Сведения из электротехники.

Однофазный переменный шок.

Переменным током принято называть ток, периодически изменяющийся по величине и направлению.

Время, в течение которого происходит цикл изменения переменного тока, называется периодом (Т).

Частотой тока (f) называется величина, обратная периоду. Частота опре­деляется по формуле:

f = 1/ Т. Измеряется частота в герцах (Гц).

Максимальное значение силы (э.д..с., напряжения) переменного тока на­зывается его амплитудой.

Трехфазный переменный ток.

Помимо однофазного переменного тока в электротехнике находят приме­нение так называемые многофазные системы переменного тока. Из всех воз­можных многофазных систем наиболее широкое и почти исключительное рас­пространение получила трехфазная система переменного тока.

Трехфазным током называется совокупность трех переменных токов од­ной и той же частоты, отстающих друг от друга на одну треть периода. При этом обычно предполагают, что амплитуды всех трех токов одинаковы.

Трехфазный ток обычно об­разует единую трехфазную цепь. Каждая такая цепь называется фа­зой. Ток каждой такой фазы пред­ставляет собой по всем свойствам обычный переменный ток.

Самым важным свойством трехфазного тока состоит в том, что в каждый данный момент вре­мени сумма мгновенных значений, входящих в его состав трех однофазных переменных токов равна нулю. Это обстоятельство передавать трех­фазный ток по трем проводам вместо обычных шести.

Трехфазный переменный ток можно получить от трехфазных генерато­ров. Схема устройства такого генератора показана на рис.29.

Он состоит из двух основных частей: неподвижной - статора и вращаю­щейся - ротора. На статоре генератора уложены три одинаковые катушки 1, 2, 3, смещенные одна относительно другой по окружности статора на 120 . Эти катушки называются фазными обмотками.

При вращении ротора, представляющего собой сильный электромагнит с постоянным электромагнитным полем, в катушках индуцируются переменные Э.Д.С. одной и той же частоты, имеющие одинаковые амплитуды, но сдвину­тые одна относительно другой на 1/3 периода. Если к каждой из трех катушек генератора подключить нагрузку, то образуются три цепи однофазного пере­менного тока. Такое устройство носит название системы трехфазного тока. Таким образом, каждая из обмоток трехфазного генератора является самостоятельным источником электрической энергии и может замыкаться на свой приемник. Чтобы такая система получила преимущество по сравнению с однофазной системой, обмотки генератора всегда соединяются по схеме звезды или треугольника.

Соединение обмоток генератора (рис. 30), при котором концы их соединяются в одну точку, называется соединением звездой.

При этом соединенные провода называются линейными, так как они со­ставляют линию для передачи энергии от генератора к потребителю. Провод, соединяющий общие точки фаз генератора и потребителя, называется нулевым.

Таким образом, при соединении по схеме звезды линейные токи I_л равны токам в обмотках генератора или в фазах нагрузки, т. е. фазным токам I_ф, а дей­ствующее значение линейного напряжения в √3 раз больше действующего зна­чения фазного напряжения.

Соединение по схеме треугольника называется такое соединение фаз ге­нератора, при котором конец первой фазы соединяется с началом второй, конец второй - с началом третьей и конец третьей - с началом первой, а узловые точ­ки соединяются с линейными проводами

В электрическое оборудование электрического привода кранов входит: генератор, электродвигатели, трансформаторы, аппаратура управления и защи­ты, контрольно-измерительные приборы, вспомогательные приборы и электри­ческие провода.

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую,

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

Аппаратура управления предназначена для включения и отключения электрических цепей, пуска, остановки, торможения и реверсирования электро­двигателей. К аппаратуре управления относятся пакетные переключатели, уни­версальные переключатели, магнитные пускатели и контроллеры.

Аппаратура защиты защищает приборы и цепи от тока большой величи­ны. К такой аппаратуре относятся плавкие предохранители, автоматические выключатели, а также функции защиты выполняют магнитные пускатели.

Контрольно-измерительными приборами являются амперметр, вольт­метр, частотомер.

К вспомогательным устройствам относятся кольцевой токосъемник и штепсельные разъемы.

Асинхронные электродвигатели.

Работа асинхронного электродвигателя трехфазного тока основано на ис­пользовании вращающегося магнитного поля, которое создается при прохож­дении трехфазного тока по обмоткам статора, сдвинутым относительно друг друга на 120°.

Вращающееся магнитное поле статора пересекает обмотки ротора и на­водит в них э.д.с. Но так как обмотка ротора замкнута, то в ней возникают токи, образующие магнитное поле. Взаимодействие магнитных полей статора и рото­ра создает на проводниках обмотки ротора электромагнитные силы, которые заставляют ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля статора.

Если поменять местами обмотки каких-либо фаз, то магнитный поток из­менит направление вращения на обратное, т.е. изменить направление вращения

магнитного поля можно переключением двух любых фаз. Скорость вращения поля определяется соотношением где п — скорость вращения поля, об/мин; f- частота трехфазного тока;

р - число пар полюсов.

При вращении ротор электродвигателя несколько отстает от вращающе­гося магнитного поля. На холостом ходу разность скоростей составляет около 3%, а при нагрузке - 5-7%. Следовательно, скорость вращения ротора асин­хронного двигателя при изменении нагрузки изменяется в очень небольших пределах, что является одним из его достоинств.

Двигатель называется асинхронным потому, что его ротор вращается не синхронно с вращающимся магнитным полем, а несколько отстает от него. От­ношение разности скоростей вращения магнитного поля и ротора электродви­гателя к скорости вращения магнитного поля называется скольжением.

На подъемниках могут применяться электродвигатели переменного трех­фазного тока с фазным или короткозамкнутым ротором.

Электродвигатель с фазным ротором состоит из статора и ротора. Внутри корпуса статора запрессован цилиндрический сердечник. Во внутренней части сердечника сделаны пазы для укладки трехфазной обмотки статора. Концы об­мотки соединены между собой в звезду.

Ротор электродвигателя представляет собой стальной вал, на котором на­прессован сердечник. На поверхности сердечника имеются пазы, в которые ук­ладываются три секции фазных обмоток, изготовленных из изолированного провода.

Внутренние концы обмоток соединены в одну точку, а свободные концы подключены к контактным кольцам, которые закреплены на валу. Контактные кольца изолированы как друг от друга, так и от самого вала. На кольца накла­дываются щетки, к которым подсоединяются пускорегулирующие сопротивле­ния и контакты контроллеров или командо-контроллеров. За счет изменения сопротивления обмотки ротора изменяется частота вращения ротора.

Реверсирование двигателя осуществляется изменением направления вра­щения магнитного поля в обмотке статора, что достигается изменением схемы соединения обмоток с помощью контроллера.

Статор двигателя с короткозамкнутым ротором аналогичен статору элек­тродвигателя с фазным ротором. В пазах ротора вместо обмоток из изолиро­ванного провода заложены стержни без изоляции. Ротор представляет собой цилиндрическую клетку «беличье колесо», замкнутых накоротко по торцам двумя кольцами. Частота вращения ротора таких двигателей не регулируется. Запуск и реверсирование двигателей с короткозамкнутыми роторами осуществ­ляется с помощью магнитных пускателей.

Аппаратура управления и защиты.

Основными процессами управления электродвигателями механизмов яв­ляются пуск, изменение скорости и направления вращения, остановка, защита двигателей от перегрузок и повреждений, сигнализация об их состоянии и осу­ществление определенной последовательности операций.

Наиболее простые операции (пуск, остановка, изменение направления враще­ния) осуществляются различными выклю­чателями. При необходимости выполнения большего числа операций используют ап­параты для переключения электрических цепей электродвигателей, которые называ­ются контроллерами.

Магнитные пускатели на кранах служат для частых включений и отключе­ний под нагрузкой силовой цепи и дистан­ционного управления трехфазными элек­тродвигателями с короткозамкнутым рото­ром, Они обеспечивают пуск, остановку и реверсирование электродвигателей. Кроме того, магнитные пускатели в исполнении с тепловыми реле осуществляют защиту электродвигателей от перегрузок.

Реверсивные магнитные пускатели представляют собой два нереверсив­ных пускателя. Они соединены таким образом, чтобы не было возможности их одновременного включения.

Кольцевые токосъемники передают напряжение с неповоротной части на поворотную.

Напряжение на поворотную часть подъемника передается токосъемником (рис. 31), установленным сверху гидрошарнира. Кольцевой токосъемник пред­ставляет собой:

1,4 — кольца, 2 — кожух, 3 — стойка, 5 — плита, 6 — щетка, 7 — крон штейн, 8 — прижим

Напряжение подводится к кольцам 1, 4 и снимается при помощи графитовых щеток 6. При вращении поворотной платформы кольца с подходящими к ним проводами остаются неподвижными, а щетки, поворачиваясь, скользят по неподвижным кольцам и снимают подаваемое напряжение. К свободному вин­ту плиты 5 каждой щетки крепится проводник, подающий напряжение к потре­бителю. В токосъемнике используется четыре щетки и одна остается резервной. На пульте управления на поворотной раме и на торце верхнего колена (у люль­ки) установлены кнопки аварийной остановки двигателя. На торце верхнего ко­лена также находится кнопка управления сигналом автомобиля из люльки.

Электрооборудование прицепных подъемников ПГСШ состоит из сило­вого оборудования, пускозащитной аппаратуры, защитных и вспомогательных приборов. Подъемник работает на переменном токе частотой 50 Гц, напряже­нием 380 В (система 220/380 В), пускозащитная аппаратура и защитные прибо­ры на токе напряжением 220 В.

Силовое электрооборудование включает в себя электродвигатель и элек­тротормоз привода передвижения, электродвигатель насосной станции, токо­съемник.

Пускозащитная аппаратура электрооборудования подъемника — это маг­нитные пускатели двух электродвигателей; общий автоматический выключа­тель; автоматические выключатели цепей управления; выключатели (тумблер) прожектора, привода передвижения.

Кнопки «Пуск» и «Стоп» электродвигателя насоса установлены на пуль­тах в люльке и на раме поворотной части. Кнопочный пост ножного управления ходом «Вперед» и «Назад» электродвигателя привода передвижения располо­жен у основания рулевой колонки. Кнопки «Подъем», «Опускание» секций и вращения поворотной части расположены на выносном пульте, в люльке и на раме, кнопки «Сирена» — на выносном пульте и на рулевой колонке.

К защитным приборам подъемника относятся конечные выключатели, выполняющие следующие функции:

1. блокировку подъема и поворота стрелы при невыставленных в ра­бочее положение аутригерах и блокировку подъема опор при неуложенных в транспортное положение аутригерах (четыре конечных выключателя, установленные на раме шасси);

2. блокировку перемещения подъемника самоходом в случае, если секции стрелы не уложены в транспортное положение (конечный выключатель на стойке ходовой части);

3. включение предупреждающего сигнала сирены при подходе верх­
ней секции к крайнему верхнему положению и отключение электродвигателя
насоса при достижении верхней секцией крайнего верхнего положения (два конечных выключателя на верхней секции, в ограничителе поворота секций);

4. отключение насоса при установке нижней секции в транспортное положение (конечный выключатель на раме поворотной части);

5. ограничение поворота платформы до двух оборотов в каждую сто­рону (выключатель на раме поворотной).

Для подъема нижней секции в начальный момент включают одновременно две кнопки: пуск насоса и подъем нижней секции. Сигнальный при­бор — сирена или звонок громкого боя — подает сигнал при нажатии кнопки на пульте (в люльке, на выносном пульте на раме, на пульте рулевой колонки) при подходе верхней секции к крайнему верхнему положению и при подъеме любой опоры при рабочем положении стрелы.

К вспомогательным приборам электрооборудования относится прожектор заливающего света в люльке. Он включается в розетку на пульте в люльке с помощью шнура с вилкой расположенным на щите тумблером. Перед транс­портированием прожектор снимают и укладывают в шкаф шасси подъемника (вместе с питающим электрокабелем).

В однофазную розетку на пульте в люльке включают электро­инструменты мощностью до 1 кВт.