Генераторы и электродвигатели кранового исполнения
В качестве источника тока на дизель-электрических кранах применяются генераторы постоянного и переменного тока.
Наибольшее применение находят генераторы переменного тока в силу того, что краны, работающие на переменном токе, могут быть подключены к внешним силовым сетям и сохранять дорогостоящие крановые силовые установки, а также в силу того, что электросхемы и пускорегулирующая аппаратура при переменном токе значительно упрощаются.
Характерной особенностью работы генератора на кране так же, как и для двигателей, является непостоянство нагрузки, резкие ее изменения при включении и отключении отдельных механизмов крана, как машины прерывистого действия.
Исходя из этой особенности к генераторам, устанавливаемым на кранах, предъявляются особые требования обеспечения постоянства напряжения при резком изменении нагрузок, чего не наблюдается при работе генератора в стационарных условиях. Поэтому крановые генераторы снабжаются специальными стабилизирующими устройствами, сглаживающими колебания напряжения при изменении внешней нагрузки.
На дизель-электрическом кране КДЭ-151 установлен генератор переменного трехфазного тока ЕС-93-4С с самовозбуждением через механический выпрямитель, посаженный на один вал с ротором генератора. Мощность генератора 75 кет, рабочее напряжение 400 в, скорость вращения ротора 1 500 об/мин.
Генератор закрытый с аксиальной вентиляцией посредством центробежного вентилятора, установленного на валу генератора, состоит из следующих основных частей: чугунной станины, статора, сердечника статора, обмотки статора, изготовленной из теплостойкого провода марки ПСД, чугунных литых щитов с опорами для вала и вентиляционными окнами, сердечника ротора, обмотки ротора, подшипников вала, траверсы со щетками, механического выпрямителя и стабилизирующего устройства.
Обмотка статора ООС (см. рис. 74) выполнена из мелких секций с изоляцией класса В и соединена в звезду с выводом нулевого провода.
Кроме основной обмотки ООС, статор имеет дополнительные обмотки возбуждения ДОС, фазовые концы которой подсоединены к стабилизирующему устройству, а вторые концы прикреплены к щиткам, попарно соединенным и укрепленным на кольце траверсы.
Разрезное кольцо механического выпрямителя MB набрано из холостых и рабочих пластин, равных по количеству полюсам статора. Рабочие пластины (ламели), через одну соединенные между собой перемычками, образуют две ветви, концы которых соединены с концами обмотки ОР ротора. При вращении ротора остаточный магнетизм сердечника ротора индуктирует в дополнительной статорной обмотке ДОС ток переменного направления, поступающий на механический выпрямитель. Там он преобразуется в э. д. с. постоянного тока и поступает в обмотку возбуждения ротора ОР. В результате создается дополнительный магнитный поток, который, складываясь с остаточным, создает увеличение э. д. с. в дополнительной обмотке, а следовательно, и в обмотке ротора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока на зажимах генератора не установится номинальное напряжение в 400 в.
При подключении к генератору нагрузки через обмотку статора ООС станет проходить ток, в результате чего статор начнет создавать поток, противодействующий магнитному потоку ротора. В итоге напряжение на зажимах генератора станет падать, при этом с увеличением нагрузки увеличивается и падение напряжения.
Для восстановления напряжения и поддержания его в определенных пределах на данном генераторе имеется стабилизирующее устройство типа СУ-75К, смонтированное на верху корпуса генератора. Это устройство состоит из двух трансформаторных блоков, каждый из которых имеет три трансформатора.
Первичная обмотка каждого трансформатора сделана из медной полосы с малым числом витков, а две вторичные обмотки имеют: одна 32 витка, другая 4 витка.
Первичные обмотки всех трансформаторов включены в цепь основных обмоток статора, а вторичные обмотки подключены к компаундирующим сопротивлениям КСС.
Нагрузочный ток, проходя через первичные обмотки трансформаторов, индуктирует во вторичных обмотках дополнительный ток, который подается к сопротивлениям КСС, в результате чего на сопротивлениях падает напряжение. Падение напряжения на каждом фазовом сопротивлении КСС является источником дополнительной э. д. с, которая, складываясь с э. д. с. дополнительной обмотки статора ДОС, 1 поступает на механический выпрямитель MB. Чем большая э. д. с. подается на выпрямитель, тем больше и магнитный поток ротора.
При изменении внешней нагрузки изменяется и ток во вторичных обмотках трансформаторов, при этом с увеличением тока нагрузки увеличивается падение напряжения на фазовых сопротивлениях КСС. Наоборот, с уменьшением нагрузочного тока снижается величина падения напряжения на сопротивлениях.
При увеличении внешней нагрузки увеличивается размагничивающее действие статорной обмотки, но вследствие влияния вторичных обмоток трансформаторов повышается магнитный поток ротора и результирующий магнитный поток сохраняется, в результате чего напряжение на зажимах генератора поддерживается в пределах 400—360 в.
При снижении внешней нагрузки происходит обратное явление, также обеспечивающее колебания напряжения лишь в определенных пределах. Расчет вторичных обмоток трансформаторов и их соединение между собой выполнены так, что стабилизация напряжения обеспечивается при нормальной работе генератора левым блоком, а при опускании груза — правым блоком стабилизирующего устройства.
Особенностью работы генератора на этом кране является и то, что генератор может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя при выполнении операции опускания груза. При подъеме груза генератор работает как источник тока для питания электродвигателя лебедки подъема; в этом случае работает левый блок трансформаторов стабилизирующего устройства. При опускании груза его вес, воздействуя на электродвигатель, раскручивает его, двигатель переводится для работы в режиме генератора, а сам генератор в это время работает в режиме двигателя и становится нагрузкой. Этим обеспечивается опускание грузов с необходимой скоростью. При этом автоматически через контакты блок-контактора ВК включается правый блок трансформаторов.
Фазовые сопротивления установки СУ включены последовательно с сопротивлением КСС, что позволяет производить регулировку стабилизирующего устройства в зависимости от внешних климатических условий.
На кранах ЭКД-25 и ЭКД-50установлен генератор типа ДГ-60/102А, в котором стабилизация напряжения достигается иным путем.
Этот генератор также является источником переменного трехфазного тока 400 в и 50 периодов. Мощность генератора 48 кет при cos ф=0,8. Число оборотов 750 об/мин.
Конструктивно генератор имеет корпус с восемью башмаками обмоток возбуждения, соединенных последовательно и питаемых постоянным током от вспомогательного якоря.
Внутри корпуса размещен главный якорь переменного тока и сидящий на одном с ним валу вспомогательный якорь постоянного тока.
Конструкция якорей и их обмоток выполнена таким образом, что генератор при изменении внешней нагрузки поддерживает стабильное напряжение в пределах + 5% номинального тока.
Достигается это соответствующими размерами обмоток и активного железа якорей, а также тем, что провода обмотки якоря возбуждения проложены в пазах главного якоря.
При изменении внешней нагрузки на генератор изменяется реакция главного якоря, в результате чего изменяется электродвижущая сила э. д. с. в проводниках обмотки возбуждения, а следовательно, изменяется магнитный поток главного якоря, обеспечивая напряжение в номинальных пределах.
Подрегулировка номинального напряжения осуществляется посредством ручного регулятора, включенного последовательно обмотке возбуждения.
В качестве электродвигателей для привода механизмов кранов, как правило, используются типовые электродвигатели, выпускаемые промышленностью в специальном крановом исполнении.
Крановые электродвигатели имеют повышенную прочность и предназначены для частых пусков, обладают повышенной перегрузочной способностью и малым маховым моментом.
Основным видом крановых двигателей являются электродвигатели трехфазного переменного тока с фазовым ротором. Наибольшее применение в железнодорожных кранах нашли применение электродвигатели с фазовым ротором серий МТ и МТК. На отдельных механизмах кранов, наименее нагруженных, иногда применяются электродвигатели общепромышленного исполнения с короткозамкнутым ротором серии АО или АОС.
Статьи по теме::
Осмотр электрического оборудования крановПусковая электроаппаратура, ее назначение и устройствоЭлектрические схемы кранов на железнодорожном ходу