Отрицательные результаты этого максимального упрощения заставили службу эксплуатации НЦЗ пойти на приобретение КТК-1/160 (комплектный тиристорный контактор 160А) для статорных цепей, УКТ-3/160 (устройство коммутационное тиристорное трехфазное 160А) для роторных цепей особенностью которого является наличие дополнительного узла управления временной задержки включения (реле времени). Типовое значение выдержки времени составляет 1,5 -2,0 сек. Применение тиристорных КТК и УТК в цепях статора и ротора позволило решить проблему низкой надежности в работе контакторов КТ 6022. Аварийность по АД в среднем уменьшилась до 4 вышедших из строя двигателей в год на мосту одного крана, при этом общая надежность работы механизмов моста, телеги, подъёма, грейфера повысилась, простои существенно уменьшились.
КТК-1/160 комплектный тиристорный контактор 160А состоит из двух пар включенных встречно тиристоров Т-160 и схемы их управления, состоящей из генератора импульсов открытия тиристоров.
УКТ-3/160 устройство коммутационное тиристорное трехфазное 160А состоит из трех тиристоров Т-160 и схемы их управления, состоящей из генератора импульсов открытия тиристоров со встроенной функцией выдержки времени. УКТ-3/160 работает точно так же, как контактор выводящий в роторе сопротивления. Габариты и крепление КТК-1/160, УКТ-3/160 соответствуют типовым контакторам серии КТ6000, КТ7000. Производило это оборудование в восьмидесятые годы ЧИМКЕНТСКОЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВНПО “СОЮЗАВТОМАТСТРОМ”.
На четырёх грейферных кранах (кран N2 сырьевого участка на обложке) с КТК-1/160 для статорных цепей и УКТ-3/160 для роторных цепей механизма моста в ноябре 2005г были установлены реле РТВ-П, РТВ-1У 0,5, РТВ-2У 0,75 обеспечивающие управление выведением роторных сопротивлений в зависимости от частоты в роторе АД с фазным ротором. Механизмы перемещения мостовых кранов при использовании их в технологии работают в тяжелых и особо тяжелых условиях, их загрузка может составлять до 22 часов непрерывной работы в сутки. Масса разных факторов оказывает влияние на их работу. Если проанализировать работу типовой схемы магнитного контролера Д К. ТА3., с выведением роторных сопротивлений в функции времени, то легко заметить, что даже при правильной работе и расчетной настройке реле времени, обычно применяемых для отсчета выдержки времени, типа РЭВ – 812, которые сами по себе не очень надежны в работе по причине весьма тяжелых условий эксплуатации (высокая запыленность, большой перепад температур) процесс пуска, торможения наиболее тяжелые для механизма приводимого в движение А Д с фазным ротором будет далек от расчетного. Процесс этот в большой степени зависит от следующих факторов:
А) квалификации машиниста крана; Б) стабильности подводимого к статору напряжения, особенно, при троллейном питании кранов – для АД с фазным ротором уменьшение величины питающего напряжения на статоре на 10% вызывает уменьшение момента на валу на 20%; В) состояния механической части оборудования (подкрановых путей, скатов, редукторов, реальной нагрузке механизма); Г) температуры окружающей среды при t = -30 0 С. в редукторе масло замерзает, механизм не трогается с места, сопротивления выводятся в функции времени, двигатель стоит на упоре и довольно быстро выходит из строя.
Двигатели с фазным ротором в механизмах перемещения, используются по моменту на 30-50%.в зависимости от максимального, они работают при пусковом моменте Мп=1,0-1,5Мн., запас по моменту составляет для краново-металлургических двигателей от 3-х до 2-х и он действительно прикладывается двигателем к редуктору и далее в случае неверного слишком быстрого выведения в роторе сопротивлений. Излишний момент на валу А.Д. приводит к значительному уменьшению длительности службы механической части привода, А.Д. и контакторной части магнитного контролера. В общем случае оптимальная выдержка времени при выведении сопротивлений контакторами ускорений К П, КУ1, КУ2 есть величина переменная.
Наиболее точным параметром, характеризующим угловую скорость на валу асинхронного двигателя с фазным ротором является частота напряжения на роторе, которая строго обратно пропорциональна скорости вращения на валу А. Д. т. е., если включить контактор ускорения КП при частоте напряжения ротора fu p ? 50 Гц, то процесс торможения в режиме противовключения (контротоке), когда частота напряжения ротора изменяется от 95 Гц до 50 Гц, будет точнейшим образом отслежен и не будет зависеть от факторов А, Б, В, приведенных выше Рис. 1.
При разгоне с места в первоначальный момент появляется напряжение на роторе с частотой 50Гц, РТВ-П по наличию этого напряжения
обеспечивает включение контакторов КП с выдержкой времени 0.2 С. для выборки механических люфтов (необычайно полезная для механической части приводов функция РТВ-П). М ост или тележка крана начинает двигаться обороты двигателей растут, частота напряжения ротора падает и при достижении fur=25 Гц, или скорости на валу двигателя равной 0,5 от синхронной, реле РТВ -1У0.5 обеспечит включение контакторов ускорения КУ 1. Включение контактора КУ 1 по мере разгона двигателя в нужный момент будет точно отслежено, вышеприведенный пункты В, Г убираются т.е., если двигатель не осиливает нагрузку, то контактор КУ 1 не включится ни при каких обстоятельствах, далее по мере разгона, контактор ускорения КУ 2 включится при достижении скорости вращения двигателя, равной 0,75 от синхронной или при частоте напряжения ротора fu p =12,5 Гц.
На Рис 1 приведены механические характеристики с точками включения КП, КУ 1, КУ 2 с привязкой к частоте напряжения ротора. Габаритные и установочные размеры РТВ, соответствуют реле РЭВ-812.
Рис 1
Механические характеристики пуска и торможения асинхронного двигателя с фазным ротором в зависимости от частоты напряжения ротора.
nс - синхронная скорость ротора А. Д.
fuр - частота напряжения ротора
КП, КУ1, КУ2 - силовые контакты выводящие сопротивления в цепи ротора
Мс - момент статический механизма
Эксплуатация в течении трёх лет РТВ-П, РТВ-1У 0,5, РТВ-2У 0,75 с макси¬мальной суточной загрузкой этих грейферных кранов дала следующие результаты на 4-х грейферных кранах.
По электрике, уменьшение выхода двигателей механизма моста в среднем до одного за год на одном грейферном кране против четырёх до модернизации. На механизме тележки 1 двигатель на 4 крана. Такое уменьшение аварийности связано также с изменением роторной разбивки.
По механике при приведении разбивки роторных сопротивлений к оптимальному, в соответствии с методикой разработанной на основе длительной работы с приводами механизмов перемещения, даёт уменьшение выхода из строя элементов механической части приводов в среднем от 60% до 70%. Общий положительный результат, резкое уменьшение аварийных простоев.
Выше изложенное позволяет сделать вывод о том, что для крановых приводов механизмов перемещения мост, телега, технические решения с бесконтактными силовыми цепями управления в статоре и роторе выполненные на тиристорах, с управлением в зависимости от частоты напряжения ротора, примененные на НЦЗ можно считать наиболее оптимальными. Эксплуатационные затраты модернизированных крановых приводов по электрике, по механике на НЦЗ ниже в несколько раз, чем при эксплуатации типовых магнитных контроллеров типа ТСА, ТА3, К, ДК.
Работа выполнена в тесном сотрудничестве со службой электромеханика которую возглавляет Новиков Андрей Николаевич тел. 8(3537)66-13-05, 66-13-19.
ОСОБЕННОСТИ РАЗБИВКИ РОТОРНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
В процессе эксплуатации приводов механизмов передвижения моста, тележки, их ремонта, подборки необходимых соотношений роторных сопротивлений, (главным образом по настоятельной просьбе крановщиков для которых удобная работа механизмов крана на котором он работает всю смену является основным) при управлении от частоты напряжения ротора выведением роторных сопротивлений типовая разбивка под которую подстроены частоты переключения ускорений КП. КУ1. КУ2. КУ3. в соответствии с рекомендациями завода “ДИНАМО” т. е. 120%, 40%, 20%, 10%, 5% от R н номинального сопротивления ротора на одну фазу, довольно часто не соответствует оптимальной, с точки зрения производительности оборудования в том случае если значения разбивки роторных сопротивлений завышены. В том случае если разбивка роторных сопротивлений занижена к механизмам моста, тележки, в процессе работы прикладываются моменты излишние по величине, которые вызывают повышенный износ муфт, редукторов, ходовых колес приводя в негодность механическую часть приводов. Причина неточности определения величин роторных сопротивлений заключается в типовом методе определения Rн ротора, которое строго привязано к 15%, 25%, 40%, 60% ПВ АД и соответствующих им Uр. и Iр.. Существуют оптимальные величины разбивок, совершенно отличные от стандартного ряда для А. Д. с фазным ротором. Подбором сопротивлений в роторе, с теми же процентными типовыми соотношениями 120%, 40%, 20%, 10%, 5% непосредственно на механизме передвижения дает результаты позволяющие типовым магнитным контроллерам приобрести характеристики близкие к приводам с частотными преобразователями, как с точки зрения производительности механизма, удобства работы для крановщика, так и с точки зрения эксплуатации, при общем значительном повышении надежности работы механизма по механической и электрической части привода. Приведение полученных практических результатов к расчетам по статике и динамике привода дают точную зависимость между общей массой приводимого механизма, необходимым моментом и роторными сопротивлениями. Применение этих математических соотношений для практических расчетов позволяет оптимизировать привод механизмов передвижения без трудоёмкой подборки роторных сопротивлений непосредственно на кране.
За доп материалами обращаться по эл ящику prohorov116@rambler.ru