Azionamenti elettrici con motori asincroni a fasi e frenatura a giunto

Fino a poco tempo fa, gli azionamenti elettrici con motori asincroni in fase, per la loro semplicità di implementazione, erano i più utilizzati per gli azionamenti elettrici delle gru, in particolare per i meccanismi di traslazione. Nei meccanismi di sollevamento questi azionamenti elettrici vengono sempre più sostituiti da sistemi frenanti dinamici autoeccitati. Gli azionamenti completamente elettrici sono realizzati sulla base dell'utilizzo di motori gru asincroni a rotore di fase quando controllati dai regolatori di potenza KKT60 e dai quadri di controllo TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Gli attuatori elettrici con controller delle camme di avanzamento e pannelli TA, DTA (per meccanismi di traslazione) e TCA (per meccanismi di sollevamento) con circuiti di controllo AC sono utilizzati per gru per uso generico e con pannelli K, DK (movimento) e KS (sollevamento) — con circuiti di comando in corrente continua per gru metallurgiche.

Le specifiche di utilizzo determinano anche alcune differenze nella costruzione di questi pannelli.I quadri K e KS hanno protezione individuale, mentre per i quadri TA e TCA il circuito principale è a protezione comune posto su un quadro di protezione separato, nei quadri DC per azionamenti elettrici bi e plurimotore è prevista la separazione dei circuiti di potenza motore per aumentare affidabilità del sistema, ci sono altre differenze.

La gamma di potenza coperta dagli azionamenti elettrici e dai controllori delle camme di avanzamento va da 1,7 a 30 kW e aumenta a 45 kW con l'aggiunta di un teleinvertitore e con i quadri di comando da 3,5 a 100 kW per i meccanismi di movimento e da 11 a 180 kW per il sollevamento meccanismi (le potenze sono specificate per modalità di funzionamento 4M con duty cycle = 40%).

I metodi di controllo della velocità e le modalità di frenatura utilizzate negli azionamenti elettrici considerati determinano le loro proprietà di basso controllo ed energia. Una caratteristica di tali sistemi è la mancanza di atterraggio stabile e velocità intermedie e grandi perdite nei resistori di avviamento. In generale, l'intervallo di controllo di questi azionamenti elettrici non supera 3:1 e l'efficienza equivalente per la modalità 4M è di circa il 65%.

Schemi di azionamento elettrico per meccanismi di sollevamento. Lo schema dell'azionamento elettrico con il controller a camme KKT61 è mostrato in fig. 1. Vicino ad esso nel design c'è il circuito di azionamento elettrico con il controller KKT68, in cui viene utilizzato un invertitore del contattore nel circuito dello statore e i contatti rilasciati del controller vengono utilizzati per collegare in parallelo le resistenze nel circuito del rotore. Le caratteristiche meccaniche di un attuatore elettrico con comandi a camme sono mostrate in Fig. 2.

Riso. 1. Schema dell'azionamento dell'ascensore elettrico con controller a camme KKT61

Nella costruzione delle caratteristiche meccaniche degli azionamenti elettrici considerati, una questione importante è la scelta del valore della coppia iniziale di spunto (caratteristiche 1 e 1 ') Da un lato, dal punto di vista della riduzione del momento impulsivo durante l'accelerazione e garantendo velocità di atterraggio durante l'abbassamento su carichi leggeri, è auspicabile ridurre la coppia di avviamento. D'altra parte, un'eccessiva riduzione della coppia iniziale può causare la caduta di carichi pesanti nelle posizioni di sollevamento e velocità eccessive durante l'abbassamento degli stessi. Per evitare ciò, la coppia di spunto dovrebbe essere di circa 0,7 Mnom.

Riso. 2. Caratteristiche meccaniche dell'azionamento elettrico secondo lo schema di fig. 1

Nella fig. 2, la coppia del motore al duty cycle = 40% è considerata nominale. Quindi nel duty cycle = 25% della prima posizione del regolatore, la caratteristica 1' corrisponderà alla coppia iniziale pari a Mn al duty cycle = 40%. rispettivamente la seconda posizione — caratteristica 2 '. Per garantire ciò, i resistori di zavorra dispongono di prese che consentono di bypassare parte della resistenza dello stadio finale.

Riso. 3. Schema dell'azionamento di un ascensore elettrico con quadro TCA.

Nello schema di fig. 1 i contatti SM2, SM4, SM6 e SM8 del controller eseguono l'inversione del motore, i contatti SM7 e SM9 — i gradini del resistore di SM12, i contatti SM1, SM3 e SM5 sono utilizzati nei circuiti di protezione. La bobina del freno YA viene attivata contemporaneamente al motore. Nel circuito con il controller KKT61, per ridurre il numero di camme utilizzate, viene utilizzata una connessione asimmetrica dei resistori e nel circuito con il KKT68, il numero di contatti del controller consente la commutazione simmetrica.

L'azionamento elettrico è protetto da un pannello di protezione che contiene il contattore di linea KMM, l'interruttore di potenza QS, i fusibili FU1, FU2 e il blocco relè di massima KA. La protezione finale è fornita dagli interruttori SQ2 e SQ3. Lo schema della bobina del contattore KMM include i contatti del pulsante ON SB, l'interruttore di emergenza SA ei contatti di interblocco del portello SQL.

Nella fig. 3 mostra uno schema di azionamento di paranchi elettrici con quadro di comando TCA. Gli azionamenti elettrici con pannelli KS sono basati sugli stessi principi. Le differenze sono che in essi il circuito di controllo è realizzato in corrente continua e i dispositivi di protezione, incluso il contattore di linea KMM, l'interruttore QS1, i relè di massima KA, i fusibili FU1 e FU2 si trovano direttamente sul pannello e il la protezione è individuale e negli azionamenti elettrici con pannelli TCA utilizza un pannello di sicurezza.

Va notato che per gli azionamenti elettrici critici è stata prodotta anche una modifica dei quadri di controllo AC del tipo TSAZ. I circuiti di azionamento elettrico con pannelli di controllo forniscono il controllo automatico della velocità di avviamento, inversione, arresto e passo in base alle caratteristiche del reostato del motore.

Nello schema di fig. 3 designazioni accettate: KMM — contattore lineare; KM1V e KM2V — contattori direzionali; KM1 — contattore freno YA; KM1V — KM4V — contattori di accelerazione; KM5V — contattore di opposizione. La protezione interessa il relè KH.

Le caratteristiche meccaniche dell'azionamento sono riportate in Fig. 4. Nelle posizioni di sollevamento, l'avvio viene eseguito sotto il controllo dei relè temporali KT1 e KT2, mentre la caratteristica 4'P non è fissa.Nelle posizioni di abbassamento viene effettuata la regolazione delle caratteristiche dell'opposizione 1C e 2C e della caratteristica di ZS, sulla quale, a seconda del peso del carico, il motore opera in modalità di abbassamento di potenza o frenata del generatore. Il passaggio alle caratteristiche 3C viene eseguito secondo le caratteristiche 3C e 3C sotto il controllo del relè orario.

Riso. 4. Caratteristiche meccaniche dell'azionamento elettrico secondo lo schema di fig. 3.

I circuiti del pannello prodotti prima del 1979 utilizzavano una modalità di spegnimento monofase per ridurre i piccoli carichi, ottenuta mediante contattori aggiuntivi. Questa modalità in fig. 4 corrisponde alla caratteristica O. Dopo aver padroneggiato i pannelli di arresto dinamico discussi di seguito, questa modalità viene disattivata nei pannelli TCA e KS. Per ridurre il carico sulle caratteristiche di opposizione 1C e 2C, l'operatore deve premere il pedale SP quando la maniglia del controller è posizionata nella posizione appropriata. Il comando a pedale è forzato con caratteristiche meccaniche morbide dovute alla capacità di alzare il carico invece di abbassarlo.

Riso. 5. Schema dell'azionamento elettrico a due motori del meccanismo di movimento con controller a camma KKT62

L'azionamento elettrico viene commutato in modalità contromarcia non solo durante l'abbassamento dei carichi, ma anche quando ci si ferma dalle posizioni di abbassamento, e nella prima e nella seconda posizione ciò avviene premendo il pedale. Allo stesso tempo, durante la tenuta del relè KT2, oltre alla frenatura meccanica, viene fornita anche la frenatura elettrica alla caratteristica 2C. Oltre al relè specificato, KT2 controlla anche il corretto assemblaggio del circuito.Nel circuito dei quadri TCA, la bobina di frenatura YA è collegata alla rete AC tramite il teleruttore KM1 Nei quadri KS possono essere utilizzati sia magneti di frenatura AC che DC. In quest'ultimo caso il freno viene applicato come mostrato di seguito osservando i quadri DC.

Riso. 6. Schema dell'azionamento elettrico a due motori del meccanismo di movimento con il pannello DK

Nello schema di fig. 3, insieme alla consueta connessione dei resistori, viene mostrata anche la loro connessione parallela, che viene utilizzata nei casi in cui il carico supera quello consentito per i contattori del rotore.

Schemi di azionamenti elettrici di meccanismi di movimento. Gli schemi degli azionamenti elettrici dei meccanismi di movimento con controller a camme sono implementati in un design a motore singolo o doppio. Il design del motore singolo con il controller KKT61 è del tutto simile allo schema in fig. 1. Uno schema di un azionamento elettrico a due motori con un controller KKT62 è mostrato in fig. 5.

I principi di funzionamento dei circuiti con i controller KKT6I e KKT62 sono gli stessi: i contatti del controller SM regolano le resistenze nel circuito del rotore del motore, la protezione è posta su un pannello protettivo separato. La differenza è che nel circuito con KKT62 i contattori KM1B e KM2V fanno il contrario. Le caratteristiche meccaniche di entrambi gli azionamenti elettrici sono identiche e sono riportate in fig. 2.

Lo schema dell'azionamento elettrico del meccanismo di movimento con controllo dal pannello è considerato sull'esempio di un azionamento elettrico a due motori con un pannello DK con un design gru-metallurgico, mostrato in Fig. 6. La catena presenta le caratteristiche meccaniche simmetriche mostrate in fig. 7.Nello schema: KMM1 e KMMU11 — contattori lineari; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — contattori direzionali; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — contattori dell'acceleratore; Contattori freno KM1, KM2 — YA1 e YA11. Il controllo viene eseguito dal controller (contatti SA1 - SA11) con la fornitura di un soft start sotto il controllo dei relè temporali KT1 e KT2.

Per l'arresto, viene utilizzata la modalità di controcommutazione secondo la caratteristica 1, che viene eseguita sotto il controllo del relè KH2. La bobina del relè KH2 è collegata alla differenza di tensione proporzionale alla tensione del rotore di uno dei motori, raddrizzata dal ponte a diodi UZ, e alla tensione di riferimento della rete. Regolando i potenziometri R1 e R2, il motore decelera alla velocità caratteristica 1 fino alla velocità zero, dopodiché il motore può avviarsi nella direzione inversa. Il circuito fornisce tutti i tipi di protezione necessari implementati sul relè di tensione KN1. Il circuito di controllo è alimentato da una rete a 220 V CC attraverso l'interruttore QS2 e i fusibili FU8 - FU4.

Riso. 7. Caratteristiche meccaniche dell'azionamento elettrico secondo lo schema di fig. 6

Dati tecnici per azionamenti elettrici completi. I dati tecnici per gli azionamenti elettrici dei meccanismi di sollevamento e di traslazione sono presentati nelle tabelle di riferimento. Le tabelle specificate determinano la potenza dei carichi del motore controllati dai regolatori di potenza e dai pannelli, a seconda della modalità di funzionamento. I dati tecnici nelle tabelle si riferiscono a motori e quadri elettrici con tensione nominale di alimentazione 380 V.

Per altre tensioni è necessario utilizzare il materiale informativo del produttore. Per i pannelli duplex, le letture del motore indicate nelle tabelle sono raddoppiate.I pannelli TCA3400 e KC400 sono attualmente fuori produzione, ma gli azionamenti elettrici con questi pannelli sono ancora in servizio. Per la modalità operativa 6M, devono essere utilizzati solo pannelli K, DK e KS.