Электросхема мостового крана
для чайников

Описание электросхемы механизма подъёма мостового крана здесь

Описание электросхемы грузоподъёмного магнита здесь

Скачать скан электросхемы крана, по которой сделана эта работа, можно отсюда (700 килобайт).

Содержание:

Силовая цепь механизма передвижения

Совет. Схема выше большая. Прокручивать страницу от описания к схеме неудобно. Если вы читаете эту страницу в персональном компьютере, откройте изображение схемы в отдельной вкладке (курсор на изображении и правой клавишей мыши). А если вас раздражает белый фон, откройте это же изображение, но с зелёным фоном.

Двигателей передвижения (мы их называли двигателями моста) на кране, который мы разбираем, два. Каждый из них включается своими контакторами. Обратите внимание, что на каждый из двигателей приходится три силовых контактора, а не четыре, как в схеме подъёма. Это связано с тем, что здесь не требуется такой специфический режим работы, как торможение на двух фазах. Для реверсирования же двигателей достаточно трёх контакторов. И данная схема подключения двигателей, и та, по которой включается двигатель подъёма хороши тем, что, если выйдет из строя (отключтится, не включится) один контактор, на двигатель будет поступать только одна фаза, а не две. Поэтому двигатель не будет работать, но не выйдет из строя.

Контактров ускорения, закорачивающих сопротивления цепи ротора двигателя здесь четыре, а не пять, как у двигателя подъёма. Цепь с диодным мостом мы разберём ниже.

Цепь контактора РН механизма передвижения

Что достойно разъяснения в данной схеме? Обратите внимание на два контакта конечных выключателей ВК5М и ВК6М. Эти конечники, расположенные на мосту, срабатывают и останавливают кран, если он слишком близко приблизится к границе рельсового пути или к соседнему крану. Однако, если какой либо из этих выключателей сработал, крановщик должен не иметь возможности двигаться дальше, но иметь возможность отъехать в обратную сторону. Такая возможность обеспечивается подключенными параллельно конечникам блок-контактам (дополнительным, не силовым контактам) силовых контакторов Кн1 и КВ1, а также нормально замкнутым контактом контактора цепи растормаживающего магнита КТ2. Допустим, включен контактор КВ1, и кран едет вправо. Контактор КТ2 включен. Это контактор, подающий питание на растормаживающие магниты, а они при движении крана должны работать, поэтому контакт КТ2 разомкнут. Кран наезжает на упор, срабатывает конечник ВК5М. Контактор РН выключается, оперативная цепь обесточивается, все контакторы и реле механизма подъёма выключаются. Выключается и КТ2. Контакт КТ2 замыкается. Крановщик ставит контроллер на ноль, РН снова включается и встаёт на самоподхват (РУ2 должно быть замкнуто, пусть вас это не смущает, РПк мы позже разберём). Теперь если крановщик попытается снова поехать вправо, включится контактор КВ1, при срабатывании контактора цепи магнита КТ2 его нормально замкнутый контакт разомкнётся и, поскольку контакт конечника ВК5М разомкнут, цепь РН снова разорвётся. Однако если крановщик поедет влево, питание на катушку РН пойдёт в обход ВК5М через КН1 — ВК6М.
Хочу обратить внимание ещё на один момент. В электросхеме данного крана на каждый из контроллеров поступает два вида напряжения: переменное (цепь контактора РН) и постоянное. В других же кранах. которые мне встречались, цепь контактора РН тоже работала на постоянном токе.

Оперативная цепь механизма передвижения

Совет. Прокручивать страницу от описания к схеме неудобно. Если вы читаете эту страницу в персональном компьютере, откройте изображение схемы в отдельной вкладке (курсор на изображении и правой клавишей мыши). А если вас раздражает белый фон, откройте это же изображение, но с зелёным фоном.

Оперативная цепь механизма передвижения во многом похожа на таковую подъёма. Непринципиальные отличия я не буду здесь описывать. Однако одно существенное отличие достойно подробного объяснения. На схеме силовой цепи имеется диодный мост, на вход которого подаётся напряжение, генерируемое в обмотке ротора одного из двигателей, причём какого именно, определяет положение переключающего рубильника ПУ. Выходящие же провода диодного моста идут к оперативной цепи, причём один из них через катушку реле РПк. В чём функция этого реле? В кране используются асинхронные двигатели с фазным ротором. Что значит «асинхронные»? Это значит, что скорость вращения ротора не совпадает со скоростью «вращения» магнитного поля. Чем больше разница между этими скоростями, тем больше ток в обмотках статора и ротора. Например, в первые моменты после запуска двигателя, когда ротор ещё не успел раскрутиться, ток в обмотках большой (его ещё называют пусковым током). Когда ротор набирает скорость, ток уменьшается. В описании механизма подъёма было рассказано о торможении противовключением, когда ротор двигателя вращается в одну сторону, а магнитное поле статора в другую. Однако при этом возникает большая разница между скоростями поля статора и ротора. К тому же крановщик может при этом вывести рычаг контроллера в крайнее положение, когда сопротивления, уменьшающие ток в обмотке ротора закорочены. В результате ток в обмотках статора и ротора возрастёт чрезвычайно, что может привести к выходу двигателя из строя. Для избежания таких ситуаций предусмотрена соответствующая защита. Рассмотрим её подробнее. Напряжение, генерируемое в обмотке ротора одного из двигателей (какого именно, определяет положение переключателя ПУ) выпрямляется диодным мостом. Напряжение, поступающее на вход диодного моста, и напряжение, снимаемое на выходе регулируются сопротивлениями R1 и R2.

При работающих двигателях выход диодного моста оказывается подключен последовательно с источником постоянного напряжения в оперативной цепи, причём эти два источника соединены «встречно». Приведу метафору. Представьте, что два человека в лодке гребут в противоположные стороны. Или вот ещё метафора. Представьте, что батарейки соединены последовательно, но не как обычно («плюс» с «минусом»), а «плюс» с «плюсом». Результирующее напряжение в цепи и направление и величина тока в ней будут определяться разностью между составляющими напряжениями. Напряжение в оперативной цепи составляет 220 вольт и не меняется. Напряжение на выходе диодного моста меньше и зависит от напряжения в обмотке ротора. Чем больше напряжение в обмотке ротора, тем меньше результирующее напряжение. От этого напряжения питается катушка реле максимального тока РПк. Когда результирующее напряжение уменьшится до определённого значения, реле РПк отключится.

Пояснение к двум рисункам ниже я сделал в двух формах: в виде рисунка с текстом, с необходимостью прокрутки, и собственно в виде текста. Пользуйтесь той формой, которую находите более удобной.

Рассмотрим теперь подробнее контакты реле РПк и что происходит при его включении и отключении. Таковых контактов всего четыре. РПк(1) отключает подачу питания на катушки контакторов ускорения КПк1, КПк2, 1КУ1, 1КУ2, 2КУ1, 2КУ2, 3КУ1, 3КУ2. РПк(2) обеспечивает работу контактора РН в те моменты, когда отключается реле РУ2. Через РПк(3) включаются растормаживающие магниты. РПк(4) обеспечивает включение силовых контакторов КВ1 и КВ2, КН1 и КН2, КПс1 и КПс2.

Когда кран стоит, напряжения в цепи ротора двигателей передвижения нет, от оперативной цепи напряжение к реле РПк также не поступает, поскольку выключено КПс2. Реле РПк выключено. Крановщик решает поехать и выводит рычаг, допустим, в первое положение вправо. Через нормально замкнутый контакт РПк(4) включаются КВ1 и КВ2, затем КПс1 и КПс2. В цепи ротора появляется напряжение, реле РПк включается, РПк(4) размыкается, но двигатели остаются включёнными, поскольку в этот момент уже замкнуто КПс1 (1). Через РПк(3) включаются растормаживающие магниты и КТ2 встаёт на самоподхват. Замыкается РПк(1), что обеспечивает возможность включения контакторов ускорения в последующих режимах.

Допустим, крановщик перешёл в 4 режим вправо и вдруг решает резко затормозить и выводит рычаг в 4 режим влево. Отключается реле РПк. В этот момент отключатся только контакторы ускорения, потому что они питаются через РПк(1). И магнит, и силовые контакторы продожат работать, потому что РПк(3) и РПк(4) зашунтированы, к тому же РПк(4) при отключении замкнётся. То есть торможение противовключением продолжит иметь место, но оно будет менее интенсивным. Когда кран затормозится, реле РПк снова включится, и кран сможет продолжить нормальную работу.

Отмечу ещё одну особенность схемы оперативной цепи. Катушки силовых контакторов КВ1, КВ2, КН1, КН2 включаются через нормально замкнутые контакты КПс2, затем, при включении КПс2 эти контакты размыкаются, и питание их идёт через сопротивления R3. Думаю. это сделано затем. чтобы ограничить ток через реле РПк.

В схеме данного крана для растормаживания двигателей моста используются электромагниты. Однако во многих других кранах растормаживание двигателей моста устроено гораздо проще — параллельно двигателю подключён гидротолкатель, отжимающий тормозные колодки, пока включен двигатель. И нигде я не встречал магнитов на телеге и повороте, а только гидротолкатели.

Включение и выключение контакторов ускорения

Я решил не описывать в деталях взаимодействие контакторов ускорения и реле, обеспечивающих их работу. Вместо этого я составил таблицу, в которой показано, включен или выключен тот или иной контактор или реле в том или ином режиме передвижения. Эллипсами показаны задержки срабатывания (включения или выключения) при переходе в следующий (больший) режим (например, со второго на третий, или с третьего на четвёртый). При переходе в меньший режим отключение контакторов ускорения производится размыканием соответствующих контактов в контроллере без задержек.

Механизмы передвижения телеги и поворота

Подробное описание электорсхемы механизмов передвижения телеги и поворота находящейся на ней поворотной платформы я решил не делать. Они устороены аналогично электосхеме механизма передвижения. Если кто хочет ознакомиться с ними, он может скачать скан электросхемы крана отсюда (700 килобайт).

Что же собой представляет пускорегулирующий дроссель (реактор)? По внешнему виду (но не по сути) он очень похож на трансформатор. Это блок из трёх катушек с промежуточными выводами, надетых на каркас из трёх металлических труб. Подобно сопротивлениям, концы катушек соединены между собой в «звезду», а начала через щётки соединены с ротором электродвигателя. В зависимости от требуемой характеристики реактора, может быть использована только часть его обмоток. Тогда подключаются промежуточные выводы. Каков принцип действия реактора? Как известно, медь очень хороший проводник. Медная катушка обладает малым активным сопротивлением, которое зависит от проводимости и в процессе работы реактора не меняется, и большим индуктивным сопротивлением (его ещё называют реактивным сопротивлением, отсюда название «реактор»), величина которого зависит от частоты тока. В момент пуска двигателя в его статоре возникает «вращающееся» магнитное поле, которое навевает напряжение в обмотке ротора. Поскольку ротор в первый момент ещё неподвижен, частота тока, возникающего в обмотке ротора под влиянием этого напряжения, равна частоте тока в статоре. В этот момент индуктивное сопротивление реактора максимальное. По мере того, как ротор раскручивается, он начинает двигаться в ту же сторону, в какую «вращается» магнитное поле статора. Скорость «вращения» магнитного поля статора относительно ротора уменьшается. Уменьшается частота тока в роторе. Как следствие, уменьшается индуктивное сопротивление катушек реактора, Ток в обмотке ротора увеличивается. Скорость вращения двигателя возрастает. Поскольку контакторы ускорения при использовании дросселя отсутствуют (и в литературе их использование не упоминается, и мне они не встречались), крановщик регулирует скорость телеги и поворота, кратковременно включая двигатель, определяя продолжительность его включения. В чём преимущество реактора перед сопротивлениями? Перечислю недостатки регулирования скорости при помощи сопротивлений, которые устраняются при использовании пускорегулирующего дросселя:

• требуются несколько контакторов ускорения, а также кабеля, соединяющие их с сопротивлениями
• при ступенчатом регулировании скорости происходят рывки в механизмах крана (в полумуфте, редукторе), которые приводят к их износу
• при нагреве сопротивлений непроизводительно расходуется энергия

Выше было рассказано о системе защиты, необходимой для того, чтобы крановщик при торможении противовключением не спалил двигатель. Схема с реактором в этом отношении более безопасна, поскольку его сопротивление при таком торможении будет ещё больше, чем даже при пуске двигателя.

Принципиальная электрическая схема управления двигателем мостового крана

Электрические схемы бывают принципиальные или элементные, монтажные или маркированные. Принципиальные схемы отражают взаимодействие элементов электрооборудования, указывают последовательность пппупжирния тпкя по силовым цепям и аппаратам

управления. Пользоваться принципиальными схемами удобно при ремонте и наладке. Аппаратура в них просто и четко разбита на отдельные самостоятельные цепи, и они легко запоминаются. Электрические цепи на принципиальных схемах подразделяются на силовые, изображаемые толстыми линиями, и цепи управления, выполненные тонкими линиями. На монтажных или маркированных схемах в отличие от принципиальных изображают электрическую проводку крана и взаимное расположение электрооборудования.

Электрическая защита. В качестве электрической защиты, как уже отмечалось выше, применяются защитные панели ПЗКБ-160 и ПЗКН-150. Некоторые заводы выполняют защитные панели собственной сборки. Независимо от этого каждая такая сборка представляет собой укомплектованную панель, на которой смонтированы: трехполюсный рубильник, предохранители цепи управления, трехполюсный контактор, реле максимального тока, контактные зажимы цепей управления и линейных проводов, пусковая кнопка и трансформатор цепей управления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рассмотрим электрическую схему защитной панели ПЗКБ-160 (рис. 36). Цепь управления показана тонкими линиями, силовая цепь — жирными линиями. Пояснение схемы силовой цепи будет дано ниже. В данный момент рассмотрим схему цепи управления без элементов, расположенных правее пунктирной линии, соединяющей точки.

Из приведенной схемы видно, что подача напряжения к катушке контактора Л возможна после нажатия на кнопку KB, когда рукоятки всех контроллеров КП, КТ, КМ поставлены в нулевое положение, включен аварийный выключатель АВ, замкнуты контакт люка КЛ, контакт дверей кабины КД, включена ключ-марка КМ и замкнуты контакты максимального реле MP. После включения линейного контактора Л замыкаются его блок-контакты Л в цепи управления, шунтирующие кнопку КВ. При этом создается замкнутая цепь: провод Л1, катушка Л, контакты MP, КМ, КД, KЛ, АВ, КМ, КВМН, КВТН, КТ, КП, блок-контакт Л, провод Л2.

При выводе контроллеров из нулевого положения в рабочее цепь не размыкается, так как ток проходит не через нулевые контакты контроллеров, а через цепь с блок-контактом Л, и катушка линейного контактора запитывается по параллельной цепи.

Вторая замкнутая цепь образуется при включении контакторов ВМ или НМ, что осуществляется контактами контроллера передвижения К11М или К9М. При этом в цепи размыкаются контакты взаимной блокировки НМ или ВМ, предохраняющие от одновременного включения этих контакторов.

При срабатывании конечных выключателей механизма передвижения моста КВМН, КВМВ линейный контактор Л не отпадает, а отключается только контактор направления ВМ или НМ и механизм передвижения останавливается. Линейный контактор отключится при срабатывании любого другого концевого выключателя или прибора безопасности. В этом случае отключаются контакты Л в силовой цепи и механизмы обесточиваются. Для пуска рукоятки контроллеров необходимо снова поставить в нулевое положение и нажать на кнопку КВ.

Реверсирование. Для реверсирования, т.е. изменения направления вращения двигателей, применяют контакторы или реверсивные магнитные пускатели. На рис. 37, а показана схема реверсивной контакторной панели, а на рис. 2 — схема реверсивного магнитного пускателя. Для реверсирования двигателей достаточно двух двухполюсных контакторов. При повороте рукоятки контроллера подается напряжение в цепь управления и включается катушка, которая замыкает верхнюю пару контактов линии 1-11 и 3-12. При этом двигатель вращается в направлении Вперед. При подаче напряжения в цепь управления, что соответствует повороту контроллера в противоположную сторону, включаются катушка Я и нижняя пара силовых контактов, замыкая линии 1-12 и 3-11. В этом случае двигатель вращается в направлении Назад.

Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух трехполюсных пускателей, имеющих взаимную механическую и электрическую блокировку. При замыкании контактов универсального переключателя VII включается катушка В пускателя и соответствующими силовыми контактами В замыкаются линии 1-12, 2-13, 3-11. Двигатель вращается в одну сторону. При включении катушки Н замыкаются линии 1-11, 2-13, 3-12, что вызывает изменение порядка чередования фаз электродвигателя, поэтому он вращается в противоположную сторону.

Управление электроприводом. Как указывалось выше, для смягчения пусковых характеристик механизмов применяют пусковые резисторы.

Пусковыми резисторами управляют: – прямым способом, при котором цепи сопротивлений подключаются непосредственно к зажимам контроллера, установленного в кабине крана; – дистанционным способом, когда цепи резисторов включаются контакторами магнитной панели, управляемой с помощью командоконтроллера, установленного в кабине.

На рис. 3 приведена схема управления электроприводом крана прямым способом. На схеме показаны контроллер КМ типа ККТ-62А, два пусковых резистора ПС1 и ПС2 типа НФ-2А, два двигателя Ml и МЗ и два электрогидротолкателя тормоза М2, М4. На первой позиции контроллера обмотки роторов замыкаются на полный комплект сопротивлений, на второй позиции включаются контакты контроллера, часть резистора отключается. Двигатель переходит на более жесткую характеристику, его частота вращения возрастает и т. д. На пятой позиции контроллера все резисторы отключены, обмотки роторов замкнуты накоротко, двигатели работают на естественных характеристиках, где скорость достигает наибольшего значения.

В качестве примера дистанционного способа регулирования пуска электродвигателя с фазным ротором на рис. 4 приведена электрическая схема управления механизма передвижения. Управляют пуском электродвигателя и регулируют частоту вращения в этом случае с помощью контроллера КК типа ККТ-61А. Однако здесь контроллер работает в цепи управления как командоконтроллер, а пускорегулирующие резисторы коммутируют с помощью магнитного контроллера. При включении рубильника В напряжение через катушки реле максимального тока РТ1 и РТ2 подается к неподвижным контактам контакторов К1 и К2. На нулевой позиции ком андоконтроллера КК втягивающая катушка промежуточного реле Р1 получает питание по цепи: провод 010, замкнутые контакты КК, УП1, РТ1, РТ2, УП1, провод 037. Реле Р1 замыкает свои контакты в цепях 020-023 и 025-036.

При установке рукоятки командоконтроллера КК на первую позицию положения Вперед замыкается контактор К1 — При этом включаются электродвигатели Ml, МЗ, М5 и М7 механизма передвижения и М2, М4, Мб, М8 гидротолкателей тормозов. При переводе командоконтроллера на вторую позицию питание получает катушка контактора Кб, который замыкает секции пусковых резисторов в цепях роторов двигателей передвижения. Дальнейший поворот рукоятки контроллера последовательно включает катушки контакторов К7, К8 и К9. На последней позиции все сопротивления зашунтированы, т.е. роторы электродвигателей замкнуты накоротко, поэтому двигатели работают на естественных характеристиках. При переводе рукоятки командоконтроллера КК в сторону Назад на первой позиции включается катушка контактора К2. В результате изменения порядка подключения фаз двигатели вращаются в обратную сторону.

При срабатывании каждого из реле РТ1 и РТ2 на любой позиции контроллера размыкается размыкающий контакт одного из этих реле, катушка Р1 окажется обесточенной и разомкнет свои контакты в цепи катушек K1, К2. Силовая цепь окажется разомкнутой, кран остановится. Дальнейший пуск электропривода станет возможным только после возвращения рукоятки командоконтроллера в нулевое положение.

Особенности управления магнитным контроллером типа ТСАЗ-160. У магнитных контроллеров ТСА и КС первое и второе положения контроллера служат для спуска с пониженной скоростью грузов выше 50% от номинального. При этом на первом положении спуска возможна работа только с номинальным грузом. Для спуска тяжелых грузов на первом и втором положениях необходимо включить педаль НП. Тогда в первом положении включается реле 1РУ, 2РУ. Включатся при нажатой педали и контактор противовключения П, контактор В, контактор пуска КП, контактор тормоза Т и реле блокировки РБ.

При втором положении командоконтроллера контактор П противовключения отключается. На первом и втором положениях двигатель работает в режиме противовключения.

Груз массой, меньшей 50% номинального, на первом и втором положениях командоконтроллера опускаться не будет. Его опускание возможно только в третьем положении командоконтроллера. В третьем положении командоконтроллера включаются контакторы Н и О. Это вызывает включение двигателя в режим однофазного торможения. Контакторы Я и О включают реле блокировки РБ, которое включает контактор Т — механизм растормаживается. Цепь контакторов В и КП разорвана блок-контактами Я и О. В этом же положении последовательно включаются контакторы 1У, 2У. Контактор 2У разрывает цепь реле 1РУ, которое в свою очередь включает с выдержкой времени контакторы ЗУ и 4У, т.е. заворачиваются пусковые резисторы.

В четвертом положении контроллера контактор О отключается. Контакторы ускорения 1У — 4У включены, все резисторы выведены. Контакторы Я, КП, Т и реле блокировки РБ включены. Осуществляется спуск груза со сверхсинхронной частотой вращения двигателя.

При медленном переводе рукоятки командоконтроллера с третьего положения во второе и первое легкий груз в этом случае неизбежно пойдет вверх, так как включится контактор В, который в свою очередь включает КП, затем Т и РБ. На первом положении дополнительно включится. Данная схема позволяет крановщику выбрать соответствующее грузу положение коман-доконтроллера.