Sistemi di controllo per azionamenti elettrici di gru

Vari sistemi di controllo della gru possono essere classificati in base allo scopo, al metodo di controllo e alle condizioni di regolazione.

In base al loro scopo, si distinguono i sistemi di controllo dei meccanismi di sollevamento, dei meccanismi di movimento e dei meccanismi di rotazione.

Secondo il metodo di gestione, esistono sistemi di gestione con controllori della camera di alimentazione, con messaggi di pulsanti, con dispositivi completi (ad es. con o senza controller magnetico e convertitore di energia).

A seconda delle condizioni di regolazione possono essere previsti sistemi di controllo: con regolazione di velocità sotto la nominale, con regolazione di velocità sopra e sotto la nominale, con regolazione di accelerazione e decelerazione.

Nei sistemi di azionamento delle gru vengono utilizzati quattro tipi di motori elettrici:

• Motori a corrente continua con eccitazione serie o indipendente con regolazione di velocità, accelerazione e decelerazione variando la tensione e la corrente di eccitazione fornita all'indotto,

• motori a rotore asincrono regolando i parametri di cui sopra modificando la tensione applicata all'avvolgimento dello statore del motore elettrico, la resistenza dei resistori nel circuito di avvolgimento del rotore e utilizzando altri metodi,

• motori asincroni a gabbia di scoiattolo con velocità costante (alla frequenza nominale di rete) o regolabile (alla regolazione della frequenza di uscita dell'inverter),

• motori a induzione con rotore a gabbia di scoiattolo, multivelocità (a commutazione di poli).

Recentemente, il numero di rubinetti CA è in aumento a causa del miglioramento dei sistemi variatore di frequenza.

Sistema di controllo Power Cam: semplice e più comune per gli azionamenti elettrici delle gru.

Per i motori CC dei meccanismi di sollevamento vengono utilizzati controller con circuito asimmetrico e attivazione potenziometrica dell'armatura nelle posizioni di abbassamento, per i meccanismi di traslazione - controller con circuito simmetrico e resistori collegati in serie.

Per i motori elettrici asincroni con rotore a gabbia di scoiattolo vengono utilizzati controller che svolgono solo le funzioni di accensione e spegnimento del motore elettrico; per i motori a induzione con rotore avvolto in fase, i controller commutano gli avvolgimenti dello statore e gli stadi del resistore nel circuito dell'avvolgimento del rotore.

I principali svantaggi dei sistemi di azionamento elettrico con controller a camme: basso indicatori energetici, basso livello di resistenza all'usura del sistema di contatto, scorrevolezza insufficiente della regolazione della velocità.

L'uso della frenatura elettrodinamica autoeccitata per questi sistemi di meccanismi di sollevamento (durante l'abbassamento del carico) migliora l'energia e le proprietà di controllo dei sistemi, in particolare, è possibile ottenere un intervallo di regolazione della velocità fino a 8:1 (durante l'abbassamento del carico). raggiunto.

I sistemi di controllo con regolatori di potenza sono generalmente utilizzati per gru a bassa velocità che operano con requisiti ridotti per il campo di controllo della velocità e la precisione della frenata. Nelle condizioni delle officine metallurgiche, si tratta di gru a ponte per uso generico.

I sistemi di controllo con controller magnetici vengono utilizzati per le apparecchiature elettriche delle gru funzionanti in corrente continua e alternata con potenza relativamente elevata (per corrente continua fino a 180 kW).In corrente alternata, questi sistemi sono utilizzati per controllare motori elettrici asincroni a una e due velocità con motori elettrici asincroni a rotore a gabbia di scoiattolo e a rotore avvolto.

Questi sistemi di controllo magnetici per il controllo di motori asincroni a gabbia di scoiattolo sono tipicamente utilizzati su gru con potenza del motore fino a 40 kW e per motori asincroni a rotore avvolto nella gamma di potenza 11-200 kW (per meccanismi di sollevamento) e 3,5-100 kW ( per i meccanismi di movimento).

I sistemi di controllo per azionamenti CA per gru con convertitore di tensione a tiristori trovano applicazione per motori elettrici asincroni a rotore di fase su meccanismi di gru per vari scopi. Un convertitore di tensione a tiristori è incluso nel circuito di avvolgimento dello statore e serve a regolare la tensione fornita a questo avvolgimento.I principali vantaggi di questo sistema di controllo sono: la capacità di raggiungere basse velocità di atterraggio stabili con un intervallo di controllo fino a 10: 1, fornendo una commutazione senza corrente dei circuiti dello statore del motore elettrico, che aumenta la durata e la durata di servizio di materiale elettrico.

L'utilizzo di questi sistemi di controllo è efficace per i meccanismi delle gru dove è necessario soddisfare i severi requisiti in termini di controllo della velocità, ad esempio per gru a portale, carriponte con manipolatori.

Il sistema di controllo per gli azionamenti elettrici delle gru DC G-D (generatore-motore) è stato ampiamente utilizzato negli azionamenti elettrici delle gru fino agli anni '60 e '70 a causa dei seguenti vantaggi principali: un intervallo di controllo della velocità significativo (20:1 o più), velocità regolare ed economica e controllo della frenata, lunga durata, costo relativamente basso.

Questo sistema è stato efficacemente utilizzato per gru grandi e critiche, comprese quelle degli impianti metallurgici. Tuttavia, la sua applicazione era limitata da una serie di inconvenienti: presenza di parti rotanti e ingombro, efficienza relativamente bassa, peso e dimensioni notevoli, costi di esercizio elevati.

I sistemi di controllo con convertitori di tensione a tiristori e motori CC (TP - DP) ne consentono l'uso dispositivo a tiristorimodificando l'angolo di apertura dei tiristori, regolare la tensione fornita al motore elettrico.

TP — I sistemi DP sono utilizzati per azionamenti elettrici con potenza fino a 300 kW, e in alcuni casi anche di più.Hanno elevate proprietà di controllo e con un intervallo di controllo di 10:1 — 15:1, non richiedono l'uso di dinamo tachimetrica per il controllo della velocità. Utilizzando la retroazione tachimetrica della velocità in questi sistemi, è possibile ottenere un intervallo di controllo della velocità fino a 30:1.

Gli svantaggi dei sistemi TP-DP sono: la relativa complessità dei blocchi di tiristori del dispositivo, costi di capitale e operativi relativamente elevati, deterioramento della qualità dell'elettricità nella rete (impatto sulla rete).

I sistemi di controllo con convertitori di frequenza (FC — AD) consentono negli azionamenti elettrici delle gru, quando si utilizzano motori elettrici asincroni a rotore scoiattolo, di ottenere un elevato campo di controllo della velocità con buone caratteristiche dinamiche dell'azionamento elettrico.