Entraînements électriques avec moteurs à phase asynchrone et freinage par couplage

Jusqu'à récemment, les entraînements électriques avec moteurs à phase asynchrone, en raison de leur simplicité de mise en œuvre, étaient les plus utilisés pour les entraînements électriques des grues, en particulier pour les mécanismes de déplacement. Dans les mécanismes de levage, ces entraînements électriques sont de plus en plus remplacés par des systèmes de freinage dynamique auto-excités. Les entraînements entièrement électriques sont fabriqués sur la base de l'utilisation de moteurs de grue asynchrones à rotor de phase lorsqu'ils sont contrôlés par des régulateurs de puissance KKT60 et des panneaux de commande TA, DTA, TCA, K, DK, KS.

Les actionneurs électriques avec contrôleurs de came d'alimentation et les panneaux TA, DTA (pour les mécanismes de déplacement) et TCA (pour les mécanismes de levage) avec circuits de commande AC sont utilisés pour les grues à usage général, et avec les panneaux K, DK (mouvement) et KS (levage) - avec circuits de commande à courant continu pour grues métallurgiques.

Les spécificités d'utilisation déterminent également certaines différences dans la construction de ces panneaux.Les panneaux K et KS ont une protection individuelle, tandis que pour les panneaux TA et TCA, le circuit principal est doté d'une protection commune placée sur un panneau de protection séparé, dans les panneaux DC pour les entraînements électriques à deux et plusieurs moteurs, la séparation des circuits d'alimentation du moteur est prévue pour augmenter fiabilité du système, il existe d'autres différences.

La plage de puissance couverte par les entraînements électriques et les contrôleurs à cames d'avance est de 1,7 à 30 kW et passe à 45 kW avec l'ajout d'un inverseur à contacteur et avec des panneaux de commande de 3,5 à 100 kW pour les mécanismes de mouvement et de 11 à 180 kW pour le levage mécanismes (les puissances sont spécifiées pour le mode de fonctionnement 4M avec rapport cyclique = 40%).

Les méthodes de contrôle de la vitesse et les modes de freinage utilisés dans les entraînements électriques considérés déterminent leurs faibles propriétés de contrôle et d'énergie. Une caractéristique de ces systèmes est le manque de vitesses d'atterrissage et intermédiaires stables et les pertes importantes dans les résistances de démarrage. En général, la plage de contrôle de ces entraînements électriques ne dépasse pas 3:1 et le rendement équivalent pour le mode 4M est d'environ 65 %.

Schémas d'entraînement électrique pour mécanismes de levage. Le schéma de l'entraînement électrique avec le contrôleur de came KKT61 est illustré à la fig. 1. Près de lui dans la conception se trouve le circuit d'entraînement électrique avec le contrôleur KKT68, dans lequel un inverseur de contacteur est utilisé dans le circuit du stator, et les contacts libérés du contrôleur sont utilisés pour connecter en parallèle les résistances dans le circuit du rotor. Les caractéristiques mécaniques d'un actionneur électrique avec contrôleurs à cames sont illustrées à la Fig. 2.

Riz. 1. Schéma de l'entraînement de levage électrique avec contrôleur à came KKT61

Lors de la construction des caractéristiques mécaniques des entraînements électriques considérés, une question importante est le choix de la valeur du couple de démarrage initial (caractéristiques 1 et 1 ') D'une part, du point de vue de la réduction du moment d'impulsion lors de l'accélération et assurant des vitesses d'atterrissage lors de la descente sur des charges légères, il est souhaitable de réduire le couple de démarrage. D'autre part, une réduction excessive du couple initial peut entraîner la chute de charges lourdes dans les positions de levage et des vitesses excessives lors de leur descente. Pour éviter cela, le couple de démarrage doit être d'environ 0,7 Mnom.

Riz. 2. Caractéristiques mécaniques de l'entraînement électrique selon le schéma de la fig. 1

En figue. 2, le couple moteur au rapport cyclique = 40 % est pris comme nominal. Alors au rapport cyclique = 25% de la première position du variateur, la caractéristique 1' correspondra au couple initial égal à Mn au rapport cyclique = 40%. respectivement la deuxième position — caractéristique 2 '. Pour garantir cela, les résistances de ballast ont des prises qui permettent de contourner une partie de la résistance de l'étage final.

Riz. 3. Schéma de l'entraînement d'un ascenseur électrique avec le panneau TCA.

Dans le schéma de la fig. 1 contacts SM2, SM4, SM6 et SM8 du contrôleur effectuent l'inversion du moteur, les contacts SM7 et SM9 — les gradins de résistance de SM12, les contacts SM1, SM3 et SM5 sont utilisés dans les circuits de protection. La bobine de frein YA est activée simultanément avec le moteur. Dans le circuit avec le contrôleur KKT61, afin de réduire le nombre de cames utilisées, une connexion asymétrique de résistances est utilisée, et dans le circuit avec le KKT68, le nombre de contacts du contrôleur permet une commutation symétrique.

L'entraînement électrique est protégé par un panneau de protection qui contient le contacteur de ligne KMM, l'interrupteur de puissance QS, les fusibles FU1, FU2 et le bloc de relais maximum KA. La protection finale est assurée par les interrupteurs SQ2 et SQ3. Le schéma de la bobine du contacteur KMM comprend les contacts du bouton SB ON, l'interrupteur d'urgence SA et les contacts de verrouillage de la trappe SQL.

En figue. 3 montre un schéma de commande de palans électriques avec un tableau de commande TCA. Les entraînements électriques avec panneaux KS sont construits sur les mêmes principes. Les différences sont qu'en eux le circuit de commande est en courant continu et les dispositifs de protection, y compris le contacteur de ligne KMM, le disjoncteur QS1, les relais maximum KA, les fusibles FU1 et FU2 sont situés directement sur le panneau, et le la protection est individuelle, et dans les entraînements électriques avec panneaux TCA utilise un panneau de sécurité.

Il convient de noter que pour les entraînements électriques critiques, une modification des panneaux de commande AC de type TSAZ a également été produite. Les circuits d'entraînement électrique avec panneaux de commande fournissent un contrôle automatique de la vitesse de démarrage, d'inversion, d'arrêt et de pas en fonction des caractéristiques du rhéostat du moteur.

Dans le schéma de la fig. 3 désignations acceptées : KMM — contacteur linéaire ; KM1V et KM2V — contacteurs directionnels ; KM1 — contacteur de frein YA ; KM1V — KM4V — contacteurs d'accélération ; KM5V — contacteur d'opposition. La protection affecte le relais KH.

Les caractéristiques mécaniques de l'entraînement sont représentées sur la Fig. 4. Dans les positions de levage, le démarrage s'effectue sous le contrôle des relais temporisés KT1 et KT2, tandis que la caractéristique 4'P n'est pas fixe.Dans les positions d'abaissement, le réglage des caractéristiques de l'opposition 1C et 2C et de la caractéristique de ZS est effectué, sur lequel, en fonction du poids de la charge, le moteur fonctionne en mode d'abaissement de puissance ou de freinage du générateur. Le passage aux caractéristiques 3C s'effectue selon les caractéristiques 3C et 3C sous le contrôle du relais temporisé.

Riz. 4. Caractéristiques mécaniques de l'entraînement électrique selon le schéma de la fig. 3.

Les circuits de panneaux fabriqués avant 1979 utilisaient un mode d'arrêt monophasé pour abaisser les petites charges, accompli au moyen de contacteurs supplémentaires. Ce mode dans la fig. 4 correspond à la caractéristique O. Après avoir maîtrisé les panneaux d'arrêt dynamiques décrits ci-dessous, ce mode est désactivé dans les panneaux TCA et KS. Pour réduire la charge sur les caractéristiques d'opposition 1C et 2C, l'opérateur doit appuyer sur la pédale SP lorsque la poignée du contrôleur est placée dans la position appropriée. Le contrôle de la pédale est forcé avec des caractéristiques mécaniques douces en raison de la capacité à augmenter la charge au lieu de l'abaisser.

Riz. 5. Schéma d'entraînement électrique à deux moteurs du mécanisme de mouvement avec contrôleur de came KKT62

L'entraînement électrique est commuté en mode contre-décalage non seulement lors de l'abaissement des charges, mais également lors de l'arrêt à partir des positions d'abaissement, et dans les première et deuxième positions, cela se fait en appuyant sur la pédale. En même temps, pendant le maintien du relais KT2, avec le freinage mécanique, un freinage électrique est également fourni à la caractéristique 2C. En plus du relais spécifié, KT2 contrôle également le montage correct du circuit.Dans le circuit des panneaux TCA, la bobine de freinage YA est connectée au réseau CA via le contacteur KM 1. Les aimants de freinage CA et CC peuvent être utilisés dans les panneaux KS. Dans ce dernier cas, le frein est appliqué comme indiqué ci-dessous en regardant les panneaux CC.

Riz. 6. Schéma de l'entraînement électrique à deux moteurs du mécanisme de mouvement avec le panneau DK

Dans le schéma de la fig. 3, ainsi que la connexion habituelle des résistances, leur connexion en parallèle est également illustrée, qui est utilisée dans les cas où la charge dépasse la charge autorisée pour les contacteurs du rotor.

Schémas des entraînements électriques des mécanismes de mouvement. Les schémas d'entraînements électriques des mécanismes de mouvement avec contrôleurs à came sont mis en œuvre dans une conception à un ou deux moteurs. La conception d'un seul moteur avec le contrôleur KKT61 est complètement similaire au schéma de la fig. 1. Un schéma d'un entraînement électrique à deux moteurs avec un contrôleur KKT62 est illustré à la fig. 5.

Les principes de fonctionnement des circuits avec les contrôleurs KKT6I et KKT62 sont les mêmes: les contacts du contrôleur SM ajustent les résistances dans le circuit du rotor du moteur, la protection est placée sur un panneau de protection séparé. La différence est que dans le circuit avec KKT62, le contraire est fait par les contacteurs KM1B et KM2V. Les caractéristiques mécaniques des deux entraînements électriques sont identiques et sont illustrées à la fig. 2.

Le schéma de l'entraînement électrique du mécanisme de mouvement avec commande à partir du panneau est considéré sur l'exemple d'un entraînement électrique à deux moteurs avec un panneau DK avec une conception grue-métallurgique, illustré à la Fig. 6. La chaîne présente les caractéristiques mécaniques symétriques indiquées sur la fig. 7.Dans le schéma : KMM1 et KMMU11 — contacteurs linéaires ; KM1V, KM11V, KM2V, KM21V — contacteurs directionnels ; KM1V — KM4V, KM11V — KM41V — contacteurs d'accélérateur ; Contacteurs de frein KM1, KM2 — YA1 et YA11. Le contrôle est effectué par le contrôleur (contacts SA1 - SA11) avec la fourniture d'un démarrage progressif sous le contrôle des relais temporisés KT1 et KT2.

Pour l'arrêt, le mode de contre-commutation est utilisé selon la caractéristique 1, qui est réalisée sous la commande du relais KH2. La bobine de relais KH2 est reliée à la différence de tension proportionnelle à la tension rotorique de l'un des moteurs, redressée par le pont de diodes UZ, et à la tension de référence du réseau. En ajustant les potentiomètres R1 et R2, le moteur décélère à la caractéristique 1 jusqu'à la vitesse nulle, après quoi le moteur est autorisé à démarrer dans le sens inverse. Le circuit fournit tous les types de protection nécessaires mis en œuvre sur le relais de tension KN1. Le circuit de commande est alimenté par un réseau 220 V DC via l'interrupteur QS2 et les fusibles FU8 — FU4.

Riz. 7. Caractéristiques mécaniques de l'entraînement électrique selon le schéma de la fig. 6

Caractéristiques techniques des entraînements électriques complets. Les données techniques des entraînements électriques des mécanismes de levage et de déplacement sont présentées dans des tableaux de référence. Les tableaux spécifiés déterminent la puissance des charges du moteur contrôlées par les contrôleurs de puissance et les panneaux, en fonction du mode de fonctionnement. Les données techniques dans les tableaux se réfèrent à des moteurs et des armoires de commande avec une tension d'alimentation nominale de 380 V.

Pour les autres tensions, il est nécessaire d'utiliser les documents d'information du fabricant. Pour les panneaux duplex, les lectures du moteur indiquées dans les tableaux sont doublées.Les panneaux TCA3400 et KC400 sont actuellement hors production, mais les entraînements électriques avec ces panneaux sont toujours en service. Pour le mode de fonctionnement 6M, seuls les panneaux K, DK et KS doivent être utilisés.