Styrsystem för elektriska drivningar av kranar

Olika kranstyrsystem kan klassificeras efter syfte, styrmetod och regleringsförhållanden.

Enligt deras syfte särskiljs styrsystemen för lyftmekanismer, rörelsemekanismer och rotationsmekanismer.

Enligt förvaltningsmetoden finns ledningssystem med matningskammarkontroller, med knappinlägg, med kompletta enheter (t.ex. med eller utan magnetisk styrenhet och energiomvandlare).

Enligt regleringsvillkoren kan det finnas styrsystem: med reglering av hastighet under nominell, med reglering av hastighet över och under nominell, med reglering av acceleration och retardation.

Fyra typer av elmotorer används i krandrivsystem:

• DC-motorer med serie eller oberoende magnetisering med reglering av hastighet, acceleration och retardation genom att ändra spänningen och magnetiseringsströmmen som tillförs ankaret,

• asynkrona rotormotorer genom att justera ovanstående parametrar genom att ändra spänningen som appliceras på elmotorns statorlindning, motståndet hos motstånden i rotorlindningskretsen och använda andra metoder,

• asynkrona ekorrburmotorer med konstant (vid nominell nätfrekvens) eller justerbar (vid inverterns utgångsfrekvensjustering) hastighet,

• squirrel-cage rotorinduktionsmotorer, flerhastighets (polomkopplade).

På senare tid har antalet AC-kranar ökat på grund av förbättringen av systemen frekvensomformare.

Power Cam-styrsystem — enkelt och vanligast för elektriska kranar.

För likströmsmotorer av lyftmekanismer används styrenheter med en asymmetrisk krets och potentiometrisk aktivering av ankaret i sänkningspositionerna, för färdmekanismer - styrenheter med en symmetrisk krets och seriekopplade motstånd.

För asynkrona elmotorer med en ekorrburrotor används styrenheter som endast utför funktionerna att slå på och stänga av elmotorn; för faslindade rotorinduktionsmotorer växlar styrenheterna statorlindningarna och motståndsstegen i rotorlindningskretsen.

De största nackdelarna med elektriska drivsystem med kamkontroller: låg energiindikatorer, låg nivå av slitstyrka hos kontaktsystemet, otillräcklig jämn hastighetsreglering.

Användningen av självexiterande elektrodynamisk bromsning för dessa lyftmekanismsystem (vid sänkning av lasten) förbättrar systemens energi- och kontrollegenskaper, i synnerhet kan ett hastighetsregleringsområde på upp till 8:1 (vid sänkning av lasten) uppnått.

Styrsystem med effektregulatorer används i allmänhet för låghastighetskranar som arbetar med låga krav på hastighetsregleringsområde och bromsnoggrannhet. I förhållande till metallurgiska verkstäder är dessa brokranar för allmänna ändamål.

Styrsystem med magnetiska styrenheter används för elektrisk kranutrustning som arbetar på lik- och växelström med relativt hög effekt (för likström upp till 180 kW) I växelström används dessa system för att styra en- och tvåväxlade asynkrona elmotorer med en rotor ekorr-bur och lindade-rotor asynkrona elmotorer.

Dessa magnetiska styrsystem för styrning av asynkrona ekorrburmotorer används vanligtvis på kranar med motoreffekt upp till 40 kW och för asynkronmotorer med lindade rotorer i effektområdet 11-200 kW (för lyftmekanismer) och 3,5-100 kW ( för rörelsemekanismer).

Styrsystem för frekvensomriktare för kranar med tyristorspänningsomvandlare kan användas för asynkrona elmotorer med fasrotor på kranmekanismer för olika ändamål. En tyristorspänningsomvandlare ingår i statorlindningskretsen och tjänar till att reglera spänningen som tillförs denna lindning.De viktigaste fördelarna med detta kontrollsystem är: förmågan att uppnå stabila låga landningshastigheter med ett kontrollområde på upp till 10: 1, vilket ger strömfri omkoppling av elmotorns statorkretsar, vilket ökar hållbarheten och livslängden för elektrisk utrustning.

Användningen av dessa styrsystem är effektiv för kranmekanismer där det är nödvändigt att uppfylla de stränga kraven vad gäller hastighetskontroll, till exempel för portalkranar, brokranar med manipulatorer.

Styrsystem för elektriska krandrifter DC G-D (generator-motor) användes i stor utsträckning i elektriska krandrifter fram till 1960- och 1970-talen på grund av följande huvudsakliga fördelar: ett betydande hastighetskontrollområde (20:1 eller mer), jämn och ekonomisk hastighet och bromskontroll, lång livslängd, relativt låg kostnad.

Detta system har använts effektivt för stora och kritiska kranar, inklusive de från metallurgiska anläggningar. Emellertid begränsades dess tillämpning av ett antal nackdelar: närvaron av roterande delar och skrymmande, relativt låg effektivitet, avsevärd vikt och storlek, höga driftskostnader.

Styrsystem med tyristorspänningsomvandlare och DC-motorer (TP — DP) tillåter användning tyristoranordninggenom att ändra öppningsvinkeln för tyristorerna, justera spänningen som tillförs elmotorn.

TP — DP-system används för elektriska enheter med effekt upp till 300 kW, och i vissa fall ännu mer.De har höga kontrollegenskaper och med ett kontrollområde på 10:1 — 15:1 kräver de inte användning av tachogeneratorer för varvtalsreglering. Genom att använda takometrisk hastighetsåterkoppling i dessa system kan ett varvtalsregleringsområde på upp till 30:1 erhållas.

Nackdelarna med TP - DP-systemen är: den relativa komplexiteten hos enhetens tyristorblock, relativt höga kapital- och driftskostnader, försämring av kvaliteten på el i nätverket (påverkan på nätverket).

Styrsystem med frekvensomvandlare (FC — AD) tillåter elektriska drivningar i kranar, när ekorrotor-asynkrona elektriska motorer används, att erhålla ett höghastighetskontrollområde med goda dynamiska egenskaper hos den elektriska drivningen.