Sistemas de control para accionamientos eléctricos de grúas

Varios sistemas de control de grúas se pueden clasificar según el propósito, el método de control y las condiciones de regulación.

Según su finalidad, se distinguen los sistemas de control de mecanismos de elevación, mecanismos de movimiento y mecanismos de rotación.

Según el método de gestión, existen sistemas de gestión con controladores de la cámara de alimentación, con publicaciones de botones, con dispositivos completos (por ejemplo, con o sin controlador magnético y convertidor de energía).

Según las condiciones de regulación, pueden existir sistemas de control: con regulación de velocidad por debajo de la nominal, con regulación de velocidad por encima y por debajo de la nominal, con regulación de aceleración y desaceleración.

En los sistemas de accionamiento de grúas se utilizan cuatro tipos de motores eléctricos:

• motores de corriente continua con excitación en serie o independiente con regulación de velocidad, aceleración y desaceleración cambiando el voltaje y la corriente de excitación suministrada a la armadura,

• motores de rotor asíncronos ajustando los parámetros anteriores cambiando el voltaje aplicado al devanado del estator del motor eléctrico, la resistencia de las resistencias en el circuito del devanado del rotor y usando otros métodos,

• motores asíncronos de jaula de ardilla con velocidad constante (a la frecuencia nominal de la red) o ajustable (al ajuste de la frecuencia de salida del inversor),

• Motores de inducción de rotor de jaula de ardilla, multivelocidad (conmutación de polos).

Recientemente, la cantidad de grifos de CA está aumentando debido a la mejora de los sistemas. variador de frecuencia.

Sistema de control Power Cam: simple y más común para accionamientos eléctricos de grúas.

Para motores de CC de mecanismos de elevación, se utilizan controladores con un circuito asimétrico y activación potenciométrica de la armadura en las posiciones de descenso, para mecanismos de desplazamiento: controladores con un circuito simétrico y resistencias conectadas en serie.

Para los motores eléctricos asíncronos con rotor de jaula de ardilla, se utilizan controladores que realizan solo las funciones de encendido y apagado del motor eléctrico; para los motores de inducción de rotor de bobinado en fase, los controladores conmutan los devanados del estator y las etapas de resistencia en el circuito del devanado del rotor.

Las principales desventajas de los sistemas de accionamiento eléctrico con controladores de leva: baja indicadores de energía, bajo nivel de resistencia al desgaste del sistema de contacto, insuficiente suavidad de regulación de la velocidad.

El uso de frenado electrodinámico autoexcitado para estos sistemas de mecanismos de elevación (al bajar la carga) mejora las propiedades energéticas y de control de los sistemas, en particular, se puede lograr un rango de regulación de velocidad de hasta 8:1 (al bajar la carga). logrado.

Los sistemas de control con reguladores de potencia se utilizan generalmente para grúas de baja velocidad que operan con bajos requisitos de rango de control de velocidad y precisión de frenado. En las condiciones de los talleres metalúrgicos, estas son grúas puente de uso general.

Los sistemas de control con controladores magnéticos se utilizan para equipos eléctricos de grúas que funcionan con corriente continua y alterna con potencia relativamente alta (para corriente continua hasta 180 kW).En corriente alterna, estos sistemas se utilizan para controlar motores eléctricos asíncronos de una y dos velocidades. con rotor de jaula de ardilla y motores eléctricos asíncronos de rotor bobinado.

Estos sistemas de control magnético para controlar motores asíncronos de jaula de ardilla se utilizan normalmente en grúas con potencia de motor de hasta 40 kW, y para motores asíncronos de rotor bobinado en el rango de potencia de 11-200 kW (para mecanismos de elevación) y 3,5-100 kW ( para mecanismos de movimiento).

Los sistemas de control para accionamientos de CA de grúas con convertidor de voltaje de tiristores encuentran aplicación para motores eléctricos asíncronos de rotor de fase en mecanismos de grúas para diversos propósitos. Se incluye un convertidor de voltaje de tiristor en el circuito del devanado del estator y sirve para regular el voltaje suministrado a este devanado.Las principales ventajas de este sistema de control son: la capacidad de lograr bajas velocidades de aterrizaje estables con un rango de control de hasta 10: 1, proporcionando una conmutación sin corriente de los circuitos del estator del motor eléctrico, lo que aumenta la durabilidad y la vida útil de equipo eléctrico.

El uso de estos sistemas de control es efectivo para mecanismos de grúa donde es necesario cumplir con requisitos estrictos en términos de control de velocidad, por ejemplo para grúas pórtico, grúas puente con manipuladores.

El sistema de control para accionamientos eléctricos de grúas DC G-D (generador-motor) fue ampliamente utilizado en accionamientos de grúas eléctricas hasta las décadas de 1960 y 1970 debido a las siguientes ventajas principales: un rango de control de velocidad significativo (20:1 o más), velocidad suave y económica y control de frenado, larga vida útil, costo relativamente bajo.

Este sistema se ha utilizado con eficacia para grúas grandes y críticas, incluidas las de plantas metalúrgicas. Sin embargo, su aplicación estaba limitada por una serie de desventajas: la presencia de piezas giratorias y voluminosas, eficiencia relativamente baja, peso y tamaño considerables, altos costos de operación.

Los sistemas de control con convertidores de voltaje de tiristores y motores de CC (TP — DP) permiten el uso dispositivo tiristorcambiando el ángulo de apertura de los tiristores, ajuste el voltaje suministrado al motor eléctrico.

Los sistemas TP — DP se utilizan para accionamientos eléctricos con una potencia de hasta 300 kW y, en algunos casos, incluso más.Tienen altas propiedades de control y con un rango de control de 10:1 — 15:1, no requieren el uso de tacogeneradores para el control de velocidad. Mediante el uso de retroalimentación de velocidad taquimétrica en estos sistemas, se puede obtener un rango de control de velocidad de hasta 30:1.

Las desventajas de los sistemas TP - DP son: la relativa complejidad de los bloques de tiristores del dispositivo, los costos operativos y de capital relativamente altos, el deterioro de la calidad de la electricidad en la red (impacto en la red).

Los sistemas de control con convertidores de frecuencia (FC — AD) permiten en accionamientos eléctricos de grúas, cuando se utilizan motores eléctricos asíncronos de rotor de ardilla, obtener un rango de control de alta velocidad con buenas características dinámicas del accionamiento eléctrico.