книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов

Конструкция германиевого выпрямителя показана на рис. 2-14,г. Германиевые или кремниевые выпрямители (диоды) заключены в герметизированный металлостек­ лянный корпус (крышку), надежно защищающий эле­ мент от воздействия внешней среды.

2-6. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭКСКАВАТОРА ТИПА Э-1251Б

■Электрооборудование и схемы электропривода экска­ ваторов с главным двигателем с короткозамкнутым ро­ тором мало отличаются друг от друга. Поэтому ниже дается описание электрической схемы одного типа экска­ ватора Э-1251Б последних лег выпуска (рис. 2-15).

Приведенная на рис. 2-15 аппаратура управления и защиты размещается на станции управления типа ПКХ-5301-43141, а кнопки .управления, пакетные выклю­ чатели, лампы сигнализации и измерительные приборы (амперметр и вольтметр) размещаются на пульте управ­ ления, установленном в кабине машиниста.

Для включения главного двигателя с короткозамкну­ тым ротором в трехфазную сеть 380 В служат установоч­ ный автоматический выключатель 1А типа АЗ134 на но­ минальный той 200 А, контактор ускорения У типа КТ6033 на ток 160 А, контактор линейный Л типа КТ6033 на 250 А. После включения автоматических вы­ ключателей питания 1А и 2А получают питание транс­ форматор ITС и зеленая лампа ЛЗ, сигнализирующая о том, что двигатель Д отключен.

Одновременно с подачей питания 127 В в цепь управ­ ления включается реле времени РВ через вспомогатель­ ные размыкающие контакты контакторов ускорения У и линейного Л, так как 'эти' контакторы находятся до пуска в отключенном состоянии. Применяется реле вре­ мени постоянного тока, поэтому его катушка включена через селеновый выпрямитель 1ВС. После включения реле РВ последнее замыкает свои замыкающие контак­ ты с выдержкой времени при размыкании в цепи вспо­ могательного реле времени РВ, питающегося через вы­ прямитель 2ВС, и в цепи контактора ускорения У, тем самым подготавливая цепь включения катушки У. Одно­ временно реле РВ размыкает размыкающий контакт с выдержкой при замыкании в цепи линейного контак­ тора Л.

Включение вспомогательного реле времени РБ в свою очередь приводит к замыканию его замыкающего кон-

61

faKfa с выдержкой на отключение в цепи катушки «У. Этот контакт включается параллельно размыкающему контакту контактора Л.

Нажатием на кнопку 2КУ «пуск» подается питание включающей катушке контактора ускорения У. Контак­ тор У включается и замыкает свои главные контакты в силовой цепи. Асинхронный двигатель начинает раз­ гоняться.

По истечении времени порядка 2—3 с автоматически включается линейный контактор Л, шунтирующий свои­ ми главными контактами пусковой резистор СП в сило-

КГ-380В

Рис. 2-15. Принципиальная электрическая схема привода строитель* ного экскаватора типа Э -1251 Б.

62

вой цепи; к этому времени двигатель должен.уже вра­ щаться с номинальной частотой.

Автоматическое включение линейного контактора Л происходит потому, что при включении контактора уско­ рения У цепь катушки реле времени РВ обесточивается, а следовательно, размыкающий контакт реле времени с выдержкой 2—3 с замыкается в цепи катушки линей­ ного контактора Л, которая уже подготовлена к вклю­ чению замыкающим контактом контактора У. Через этот же контакт и замыкающий контакт реле РБ катушка контактора У еще продолжает питаться, хотя размыкаю­ щий контакт контактора Л и замыкающий контакт реле времени РВ отключились в ее цепи.

После включения линейного контактора Л контактор ускорения У отключается с выдержкой в 1 с, так как с такой же выдержкой размыкается замыкающий кон­ такт реле времени РБ в его цепи. Одновременно вклю­ чаются амперметр А и красная сигнальная лампа ЛК, указывающая, что двигатель работает под полным на­ пряжением питающей линии. Амперметр А при пуске закорочен контактом контактора У.

Остановка электродвигателе осуществляется кнопкой 1КУ «Стоп», так как при этом разрывается цепь питания катушки линейного контактора Л, получающего питание через собственный блокировочный (замыкающий) кон­ такт.

' Пусковой резистор СП при небольших значениях пускового момента позволяет существенно уменьшить пусковой ток. Действи­ тельно, если допустить для пуска Л1П ск=0,ЗМПом, то напряжение на выводах статора можно уменьшить до значения, определяемого формулой:

АГ,Пуск	t/2,пуск	= 0,3 или U,пуск • 0,55U,ном>
м,ном	■£Лном

то пусковой ток при понижении напряжения будет равен:

уСK^AiyсиiAiуСк/£^Ном= 0,55/пуск•

Если требуется ограничить пусковой ток в а раз, то сопро­ тивление резистора Гсп* который необходимо включить во все

три фазы статора, можно определить по формуле

(2-20)

где ZK= - . - 7 — — полное внутреннее^сопротивленне фазы статора

при пуске (т."е. при включении неподвижного двигателя), Ом; гк = = ZKcosyK— активное сопротивление двигателя при пуске, Ом; хк= г\ — реактивное (индуктивное) сопротивление при пуске.

63

Ом;	Unon— номинальное напряжение		двигателя, В;	/пуск — пуско­
вой	ток при	t/аом; cos фи — коэффициент мощности		двигателя при
пуске (если		нет данных, принимается	порядка 0,4— 0,6).
	Напряжение на выводах статора		в о ' время разгона двигателя

будет непрерывно повышаться, так как по мере уменьшения пуско­ вого тока уменьшается падение напряжения иа резисторе СП в це­ пи статора.

На рис. 2-16 показан график пуска главного двигате­ ля, из которого видно, что при п= 0 момент на валу дви-

Рис. 2-16. Пусковая диаграмма приводного двигателя экскаватора типа Э-1251Б.

/ — естественная механическая характеристика; 2 — характеристика разгона.-

гателя равен некоторому значению M,iyCn (МпуСк = =0,ЗМном). Поскрльку этот момент чуть больше тормоз­ ного момента МС)Х, то двигатель начинает разгоняться. По мере разгона-момент двигателя возрастает по кри­ вой /, и если бы напряжение йа выводах двигателя оста­ валось все время неизменным (пониженным), разгон двигателя продолжался бы в соответствии с этой кривой, пока двигатель не достиг бы частоты вращения /гх, при этой частоте вращающий момент двигателя стал бы равен М с,х- Однако в действительности при разгоне дви­ гателя происходит плавное повышение напряжения на выводах статора, поэтому механическая характеристика перемещается вправо, как бы занимая последовательно положения //, ///, IV и т. д., -поэтому и разгон идет по

64

кривой 2, изображенной сплошной линией. С достиже­ нием моментом Мдв некоторого значения Мпер происхо­ дит автоматическое шунтирование контактором Л пуско­ вого резистора СП цепи статора. При этом момент воз­ растет до значения М затем снова по мере возрастания частоты вращения падает, пока не-станет равным Мс,х, частота же вращения станет равной п'х.

Подключение к главной трансмиссии фрикционной муфтой рабочего механизма вызывает рост нагрузки момента на валу двигателя до Ми0м и уменьшение часто­ ты вращения двигателя по кривой 1 до (/гНОм).

Если по каким-либо причинам пусковой резистор СП не будет зашуитирован, то двигатель не будет развивать необходимого для работьн&кскаватора вращающего мо­ мента.

2-7. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭКСКАВАТОРА ТИПА Э-2001

Включением на станции управления главного авто­ матического выключателя А, автоматов А1 и АЗ подго­ товляются к включению главный двигатель с фазным ротором Д и цепь его управления (рис. 2-17).

Убедившись по при- ^зт бору на щите управления, что напряжение перемен­

ного	тока	равняется
380 В,	включают		кнопку
«Пуск»	пускателя		ПНЗ.

При этом получает пита­ ние цепь управления 127 В, одновременно с по­ дачей питания в цепь уп­ равления включается ре­ ле РВ и загорается крас­ ная лампа ЛК, указы­ вающая на то, что в си­ ловую цепь главного дви­ гателя подано напряже­ ние.

Реле РВ замыкает свой замыкающий контакт

Рис. 2-17. Электрическая схе­ ма привода строительного эк­ скаватора типа Э-2001.

5—390	65

с выдержкой времени при размыкании в цепи линейного контактора 1Л, тем самым подготавливая его к включе­ нию, и размыкает в цепи контактора ускорения У свой размыкающий контакт с выдержкой времени при замы­ кании.

Нажатием кнопки «Пуск» на щите управления вклю­ чается линейный контактор 1Л и на статорную обмотку двигателя подается напряжение сети питания 380 В, дви­ гатель начинает разгоняться. Примерно через 5 с элек­ тромагнитное реле времени РВ, уже отключенное размы-

Рис. 2-18. Пуско­ вая диаграмма приводного двига-* теля экскаваторов типов Э-2001 и

Э-2501.

I — механическая			ха-
характеристнка			дви­
гателя при		полно­
стью включенном			пу­
сковом	резисторе;
//— механическая			ха­
рактеристика		с	по­
стоянным	включен­
ным буферным		рези­
стором;	/// — естест­
венная	характери­

стика*

кающим контактом линейного контактора 1Л, замыкает с выдержкой времени своим размыкающим контактом цепь контактора У, подготовленную к включению замы­ кающим контактом контактора 1Л.

Контактор ускорения У, включаясь, закорачивает своими главными контактами пусковую ступень двига­ теля, и двигатель работает на искусственной характери­ стике с постоянно включенным буферным резистором * (кривая II на рис. 2-18).

Катушка линейного контактора 1Л (рис. 2-17) про­ должает получать, питание по цепи: собственный бло­ кирующий (замыкающий) контакт /Л, размыкающий контакт конечного выключателя — ограничителя подъе­ ма стрелы ОПС, кнопка «С?оп», замыкающий контакт главного автоматического выключателя Л.-При отклю­ чении любого из перечисленных элементов катушка кон­ тактора 1Л обеспечивается и двигатель выключается.

Если двигатель выключен главным автоматическим

66

выключателем А (вручную или от_защиты), на щите управления загорается зеленая лампа ЛЗ.

На рис. 2-18 приведена примерная диаграмма управ­ ления главным двигателем экскаваторов типов Э-2001 и Э-2501 при пуске. Как и на экскаваторе типа Э-2151Б, пуск двигателя осуществляется вхолостую.

При п= 0 после включения двигателя момент на его валу равен Мщск, что значительно больше Мс,х. Под действием избыточного момента Мшт двигатель начина­ ет разгоняться. По мере возрастания частоты вращениям момент уменьшается по кривой 1—2 характеристики /; при достижении М некоторого значения Мпер произво­ дится, как указывалось выше, автоматическое включение с помощью-реле времени РЯ. контактора ускорения У (см. рис. 2-17), шунтирующего пусковую ступень рези­ стора. При этом момент снова возрастает до значения М' (по линии 2—3) и затем снова по мере роста п уменьшается (по кривой 3—4). Разгон двигателя по этой буферной ступени (по кривой 3^4) происходит до достижения им момента Мс,х; при этом частота враще­ ния будет равна пх.

Таким образом, в электроприводе экскаватора с фаз^ ным двигателем благодаря невыключенному резистору достигается смягчение характеристики, причем потери в роторной цепи в значительной мере осуществляются во внешней цепи, а не в обмотке, что позволяет исполь­ зовать '•двигатель при большой частоте включений.

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРОВ С МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫМ ПРИВОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

3-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Экскаваторы с многодвигательным приводом хотя и различны по степени оснащенности электрооборудовани­ ем и установленной мощности двигателей, однако элек­ трооборудование, его размещение на поворотной плат­ форме и их схемы питания электроэнергией имеют много общего. Привод главных механизмов таких экскавато­ ров осуществляется двигателями постоянного тока,

5*

67

а привод вспомогательных механизмов — асйнхроннымй двигателями с короткозамкнутым ротором.

Для питания основных механизмов постоянным то­ ком применяются преобразовательные устройства. Ши­ рокое применение в качестве такого преобразовательного устройства имеет система генератор — двигатель (Г—Д), в которой энергия переменного тока в сетевом асин­ хронном или синхронном двигателе преобразуется вна­ чале в механическую энергию вращения генератора и затем в электрическую энергию постоянного тока, пере­ даваемую по якорной (главной) цепи двигателю рабоче­ го механизма.

Для привода некоторых механизмов применяются два и более последовательно соединенных двигателя (рис. 3-1, двигатели 1ДВ и 2ДВ механизма поворота).

Многодвигательный привод одного рабочего механиз­ ма позволяет облегчить конструкцию его, так как по сравнению с однодвигательным приводом такой же мощ­ ности он обладает значительно меньшим моментом инер­ ции. Вследствие этого сокращается продолжительность переходных процессов, снижается нагрев машин из-за уменьшения динамических нагрузок, а также улучшается управляемость экскаватора. Многодвигательный привод поворотного механизма значительно улучшает условия работы венцовой шестерни экскаватора, так как усилия, приходящиеся на ее зубья, в этом случае меньше, чем при однодвигательном приводе.

Двухдвигательным приводом оборудованы рабочие механизмы поворота экскаваторов ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8 и механизм подъема экскаватора ЭКГ-8, все рабочие ме­

ханизмы	мощных” драглайнов ЭШ-14/75, ЭШ-15/90
и т. д.	в

Механизмы передвижения карьерных экскаваторов ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8 оборудованы индивидуальными элек­

тродвигателями,	но не имеют	собственных питаю­
щих генераторов,	а подключаются	к генераторам по­

ворота; генераторы приводят в действие подключаемые к ним.двигатели рабочих механизмов разновременно (на рис. 3-1 двигатель хода ДХ и двигатели поворота 1ДВ и 2ДВ подключаются к генератору поворота — хода ГВХ контакторами).

Все основные приводные двигатели одинакового экс­ каваторного исполнения типов ДПЭ, ДПВ, МПЭ имеют небольшой диаметр якорей, а следовательно, незначи-

68

%

Рис. 3-1. Принципиальная электрическая схема одноковшового экскаватора ЭКГ-4.

о

СО

тельйые моменты инерции с теплостойкой кремнийоргйНической изоляцией и повышенной перегрузочной спо­ собностью. Мощность двигателя в зависимости от на­ значения механизма и экскаватора составляет от 50 до 2500 кВт (см. приложение 1).

Применение последовательного соединения якорей двигателей (более двух) обеспечивает прохождение одного и того же тока, и.двигатели при одинаковых то-

Рис. 3-2. Расположение оборудования и механизмов на поворотной платформе экскаваторов серии ЭКГ-4,6Б.

1 — редуктор	подъемной	лебедки;		2 — кузов; 3 — станция управления с					маг­
нитными усилителями;		4 — тормоз		подъемной	лебедкй;		5 — кабина	машини­
ста; 6 — поворотный редуктор;			7 — вентилятор		обдува		двигателя	поворота;
8 — подъемная лебедка;		9 — двигатель поворота; 10 — тормоз поворота;							/ / —
компрессор;	12 — вентилятор		двигателя подъема;			13 — стреловая		лебедка;
14 — силовой	трансформатор; 15 — распределительное					устройство высокого			на­
	пряжения; 16 — преобразовательный					агрегат.

ках возбуждения создают одинаковые моменты на валу. Таким путем достигается равномерное распределение нагрузки между двигателями, работающими на один ра­ бочий механизм.

На экскаваторах с многодвигательным приводом поч­ ти все электрооборудование (за исключением вводного ящика и двигателей -ходового механизма экскаватора-

70