Acionamentos elétricos com motores de fase assíncrona e frenagem de acoplamento

Até recentemente, os acionamentos elétricos com motores de fase assíncrona, devido à sua simplicidade de implementação, eram os mais utilizados para acionamentos elétricos de guindastes, principalmente para mecanismos de translação. Nos mecanismos de elevação estes acionamentos elétricos estão sendo cada vez mais substituídos por sistemas de frenagem dinâmicos auto-excitados. Os acionamentos elétricos completos são feitos com base no uso de motores de guindaste assíncronos de rotor de fase quando controlados por reguladores de potência KKT60 e painéis de controle TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Atuadores elétricos com controladores de came de alimentação e painéis TA, DTA (para mecanismos de deslocamento) e TCA (para mecanismos de elevação) com circuitos de controle CA são usados ​​para guindastes de uso geral e com painéis K, DK (movimento) e KS (elevação) — com circuitos de controle de corrente contínua para guindastes metalúrgicos.

As especificidades de uso também determinam algumas diferenças na construção desses painéis.Os painéis K e KS possuem proteção individual, enquanto nos painéis TA e TCA o circuito principal é com proteção comum colocada em um painel de proteção separado, nos painéis DC para acionamentos elétricos de dois e múltiplos motores, a separação dos circuitos de potência do motor é fornecida para aumentar confiabilidade do sistema, existem outras diferenças.

A faixa de potência coberta pelos acionamentos elétricos e controladores de came de alimentação é de 1,7 a 30 kW e aumenta para 45 kW com a adição de um inversor de contator e com painéis de controle de 3,5 a 100 kW para mecanismos de movimento e de 11 a 180 kW para levantamento mecanismos (os poderes são especificados para o modo de operação 4M com ciclo de trabalho = 40%).

Os métodos de controle de velocidade e modos de frenagem usados ​​nos acionamentos elétricos considerados determinam suas propriedades de baixo controle e energia. Uma característica de tais sistemas é a falta de pouso estável e velocidades intermediárias e grandes perdas nos resistores de partida. Em geral, a faixa de controle desses acionamentos elétricos não excede 3:1 e a eficiência equivalente para o modo 4M é de cerca de 65%.

Esquemas de acionamento elétrico para mecanismos de elevação. O esquema do acionamento elétrico com o controlador de came KKT61 é mostrado na fig. 1. Próximo a ele no projeto está o circuito de acionamento elétrico com o controlador KKT68, no qual um reversor de contator é usado no circuito do estator e os contatos liberados do controlador são usados ​​para conectar em paralelo as resistências no circuito do rotor. As características mecânicas de um atuador elétrico com controladores de came são mostradas na Fig. 2.

Arroz. 1. Diagrama do acionamento elétrico do elevador com controlador de came KKT61

Ao construir as características mecânicas dos acionamentos elétricos considerados, uma questão importante é a escolha do valor do torque inicial de partida (características 1 e 1 ') Por um lado, do ponto de vista da redução do momento de impulso durante a aceleração e garantindo velocidades de pouso durante a descida em cargas leves, é desejável reduzir o torque de partida. Por outro lado, a redução excessiva do torque inicial pode fazer com que cargas pesadas caiam nas posições de levantamento e ocorram velocidades excessivas ao baixá-las. Para evitar isso, o torque de partida deve ser em torno de 0,7 Mnom.

Arroz. 2. Características mecânicas do acionamento elétrico de acordo com o esquema da fig. 1

Na fig. 2, o torque do motor no ciclo de trabalho = 40% é considerado nominal. Então no duty cycle = 25% da primeira posição do controlador, a característica 1' corresponderá ao torque inicial igual a Mn no duty cycle = 40%. respectivamente a segunda posição — característica 2 '. Para garantir isso, os resistores de lastro possuem derivações que permitem que parte da resistência do estágio final seja contornada.

Arroz. 3. Esquema do acionamento de um elevador elétrico com painel TCA.

No diagrama da fig. 1 contatos SM2, SM4, SM6 e SM8 do controlador executam a reversão do motor, contatos SM7 e SM9 — etapas de resistor de SM12, contatos SM1, SM3 e SM5 são usados ​​em circuitos de proteção. A bobina do freio YA é ativada simultaneamente com o motor. No circuito com o controlador KKT61, para reduzir o número de cames utilizados, é utilizada uma conexão assimétrica de resistores, e no circuito com o KKT68, o número de contatos do controlador permite comutação simétrica.

O acionamento elétrico é protegido por um painel de proteção que contém o contator de linha KMM, a chave de força QS, os fusíveis FU1, FU2 e o bloqueio máximo do relé KA. A proteção final é fornecida pelas chaves SQ2 e SQ3. O diagrama da bobina do contator KMM inclui os contatos do botão SB ON, a chave de emergência SA e os contatos de intertravamento da escotilha SQL.

Na fig. 3 mostra um diagrama de acionamento de talhas elétricas com um painel de controle TCA. Os acionamentos elétricos com painéis KS são construídos com base nos mesmos princípios. As diferenças são que neles o circuito de controle é feito em corrente contínua, e os dispositivos de proteção, incluindo o contator de linha KMM, o disjuntor QS1, os relés máximos KA, os fusíveis FU1 e FU2 estão localizados diretamente no painel e os a proteção é individual, sendo que nos acionamentos elétricos com painéis o TCA utiliza um painel de segurança.

Deve-se notar que, para acionamentos elétricos críticos, também foi produzida uma modificação dos painéis de controle CA do tipo TSAZ. Os circuitos de acionamento elétrico com painéis de controle fornecem controle automático de partida, reversão, parada e velocidade de passo com base nas características do reostato do motor.

No diagrama da fig. 3 designações aceitas: KMM — contator linear; KM1V e KM2V — contatores direcionais; KM1 — contator do freio YA; KM1V — KM4V — contatores de aceleração; KM5V — contator de oposição. A proteção afeta o relé KH.

As características mecânicas do acionamento são mostradas na Fig. 4. Nas posições de elevação, a partida é realizada sob o controle dos relés de tempo KT1 e KT2, enquanto a característica 4'P não é fixa.Nas posições de abaixamento, é realizado o ajuste das características da oposição 1C e 2C e da característica ZS, nas quais, dependendo do peso da carga, o motor opera no modo de redução de potência ou frenagem do gerador. A transição para as características 3C é realizada de acordo com as características 3C e 3C sob o controle do relé de tempo.

Arroz. 4. Características mecânicas do acionamento elétrico de acordo com o esquema da fig. 3.

Os circuitos do painel fabricados antes de 1979 usavam um modo de desligamento monofásico para reduzir pequenas cargas, realizado por meio de contatores adicionais. Este modo na fig. 4 corresponde à característica O. Depois de dominar os painéis de parada dinâmica discutidos abaixo, este modo é desativado nos painéis TCA e KS. Para reduzir a carga nas características de oposição 1C e 2C, o operador deve pressionar o pedal SP quando a alavanca do controlador estiver na posição apropriada. O controle do pedal é forçado com características mecânicas suaves devido à capacidade de elevar a carga em vez de abaixá-la.

Arroz. 5. Esquema de acionamento elétrico de dois motores do mecanismo de movimento com controlador de came KKT62

O acionamento elétrico é comutado para o modo de contra-marcha não apenas ao abaixar cargas, mas também ao parar nas posições de abaixamento, e na primeira e na segunda posições isso é feito pressionando o pedal. Ao mesmo tempo, durante a retenção do relé KT2, juntamente com a frenagem mecânica, a frenagem elétrica também é fornecida na característica 2C. Além do relé especificado, o KT2 também controla a montagem correta do circuito.No circuito dos painéis TCA, a bobina de frenagem YA é conectada à rede CA através do contator KM1, tanto imãs de frenagem CA quanto CC podem ser usados ​​nos painéis KS. No último caso, o freio é aplicado conforme mostrado abaixo ao olhar para os painéis DC.

Arroz. 6. Esquema do acionamento elétrico de dois motores do mecanismo de movimento com o painel DK

No diagrama da fig. 3, juntamente com a conexão usual dos resistores, também é mostrada sua conexão paralela, que é usada nos casos em que a carga excede o permitido para os contatores do rotor.

Esquemas de acionamentos elétricos de mecanismos de movimento. Os esquemas de acionamentos elétricos de mecanismos de movimento com controladores de came são implementados em um projeto de motor único ou duplo. O projeto de motor único com o controlador KKT61 é completamente semelhante ao diagrama na fig. 1. Um diagrama de um acionamento elétrico de dois motores com um controlador KKT62 é mostrado na fig. 5.

Os princípios de operação dos circuitos com os controladores KKT6I e KKT62 são os mesmos: os contatos do controlador SM ajustam as resistências no circuito do rotor do motor, a proteção é colocada em um painel de proteção separado. A diferença é que no circuito com KKT62 o inverso é feito pelos contatores KM1B e KM2V. As características mecânicas de ambos os acionamentos elétricos são idênticas e são mostradas na fig. 2.

O esquema do acionamento elétrico do mecanismo de movimento com controle do painel é considerado no exemplo de acionamento elétrico de dois motores com painel DK com design metalúrgico de guindaste, mostrado na Fig. 6. A corrente fornece as características mecânicas simétricas mostradas na fig. 7.No diagrama: KMM1 e KMMU11 — contatores lineares; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — contatores direcionais; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — contatores do acelerador; Contatores de freio KM1, KM2 — YA1 e YA11. O controle é realizado pelo controlador (contatos SA1 — SA11) com partida suave sob o controle dos relés de tempo KT1 e KT2.

Para a parada, é utilizado o modo de comutação de contador de acordo com a característica 1, que é realizada sob o controle do relé KH2. A bobina do relé KH2 é conectada à diferença de tensão proporcional à tensão do rotor de um dos motores, retificada pela ponte de diodos UZ, e a tensão de referência da rede. Ajustando os potenciômetros R1 e R2, o motor desacelera na característica 1 até a velocidade zero, após o que o motor pode partir na direção reversa. O circuito fornece todos os tipos de proteção necessários implementados no relé de tensão KN1. O circuito de controle é alimentado por uma rede de 220 V CC através da chave QS2 e dos fusíveis FU8 — FU4.

Arroz. 7. Características mecânicas do acionamento elétrico de acordo com o esquema da fig. 6

Dados técnicos para acionamentos elétricos completos. Os dados técnicos para acionamentos elétricos de mecanismos de elevação e deslocamento são apresentados nas tabelas de referência. As tabelas especificadas determinam a potência das cargas do motor controladas pelos controladores de potência e painéis, dependendo do modo de operação. Os dados técnicos nas tabelas referem-se a motores e quadros de comando com tensão nominal de alimentação de 380 V.

Para outras tensões é necessário utilizar os materiais informativos do fabricante. Para painéis duplex, as leituras do motor mostradas nas tabelas são duplicadas.Os painéis TCA3400 e KC400 estão atualmente fora de produção, mas os acionamentos elétricos com esses painéis ainda estão em serviço. Para o modo de operação 6M, apenas os painéis K, DK e KS devem ser usados.