Материал: Устройство и эксплуатация автомобильных кранов с электрическим и гидравлическим приводами

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Для приведения в действие исполнительных механизмов кра­ нов распространение получили так называемые асинхронные дви­ гатели трехфазного тока.

Действие асинхронного электродвигателя основано на исполь­ зовании вращающегося магнитного поля, которое получается при прохождении трехфазного тока по обмоткам статора, сдвинутым относительно друг друга на 120°.

Рассмотрим подробнее, как создается вращающееся магнитное поле трехфазным током. Для этого расположим в пазах неподвиж­ ного стального цилиндра (статора) три фазные обмотки /, II, III, каждая из которых показана условно одним витком (рис. 114, а). Начала и концы обмоток обозначены буквами Н и К- Концы кату­ шек соединены в одну точку, т. е. катушки присоединены к цепи грехфазного тока по схеме звезда.

При прохождении по обмоткам каждый из токов 1\, /2, i3 со­ здает магнитное поле. Магнитные поля, созданные отдельными то­ ками, складываются в результирующее магнитное поле, направ­ ление силовых линий которого будет определять расположение полюсов N и S на поверхности статора. Проследим направление результирующего магнитного поля для различных моментов вре­ мени, например, tlt t2, ts и t4 Е(рис. 114, б).

Положительным

направлением тока принято считать направ­

ление от

начала

к

концу обмотки, а отрицательным — от

конца

к началу.

Для

определения направления тока в любой

момент

времени в верхней части рисунка показан график изменения мгно­ венных значений токов (ix, i2, i3), сдвинутых относительно друг друга на 120°.

В начальный момент t4ток в обмотке I отсутствует, в обмотке II имеет отрицательное, а в обмотке III — положительное значение. Условимся обозначать первое направление тока точкой, а второе —

знаком плюс. Далее, пользуясь правилом буравчика

(если бурав-

it

l3

Рис. 114. Схема получения вращающегося магнитного поля

чик ввинчивать по направлению движения тока в проводнике, то вращение его рукоятки покажет направление магнитных линий поля), нанесем силовые линии магнитных полей, создаваемых от­ дельными токами, а также силовые линии результирующего (сум­ марного) магнитного поля. Оно оказывается направленным сверху вниз.

Произведя по установленным выше правилам построение маг­ нитных полей для моментов t 2, ^3, h и рассматривая схему в целом, нетрудно видеть, что полюсы N и S результирующего магнитного поля непрерывно перемещаются по внутренней поверхности ста­ тора, т. е. получается вращающееся магнитное поле. Причем за один период изменения тока в обмотках магнитное поле делает один оборот.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает обмотки ро­ тора и наводит в них э. д. с. Но так как обмотка ротора замкнута, то в ней возникают токи, образующие магнитное поле. Взаимодей­ ствие магнитных полей статора и ротора создает на проводниках обмотки ротора электромагнитные силы, которые заставляют ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора.

Если поменять местами обмотки каких-либо фаз, то магнитный поток изменит направление вращения на обратное, т. е. изменить

направление вращения

магнитного поля

можно переключением

двух любых фаз.

 

 

Скорость вращения поля определяется соотношением

где п — скорость вращения поля, об/мин;

 

/ — частота трехфазного тока;

 

р — число пар полюсов.

несколько отстает от

При вращении ротор

электродвигателя

вращающегося магнитного поля. На холостом ходу разность ско­ ростей составляет около 3 %, а при нагрузке — 5—7 %. Следо­ вательно, скорость вращения ротора асинхронного двигателя при изменении нагрузки изменяется в очень небольших пределах, что является одним из его достоинств.

Двигатель называется асинхронным потому, что его ротор вращается не синхронно с вращающимся магнитным полем, а не­ сколько отстает от него. Отношение разности скоростей вращения магнитного поля и ротора электродвигателя к скорости вращения магнитного поля принято называть скольжением. Обозначив ско­ рость вращения ротора через nt и скорость вращения поля через я, можно подсчитать величину скольжения S в процентах по формуле

S = п - п ± ' 100 %.

п

Скольжение зависит в основном от величины воздушного про­ межутка между ротором и статором, от среды, в которой вращается

ротор, и от мощности двигателя. Воздушный промежуток должен быть не более 2—2,5 мм.

Скорость вращения электродвигателей, применяемых на кра­ нах, может регулироваться в широком диапазоне за счет измене­ ния сопротивления в цепи ротора или частоты тока. Частоту тока можно изменять путем изменения скорости вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и ротора генератора, что вызы­ вает изменение напряжения, вырабатываемого генератором.

Коэффициент полезного действия двигателя изменяется в за­ висимости от нагрузки. Наибольшей величины он достигает при нагрузке, равной примерно 0,75 номинальной, а затем с увеличе­ нием нагрузки уменьшается вследствие увеличения электрических потерь на нагревание обмоток.

Величина к. п. д. зависит также от номинальной мощности двигателя и номинальной скорости вращения ротора, при увеличе­ нии которых к. п. д. двигателя увеличивается.

Большое магнитное сопротивление воздушного зазора между

статором

и ротором асинхронного двигателя

приводит

к

значи­

тельной величине намагничивающего (реактивного) тока,

 

состав­

ляющего

примерно 0,4—0,7 от

номинального

значения.

В связи

с этим двигатель

всегда работает с cos ф,

меньшим единицы. При

полной

нагрузке

коэффициент

мощности

cos ф двигателей

дости­

гает максимальной величины 0,8—0,9.

К-162М

(К-162),

 

К-67 и

Для

привода

механизмов

кранов

 

8Т-210 применяют асинхронные электрические двигатели

перемен­

ного трехфазного

тока с напряжением

380 В

и

частотой

50 Гц

с фазным или короткозамкнутым ротором серий МТ, MTF,

МТМ,

MTKF. А на кране К-67 для привода механизма подъема стрелы установлен электродвигатель АОС-2-61-8.

Крановые электродвигатели предназначены для работы в усло­ виях повторно-кратковременных нагрузок. Они защищены от про­ никновения пыли и влаги и имеют повышенную механическую прочность.

Технические характеристики электродвигателей, устанавли­ ваемых на последних моделях кранов, приведены в табл. И.

Электродвигатели серий MTF, МТ, МТМ исполнены с фазным, a MTKF и АОС — с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатель с фазным ротором (рис. 115) состоит из ста­ тора и ротора. Статор отлит из чугуна (рис. 116, а), имеет цилинд­ рическую форму. На его наружной поверхности имеются лапы для крепления. Внутри корпуса статора запрессован цилиндрический сердечник, изготовленный из отдельных тонких листов электротех­ нической стали. Сердечник имеет невыраженные полюса, при ко­ торых внутренняя поверхность статора имеет гладкую поверхность. Листы сердечника изолированы друг от друга слоем лака. Во внут­ ренней части сердечника сделаны пазы для укладки трехфазной обмотки статора. Концы обмотки выведены к контактным зажи­ мам на щитке, расположенном на поверхности статора, и соединены

 

 

 

 

 

Таблица 11

Место установки

 

 

 

Скорость

Марка крана

Тип электродвигателя

Мощность, вращения

электродвигателя

кВт

ротора,

 

 

 

 

 

об/мин

Грузовая

лебедка

К-162М (К-162)

MTF-411-8

15

715

 

 

К-67

МТ-211 -6

7,5

935

Привод механизма

8Т-210

МТМ-211-6

5

905

К-162М (К-162)

MTF-112-6

5

910

вращения

 

К-67

МТ-111-6

3,5

905

Стреловая

лебедка

8Т-210

МТМ-111-683

2,2

865

К-162М (К-162)

MTKF-311-8

7,5

695

 

 

К-67

АОС2-61 -8

10

665

 

 

8Т-210

МТМ-211-6

5

905

Лебедка вспомога­ К -162

MTF-311-8

7,5

690

тельного подъема

 

 

 

 

между собой в звезду. Клеммы на щитке подключаются

к главной

сети крана.

 

 

 

 

К боковым фланцам статора болтами прикреплены чугунные

крышки,

внутри

которых устанавливаются шариковые подшипни­

ки для вращения ротора.

 

 

 

Ротор (рис. 116, б) электродвигателя представляет собой сталь­ ной вал, на который напрессован сердечник, собранный также из изолированных друг от друга тонких листов электротехниче­ ской стали. На поверхности сердечника имеются пазы, в которые укладываются три секции пространственно сдвинутых относитель­ но друг друга фазных обмоток, изготовленных из изолированного провода.

Внутренние концы обмоток соединены в одну точку, а свобод­ ные концы подключены к контактным кольцам 2 (см. рис. 115), которые закреплены на валу. Контактные кольца изолированы как от вала, так и один от другого. К кольцам прилегают прижи­ маемые пружинами щетки, размещенные в обоймах щеточного ме­ ханизма. К клеммам щеток подключаются токопроводы от пускоре­ гулирующих резисторов и контактов контроллеров (рис. 117).

Для включения двигателя в работу контроллер переводится в первое положение. При этом обмотка статора включается в сило­ вую цепь, а к обмотке ротора подключается самое большое сопро­ тивление. В этом положении контроллера ток в обмотках ротора, а следовательно, и магнитный поток ротора будут наименьшими и ротор двигателя будет медленно увеличивать скорость вращения.

При подъеме грузов, близких к максимальному, рабочими по­ ложениями контроллера являются 3—5-е положения. Это обуслов­ лено тем, что в 1 и 2-м положениях рукоятки контроллера момент, создаваемый большим грузом, превышает момент электродвига­ теля, и груз не поднимается. Не рекомендуется также опускать большие грузы при 1 и 2-м положениях контроллера во избежание

Источник: https://studfile.net/preview/19992805/

Смотрите также: