Elektrische Antriebe mit Asynchronmotoren und Kupplungsbremsung

Bis vor Kurzem waren Elektroantriebe mit Asynchronphasenmotoren aufgrund ihrer einfachen Umsetzung die am weitesten verbreiteten Elektroantriebe für Krane, insbesondere für Fahrwerke. In den Hebemechanismen diese elektrische Antriebe werden zunehmend durch selbsterregte dynamische Bremssysteme ersetzt. Vollelektrische Antriebe basieren auf der Verwendung von Phasenrotor-Asynchron-Kranmotoren, die durch KKT60-Leistungsregler und Steuertafeln TA, DTA, TCA, K, DK, KS gesteuert werden.

Elektrische Antriebe mit Vorschubnockensteuerungen und TA-, DTA- (für Fahrmechanismen) und TCA- (für Hebemechanismen) Schalttafeln mit AC-Steuerkreisen werden für Mehrzweckkrane verwendet, und mit K-, DK- (Bewegungs-) und KS-Schalttafeln (Heben) – mit Gleichstrom-Steuerschaltungen für metallurgische Kräne.

Die Besonderheiten der Verwendung bestimmen auch einige Unterschiede in der Konstruktion dieser Paneele.K- und KS-Schalttafeln verfügen über einen individuellen Schutz, während bei TA- und TCA-Schalttafeln der Hauptstromkreis über einen gemeinsamen Schutz verfügt, der auf einer separaten Schutztafel platziert ist. Bei Gleichstromtafeln für Zwei- und Mehrmotoren-Elektroantriebe ist eine Trennung der Motorstromkreise zur Erhöhung vorgesehen Hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Systems gibt es noch weitere Unterschiede.

Der von den elektrischen Antrieben und Vorschubnockensteuerungen abgedeckte Leistungsbereich reicht von 1,7 bis 30 kW und erhöht sich mit der Hinzufügung eines Schützwenders und mit Bedienfeldern auf 45 kW von 3,5 bis 100 kW für Bewegungsmechanismen und von 11 bis 180 kW für das Heben Mechanismen (Leistungen sind für den 4M-Betriebsmodus mit einem Arbeitszyklus = 40 % angegeben).

Die in den betrachteten Elektroantrieben verwendeten Geschwindigkeitsregelungsmethoden und Bremsmodi bestimmen deren geringe Regel- und Energieeigenschaften. Ein charakteristisches Merkmal solcher Systeme ist das Fehlen stabiler Lande- und Zwischengeschwindigkeiten sowie große Verluste in den Startwiderständen. Im Allgemeinen überschreitet der Regelbereich dieser Elektroantriebe 3:1 nicht und der entsprechende Wirkungsgrad für den 4M-Modus liegt bei etwa 65 %.

Elektrische Antriebssysteme für Hebemechanismen. Das Schema des Elektroantriebs mit dem Nockenschaltwerk KKT61 ist in Abb. dargestellt. 1. In der Konstruktion befindet sich in unmittelbarer Nähe dazu der elektrische Antriebskreis mit dem KKT68-Regler, bei dem im Statorkreis ein Wendeschütz zum Einsatz kommt und die freigegebenen Kontakte des Reglers zur Parallelschaltung der Widerstände im Rotorkreis dienen. Die mechanischen Eigenschaften eines elektrischen Stellantriebs mit Nockenschaltwerken sind in Abb. dargestellt. 2.

Reis. 1. Schema des elektrischen Hubantriebs mit Nockenschaltwerk KKT61

Bei der Konstruktion der mechanischen Eigenschaften der betrachteten Elektroantriebe ist die Wahl des Wertes des anfänglichen Anlaufdrehmoments (Kennlinien 1 und 1 ') ein wichtiges Thema, einerseits unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung des Impulsmoments beim Beschleunigen und andererseits Um die Landegeschwindigkeit beim Absenken bei leichten Lasten zu gewährleisten, ist es wünschenswert, das Anlaufdrehmoment zu reduzieren. Andererseits kann eine zu starke Reduzierung des Anfangsdrehmoments dazu führen, dass schwere Lasten in die Hebepositionen fallen und beim Absenken zu hohe Geschwindigkeiten auftreten. Um dies zu vermeiden, sollte das Anlaufdrehmoment etwa 0,7 Mnom betragen.

Reis. 2. Mechanische Eigenschaften des Elektroantriebs gemäß Diagramm in Abb. 1

In Abb. 2, Motordrehmoment bei Einschaltdauer = 40 % wird als Nenndrehmoment angenommen. Dann entspricht die Kennlinie 1' im Tastverhältnis = 25 % der ersten Stellung des Reglers dem Anfangsdrehmoment gleich Mn bei Tastverhältnis = 40 %. jeweils die zweite Position – Charakteristik 2 '. Um dies zu gewährleisten, verfügen die Ballastwiderstände über Abgriffe, die es ermöglichen, einen Teil des Endstufenwiderstands zu überbrücken.

Reis. 3. Schema des Antriebs eines elektrischen Aufzugs mit dem TCA-Panel.

Im Diagramm von Abb. 1 Kontakte SM2, SM4, SM6 und SM8 des Controllers führen die Motorumkehr durch, Kontakte SM7 und SM9 – Widerstandsstufen von SM12, Kontakte SM1, SM3 und SM5 werden in Schutzschaltungen verwendet. Gleichzeitig mit dem Motor wird die Bremsspule YA aktiviert. In der Schaltung mit dem KKT61-Controller wird zur Reduzierung der Anzahl der verwendeten Nocken eine asymmetrische Verbindung von Widerständen verwendet, und in der Schaltung mit dem KKT68 ermöglicht die Anzahl der Kontakte des Controllers ein symmetrisches Schalten.

Der elektrische Antrieb wird durch ein Schutzfeld geschützt, das das Netzschütz KMM, den Leistungsschalter QS, die Sicherungen FU1, FU2 und den Maximalrelaisblock KA enthält. Den endgültigen Schutz bieten die Schalter SQ2 und SQ3. Das KMM-Schützspulendiagramm umfasst die SB-EIN-Tastenkontakte, den SA-Notschalter und die SQL-Klappenverriegelungskontakte.

In Abb. In Abb. 3 zeigt ein Antriebsdiagramm von elektrischen Hebezeugen mit einem TCA-Bedienfeld. Elektrische Antriebe mit KS-Panels basieren auf den gleichen Prinzipien. Die Unterschiede bestehen darin, dass bei ihnen der Steuerstromkreis mit Gleichstrom betrieben wird und die Schutzeinrichtungen, einschließlich des Netzschützes KMM, des Leistungsschalters QS1, der Maximalrelais KA, der Sicherungen FU1 und FU2, direkt auf der Schalttafel angeordnet sind Der Schutz ist individuell und bei elektrischen Antrieben mit Paneelen verwendet TCA ein Sicherheitspaneel.

Es ist zu beachten, dass für kritische Elektroantriebe auch eine Modifikation von AC-Bedienfeldern vom Typ TSAZ hergestellt wurde. Elektrische Antriebskreise mit Bedienfeldern sorgen für automatische Start-, Rückwärts-, Stopp- und Schrittgeschwindigkeitssteuerung basierend auf den Eigenschaften des Motor-Rheostaten.

Im Diagramm von Abb. 3 akzeptierte Bezeichnungen: KMM – Linearschütz; KM1V und KM2V – Richtungsschütze; KM1 – Bremsschütz YA; KM1V – KM4V – Beschleunigungsschütze; KM5V – Gegenschütz. Der Schutz wirkt auf das KH-Relais.

Die mechanischen Eigenschaften des Antriebs sind in Abb. dargestellt. 4. In den Hebepositionen erfolgt der Start unter der Steuerung der Zeitrelais KT1 und KT2, während die Kennlinie 4'P nicht festgelegt ist.In den Absenkpositionen erfolgt die Anpassung der Kennlinien der Gegensätze 1C und 2C sowie der Kennlinie ZS, bei der der Motor je nach Gewicht der Last im Modus Leistungsabsenkung oder Generatorbremsung arbeitet. Der Übergang zur 3C-Kennlinie erfolgt entsprechend der 3C- und 3C-Kennlinie unter Steuerung des Zeitrelais.

Reis. 4. Mechanische Eigenschaften des Elektroantriebs gemäß Diagramm in Abb. 3.

Schalttafelschaltungen, die vor 1979 hergestellt wurden, verwendeten einen einphasigen Abschaltmodus, um kleine Lasten mithilfe zusätzlicher Schütze herunterzufahren. Dieser Modus in Abb. 4 entspricht der Charakteristik O. Nach der Beherrschung der unten besprochenen dynamischen Stopp-Panels wird dieser Modus in den TCA- und KS-Panels ausgeschaltet. Um die Belastung der Oppositionscharakteristiken 1C und 2C zu verringern, muss der Bediener das SP-Pedal betätigen, wenn sich der Controller-Griff in der entsprechenden Position befindet. Die Pedalsteuerung wird durch weiche mechanische Eigenschaften erzwungen, da die Last angehoben statt abgesenkt werden kann.

Reis. 5. Schema des zweimotorigen Elektroantriebs des Bewegungsmechanismus mit Nockensteuerung KKT62

Der Elektroantrieb wird nicht nur beim Senken von Lasten, sondern auch beim Anhalten aus der Senkposition in den Gegenschaltmodus geschaltet, und zwar in der ersten und zweiten Position durch Betätigung des Pedals. Gleichzeitig wird beim Halten des KT2-Relais neben der mechanischen Bremsung auch eine elektrische Bremsung mit der Kennlinie 2C bereitgestellt. Neben dem angegebenen Relais kontrolliert KT2 auch den korrekten Aufbau der Schaltung.Im Stromkreis der TCA-Panels ist die Bremsspule YA über das Schütz KM1 mit dem Wechselstromnetz verbunden. In KS-Panels können sowohl AC- als auch DC-Bremsmagnete verwendet werden. Im letzteren Fall wird die Bremse betätigt, wie unten anhand der DC-Panels dargestellt.

Reis. 6. Schema des zweimotorigen Elektroantriebs des Bewegungsmechanismus mit dem DK-Panel

Im Diagramm von Abb. In Abb. 3, zusammen mit der üblichen Schaltung von Widerständen, ist auch deren Parallelschaltung dargestellt, die in Fällen verwendet wird, in denen die Belastung den für die Rotorschütze zulässigen Wert überschreitet.

Schemata elektrischer Antriebe von Bewegungsmechanismen. Die Schemata elektrischer Antriebe von Bewegungsmechanismen mit Nockenschaltwerken werden in ein- oder zweimotoriger Ausführung umgesetzt. Das Einzelmotordesign mit dem KKT61-Controller ähnelt vollständig dem Diagramm in Abb. 1. Ein Diagramm eines zweimotorigen Elektroantriebs mit einer KKT62-Steuerung ist in Abb. dargestellt. 5.

Die Funktionsprinzipien der Schaltkreise mit den Controllern KKT6I und KKT62 sind die gleichen: Die Kontakte des SM-Controllers passen die Widerstände im Motorrotorkreis an, der Schutz ist auf einer separaten Schutzplatte angebracht. Der Unterschied besteht darin, dass in der Schaltung mit KKT62 das Gegenteil durch die Schütze KM1B und KM2V erfolgt. Die mechanischen Eigenschaften beider Elektroantriebe sind identisch und in Abb. dargestellt. 2.

Das Schema des elektrischen Antriebs des Bewegungsmechanismus mit Steuerung über das Panel wird am Beispiel eines zweimotorigen Elektroantriebs mit einem DK-Panel in kranmetallurgischer Ausführung betrachtet, dargestellt in Abb. 6. Die Kette bietet die in Abb. gezeigten symmetrischen mechanischen Eigenschaften. 7.Im Diagramm: KMM1 und KMMU11 – Linearschütze; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V – Richtungsschütze; KM1V – KM4V, KM11V – KM41V – Beschleunigerschütze; Bremsschütze KM1, KM2 – YA1 und YA11. Die Steuerung erfolgt durch die Steuerung (Kontakte SA1 — SA11) mit Bereitstellung eines Sanftanlaufs unter Steuerung der Zeitrelais KT1 und KT2.

Zum Stoppen wird der Gegenschaltmodus gemäß Charakteristik 1 verwendet, der unter der Steuerung des Relais KH2 erfolgt. Die Relaisspule KH2 ist mit der Spannungsdifferenz proportional zur Rotorspannung eines der Motoren, gleichgerichtet durch die Diodenbrücke UZ, und der Referenzspannung des Netzes verbunden. Durch Verstellen der Potentiometer R1 und R2 bremst der Motor bei Kennlinie 1 auf die Drehzahl Null ab, danach darf der Motor in die Rückwärtsrichtung starten. Die Schaltung bietet alle notwendigen Schutzarten, die am Spannungsrelais KN1 implementiert sind. Der Steuerkreis wird über den Schalter QS2 und die Sicherungen FU8 – FU4 von einem 220-V-Gleichstromnetz gespeist.

Reis. 7. Mechanische Eigenschaften des Elektroantriebs gemäß dem Diagramm in Abb. 6

Technische Daten für komplette Elektroantriebe. Technische Daten für elektrische Antriebe von Hub- und Fahrwerken werden in Referenztabellen dargestellt. Die angegebenen Tabellen ermitteln die Leistung der von den Leistungsstellern und Panels gesteuerten Motorlasten je nach Betriebsart. Die technischen Daten in den Tabellen beziehen sich auf Motoren und Schalttafeln mit einer Nennversorgungsspannung von 380 V.

Für andere Spannungen ist die Verwendung der Informationsmaterialien des Herstellers erforderlich. Bei Duplex-Panels werden die in den Tabellen angegebenen Motorwerte verdoppelt.Die TCA3400- und KC400-Panels werden derzeit nicht mehr produziert, elektrische Antriebe mit diesen Panels sind jedoch weiterhin im Einsatz. Für den 6M-Betriebsmodus sollten nur K-, DK- und KS-Panels verwendet werden.