Электрогидравлический толкатель:
1 - электродвигатель, 2 - корпус, 3 - насос, 4 - поршень, 5 - цилиндр, 6, 9 - пробки, 7 — шток, 8, 12 - уплотнительные кольца, 10 - крышка, 11-– колодка зажимов, 12 – резиновое кольцо
Электрогидравлический толкатель (рис.) состоит из короткозамкнутого электродвигателя 1 и корпуса 2 с крышкой 10. На валу электродвигателя закреплена крыльчатка центробежного насоса 3. В цилиндре 5 перемещается поршень 4. Шток 7 поршня соединяется с рычажной системой тормоза. На верхней крышке установлено резиновое у плотни тельное кольцо 8, препятствующее выходу масла при движении штока. Для подключения электродвигателя предназначена колодка 11 зажимов. Масло в толкатель заливают через верхнее заливочное отверстие, закрываемое пробкой 9. Пробка 6 служит для контроля уровня масла. Места соединения корпусных деталей толкателя уплотнены маслостойкими резиновыми кольцами 12.
При включении электродвигателя начинает работать центробежный насос, вследствие чего под поршнем создается избыточное давление масла. Под давлением поршень со штоком поднимаются в верхнее положение. При этом масло, находящееся над поршнем, выталкивается через каналы в корпусе к нижней части крыльчатки центробежного насоса. Поршень со штоком находится в верхнем положении до тех пор, пока включен электродвигатель толкателя и работает насос. Напорное усилие толкателя не зависит от положения поршня. С увеличением внешней нагрузки до максимального напорного усилия толкателя поршень останавливается. При этом не происходит ни перегрузки двигателя, ни механических повреждений элементов толкателя и его электродвигателя.
Недостаток электрогидравлических толкателей - сравнительно большое время обратного хода штока с поршнем (0,25...0,37 с). Поэтому наложение колодок на тормозной шкив происходит не сразу после выключения электродвигателя толкателя, а через некоторый промежуток времени. А так как двигатель толкатели и силовой двигатель механизма подъема отключаются одновременно, то силовой двигатель оказывается выключенным, но незаторможенным на указанное время, что значительно затрудняет остановку грузонесущего органа на заданной высоте.
При температуре окружающей среды - 15... +50 С в толкатель заливают трансформаторное масло (ГОСТ 982-80), а при температуре до - 40 °С - масло АМГ-10 (ГОСТ 6794-75). Если уровень масла меньше нормы, толкатель может работать неустойчиво или вообще не будет работать. В этом случае доливают масло до уровня контрольной пробки 6. Категорически запрещается заливать в толкатель неэлектроизоляционные масла.
Контрольные вопросы
1. Назначение и устройство электрогидравлического толкателя.
2. Назначение и устройство тормозных электромагнитов и их типы.
3. Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя.
4. Типы крановых электродвигателей и их особенности.
5. Чем характеризуется повторно-кратковременный режим работы крановых электродвигателей? Объяснить их режим работы.
6. Как влияет изменение напряжения в сети на работу крановых электродвигателей? Допустимое падение напряжения в сети.
7. Способы сушки обмоток электродвигателя.
2.2.3. Аппараты управления электроприводом.
Аппараты для нечастой коммутации, замыкания и размыкания электрических цепей
Рубильники, силовые шкафы. Рубильники и силовые шкафы служат для нечастой коммутации электрических потребителей переменного или постоянного тока напряжением до 500 В и применяются в основном для подключения подъемников к внешней сети.
Рубильник (рис. а) имеет один или несколько подвижных ножей 1, шарнирно закрепленных в контактных стойках 6. Ножи связаны траверсой 3 из изоляционного материала. При включении рубильника ножи вводят в контактные губки 2. К губкам присоединены провода от внешней сети, а к контактным стойкам ножей — провода или жилы кабеля, идущие к подъемнику. Рубильником управляют (включают и отключают) с помощью рукоятки 4. Рубильник обязательно закрывают кожухом.
У рубильника, предназначенного для отключения больших токов, рукоятка чаще располагается сбоку и соединяется с ножами через рычажную систему.
Силовой шкаф (рис. б) изготовлен из листового металла. В этом шкафу на изоляционной плите смонтированы: рубильник 8, механизм его управления с помощью боковой рукоятки 9 и плавкие предохранители 10. Рукоятка имеет блокировочное устройство, благодаря которому нельзя открыть дверку шкафа при включенном рубильнике и включить рубильник при открытом шкафе. На дверке шкафа с внутренней стороны обычно установлены пружинящие держатели для запасных предохранителей. Для безопасной эксплуатации шкаф 7 и кожух рубильника заземляют.
Р ис. Аппараты для нечастой коммутации:
а - рубильник,
б - силовой шкаф
1 - нож, 2 - контактные губки, 3 – траверса, 4, 9 – рукоятки, 5 – изоляционная плита, 6 – контактная стойка, 7 – шкаф, 8 – встроенный рубильник, 10 – предохранители, 11 – зажим заземления, 12 – запасные предохранители
Автоматические выключатели. Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для автоматического отключения электрических цепей в случае нарушения нормальных условий работы (например, при перегрузке или коротком замыкании), а также для нечастого включения или выключения электрических цепей.
Автоматический выключатель состоит из основания с крышкой, коммутирующего устройства, дугогасительных камер, механизма управления и расцепителей максимального тока. На пластмассовом основании 1 под крышкой 2 смонтированы все части автомата. Коммутирующее устройство включает неподвижные 3 и подвижные 4 контакты. Неподвижные контакты укреплены на основании, а подвижные — на общей изолирующей траверсе 5. Дугогасительные камеры 18, расположенные над контактами каждого полюса, имеют две щеки из изоляционного материала и несколько металлических пластин, укрепленных между щеками.
Механизм управления состоит из рычажной системы, рабочих и вспомогательных пружин и приводной рукоятки 7. Коммутационное положение контактов автомата определяется положением рукоятки: во включенном положении она занимает крайнее верхнее положение, в выключенном — крайнее нижнее, в отключенном расцепителе — среднее. На рис. а автомат показан в отключенном положении после срабатывания расцепителя максимального тока. Для подготовки автомата к включению рукоятку 7 перемещают вниз, чтобы фигурный рычаг 6 повернулся и нижним концом вошел в зацепление с зубом рычага 11. Положение рычажной с истемы механизма управления для этого состояния показано на рис. б.
Для включения автомата его рукоятку перемещают в крайнее верхнее положение. При этом изменяется направление действия пружины 8. Рычаги 9 поворачиваются друг относительно друга, перемещаются вверх от среднего положения (рис. б) и замыкают контакты 5 и 4 автомата.
Автомат отключается при срабатывании расцепителей максимального тока. По принципу действия расцепители бывают: тепловые, электромагнитные и комбинированные, состоящие из последовательно соединенных теплового и электромагнитного расцепителей.
Тепловой расцепитель состоит из термоэлемента 14 и биметаллической пластины 13, которая при нагревании изгибается (пластина нагревается от термоэлемента, если по нему проходит ток перегрузки). При изгибании пластины ее свободный конец перемещается вниз и, преодолевая усилие пружины 10, через тягу 12 поворачивает рычаг 11. Зуб рычага выходит из зацепления с фигурным рычагом 6. Под действием пружины 8 фигурный рычаг поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол и изменяет положение рычагов 9. При этом отключается автомат с выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от силы тока. Следовательно, чем больше ток, тем меньше времени требуется для отключения автомата.
Электромагнитный расцепитель состоит из катушки 16 и якоря 15. При возникновении тока короткого замыкания сердечник мгновенно втягивается в катушку. При этом рычаг 11 поворачивается, освобождает от зацепления с зубом фигурный рычаг и автомат отключается без выдержки времени.
Автоматы включают в линию питания подъемника от внешней сети для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания, а иногда автоматы применяют также для защиты цепей управления.
Контроллеры
Контроллеры служат для управления работой двигателя, т. е. его включения, регулирования частоты вращения, остановки и изменения направления движения (реверсирования).
Контроллеры, применяемые для управления двигателями крановых механизмов, по принципу работы разделяются на два вида: непосредственного управления (силовые, замыкающие или размыкающие силовые цепи двигателя с помощью контактных устройств контроллера с ручным приводом); дистанционного управления (магнитные, управляемые с помощью командоконтроллеров, переключающих цепи управления).
Силовыми контроллерами служат кулачковые контроллеры переменного тока ККТ.
О сновные части кулачкового контроллера: контактные элементы и вал 5 с кулачковыми шайбами 4. Каждый контактный элемент состоит из основания 1, подвижного рычага 2 с роликом и подвижным контактом и приводной пружины 3, обеспечивающей замыкание подвижного и неподвижного контактов. Контактные элементы крепятся к корпусу 8 контроллера. Вал с кулачковыми шайбами (кулачковый барабан) вращается в подшипниках, закрепленных в корпусе контроллера. Кулачковый барабан поворачивается рукояткой 6, насаженной на выступающий конец вала.
Контроллеры ККТ — двухрядные, т. е. каждая шайба кулачкового барабана управляет одновременно двумя контактными элементами. Пока ролик рычага 2 контактного элемента находится во впадине кулачковой шайбы 4, контакты, замкнуты под действием пружины 3. Если вал повернуть в такое положение, что ролик будет находиться на гребне кулачка, рычаг 2 повернется и контакты разомкнутся. Применяя шайбы различного профиля, получают необходимую последовательность замыкания и размыкания контактов. Контроллеры имеют фиксирующий механизм, благодаря которому остановка вала кулачкового барабана происходит в положении, соответствующем полному замыканию или полному размыканию контактов. Токоведущие элементы контроллеров закрываются съемными крышками 7.
Контроллеры выпускаются двух видов: для управления одним и двумя двигателями. Контроллеры первого вида имеют четыре контактных элемента для замыканий статорной цепи двигателя, три контактных элемента цепи управления и пять или семь контактных элементов для замыкания роторной цепи. Контактные элементы статорной цепи двигателя у них закрываются перегородками из теплостойкого материала. Контроллеры для управления двумя двигателями не имеют контактов статорной цепи. У этих контроллеров три контакта цепи управления и две самостоятельные группы - контактов роторной цепи отдельно для каждого электродвигателя. Статоры двигателей включаются в сеть с помощью специальных электромагнитных аппаратов — реверсоров.
Магнитные контроллеры представляют собой панель (раму) в открытом или защищенном исполнении, на которой размещены контакторы, реле управления, плавкие предохранители и другие аппараты управления и электрической защиты. Для управления двигателями всех механизмов на кранах последних моделей применяют комплектные магнитные контроллеры, в которых кроме аппаратов управления и защиты установлены выпрямители, магнитные усилители и трансформаторы; все электрооборудование размещено в нескольких пылебрызгозащищенных шкафах, установленных на общем каркасе; в верхней части каркаса помещаются пускорегулирующие реостаты всех двигателей.
Д ля управления катушками контакторов и реле магнитного контроллера обычно служит командоконтроллер. Командоконтроллер имеет такой же принцип работы, как и кулачковый контроллер ККТ, но количество переключаемых цепей у него меньше, а контакты мостикового типа имеют небольшие размеры и рассчитаны на небольшой ток.
Магнитные контроллеры обладают рядом преимуществ по сравнению с силовыми. Магнитные контроллеры любой мощности управляются с помощью малогабаритного аппарата — командоконтроллера без применения значительного мускульного усилия машиниста. Магнитные контроллеры могут быть установлены вне кабины, в любом месте на кране. Контакторы магнитных контроллеров более износоустойчивы, чем контакты кулачковых контроллеров. Применение магнитных контроллеров позволяет автоматизировать операции пуска и торможения двигателя, что упрощает управление приводом и предохраняет двигатель от перегрузок. Однако магнитные контроллеры имеют значительно более сложную схему и большее количество электроаппаратов, чем силовые.
Контакторы и магнитные пускатели. Контактором называется электрический аппарат для замыканий и размыканий электрических цепей, приводимый в действие с помощью электромагнита. В зависимости от рода тока различают контакторы постоянного и переменного тока.
По числу одновременно переключаемых цепей контакторы разделяют на одно- и многополюсные. На грузоподъемных машинах чаще применяются трехполюсные контакторы переменного тока.
Трехполюсный контактор переменного тока (рис.) состоит из трех основных частей: магнитной системы, системы главных контактов и системы блок-контакте в. Магнитная система включает в себя неподвижную часть — ярмо 1, катушку 2 и подвижную часть — якорь 3. Ярмо и якорь контакторов переменного тока склепаны из тонких, пластин электротехнической стали. Система главных контактов состоит из неподвижных 9 и подвижных 10 контактов, к которым подводятся провода переключаемой цепи. Подвижные контакты укреплены на одном валу с якорем. Блок-контакты 6 и 7, также соединенные с валом якоря, служат для электрических переключений в цепях управления, в которые включена катушка контактора. Главные контакты делают массивными, рассчитанными на большой ток, а блок-контакты небольшими, так как ток в цепи управления обычно не превышает 5 А.
При включении катушки контактора в сеть с соответствующим напряжением в магнитной системе контактора возникает магнитный поток. Под действием этого потока якорь притягивается к ярму. Вал 4 поворачивается вместе с якорем, и укрепленные на нем подвижные контакты 10 соединяются с соответствующими неподвижными контактами 9. На рычагах подвижных контактов установлены пружины, которые обеспечивают равномерную плотность прижатия одних контактов к другим. Одновременно с силовыми контактами замыкаются блок-контакты 7 и размыкаются блок-контакты 6. При отключении катушки от сети магнитный поток исчезает, якорь отпадает от ярма под действием пружин контактов и собственной силы тяжести, силовые контакты и блок-контакты 7 замыкаются, а блок-контакты 6 размыкаются. Поэтому блок-контакты 6 называются размыкающими, а блок-контакты 7 — замыкающими.
Р ис. Трехполюсный контактор переменного тока:
1 — ярмо, 2 — катушка,
3 — якорь, 4 — вал,
5 — соединение подвижного контакта, 6, 7 — блок-контакты,
8 —-дугогасительная камера,
9, 10 — контакты,
11 — коротко-замкнутый виток,
12 — пружина
При размыкании электрических цепей, находящихся под нагрузкой, между силовыми контактами возникает электрическая дуга, мощность которой зависит от напряжения, рода тока и его величины. Электрическая дуга, даже кратковременно образующаяся между контактами, служит причиной их износа, подгорания и разрушения. Для сокращения времени горения дуги применяется деионное или электромагнитное принудительное гашение дуги. В обоих случаях силовые контакты заключают в дугогасительную камеру 8, выполненную из жаростойкого материала. Камера служит для охлаждения и гашения дуги, а также предотвращает переброс ее на соседние аппараты или заземленные части. Работа контактора со снятыми дугогасительными камерами недопустима. Если мощность контактов небольшая, то принудительного гашения дуги не применяют, но между полюсами контактора, т. е. между парами контактов, ставят перегородки, препятствующие перебросу дуги на контакты соседних полюсов.
Ток в катушке переменного тока в течение секунды 100 раз снижается до нуля (при частоте 50 Гц), соответственно снижается и тяговое усилие электромагнита. В этот момент якорь может несколько отходить от ярма, поэтому электромагнит контактора будет работать с вибрацией и гудением. Чтобы устранить эти явления, на торцы ярма и якоря надевают коротко замкнутые витки 11, благодаря которым магнитный поток не уменьшается до нуля. При исправных коротко замкнутых витках магнитная система контактора работает с легким гудением, без заметной вибрации.
Магнитным пускателем называется малогабаритный контактор специального исполнения, предназначенный для пуска, остановки и реверсирования асинхронных короткозамкнутых двигателей, а также для коммутации (замыкания и размыкания) других электрических цепей. Магнитный пускатель рассчитан на меньшее число включений и меньший ток. В отличие от контактора он может иметь встроенный тепловой расцепитель, предохраняющий двигатель при перегрузке.
Обозначение пускателей состоит из букв (ПМЕ, П, ПА) и трех цифр, которые означают:
- первая (0,1, 2 или 3) — величину (габарит) пускателя;
- вторая — исполнение по роду защиты и количеству замыкающих (3) и размыкающих (Р) контактов (1,4 и 7 — открытое исполнение с 43 + 2Р или 4Р; 2,5 и 8 — защищенное исполнение с 43 + 2Р или 4Р; 3,6 и 9 — пыленепроницаемое исполнение с 43 + 2Р или 4Р);
- третья — функции пускателя и наличие в нем реле (1 — нереверсивный без реле; 2 — нереверсивный с реле; 3 — реверсивный без реле; 4 — реверсивный с реле)
Реле. На кранах применяют реле управления и защиты. К реле управления относятся реле времени, промежуточные и минимального тока, реле защиты – реле максимального тока и тепловые (температурные).
Промежуточное реле. Промежуточное реле применяют в качестве вспомогательного аппарата, когда основной аппарат не обладает достаточным количеством контактов, основного аппарата недостаточно для размыкания или замыкания цепи.
Промежуточные реле (рис) выпускают с катушками постоянного и переменного тока. Такие реле имеют от трех до шести контактов 1. Подвижные контакты реле - мостикового типа - укреплены на одном стержне с якорем 2. Когда катушка 4, находящаяся на ярме магнитной системы реле, включается в сеть, якорь притягивается к ярму и контакты срабатывают, т. е. замыкают или размыкают неподвижные контакты, находящиеся на корпусе реле, выполняя при этом необходимые переключения в схеме. Контакты реле рассчитаны на ток до 20 А.
Рис. Промежуточное реле:
/ - контакты, 2 - якорь, 3 - ярмо, 4 - катушка, 5 - скоба
Реле времени. Реле времени применяют на некоторых грузоподъемных машинах для автоматического замыкания и размыкания цепей управления с заданной выдержкой времени. Электромагнитная система реле устроена таким образом, что при включении катушки реле в сеть якорь реле притягивается к ярму, а при выключении катушки она автоматически закорачивается и магнитный поток в магнитной системе реле, сохраняющийся на некоторое время, удерживает якорь в притянутом состоянии. После ослабления магнитного потока возвратная пружина отрывает якорь от ярма и размыкает коммутационные контакты. Время, в течение которого якорь находится в притянутом к ярму состоянии после отключения катушки от сети, называется временем выдержки. Это время зависит от типа реле, его регулировки и находится в пределах 0,2...3 с.
М аксимальное реле. Максимальное реле, или реле максимального тока (рис), служит для защиты электродвигателя от повреждения при его перегрузке или замыкания.
Реле устроено так. На вертикально расположенной латунной трубке 2 снаружи надета катушка 3 из толстой изолированной проволоки, а внутри трубки, в ее нижней части, находится стальной цилиндрический стержень (якорь) 4. Катушка реле включается последовательно в фазу цепи двигателя. При протекании тока по катушке создается магнитное поле, возрастающее с увеличением тока.
Рис. Максимальное реле: 1- стержень, 2 - трубка, 3 – катушка, 4 – подвижный сердечник (якорь), 5 – флажок, 6 – шкала, 7 – регулировочный винт, 8 – скоба, 9 - изолирующая колодка,
|
