Fuente de alimentación para instalaciones de grúas
La energía eléctrica se suministra a las válvulas desde una red de CA común o desde convertidores de CC. Usando un cable de un interruptor separado o una máquina automática, los cables de contacto principales se energizan: carrostendido a lo largo de las vías de la grúa. El número de cables de contacto principal con corriente alterna es tres, con corriente continua, dos. En algunos casos, en lugar de los cables de contacto principales, por ejemplo, en almacenes de explosivos, se utiliza un conductor de corriente que utiliza un cable flexible.
Desde los cables de contacto principales que utilizan colectores de corriente deslizantes, el voltaje se suministra a un panel protector instalado en la cabina de la grúa. Los motores del polipasto y del trole y los solenoides de los frenos son alimentados por cables aéreos conectados al puente y llamados cables auxiliares. Los alambres de contacto generalmente están hechos de acero perfilado con una sección transversal circular, ángulo, canal o riel. El cobre se usa relativamente raramente y solo como carros de servicios públicos.
Tenga en cuenta que el cableado de los grifos se realiza con cables PRG-500, PRTO-500, que se colocan en tuberías de acero de paredes delgadas, cajas cerradas o de forma abierta.Los alambres blindados PRP, PRShP y los cables sin aislamiento de yute SRG-500, SRBG-500 también se utilizan para la instalación de grúas. No se recomienda montar el cable SRG en piezas móviles de mecanismos de elevación y transporte, ya que la cubierta de plomo del cable se destruye rápidamente con las vibraciones.
La sección transversal más pequeña del conductor en términos de resistencia mecánica es de 2,5 mm2. En los paneles de control, se utilizan barras colectoras planas en lugar de cables con una sección transversal de más de 25-35 mm2. Los cables flexibles, que encuentran alguna aplicación en los grifos, están hechos con manguera de alambre de cobre de la marca SHRPS y aislamiento de caucho. En condiciones de trabajo severas con un esfuerzo mecánico importante, se utiliza el cable GRShS, así como el cable del barco en la funda de la manguera NRShM.
La selección de los cables de contacto se realiza de acuerdo con la corriente de carga permitida, seguida de la verificación de la caída de voltaje del cable. El conductor se selecciona con una sección transversal uniforme a lo largo de todo el movimiento del mecanismo. Las cargas admisibles para los distintos tipos de hilos de contacto se indican en las tablas de referencia.
La determinación precisa de la corriente estimada que fluye a través de los cables de contacto es difícil debido a las fuertes fluctuaciones cargas de motor de grúa… Existen varios métodos aproximados para determinar la corriente de diseño, que se basan principalmente en muchos años de experiencia en la operación de instalaciones de grúas.
La determinación de la potencia consumida por la red y luego la corriente estimada de los hilos de contacto se puede realizar, por ejemplo, en base a la fórmula:
donde P es la potencia consumida por la red, kW; P3: potencia instalada de los tres motores más grandes del grupo en ciclo de trabajo = 25 %, kW; Pc — potencia total de todos los motores del grupo en el ciclo de trabajo = 25 %, kW; c, b — coeficientes experimentales; para la mayoría de los grifos c = 0,3; b = 0,06 ÷ 0,18.
La corriente estimada se puede encontrar para grifos que funcionan con CA y CC, respectivamente, de acuerdo con las fórmulas:
donde I es la corriente nominal, A; Un — voltaje de la red conmemorativa, V; cosφ es el factor de potencia medio de los motores de la grúa; en los cálculos cos φ = 0,7.
La corriente encontrada por las fórmulas no debe exceder la corriente permitida a largo plazo de los cables.
Durante el funcionamiento de la grúa, la tensión en los terminales del motor de la grúa no debe ser inferior al 85 % de la tensión nominal. A un voltaje más bajo, el par máximo para los motores de CA se reduce de manera inaceptable. Además, la operación de contactores y solenoides de freno se vuelve poco confiable. El cálculo de toda la red de tomas debe realizarse de modo que, en las corrientes de arranque y funcionamiento, la pérdida de voltaje en la red de tomas no supere el 8-12%. Las pérdidas de red se pueden distribuir de la siguiente manera:
Hilos de contacto principal — 3 — 4%
Red para hilos de contacto — 4 — 5%
Red en el grifo — 1 — 3%
Para instalaciones de arranque poco frecuentes, la caída de voltaje máxima permitida no debe exceder el 15%.
La sección transversal de los cables de cobre y aluminio al calcular la pérdida de voltaje se determina, respectivamente, para corriente alterna y continua de acuerdo con las fórmulas:
donde s es la sección transversal del cable, mm2; σ conductividad específica del conductor, m / Ohm-mm2 (para cobre σ = 57 m / Ohm-mm2, aluminio σ = 35 m / Ohm-mm2); L — longitud del cable, m; Ip: corriente de carga máxima, A.
Al determinar la pérdida de voltaje en las secciones de la red, las últimas fórmulas se reducen a la forma
Para los cables de contacto de acero, es necesario tener en cuenta no solo el componente activo, sino también el componente reactivo de la pérdida de voltaje.
donde R y X son la resistencia activa y reactiva del cable por 1 m de longitud, Ohm/m.
La corriente de carga máxima se determina en función del número de tomas alimentadas por estos conductores. Por ejemplo, con un grifo alimentado desde los cables principales,
con dos grifos alimentados por los mismos cables,
Estas fórmulas muestran: Ip1 e Ip2: corrientes máximas, A; In1 — corriente nominal del motor más grande del primer grifo, A; Ip2 — corriente nominal del segundo motor más grande de la misma grúa, A; Iп12 — corriente nominal del motor más grande del segundo grifo, A; t es el múltiplo de la corriente de irrupción.
Las secciones transversales más comunes de los alambres de contacto de acero angular son de 50 X 50 X 5 a 75 X 75 X 10 mm. Los ángulos menores que el No. 5 no se usan debido a su rigidez insuficiente, y por encima del No. 7.5, debido a un aumento en la masa.
En los casos en que la sección transversal deseada de la esquina no pasa por la pérdida de voltaje, los cables se alimentan en varios puntos con líneas adicionales. Actualmente, se usa un bus especial para recargar, que generalmente está hecho de aluminio y se coloca en las mismas estructuras de sujeción, paralelas al cable de contacto.El uso de barras de potencia permite reducir la sección transversal de los hilos de contacto y reducir significativamente los costes de capital.
Tenga en cuenta que en las tablas de referencia, la carga permitida de los conductores de acero de CA generalmente se proporciona para un ciclo de trabajo largo (ciclo de trabajo = 100%). Con valores de ciclo de trabajo más bajos, la carga se puede aumentar, por ejemplo, con un ciclo de trabajo = 40 %, 1,5 veces. Con corriente continua, la carga en los carros de acero se puede aumentar de 1,5 a 2,0 veces en comparación con la carga permitida con corriente alterna.
Las redes que alimentan los grifos, por regla general, no están protegidas contra sobrecargas, sino solo contra cortocircuitos. En estas condiciones, se recomienda seleccionar las corrientes de fusible nominales mínimas para fusibles e interruptores automáticos. De acuerdo con las reglas, la corriente nominal del fusible no debe exceder 3 veces el valor de la corriente de carga continua permitida de los cables; la corriente de disparo de un interruptor automático con liberación instantánea no debe exceder la corriente de carga admisible a largo plazo de los conductores en más de 4,5 veces, y para otros diseños de máquinas, en 1,5 veces.