книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов
..pdfКонструкция 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