Sistemas de controle para acionamentos elétricos de guindastes

Vários sistemas de controle de guindaste podem ser classificados de acordo com a finalidade, método de controle e condições de regulação.

De acordo com sua finalidade, os sistemas de controle de mecanismos de elevação, mecanismos de movimento e mecanismos de rotação são diferenciados.

De acordo com o método de gestão, existem sistemas de gestão com controladores de câmara de alimentação, com postagens de botão, com dispositivos completos (por exemplo, com ou sem controlador magnético e conversor de energia).

Conforme as condições de regulagem, podem existir sistemas de controle: com regulagem de velocidade abaixo da nominal, com regulagem de velocidade acima e abaixo da nominal, com regulagem de aceleração e desaceleração.

Quatro tipos de motores elétricos são usados ​​em sistemas de acionamento de guindastes:

• motores DC com excitação em série ou independente com regulação de velocidade, aceleração e desaceleração, alterando a tensão e a corrente de excitação fornecida à armadura,

• motores de rotor assíncrono ajustando os parâmetros acima, alterando a tensão aplicada ao enrolamento do estator do motor elétrico, a resistência dos resistores no circuito do enrolamento do rotor e usando outros métodos,

• motores assíncronos de gaiola de esquilo com velocidade constante (na frequência nominal da rede) ou ajustável (no ajuste da frequência de saída do inversor),

• motores de indução com rotor de gaiola de esquilo, multivelocidade (comutação de polos).

Recentemente, o número de torneiras AC está aumentando devido à melhoria dos sistemas unidade de frequência variável.

Sistema de controle Power Cam — simples e mais comum para acionamentos elétricos de guindastes.

Para motores DC de mecanismos de elevação, são utilizados controladores com circuito assimétrico e ativação potenciométrica da armadura nas posições de abaixamento, para mecanismos de deslocamento - controladores com circuito simétrico e resistores conectados em série.

Para motores elétricos assíncronos com rotor em gaiola de esquilo, são utilizados controladores que executam apenas as funções de ligar e desligar o motor elétrico; para motores de indução de rotor de fase enrolada, os controladores comutam os enrolamentos do estator e os estágios do resistor no circuito de enrolamento do rotor.

As principais desvantagens dos sistemas de acionamento elétrico com controladores de came: baixo indicadores de energia, baixo nível de resistência ao desgaste do sistema de contato, suavidade insuficiente da regulação da velocidade.

O uso de frenagem eletrodinâmica autoexcitada para esses sistemas de mecanismo de elevação (ao abaixar a carga) melhora as propriedades de energia e controle dos sistemas, em particular, uma faixa de regulação de velocidade de até 8:1 (ao abaixar a carga) pode ser alcançou.

Os sistemas de controle com reguladores de potência são geralmente usados ​​para guindastes de baixa velocidade operando com baixos requisitos de faixa de controle de velocidade e precisão de frenagem. Nas condições das oficinas metalúrgicas, são pontes rolantes de uso geral.

Os sistemas de controle com controladores magnéticos são usados ​​para equipamentos elétricos de guindastes operando em corrente contínua e alternada com potência relativamente alta (para corrente contínua de até 180 kW). Em corrente alternada, esses sistemas são usados ​​para controlar motores elétricos assíncronos de uma e duas velocidades com um rotor de gaiola de esquilo e motores elétricos assíncronos de rotor bobinado.

Esses sistemas de controlador magnético para controlar motores assíncronos de gaiola são normalmente usados ​​em guindastes com potência de motor de até 40 kW e para motores assíncronos de rotor bobinado na faixa de potência de 11 a 200 kW (para mecanismos de elevação) e 3,5 a 100 kW ( para mecanismos de movimento).

Os sistemas de controle para acionamentos CA de guindaste com conversor de tensão tiristorizado encontram aplicação para motores elétricos assíncronos de rotor de fase em mecanismos de guindaste para várias finalidades. Um conversor de tensão tiristorizado está incluído no circuito do enrolamento do estator e serve para regular a tensão fornecida a este enrolamento.As principais vantagens deste sistema de controle são: a capacidade de atingir baixas velocidades de pouso estáveis ​​com uma faixa de controle de até 10: 1, proporcionando comutação sem corrente dos circuitos do estator do motor elétrico, o que aumenta a durabilidade e a vida útil do equipamento elétrico.

O uso desses sistemas de controle é eficaz para mecanismos de guindastes onde é necessário atender aos requisitos rígidos em termos de controle de velocidade, por exemplo, para pórticos, pontes rolantes com manipuladores.

Sistema de controle para acionamentos elétricos de guindastes DC G-D (motor-gerador) foi amplamente utilizado em acionamentos de guindastes elétricos até as décadas de 1960 e 1970 devido às seguintes vantagens principais: uma faixa significativa de controle de velocidade (20:1 ou mais), velocidade suave e econômica e controle de frenagem, longa vida útil, custo relativamente baixo.

Este sistema tem sido efetivamente utilizado para guindastes grandes e críticos, incluindo os de plantas metalúrgicas. No entanto, sua aplicação foi limitada por uma série de desvantagens: presença de peças rotativas e volume, eficiência relativamente baixa, peso e tamanho consideráveis, altos custos operacionais.

Sistemas de controle com conversores de tensão tiristorizados e motores CC (TP — DP) permitem o uso dispositivo tiristoralterando o ângulo de abertura dos tiristores, ajuste a tensão fornecida ao motor elétrico.

TP — Os sistemas DP são usados ​​para acionamentos elétricos com potência de até 300 kW e, em alguns casos, até mais.Possuem altas propriedades de controle e com uma faixa de controle de 10:1 — 15:1, não requerem o uso de tacogeradores para controle de velocidade. Usando feedback de velocidade taquimétrica nesses sistemas, uma faixa de controle de velocidade de até 30:1 pode ser obtida.

As desvantagens dos sistemas TP - DP são: a complexidade relativa dos blocos de tiristores do dispositivo, custos operacionais e de capital relativamente altos, deterioração da qualidade da eletricidade na rede (impacto na rede).

Sistemas de controle com conversores de frequência (FC — AD) permitem acionamentos elétricos em guindastes, quando são usados ​​motores elétricos assíncronos de rotor esquilo, para obter uma faixa de controle de alta velocidade com boas características dinâmicas do acionamento elétrico.