Рабочие режимы и технические характеристики крановых электродвигателей

Рабочие режимы и технические характеристики крановых
электродвигателей .
Крановые электродвигатели трехфазного переменного тока (асинхронные) и постоянного тока
(последовательного или параллельного возбуждения) работают, как правило, в повторнократковременном режиме при широком регулирования частоты вращения, причем работа их
сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями.
Кроме того, электродвигатели крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и
вибраций. В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию
высокой температуры (до 60-70 оС), паров и газов.
В связи с этим по своим технико-экономическим показателям и характеристикам крановые
электродвигатели значительно отличаются от электродвигателей общепромышленного
исполнения.
Основные особенности крановых электродвигателей:
•исполнение, обычно, закрытое,
•изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H,
•момент инерции ротора по возможности минимальный, а поминальные частоты вращения
относительно небольшие - для снижения потерь энергии при переходных процессах,
•магнитный поток относительно
способности по моменту,
велик
-
для
обеспечения
большой
перегрузочной
•значение кратковременной перегрузки по моменту для крановых электродвигателей
постоянного тока в часовом режиме составляет 2,15 - 5,0, а для электродвигателей
переменного тока - 2,3 - 3,5,
•отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет
для электродвигателей постоянного тока 3,5 - 4,9, для электродвигателей переменного тока
2,5,
•для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ режим 80 мин (часовой).
Наиболее
широко
для
привода
крановых
механизмов
применяются
трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, обеспечивающие
регулирование скорости и плавный пуск при относительно большом значении нагрузки на
валу.
Крановые электродвигатели с фазным ротором устанавливают на крановых механизмах при
среднем,
тяжелом
и
весьма
тяжелом
режимах
работы.
Оля
допускают
регулирование пускового момента в заданных пределах и регулирование скорости в
диапазоне (1 : 3) - (1 : 4).
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяются реже (для
привода механизмов передвижения малоответственных тихоходных кранов) из-за несколько
пониженного пускового момента и значительных пусковых токов, хотя масса их примерно на
8 % меньше, чем у двигателей с фазным ротором, а стоимость в 1,3 раза меньше, чем у этих
двигателей при одинаковой мощности.
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором иногда применяют при режимах
Л и С (для механизмов подъема). Применение их на механизмах кранов, работающих в
более тяжелых режимах, ограничено малой допустимой частотой включения и сложностью
схем регулирования скорости.
Преимуществами
асинхронных
электродвигателей
по
сравнению
с
электродвигателями постоянного тока являются их относительно меньшая
стоимость, простота обслуживания и ремонта.
Масса кранового асинхронного электродвигателя с наружной самовентиляцией в
2,2 - 3 раза меньше массы кранового электродвигателя постоянного тока при
одинаковых поминальных моментах, а масса меди соответственно примерно в 5
раз меньше.
Если эксплуатационные затраты принять за единицу для асинхронных
электродвигателей с короткозамкнутым ротором, то для электродвигателей с
фазным ротором эти затраты составят 5, а для электродвигателей постоянного тока
10. Поэтому в крановых электроприводах наиболее широко применяются
электродвигатели переменного тока (около 90 % от общего числа
электродвигателей).
Электродвигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется
широкое и плавное регулирование скорости, для приводов с большим числом
включений в час, при необходимости регулирования скорости вверх от
номинальной, для работы в системах Г - Д и ТП - Д. В последнее время, в связи с
развитием частотно-регулируемого электропривода, двигатели постоянного тока
начали вытеснятся асинхронными электродвигателями, работающими в комплекте
с частотными преобразователями.
Крановые электродвигатели переменного тока
У нас в стране выпускаются асинхронные крановые и металлургические
электродвигатели в диапазоне мощностей 1 от 1,4 до 160 кВт при ПВ=40%.
Асинхронные электродвигатели изготовляются для частоты 50 Гц на напряжение 220/380
и 500 В, для экспортных поставок (металлургическая серия) - для частоты 60 Гц на
напряжение 220/380 и 440 В, для частоты 50 Гц на напряжение 240/415 и 400 В.
Если напряжение сети 60 Гц на 20 % выше напряжения сети 50 Гц, то поминальная
мощность электродвигателя может быть увеличена на 10 - 15 %, а кратность пусковых
токов и моментов приближенно принимают неизменной.
Если номинальное напряжение сети на 50 Гц равно напряжению номинальному на 60 Гц,
то повышение номинальной мощности не допускается. В этом случае номинальный
момент и кратности максимального момента, пускового момента и пускового тока
снижаются соответственно отношению: частот 50/60, т. е. на 17 %.
Отечественной промышленностью выпускаются асинхронные крановые электродвигатели
с классом нагревостойкости F, которые обозначаются буквами МТF (с фазным ротором)
и МТКF (с короткозамкнутым ротором). Металлургические асинхронные
электродвигатели с классом нагревостойкости Н, которые обозначаются МТН и МТКН
(соответственно с фазным или короткозамкнутым ротором).
Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН изготовляют па синхронную частоту
вращения 600, 750 и 1000 об/мин при частоте 50 Гц и на 720, 900 , и 1200 об/мин при
частоте 60 Гц.
Электродвигатели серии МТКН изготовляются и в двухскоростном исполнении
(синхронные частоты вращения 1000/500, 1000/375, 1000/300 об/мин), серии МТКF- в
двух- и трехскоростном исполнениях (синхронные частоты вращения 1500/500,
1500/250, 1500/750, 250 об/мин)/
Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН характеризуются повышенной
перегрузочной способностью, большими пусковыми моментами при сравнительно
небольших значениях пускового тока и малом времени пуска (разгона).
Мощность электродвигателей серии МТН за счет применения современных
изоляционных материалов увеличена па одну ступень при равных габаритных
размерах при сравнению с ранее выпускавшимися электродвигателями серии МТМ.
Краново-металлургические асинхронные электродвигатели серии
4МТ имеют следующие особенности:
•увеличение мощности при данной частоте вращения,
•наличие четырехполюсного исполнения,
•вероятность безотказной работы в течение гарантийного срока не менее
0,96 для крановых электродвигателей и 0,98 - для электродвигателей
металлургического исполнения, средний срок службы 20 лет,
•приуменьшенные шум и вибрация,
•лучшие энергетические показатели,
•применение новых материалов - холоднокатаной электротехнической
стали, изоляционных материалов на базе синтетических пленок и
финилоновой бумаги, эмалированных проводов повышенной стойкости и
др.
•расширение шкалы мощностей восьмиполюсных электродвигателей до
200 кВт,
•технически возможная унификация электродвигателей этой серии с
электродвигателями серии 4А,
В обозначение электродвигателей серии 4МТ введена высота оси
вращения (мм) так же, как и для электродвигателей серии 4А.
Крановые электродвигатели постоянного тока
Краново-металлургические электродвигатели постоянного тока изготовляются в
диапазоне мощностей от 2,5 до 185 кВт при частотах вращения изготовляются с
изоляцией класса нагревостойкости Н.
Степень защиты электродвигателей: IР20 - для защищенного исполнения с
независимой
вентиляцией,
IР23
для
закрытого
исполнения.
Станины электродвигателей серии Д до исполнения 808 - неразъемные, а начиная с
исполнения 810 -разъемные.
Обмотки возбуждения (при параллельном и смешанном возбуждении) рассчитаны на
продолжительную работу, т. е. могут не отключаться на период остановки
электродвигателя. Обмотки параллельного возбуждения состоят из двух групп,
которые при включении на напряжение 220 В соединяются последовательно: на 110 В
- параллельно, на 440 В - последовательно с последовательно включенными
добавочными резисторами,
Двигатели рассчитаны па регулирование частоты вращения путем ослабления
магнитного потока или повышения напряжения на якоре.
Двигатели с параллельным возбуждением и со стабилизирующей обмоткой допускают
увеличение частоты вращения относительно номинальной в два раза (тихоходные со
стабилизирующей обмоткой - в 2,5 раза) путем уменьшения тока возбуждения.
При такой увеличенной частоте вращения максимальный вращающий момент не
должен превышать 0,8Мн - для электродвигателей па напряжение 220 В и 0,64Мн для электродвигателей на напряжение 440 В.