Для приведения в действие рабочих механизмов грузоподъемных кранов применяют трехфазные асинхронные двигатели переменного тока или двигатели постоянного тока последовательного или параллельного возбуждения.
Рассмотрим крановые двигатели переменного и постоянного тока. Исполнительные двигатели устанавливают непосредственно на рабочих механизмах, т. е. они находятся в производственном помещении или на открытом воздухе. Защита двигателей кранов от внешних воздействий сложна, поэтому конструктивно они должны быть рассчитаны для работы в определенных условиях. Двигатели должны иметь закрытый корпус, охлаждение их может быть либо обдувом, либо продувом, но по замкнутому циклу. Крановые двигатели категорий размещения 1 и 2 можно эксплуатировать в разных климатических условиях: в районах с умеренным, тропическим и холодным климатом (ГОСТ 15150—69). Сложные и специфические условия эксплуатации грузоподъемных кранов предопределяют ряд требований к конструкциям устанавливаемых на них электрических машин. Для привода механизмов кранов и лебедок, управляемых из кабины, изготовляются двигатели постоянного и переменного тока, отличающиеся повышенной механической прочностью, допускающие значительнее перегрузки и рассчитанные на большое число пусков или реверсирований. На различных крановых механизмах, управляемых с места погрузки (легкий и средний режим работы), могут применяться двигатели некранового назначения, выбранные с учетом возможности пуска под нагрузкой и рассчитанные для категорий размещения 1 и 2.
В настоящее время промышленностью выпускаются двигатели следующих серий: постоянного тока — серии Д; трехфазного переменного тока — серии МТF и МТН с фазовым ротором и их короткозамкнутые модификации МТКF и МТКН. Кроме того, изготовляют специальные взрывозащищенные двигатели переменного тока серии ВКр и ВТ, а также судовые крановые двигатели серии МАП и их взрывозащищенная модификация. В крановых электроприводах наиболее широко применяют двигатели переменного тока, которые составляют до 90 % общего числа двигателей, а с учетом асинхронных двигателей некранового назначения на электроталях число двигателей переменного тока превышает 95 %. Двигатели постоянного тока устанавливают на наиболее ответственных крановых механизмах тяжелого режима работы с большой частотой пусков, значительными перегрузками и высоким диапазоном регулирования скоростей.
Крановые двигатели эксплуатируют в условиях частых перегрузок, значительных но величине и продолжительности; их обмотки должны обладать высокой нагревостойкостью, а изоляция должна быть рассчитана на работу в интервале температур от —60 °С (в начале работы, на открытом воздухе) до +180°С (при перегрузках, в условиях высокой температуры окружающей среды). Таким условиям эксплуатации в наибольшей степени отвечают изоляционные материалы, пропиточные лаки и эмали классов F и Н.
В крановых двигателях при температуре окружающей среды до +40 °С используют изоляционные материалы класса не ниже F, а для двигателей, предназначенных для работы при окружающей температуре до + 50° С, применяют изоляционные материалы класса не ниже Н.
Максимальная температура подшипников качения крановых двигателей может достигать 120 °С, в связи с чем для них применяют специальную смазку ЦИАТИМ-221.
Двигатели на кранах компонуют вместе с редукторами, тормозными устройствами в условиях стесненных пространств. Поэтому конструктивно их устанавливают различными способами.
В табл. 2.1 приведены основные исполнения по способу монтажа. Двигатели могут иметь один или два приводных конца вала, рассчитанных на передачу максимального вращающего момента.
Номинальные данные характеризуют работу двигателей при температуре окружающей среды +40 °С. Двигатели переменного тока всех типов имеют номинальный повторно-кратковременный режим работы, который характеризуется относительной продолжительностью включения ПВ. В качестве стандартного режима принят режим S3 с ПВ = 15, 25, 40 и 60 % при продолжительности цикла 10 мин (ГОСТ 183—74). Крановые двигатели постоянного тока отечественной серии Д и зарубежных серий МД800—МД1000 имеют номинальный кратковременный режим работы 60 мин непрерывного включения при номинальной нагрузке с последующей паузой до полного охлаждения машины. Номинальная мощность обеспечивается при колебаниях напряжения сети 95—110 % номинального значения.
Для снижения расхода энергии при разгонах и торможениях у ротора (якоря) момент инерции должен быть минимальным, а поминальная частота вращения двигателей сравнительно небольшой.
На переменном токе двухполюсные двигатели из-за чрезмерных потерь во время разгона и торможения вращающихся масс в крановом, электроприводе не применяют. Четырехполюсные двигатели изготовляют для мощностей до 15 кВт в качестве основных и до 30 кВт в качестве вспомогательных, если имеется еще один двигатель, обеспечивающий электрическое торможение с 1500 до, 500 об/мин.
Наиболее благоприятным энергетическим показателем обладают шести полюсные двигатели, которые можно применять для получения самых больших мощностей 200—220 кВт. Более тихоходные восьми- и десятиполюсные двигатели могут оказаться наиболее выгодными, если электропривод не имеет электрического торможения.
Для крановых двигателей постоянного тока среднее значение номинальной частоты вращения составляет 700 об/мин (тихоходное исполнение) или 1200 об/мин (быстроходное исполнение). У этих двигателей номинальную частоту вращения выбирают, исходя из необходимости получения определенной кратности максимальной частоты вращения к номинальной.
|