книги / Устройство и эксплуатация автомобильных кранов с электрическим и гидравлическим приводами
..pdfРис. 109. Электрическая схема генератора ЕСС5-82-4М101:
1 — щиток; 2 — основная |
обмотка |
статора; 3 — обмотка возбуждения ротора; |
|
4 — контактные кольца; |
5 — блок |
кремниевых выпрямителей; 6 — контактная |
|
колодка; |
7 — дополнительная обмотка статора |
||
из сопротивлений дополнительной обмотки |
выпрямителя, в ней |
||
возникает переменный трехфазный ток. |
дополнительной об |
||
Выпрямитель преобразует переменный ток |
мотки статора в постоянный ток, который, проходя по обмотке ро тора, увеличивает магнитный поток генератора, что в свою очередь
вызывает возрастание э. д. с. дополнительной обмотки. |
Процесс |
||||||||
протекает до тех пор, |
пока в генераторе |
установится |
определенный |
||||||
магнитный |
поток и |
напряжение генератора |
становится |
близким |
|||||
к номинальному значению. |
|
|
|
|
|
|
|||
Чтобы |
сохранить |
напряжение |
|
|
|
|
|
||
генератора |
на |
уровне номиналь |
|
|
|
|
|
||
ного значения,ток обмотки ротора |
|
|
|
|
|
||||
при увеличении |
нагрузки должен |
|
|
|
|
|
|||
быть также увеличен. В генераторе |
|
|
|
|
|
||||
изменение силы тока в обмотке ро |
|
|
|
|
|
||||
тора при изменении нагрузки |
про |
|
|
|
|
|
|||
исходит автоматически посредством |
|
|
|
|
|
||||
стабилизирующего устройства. |
|
|
|
|
|
|
|||
Генератор ЕСС5-81-6М101 по |
|
|
|
|
|
||||
устройству |
аналогичен генератору |
|
|
|
|
|
|||
ЕСС5-82-4М101. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стабилизирующее устройство ге |
|
|
|
|
|
||||
нератора |
(рис. |
ПО) |
служит |
для |
Рис. |
ПО. |
Стабилизирующее уст |
||
автоматического |
поддержания |
его |
|||||||
Напряжения на |
уровне номиналь |
|
ройство генератора: |
||||||
у — компаУнДиРУЮ1Д,,й |
трансформатора |
||||||||
ного при изменении его нагрузки. |
2 |
компаундирующие резисторы |
s
Рис. |
111. Панель неповоротной рамы кранов К-162М и К -162: |
/ — пакетный |
переключатель; 2, 3 — автоматы установочные; 4 — компаундирующие |
трансформаторы; б — компаундирующие резисторы; 6 — реостат уставки
При увеличении нагрузки на генератор через первичные обмот ки компаундирующих трансформаторов 1 проходит ток большей величины. Возрастающий магнитный поток первичной обмотки пересекает вторичную обмотку и наводит в ней большую э. д. с.
Через компаундирующие ре зисторы 2 ток вторичной об мотки трансформатора и до полнительной обмотки стато ра генератора проходит через кремниевые выпрямители в обмотку возбуждения, увели чивая ее магнитный поток, а следовательно, и поток ос новной обмотки генератора. В результате этого напряже ние генератора поддержива ется постоянным.
Рис. 112. Силовой шкаф крана К-67:
/, 7 — штепсельные |
разъемы; 2 — блок |
компаундирующих |
трансформаторов; |
3 — блок компаундирующих резисторов;
4 — корпус шкафа; 5 — автоматический выключатель; 6 — пакетный переключа тель
Напряжение и частота пропорциональны скорости вращения ротора генератора, что используется для частотного регулирова ния скорости вращения электродвигателей крана.
На кранах К-162М (К-162) |
в кабине |
водителя |
под |
сиденьем |
|
пассажира установлена панель неповоротной рамы (рис. |
111). |
На |
|||
панели размещаются три компаундирующих трансформатора |
4 |
||||
стабилизирующего устройства, |
три компаундирующих |
резистора |
|||
5, подстроечные резисторы или |
реостат |
уставки 6. |
|
|
|
На кране К-67 к неповоротной раме с правой стороны прикреп |
|||||
лен силовой шкаф, внутри которого размещены |
(рис. |
112) блок |
из трех компаундирующих трансформаторов 2 и три компаундирую
щих резистора 3, входящих в комплект стабилизирующего |
устрой |
|||
ства генератора. Из схемы стабилизации напряжения |
генератора |
|||
на кране К-67 исключен реостат |
уставки. Вследствие |
этого схе |
||
ма соединения генератора и стабилизирующего устройства |
претер |
|||
пела некоторые изменения. |
|
|
|
|
Подготовка генератора крана К-162М (К-162) к работе. Для |
||||
включения генератора в работу необходимо: |
|
положение |
||
пакетный переключатель 4 (рис. 113) перевести в |
||||
«Генератор»; |
|
|
|
|
включить установочный автомат 2; |
|
|
в поло |
|
переключатель приборов в кабине водителя перевести |
||||
жение «Кран»; |
|
|
|
|
пустить двигатель автомобиля; |
|
|
положе |
|
установить рычаг демультипликатора в нейтральное |
||||
ние; |
|
|
|
|
включить четвертую передачу в коробке |
передач |
автомо |
||
биля; |
расположенного |
между |
рычагами |
|
перемещением назад рычага, |
демультипликатора и межосевого дифференциала, включить ко робку отбора мощности.
Все перечисленные операции осуществляются в кабине води теля. После их выполнения перейти в кабину машиниста.
В кабине машиниста:
проверить по показаниям контрольно-измерительных приборов температуру воды и давление масла в двигателе, работу звукового сигнала и осветительных приборов;
установить универсальный переключатель в положение «Нор мальная работа», контроллеры в нулевое положение;
рычагом подачи топлива плавно увеличить скорость вращения коленчатого вала двигателя до 1500 об/мин, кратковременным на жатием (0,5—1,5 с) на кнопку 55 возбудить генератор.
При нажатии на кнопку возбуждения генератора ток от акку муляторной батареи поступит в обмотку возбуждения генератора через амперметр, предохранитель 68, кольцо токоприемника ■КТП-9, предохранитель 62, кнопку возбуждения, резистор 56, кольцо токоприемника КТП-1, обмотку возбуждения генератора 54 и далее возвратится в аккумуляторную батарею. Генератор к ра-
Рис. 113. Схема электрического привода крана К-162 (выпуска после 1972 г.):
/ — генератор ЕСС5-82-4М101; 2, 5 — установочные автоматы; 3 — компаундирующие трансформаторы тока стабилизирующего устройства СУ; 4 — пакетный переключатель; 6 — КТП-1, КТП-2, КТП-3, КТП-4, КТП-5, КТП-6, КТП-7, КТП-8, КТП-9 кольца кольцевого токоприемника; 7 — добавочное сопротивление; 8 — вольтметр; 9 — электро печь; 10 — включатель электропечи; 11, 12, 31, 32, 33, 62, 67, 68 — предохранители; 13 — блок-контакты главного магнитного пускателя Л; 14, 18, 19, 20, 21 — кнопки управле ния; 15 — блок-контакты контроллеров; 16, 17, 22 — конечные выключатели; 2 3 — катуш ка электромагнита магнитного пускателя ПМ1; 24 — катушка электромагнита магнит
ного пускателя ПМ2; 25— универсальные переключатели; 26, 27, 28, |
29, |
30 — катушки |
|||||||||||
электромагнитов магнитных пускателей |
Л , |
Н, |
Е, |
М2, |
Мх; ПМ1 — ПМ2 — магнитный |
||||||||
пускатель электродвигателя |
механизма |
подъема |
стрелы; |
34, |
35, |
36 — контроллеры |
|||||||
кулачковые; Л , Н, Е, Мг Мх— магнитные |
пускатели; |
37, |
38, |
40 — электродвигатели |
|||||||||
электрогидравлических тормозов; 39 — электромагнит тормоза; |
41, 42, |
45, |
47 — элек |
||||||||||
тродвигатели привода механизмов крана; |
43, |
44, |
46 — пускорегулирующие |
резисторы; |
|||||||||
48 — реле постоянного тока; |
49 — выпрямитель селеновый; |
ТП — трансформатор |
пони |
||||||||||
жающий; 50 — блок кремниевых выпрямителей; |
51 — дополнительная |
обмотка |
генера |
||||||||||
тора; 52 — компаундирующие сопротивления; |
53 — реостат уставки; |
54 — обмотка воз |
буждения генератора; 55 — кнопка возбуждения генератора; 56 — добавочный резистор; 57 — плафоны освещения; 58 — фары; 59 — выключатели; 50 — кнопка звукового сигна ла; 5/ — звуковой сигнал; 63 — стеклоочиститель; 64 — датчик температуры воды;
65 — датчик указателя давления масла; 55 — указатель температуры |
воды; |
6 9 — акку |
муляторная батарея; 70 — генератор двигателя автомобиля; 7/ — |
счетчик |
моточасов |
боте готов. После этого можно включить цепь управления, а затем и любой механизм.
Неисправности генераторов, причины их возникновения и спо собы устранения приведены в табл. 10.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
Ю |
||
|
|
Неисправность |
|
|
Причина |
|
|
|
Способ устранения |
|
||||||||
1. Генератор не возбуж |
Обрыв |
или |
|
плохой кон |
Найти обрыв и устранить, |
|||||||||||||
дается |
на холостом ходу |
такт |
в |
дополнительной |
в |
случае |
плохого кон |
|||||||||||
|
|
|
|
|
обмотке |
и |
в стабилизи |
такта или непрочного со |
||||||||||
|
|
|
|
|
рующем |
устройстве. |
|
единения, |
|
соединение |
||||||||
|
|
|
|
|
Обрыв |
или |
|
плохой кон |
укрепить |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
такт в цепи возбуждения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Непрочное или неправиль |
Проверить |
соединение и |
|||||||||||
|
|
|
|
|
ное |
соединение цепи воз |
соединить в соответствии |
|||||||||||
|
|
|
|
|
буждения |
генератора |
со |
со схемой |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
стабилизирующим устрой |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
ством |
|
|
|
|
|
Протереть |
кольца |
|
|||||
|
|
|
|
|
Загрязнение колец ротора |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Вышел из строя кремние |
Заменить неисправный |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
вый |
диод |
|
|
|
|
диод |
|
|
|
|
|
||
2. |
Генератор |
возбужда |
Изменение сопротивления |
Увеличить |
или |
умень |
||||||||||||
ется нормально, но пос |
цепи стабилизирующего |
шить сопротивления ком |
||||||||||||||||
ле |
подключения номи |
устройства |
|
|
|
|
паундирующих |
резисто |
||||||||||
нальной нагрузки напря |
|
|
|
|
|
|
|
ров путем передвижения |
||||||||||
жение |
падает |
или под |
|
|
|
|
|
|
|
на всех трех фазах хому |
||||||||
нимается более установ |
|
|
|
|
|
|
|
тиков. |
Если |
при этом |
||||||||
ленных пределов (± 5 % |
|
|
|
|
|
|
|
отклонение |
напряжения |
|||||||||
при норме) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
среднего |
регулируе |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мого |
значения |
составит |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более |
± 5 %, |
то необхо |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
димо |
повторить |
указан |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные действия. Эти работы |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
производятся только при |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
остановленном генераторе |
||||||
3. |
Генератор |
возбужда |
Неправильное соединение |
Соединить |
обмотки в со |
|||||||||||||
ется нормально, но при |
концов А г; А 2; А 3 допол |
ответствии |
со |
схемой |
||||||||||||||
включении нагрузки на |
нительной |
обмотки |
или |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
пряжение |
резко падает |
С г\ С2; С3 основной обмот |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
или исчезает совсем |
ки |
с соответствующими |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
клеммами |
|
стабилизиру |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ющего устройства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. Обмотки |
генератора и |
Перегрузка |
|
или недоста |
Установить |
нормальный |
||||||||||||
стабилизирующее устрой |
точная подача охлаждаю |
режим работы |
|
|
||||||||||||||
ство перегреваются |
щего воздуха |
|
|
Очистить |
генератор |
от |
||||||||||||
|
|
|
|
|
Загрязнение |
генератора |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пыли и грязи |
|
|
||||
5. |
Внезапное |
изчезнове- |
Ослабление |
контактных |
Укрепить соединения |
|
||||||||||||
ние напряжения в уста |
соединений в цепях |
|
Щетки заменить |
|
||||||||||||||
новившемся режиме |
Сильный износ щеток |
|
||||||||||||||||
6. |
Чрезмерный нагрев |
Загрязнение |
смазки |
или |
Заменить |
или |
дозапра |
|||||||||||
подшипников |
|
попадание воды в |
смазку. |
вить смазку |
1-13 (жиро |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Смазка |
не |
соответствует |
вая), |
ГОСТ |
1631—61 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
рекомендованной. |
Недо |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
статочное |
|
количество |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
смазки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для приведения в действие исполнительных механизмов кра нов распространение получили так называемые асинхронные дви гатели трехфазного тока.
Действие асинхронного электродвигателя основано на исполь зовании вращающегося магнитного поля, которое получается при прохождении трехфазного тока по обмоткам статора, сдвинутым относительно друг друга на 120°.
Рассмотрим подробнее, как создается вращающееся магнитное поле трехфазным током. Для этого расположим в пазах неподвиж ного стального цилиндра (статора) три фазные обмотки /, II, III, каждая из которых показана условно одним витком (рис. 114, а). Начала и концы обмоток обозначены буквами Н и К- Концы кату шек соединены в одну точку, т. е. катушки присоединены к цепи грехфазного тока по схеме звезда.
При прохождении по обмоткам каждый из токов 1\, /2, i3 со здает магнитное поле. Магнитные поля, созданные отдельными то ками, складываются в результирующее магнитное поле, направ ление силовых линий которого будет определять расположение полюсов N и S на поверхности статора. Проследим направление результирующего магнитного поля для различных моментов вре мени, например, tlt t2, ts и t4 Е(рис. 114, б).
Положительным |
направлением тока принято считать направ |
|||
ление от |
начала |
к |
концу обмотки, а отрицательным — от |
конца |
к началу. |
Для |
определения направления тока в любой |
момент |
времени в верхней части рисунка показан график изменения мгно венных значений токов (ix, i2, i3), сдвинутых относительно друг друга на 120°.
В начальный момент t4ток в обмотке I отсутствует, в обмотке II имеет отрицательное, а в обмотке III — положительное значение. Условимся обозначать первое направление тока точкой, а второе —
знаком плюс. Далее, пользуясь правилом буравчика |
(если бурав- |
it |
l3 |
Рис. 114. Схема получения вращающегося магнитного поля
чик ввинчивать по направлению движения тока в проводнике, то вращение его рукоятки покажет направление магнитных линий поля), нанесем силовые линии магнитных полей, создаваемых от дельными токами, а также силовые линии результирующего (сум марного) магнитного поля. Оно оказывается направленным сверху вниз.
Произведя по установленным выше правилам построение маг нитных полей для моментов t 2, ^3, h и рассматривая схему в целом, нетрудно видеть, что полюсы N и S результирующего магнитного поля непрерывно перемещаются по внутренней поверхности ста тора, т. е. получается вращающееся магнитное поле. Причем за один период изменения тока в обмотках магнитное поле делает один оборот.
Вращающееся магнитное поле статора пересекает обмотки ро тора и наводит в них э. д. с. Но так как обмотка ротора замкнута, то в ней возникают токи, образующие магнитное поле. Взаимодей ствие магнитных полей статора и ротора создает на проводниках обмотки ротора электромагнитные силы, которые заставляют ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора.
Если поменять местами обмотки каких-либо фаз, то магнитный поток изменит направление вращения на обратное, т. е. изменить
направление вращения |
магнитного поля |
можно переключением |
двух любых фаз. |
|
|
Скорость вращения поля определяется соотношением |
||
где п — скорость вращения поля, об/мин; |
|
|
/ — частота трехфазного тока; |
|
|
р — число пар полюсов. |
несколько отстает от |
|
При вращении ротор |
электродвигателя |
вращающегося магнитного поля. На холостом ходу разность ско ростей составляет около 3 %, а при нагрузке — 5—7 %. Следо вательно, скорость вращения ротора асинхронного двигателя при изменении нагрузки изменяется в очень небольших пределах, что является одним из его достоинств.
Двигатель называется асинхронным потому, что его ротор вращается не синхронно с вращающимся магнитным полем, а не сколько отстает от него. Отношение разности скоростей вращения магнитного поля и ротора электродвигателя к скорости вращения магнитного поля принято называть скольжением. Обозначив ско рость вращения ротора через nt и скорость вращения поля через я, можно подсчитать величину скольжения S в процентах по формуле
S = п - п ± ' 100 %.
п
Скольжение зависит в основном от величины воздушного про межутка между ротором и статором, от среды, в которой вращается
ротор, и от мощности двигателя. Воздушный промежуток должен быть не более 2—2,5 мм.
Скорость вращения электродвигателей, применяемых на кра нах, может регулироваться в широком диапазоне за счет измене ния сопротивления в цепи ротора или частоты тока. Частоту тока можно изменять путем изменения скорости вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и ротора генератора, что вызы вает изменение напряжения, вырабатываемого генератором.
Коэффициент полезного действия двигателя изменяется в за висимости от нагрузки. Наибольшей величины он достигает при нагрузке, равной примерно 0,75 номинальной, а затем с увеличе нием нагрузки уменьшается вследствие увеличения электрических потерь на нагревание обмоток.
Величина к. п. д. зависит также от номинальной мощности двигателя и номинальной скорости вращения ротора, при увеличе нии которых к. п. д. двигателя увеличивается.
Большое магнитное сопротивление воздушного зазора между
статором |
и ротором асинхронного двигателя |
приводит |
к |
значи |
|||||
тельной величине намагничивающего (реактивного) тока, |
|
состав |
|||||||
ляющего |
примерно 0,4—0,7 от |
номинального |
значения. |
В связи |
|||||
с этим двигатель |
всегда работает с cos ф, |
меньшим единицы. При |
|||||||
полной |
нагрузке |
коэффициент |
мощности |
cos ф двигателей |
дости |
||||
гает максимальной величины 0,8—0,9. |
К-162М |
(К-162), |
|
К-67 и |
|||||
Для |
привода |
механизмов |
кранов |
|
|||||
8Т-210 применяют асинхронные электрические двигатели |
перемен |
||||||||
ного трехфазного |
тока с напряжением |
380 В |
и |
частотой |
50 Гц |
||||
с фазным или короткозамкнутым ротором серий МТ, MTF, |
МТМ, |
MTKF. А на кране К-67 для привода механизма подъема стрелы установлен электродвигатель АОС-2-61-8.
Крановые электродвигатели предназначены для работы в усло виях повторно-кратковременных нагрузок. Они защищены от про никновения пыли и влаги и имеют повышенную механическую прочность.
Технические характеристики электродвигателей, устанавли ваемых на последних моделях кранов, приведены в табл. И.
Электродвигатели серий MTF, МТ, МТМ исполнены с фазным, a MTKF и АОС — с короткозамкнутым ротором.
Электродвигатель с фазным ротором (рис. 115) состоит из ста тора и ротора. Статор отлит из чугуна (рис. 116, а), имеет цилинд рическую форму. На его наружной поверхности имеются лапы для крепления. Внутри корпуса статора запрессован цилиндрический сердечник, изготовленный из отдельных тонких листов электротех нической стали. Сердечник имеет невыраженные полюса, при ко торых внутренняя поверхность статора имеет гладкую поверхность. Листы сердечника изолированы друг от друга слоем лака. Во внут ренней части сердечника сделаны пазы для укладки трехфазной обмотки статора. Концы обмотки выведены к контактным зажи мам на щитке, расположенном на поверхности статора, и соединены
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
Место установки |
|
|
|
Скорость |
|
Марка крана |
Тип электродвигателя |
Мощность, вращения |
|||
электродвигателя |
кВт |
ротора, |
|||
|
|
|
|
|
об/мин |
Грузовая |
лебедка |
К-162М (К-162) |
MTF-411-8 |
15 |
715 |
|
|
К-67 |
МТ-211 -6 |
7,5 |
935 |
Привод механизма |
8Т-210 |
МТМ-211-6 |
5 |
905 |
|
К-162М (К-162) |
MTF-112-6 |
5 |
910 |
||
вращения |
|
К-67 |
МТ-111-6 |
3,5 |
905 |
Стреловая |
лебедка |
8Т-210 |
МТМ-111-683 |
2,2 |
865 |
К-162М (К-162) |
MTKF-311-8 |
7,5 |
695 |
||
|
|
К-67 |
АОС2-61 -8 |
10 |
665 |
|
|
8Т-210 |
МТМ-211-6 |
5 |
905 |
Лебедка вспомога К -162 |
MTF-311-8 |
7,5 |
690 |
||
тельного подъема |
|
|
|
|
|
между собой в звезду. Клеммы на щитке подключаются |
к главной |
||||
сети крана. |
|
|
|
|
|
К боковым фланцам статора болтами прикреплены чугунные |
|||||
крышки, |
внутри |
которых устанавливаются шариковые подшипни |
|||
ки для вращения ротора. |
|
|
|
Ротор (рис. 116, б) электродвигателя представляет собой сталь ной вал, на который напрессован сердечник, собранный также из изолированных друг от друга тонких листов электротехниче ской стали. На поверхности сердечника имеются пазы, в которые укладываются три секции пространственно сдвинутых относитель но друг друга фазных обмоток, изготовленных из изолированного провода.
Внутренние концы обмоток соединены в одну точку, а свобод ные концы подключены к контактным кольцам 2 (см. рис. 115), которые закреплены на валу. Контактные кольца изолированы как от вала, так и один от другого. К кольцам прилегают прижи маемые пружинами щетки, размещенные в обоймах щеточного ме ханизма. К клеммам щеток подключаются токопроводы от пускоре гулирующих резисторов и контактов контроллеров (рис. 117).
Для включения двигателя в работу контроллер переводится в первое положение. При этом обмотка статора включается в сило вую цепь, а к обмотке ротора подключается самое большое сопро тивление. В этом положении контроллера ток в обмотках ротора, а следовательно, и магнитный поток ротора будут наименьшими и ротор двигателя будет медленно увеличивать скорость вращения.
При подъеме грузов, близких к максимальному, рабочими по ложениями контроллера являются 3—5-е положения. Это обуслов лено тем, что в 1 и 2-м положениях рукоятки контроллера момент, создаваемый большим грузом, превышает момент электродвига теля, и груз не поднимается. Не рекомендуется также опускать большие грузы при 1 и 2-м положениях контроллера во избежание