должен обеспечивать плавный выбор слабины каната, не допуская подъема груза "с подхватом". Во избежание чрезмерных нагрузок в звеньях кинематики при переходе на пониженные скорости подъема или спуска, либо остановке желательно осуществлять электрическое торможение механизма с регулируемым тормозным моментом. К механизмам передвижения (поворота) предъявляются следующие требования Г 3 J. Некоторые краны, осуществляющие монтажные операции, должны иметь одну устойчивую пониженную скорость (10-25$ номинальной). Электропривод кранов, работающих на открытом воздухе должен иметь возможность автоматически переходить в тормозной режим без значительного увеличения скорости. Для повышения производительности следует стремиться к снижению времени переходных процессов, т.е. электропривод должен обеспечивать по возможности максимально допустимое и постоянное на основном участке пуска ускорение. Ускорение механизмов передвижения не должно превышать допустимое по условиям буксования колес о рельсы. Для снижения ударов в передачах и ограничения раскачивания груза после включения привода и в начале остановки ускорение и рывок должны изменяться по определенному закону. Для выполнения этих требований, предъявляемых к приводам крановых механизмов, разработаны и внедрены различные системы электроприводов. Большинство грузоподъемных машин, изготовляемых отечественной промышленностью, имеет электрический привод, обладающий преимуществами перед другими приводами. В специализированных научных организациях (ВНИИЙПТмаш, ВНИШГГИ, ВНЙИстройдормаш), ведущих предприятиях (завод "Динамо" им. Кирова и др.), а также ВУЗах (МЭИ, ОПИ) созданы новые системы и усовершенствованы некоторые известные системы. Для электроприводов подъемных механизмов применяются двигатели постоянного тока (ДТП) и асинхронные двигатели (АД). Двигатели постоянного тока легко поддаются регулированию скорости. В крановых механизмах применяются ДПТ последовательного возбуждения, регулирование частоты вращения осуществляется за счет изменения сопротивления в цепи якоря, это дает возможность получать удовлетворительные характеристики в области пониженных устойчивых скоростей при передвижении, подъеме и при спуске в силовом и тормозном режимах. Системы Г-Д постоянного тока позволяют получать устойчивые пониженные скорости в любом режиме работы и обеспечивают автоматический переход из режима силового спуска в тормозной. Диапазон регулирования скорости в схеме Г-Д при применении различных обратных связей - 50:1. В настоящее время для регулирования скорости ДТП применяется питание его от тиристорного преобразователя (системы ТП-Д). Особенность этой системы в том, что она совмещает функции выпрямителя и управляющего устройства. Напряжение преобразователя регулируется изменением угла открывания тиристора об , отсчитываемого от точки естественной коммутации. При регулировании яг угла оС в пределах 0 - у выпрямленное напряжение изменяется от Е д до нуля. Механические характеристики в зоне непрерывных токов - параллельные друг другу прямые линии. Жесткость их в разомкнутой системе ТП-Д ниже, чем у Г-Д, так как падение напряжения на преобразователе относительно велико из-за процесса коммутации вентилей и достаточно большого реактивного сопротивления обмоток трансформатора и реактора. Типичная схема ТП-Д и механическая характеристика системы при различных углах ос. показана на рис. I.I. В приводах подъемно-транспортных механизмов применяются двигатели переменного тока - АД с короткозамкнутым и с фазным ротором. Отсюда скорость АД можно регулировать изменением величины скорости вращения магнитного поля Ylj , которая зависит от частоты и числа пар полюсов р , или изменением скольжения. Крановые механизмы допускают ступенчатое регулирование частоты вращения, поэтому для приводов кранов применяют многоскоростные АД с короткозамкнутым ротором 4 J, частота вращения регулируется изменением числа пар полюсов, причем регулирование при постоянном моменте, т.е. с реализацией наибольшей частоты вращения: шкала мощностей при меньшем числе полюсов, как правило, соответствует основной шкале односкоростных двигателей.
