Кранові електродвигуни

Кранові електродвигуни трифазного змінного струму (асинхронні) та постійного струму (послідовного або паралельного збудження) працюють, як правило, у повторно-короткочасному режимі при широкому регулювання частоти обертання, причому робота їх супроводжується значними навантаженнями, частими пусками, реверсами та гальмуваннями.

Крім того, електродвигуни кранових механізмів працюють в умовах підвищеної тряски та вібрацій. У ряді металургійних цехів вони, крім того, піддаються впливу високої температури (до 60-70 оС), пар і газів.

У зв'язку з цим за своїми техніко-економічними показниками та характеристиками кранові електродвигуни значно відрізняються від електродвигунів загальнопромислового виконання.

Основні особливості кранових електродвигунів:

• виконання, як правило, закрите,

• ізоляційні матеріали мають клас нагрівальностійкості F і H,

• момент інерції ротора по можливості мінімальний, а поминальні частоти обертання відносно невеликі - зниження втрат енергії при перехідних процесах,

• магнітний потік відносно великий - для забезпечення великої здатності перевантажування по моменту,

• значення короткочасного навантаження по моменту для кранових електродвигунів постійного струму в годинному режимі становить 2,15 - 5,0, а для електродвигунів змінного струму - 2,3 - 3,5,

• відношення максимально допустимої робочої частоти обертання до номінальної становить електродвигунів постійного струму 3,5 - 4,9, для електродвигунів змінного струму 2,5,

• для кранових електродвигунів змінного струму за номінальний прийнятий режим з ПВ – режим 80 хв (годинний).

Найбільш широко для приводу кранових механізмів застосовуються трифазні асинхронні електродвигуни з фазним ротором, що забезпечують регулювання швидкості та плавний пуск при відносно великому значенні навантаження на валу.

Кранові електродвигуни з фазним ротором встановлюють на кранових механізмах при середньому, важкому та дуже важкому режимах роботи. Оля допускають регулювання пускового моменту в заданих межах та регулювання швидкості в діапазоні (1:3) - (1:4).

Асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором застосовуються рідше (для приводу механізмів пересування маловідповідних тихохідних кранів) через кілька зниженого пускового моменту і значних пускових струмів, хоча їх маса приблизно на 8 % менше, ніж у двигунів з фазним ротором, а вартість в 1,3 рази менше, ніж у цих двигунів за однакової потужності.

Асинхронні електродвигуни із короткозамкненим ротором іноді застосовують при режимах Л і С (для механізмів підйому). Застосування їх на механізмах кранів, що працюють у більш важких режимах, обмежено малою допустимою частотою вмикання та складністю схем регулювання швидкості.

Перевагами асинхронних електродвигунів у порівнянні з електродвигунами постійного струму є їхня відносно менша вартість, простота обслуговування та ремонту.

Маса кранового асинхронного електродвигуна із зовнішньою самовентиляцією в 2,2 - 3 рази менше маси кранового електродвигуна постійного струму при однакових поминальних моментах, а маса міді відповідно приблизно в 5 разів менше.

Якщо експлуатаційні витрати прийняти за одиницю для асинхронних електродвигунів із короткозамкненим ротором, то для електродвигунів із фазним ротором ці витрати становитимуть 5, а для електродвигунів постійного струму 10. Тому в кранових електроприводах найбільш широко застосовуються електродвигуни змінного струму (близько 90 % від загальної кількості електродвигунів) .

Електродвигуни постійного струму застосовують у тих випадках, коли потрібне широке і плавне регулювання швидкості, для приводів з великою кількістю включень за годину, при необхідності регулювання швидкості вгору від номінальної, для роботи в системах Г - Д і ТП - Д. Останнім часом, У зв'язку з розвитком частотно-регульованого електроприводу двигуни постійного струму почали витіснятися асинхронними електродвигунами, що працюють в комплекті з частотними перетворювачами.

Кранові електродвигуни змінного струму

У нас у країні випускаються асинхронні кранові та металургійні електродвигуни у діапазоні потужностей 1 від 1,4 до 160 кВт за ПВ=40%.

Асинхронні електродвигуни виготовляються для частоти 50 Гц на напругу 220/380 і 500, для експортних поставок (металургійна серія) - для частоти 60 Гц на напругу 220/380 і 440 В, для частоти 50 Гц на напругу 240/44.

Якщо напруга мережі 60 Гц на 20% вище напруги мережі 50 Гц, то поминальна потужність електродвигуна може бути збільшена на 10 - 15%, а кратність пускових струмів та моментів наближено приймають незмінною.

Якщо номінальна напруга мережі на 50 Гц дорівнює номінальній напрузі на 60 Гц, то підвищення номінальної потужності не допускається. У цьому випадку номінальний момент та кратності максимального моменту, пускового моменту та пускового струму знижуються відповідно до відношення: частот 50/60, тобто на 17%.

Вітчизняною промисловістю випускаються асинхронні кранові електродвигуни з класом нагрівальностійкості F, які позначаються літерами МТF (з фазним ротором) та МТКF (з короткозамкненим ротором). Металургійні асинхронні електродвигуни з класом нагрівальностійкості Н, які позначаються МТН та МТКН (відповідно до фазного або короткозамкненого ротора).

Електродвигуни серій МТF, МТКF, МТН і МТКН виготовляють па синхронну частоту обертання 600, 750 і 1000 об/хв при частоті 50 Гц і на 720, 900 і 1200 об/хв при частоті 60 Гц.

Електродвигуни серії МТКН виготовляються і в двошвидкісному виконанні (синхронні частоти обертання 1000/500, 1000/375, 1000/300 об/хв), серії МТКF- у дво- та тришвидкісному виконання (синхронні частоти обертання 1100/500 /750, 250 об/хв)/

Електродвигуни серій МТF, МТКF, МТН та МТКН характеризуються підвищеною перевантажувальною здатністю, великими пусковими моментами при порівняно невеликих значеннях пускового струму та малому часі пуску (розгону).

Потужність електродвигунів серії МТН за рахунок застосування сучасних ізоляційних матеріалів збільшена на один щабель при рівних габаритних розмірах порівняно з електродвигунами серії МТМ, що раніше випускалися.

Краново-металургійні асинхронні електродвигуни серії 4МТ мають такі особливості:

• збільшення потужності при даній частоті обертання,

• наявність чотириполюсного виконання,

• ймовірність безвідмовної роботи протягом гарантійного терміну не менше 0,96 для кранових електродвигунів та 0,98 – для електродвигунів металургійного виконання, середній термін служби 20 років,

• зменшені шум та вібрація,

• кращі енергетичні показники,

• застосування нових матеріалів - холоднокатаної електротехнічної сталі, ізоляційних матеріалів на базі синтетичних плівок та фінілонового паперу, емальованих проводів підвищеної стійкості та ін.

• розширення шкали потужностей восьмиполюсних електродвигунів до 200 кВт,

• технічно можлива уніфікація електродвигунів цієї серії з електродвигунами серії 4А,

• У позначення електродвигунів серії 4МТ введена висота осі обертання (мм) так само, як для електродвигунів серії 4А.

Кранові електродвигуни постійного струму

Краново-металургійні електродвигуни постійного струму виготовляються в діапазоні потужностей від 2,5 до 185 кВт; при частотах обертання виготовляються з ізоляцією класу нагрівальностійкості Н.

Ступінь захисту електродвигунів: IР20 – для захищеного виконання з незалежною вентиляцією, IР23 – для закритого виконання. Станини електродвигунів серії Д до виконання 808 - нероз'ємні, а починаючи з виконання 810-роз'ємні.

Обмотки збудження (при паралельному та змішаному збудженні) розраховані на тривалу роботу, тобто можуть не відключатися на період зупинки електродвигуна. Обмотки паралельного збудження складаються з двох груп, які при включенні на напругу 220 В з'єднуються послідовно: на 110 - паралельно, на 440 - послідовно з послідовно включеними додатковими резисторами,

Двигуни розраховані на регулювання частоти обертання шляхом ослаблення магнітного потоку або підвищення напруги на якорі.

Двигуни з паралельним збудженням та зі стабілізуючою обмоткою допускають збільшення частоти обертання щодо номінальної вдвічі (тихохідні зі стабілізуючою обмоткою - в 2,5 рази) шляхом зменшення струму збудження.

При такій збільшеній частоті обертання максимальний момент, що обертає, не повинен перевищувати 0,8Мн - для електродвигунів на напругу 220 В і 0,64Мн - для електродвигунів на напругу 440 В.