Accionamientos eléctricos con motores asíncronos de fase y frenado por acoplamiento

Hasta hace poco tiempo, los accionamientos eléctricos con motores asíncronos de fase, por su sencillez de implementación, eran los más utilizados para accionamientos eléctricos de grúas, especialmente para mecanismos de traslación. En los mecanismos de elevación estos accionamientos eléctricos están siendo reemplazados cada vez más por sistemas de frenado dinámico autoexcitados. Los accionamientos totalmente eléctricos se basan en el uso de motores de grúa asíncronos de rotor de fase cuando se controlan mediante reguladores de potencia KKT60 y paneles de control TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Los actuadores eléctricos con controladores de leva de alimentación y paneles TA, DTA (para mecanismos de desplazamiento) y TCA (para mecanismos de elevación) con circuitos de control de CA se utilizan para grúas de uso general, y con paneles K, DK (movimiento) y KS (elevación) — con Circuitos de control de corriente continua para grúas metalúrgicas.

Los detalles de uso también determinan algunas diferencias en la construcción de estos paneles.Los paneles K y KS tienen protección individual, mientras que para los paneles TA y TCA el circuito principal tiene una protección común colocada en un panel de protección separado, en los paneles de CC para accionamientos eléctricos de dos y varios motores, se proporciona la separación de los circuitos de potencia del motor para aumentar confiabilidad del sistema, hay otras diferencias.

El rango de potencia que cubren los accionamientos eléctricos y los controladores de leva de alimentación es de 1,7 a 30 kW y aumenta a 45 kW con la adición de un contactor inversor y con paneles de control de 3,5 a 100 kW para mecanismos de movimiento y de 11 a 180 kW para elevación mecanismos (las potencias se especifican para el modo de funcionamiento 4M con ciclo de trabajo = 40%).

Los métodos de control de velocidad y los modos de frenado utilizados en los accionamientos eléctricos considerados determinan sus propiedades de bajo control y energía. Un rasgo característico de tales sistemas es la falta de velocidades intermedias y de aterrizaje estables y grandes pérdidas en las resistencias de arranque. En general, el rango de control de estos accionamientos eléctricos no supera los 3:1 y la eficiencia equivalente para el modo 4M es de alrededor del 65 %.

Esquemas de accionamiento eléctrico para mecanismos de elevación. El esquema del accionamiento eléctrico con el controlador de leva KKT61 se muestra en la fig. 1. Cerca de él en el diseño está el circuito de accionamiento eléctrico con el controlador KKT68, en el que se usa un inversor de contactor en el circuito del estator, y los contactos liberados del controlador se usan para conectar en paralelo las resistencias en el circuito del rotor. Las características mecánicas de un actuador eléctrico con controladores de leva se muestran en la Fig. 2.

Arroz. 1. Diagrama del accionamiento de ascensor eléctrico con controlador de leva KKT61

Al construir las características mecánicas de los accionamientos eléctricos considerados, una cuestión importante es la elección del valor del par de arranque inicial (características 1 y 1 ') Por un lado, desde el punto de vista de reducir el momento de impulso durante la aceleración y asegurando velocidades de aterrizaje durante el descenso con cargas ligeras, es deseable reducir el par de arranque. Por otro lado, una reducción excesiva del par inicial puede provocar que las cargas pesadas caigan en las posiciones de elevación y se produzcan velocidades excesivas al bajarlas. Para evitar esto, el par de arranque debe estar alrededor de 0,7 Mnom.

Arroz. 2. Características mecánicas del accionamiento eléctrico según el diagrama de la fig. 1

En la Fig. 2, se toma como valor nominal el par motor en el ciclo de trabajo = 40 %. Entonces en el ciclo de trabajo = 25 % de la primera posición del controlador, la característica 1 ' corresponderá al par inicial igual a Mn en el ciclo de trabajo = 40 %. respectivamente la segunda posición — la característica 2 '. Para garantizar esto, las resistencias de balasto tienen derivaciones que permiten que se eluda parte de la resistencia de la etapa final.

Arroz. 3. Esquema de accionamiento de un ascensor eléctrico con panel TCA.

En el diagrama de la fig. Los contactos 1 SM2, SM4, SM6 y SM8 del controlador realizan la inversión del motor, los contactos SM7 y SM9: los pasos de resistencia de SM12, los contactos SM1, SM3 y SM5 se utilizan en los circuitos de protección. La bobina de freno YA se activa simultáneamente con el motor. En el circuito con el controlador KKT61, para reducir el número de levas utilizadas, se utiliza una conexión asimétrica de resistencias, y en el circuito con el KKT68, el número de contactos del controlador permite una conmutación simétrica.

El accionamiento eléctrico está protegido por un cuadro de protección que contiene el contactor de línea KMM, el interruptor de potencia QS, los fusibles FU1, FU2 y el bloque de relés de máxima KA. La protección final la proporcionan los interruptores SQ2 y SQ3. El diagrama de la bobina del contactor KMM incluye los contactos del botón SB ON, el interruptor de emergencia SA y los contactos de enclavamiento de la escotilla SQL.

En la Fig. La figura 3 muestra un esquema de accionamiento de polipastos eléctricos con cuadro de maniobra TCA. Los accionamientos eléctricos con paneles KS se basan en los mismos principios. Las diferencias son que en ellos el circuito de control se realiza en corriente continua, y los dispositivos de protección, incluido el contactor de línea KMM, el interruptor automático QS1, los relés máximos KA, los fusibles FU1 y FU2 están ubicados directamente en el panel, y el la protección es individual, y en los accionamientos eléctricos con paneles TCA utiliza un panel de seguridad.

Cabe señalar que para los accionamientos eléctricos críticos, también se ha producido una modificación de los paneles de control de CA del tipo TSAZ. Los circuitos de accionamiento eléctrico con paneles de control proporcionan control automático de arranque, marcha atrás, parada y velocidad de paso en función de las características del reóstato del motor.

En el diagrama de la fig. 3 designaciones aceptadas: KMM — contactor lineal; KM1V y KM2V — contactores direccionales; KM1 — contactor de freno YA; KM1V — KM4V — contactores de aceleración; KM5V — contactor de oposición. La protección afecta al relé KH.

Las características mecánicas del accionamiento se muestran en la Fig. 4. En las posiciones de elevación, el arranque se realiza bajo el control de los relés de tiempo KT1 y KT2, mientras que la característica 4'P no es fija.En las posiciones de descenso, se lleva a cabo el ajuste de las características de la oposición 1C y 2C y la característica de ZS, en las que, según el peso de la carga, el motor funciona en el modo de reducción de potencia o frenado del generador. La transición a las características 3C se lleva a cabo de acuerdo con las características 3C y 3C bajo el control del relé de tiempo.

Arroz. 4. Características mecánicas del accionamiento eléctrico según el diagrama de la fig. 3.

Los circuitos de panel fabricados antes de 1979 usaban un modo de apagado monofásico para reducir las cargas pequeñas, logrado por medio de contactores adicionales. Este modo en la fig. 4 corresponde a la característica O. Después de dominar los paneles de parada dinámica discutidos a continuación, este modo se desactiva en los paneles TCA y KS. Para reducir la carga en las características de oposición 1C y 2C, el operador debe presionar el pedal SP cuando la manija del controlador se coloca en la posición adecuada. El control del pedal es forzado con características mecánicas suaves debido a la capacidad de elevar la carga en lugar de bajarla.

Arroz. 5. Esquema de accionamiento eléctrico de dos motores del mecanismo de movimiento con controlador de leva KKT62

El accionamiento eléctrico se cambia al modo de contracambio no solo cuando se bajan cargas, sino también cuando se detiene desde las posiciones de descenso, y en la primera y segunda posiciones esto se hace presionando el pedal. Al mismo tiempo, durante la retención del relé KT2, junto con el frenado mecánico, también se proporciona frenado eléctrico en la característica 2C. Además del relé especificado, KT2 también controla el montaje correcto del circuito.En el circuito de los paneles TCA, la bobina de frenado YA está conectada a la red de CA a través del contactor KM1. Tanto los imanes de frenado de CA como los de CC se pueden usar en los paneles KS. En este último caso, el freno se aplica como se muestra a continuación al observar los paneles de CC.

Arroz. 6. Esquema del accionamiento eléctrico de dos motores del mecanismo de movimiento con el panel DK

En el diagrama de la fig. 3, junto con la conexión habitual de las resistencias, también se muestra su conexión en paralelo, que se utiliza en los casos en que la carga supera la permitida para los contactores del rotor.

Esquemas de accionamientos eléctricos de mecanismos de movimiento. Los esquemas de accionamientos eléctricos de mecanismos de movimiento con controladores de leva se implementan en un diseño de motor único o doble. El diseño de un solo motor con el controlador KKT61 es completamente similar al diagrama de la fig. 1. En la fig. 1 se muestra un diagrama de un accionamiento eléctrico de dos motores con un controlador KKT62. 5.

Los principios de funcionamiento de los circuitos con los controladores KKT6I y KKT62 son los mismos: los contactos del controlador SM ajustan las resistencias en el circuito del rotor del motor, la protección se coloca en un panel protector separado. La diferencia es que en el circuito con KKT62 se hace lo contrario con los contactores KM1B y KM2V. Las características mecánicas de ambos accionamientos eléctricos son idénticas y se muestran en la fig. 2.

El esquema del accionamiento eléctrico del mecanismo de movimiento con control desde el panel se considera en el ejemplo de un accionamiento eléctrico de dos motores con un panel DK con un diseño de grúa-metalúrgico, que se muestra en la Fig. 6. La cadena proporciona las características mecánicas simétricas que se muestran en la fig. 7.En el diagrama: KMM1 y KMMU11 — contactores lineales; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — contactores direccionales; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — contactores de acelerador; Contactores de freno KM1, KM2 — YA1 y YA11. El control lo lleva a cabo el controlador (contactos SA1 — SA11) con la provisión de un arranque suave bajo el control de los relés de tiempo KT1 y KT2.

Para parar, se utiliza el modo de conmutación de contador según la característica 1, que se lleva a cabo bajo el control del relé KH2. La bobina del relé KH2 está conectada a la diferencia de voltaje proporcional al voltaje del rotor de uno de los motores, rectificado por el puente de diodos UZ, y el voltaje de referencia de la red. Al ajustar los potenciómetros R1 y R2, el motor desacelera a la característica 1 a velocidad cero, después de lo cual se permite que el motor arranque en dirección inversa. El circuito proporciona todos los tipos de protección necesarios implementados en el relé de tensión KN1. El circuito de control está alimentado por una red de 220 V CC a través del interruptor QS2 y los fusibles FU8 — FU4.

Arroz. 7. Características mecánicas del accionamiento eléctrico según el diagrama de la fig. 6

Datos técnicos para accionamientos eléctricos completos. Los datos técnicos de los accionamientos eléctricos de los mecanismos de elevación y desplazamiento se presentan en las tablas de referencia. Las tablas especificadas determinan la potencia de las cargas del motor controladas por los controladores y paneles de potencia, según el modo de operación. Los datos técnicos de las tablas se refieren a motores y cuadros de maniobra con tensión de alimentación nominal de 380 V.

Para otras tensiones es necesario utilizar los materiales informativos del fabricante. Para paneles dúplex, las lecturas del motor que se muestran en las tablas se duplican.Los paneles TCA3400 y KC400 están actualmente fuera de producción, pero los accionamientos eléctricos con estos paneles todavía están en servicio. Para el modo de funcionamiento 6M, solo se deben utilizar paneles K, DK y KS.