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).
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.
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.
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.
|