Главное меню

Главная Электродвигатели Свойства электродвигателей Конструкции электродвигателей постоянного и переменного тока
Конструкции электродвигателей постоянного и переменного тока

Для привода механизмов кранов и других подъемно-транспортных машин применяются электродвигатели постоянного и трехфазного переменного тока. По своим электромеханическим свойствам электродвигатели постоянного тока наилучшим об­разом соответствуют условиям работы подъемно-транспортных машин. Но для их питания требуются преобразовательные агрегаты или специальная сеть постоянного тока. Поэтому электродвигатели постоянного тока используют, как правило, для кранов, работающих в особо тяжелых условиях, при частых и значительных перегрузках, а также в тех случаях, когда требуется широкое и плавное регулирование скорости и точная остановка (монтажные краны, быстроходные лифты и т.п.). Электродвигатели постоянного тока различаются по способу возбуждения и по схеме включения обмоток (рис. 4).

 

Принципиальные схемы включения электродвигателей постоянного тока

Электродвигатель с независимым возбужде­нием (рис. 4, а) имеет обмотку возбуждения, питаемую от по­стороннего источника постоянного тока (специального возбуди­теля, посторонней сети и т. д.). В таком электродвигателе ве­личина тока возбуждения не зависит от его скорости и нагруз­ки. Электродвигатели с независимым возбуждением для при­вода подъемно-транспортных машин применяются редко, так как при достаточно мощном источнике питания нет особого различия между работой электродвигателей с параллельным или независимым возбуждением. Поэтому более целесообраз­но .использовать электродвигатели с параллельным возбужде­нием, которые не требуют отдельного источника для питания обмотки возбуждения.

Электродвигатель с параллельным возбуж­дением или шунговой электродвигатель (рис. 4, б) имеет об­мотку возбуждения, которая подключается к зажимам якоря. Если машина работает в генераторном режиме, то такое под­ключение обмотки возбуждения приводит к сильной зависимо­сти тока возбуждения от нагрузки. Однако в двигательном режиме этого почти не наблюдается, так как к якорю двигате­ля подается напряжение, не зависящее от нагрузки. Электро­двигатели с параллельным возбуждением могут использовать­ся для привода лифтов, механизмов подъема, поворота и пере­движения кранов.

Разрез кранового электродвигателя постонного тока

Электродвигатель с последовательным возбуждением (сериесный электродвигатель) снабжается об­моткой возбуждения (рис. 4, в), соединенной последовательно с обмоткой якоря. Поэтому магнитный поток возбуждения очень сильно зависит от нагрузки электродвигателя. Как правило, та­кие электродвигатели используются для привода механизмов подъема кранов.

Электродвигатель со смешанным возбуждением (компаундный электродвигатель) имеет две обмотки возбуждения: последовательную и параллельную (рис. 4, г). Магнитный поток возбуждения в данном случае в меньшей сте­пени зависит от нагрузки электродвигателя, чем у электродви­гателей с последовательным возбуждением. В зависимости от того, какая из двух обмоток создает больший магнитный по­ток, характеристики электродвигателя со смешанным возбуж­дением приближаются к характеристикам электродвигателей с параллельным или последовательным возбуждением. Чаще все­го такие электродвигатели попользуются для привода механиз­мов передвижения тележек и мостов кранов.

По конструктивному исполнению электродвигатели постоян­ного тока различного возбуждения ничем практически не отли­чаются друг от друга. Основными частями кранового электро­двигателя постоянного тока (рис. 5) являются станина с полю­сами 1 и якорь 3 с коллектором 4. Станина выполняется из стали или чугуна. На ней располагаются главные полюсы 1 с обмотками возбуждения 2. Полюсы набираются из тонких ли­стов специальной электротехнической стали толщиной 0,5— 1 мм. Якорь является вращающейся частью электродвигателя. Он также набирается из штампованных тонких листов стали.

В сердечнике якоря имеются пазы, куда закладывается обмот­ка, которая соединяется с коллектором и через угольные щетки 5 присоединяется к источнику питания через соответствующую пускорегулирующую аппаратуру. Щетки укрепляются в специ­альных щеткодержателях и при работе машины скользят по гладкой поверхности коллектора. Послед­ний набирается из пластин холоднока­таной электролитиче­ской меди, разделен­ных изоляционными прокладками из ми­канита (слюда; проклеенная лаком). Ча­сто электродвигатели постоянного тока снабжаются допол­нительными полюса­ми, служащими для уменьшения искре­ния на коллекторе. Дополнительные полюсы, так же как и главные, крепятся к станине. На них распо­лагается обмотка, включаемая в цепь якоря последовательно. Крупные электродвигатели постоянного тока снабжаются ком­пенсационной обмоткой, которая закладывается в пазы полюсных башмаков (выступающая часть полюсов). Компенсационная об­мотка служит для устранения реакции якоря, вызываемой влиянием магнитного потока якоря на основной поток главных полю­сов, в результате чего усиливается искрение на коллекторе.

Асинхронный крановый электродвигатель с фазным ротором

Наибольшее применение для привода механизмов подъемно-транспортных машин получили асинхронные электродвига­тели трехфазного тока (рис. 6). Основными частями электродвига­теля (рис. 6, а) являются вращающий ротор 2 и неподвижный статор 1, которые набираются из тонких листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. В специально предусмотренных пазах размещаются обмотки 3 статора и 4 ротора. Обмотка статора всегда выполняется трехфазной и может включаться звездой и треугольником (рис. 6, б). Выводы от нее присоединяются к зажимам электродвигателя, к которым с помощью соответствую­щей пускорегулирующей аппаратуры подается питание от сети.

Различают асинхронные электродвигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, на валах которых укрепляется кры­латка 7 для охлаждения. У первых обмотка ротора выполняет­ся трехфазной и через кольца 5 и щетки 6 присоединяется к пусковым сопротивлениям. В электродвигателях с короткозамкнутым ротором обмотка ротора состоит из медных, латунных или алюминиевых стержней, помещенных в пазах ротора и замкнутых между собой с его торцов кольцами. Эти стержни могут составлять или одинарную, или двойную «беличью» клет­ку. В первом случае электродвигатель имеет недостаточно удов­летворительную пусковую характеристику. Более приемлемыми являются двухклеточные асинхронные электродвигатели. У них стержни верхней клетки ротора выполняются из материала с большим удельным сопротивлением (латунь, алюминиевая брон­за и т. д.), стержни нижней клетки делаются с малым удель­ным сопротивлением (красная медь). В момент пуска такого электродвигателя (при подаче трехфазного тока в обмотку статора) ток протекает по стержням верхней клетки, имеющей срав­нительно небольшое индуктивное сопротивление в момент пуска и значительное активное сопротивление. Это равноценно введе­нию пускового реостата в роторную цепь и приводит к умень­шению пускового тока и увеличению пускового момента. После разгона электродвигателя, когда частота тока в обмотке ротора упадет, ток протекает по стержням нижней клетки, имею­щей небольшое активное сопротивление.

Аналогично работают электродвигатели с глубоким пазом, обладающие повышенными пусковыми моментами по сравнению с обычными электродвигателями. Так, у электродвигателей с нормальным короткозамкнутым ротором отношение пускового момента к номинальному составляет 0,8—1,3 при значительном пусковом токе (5?7 Iн), электродвигатели же с двойной клет­кой или глубоким пазом могут развивать двукратный пусковой момент при меньшем пусковом токе. Это позволяет широко применять их для привода электроталей, кранбалок, лифтов и машин непрерывного транспорта. Обычные же асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором из-за трудно­стей с регулированием скорости применяются в подъемно-тран­спортных машинах очень редко. Механизмы кранов и других портовых подъемно-транспортных машин приводятся асинхронны­ми электродвигателями с фазным ротором.