Крановые электродвигатели трехфазного переменного тока (асинхронные) и постоянного тока (последовательного или параллельного возбуждения) работают, как правило, в повторно-кратковременном режиме при широком регулирования частоты вращения, причем работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями.

Кроме того, электродвигатели крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций. В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию высокой температуры (до 60-70 ^оС), паров и газов.

В связи с этим по своим технико-экономическим показателям и характеристикам крановые электродвигатели значительно отличаются от электродвигателей общепромышленного исполнения.

Основные особенности крановых электродвигателей:

• исполнение, обычно, закрытое,

• изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H,

• момент инерции ротора по возможности минимальный, а поминальные частоты вращения относительно небольшие - для снижения потерь энергии при переходных процессах,

• магнитный поток относительно велик - для обеспечения большой перегрузочной способности по моменту,

• значение кратковременной перегрузки по моменту для крановых электродвигателей постоянного тока в часовом режиме составляет 2,15 - 5,0, а для электродвигателей переменного тока - 2,3 - 3,5,

• отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей постоянного тока 3,5 - 4,9, для электродвигателей переменного тока 2,5,

• для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ - режим 80 мин (часовой).

Наиболее широко для привода крановых механизмов применяются трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором, обеспечивающие регулирование скорости и плавный пуск при относительно большом значении нагрузки на валу.

Крановые электродвигатели с фазным ротором устанавливают на крановых механизмах при среднем, тяжелом и весьма тяжелом режимах работы. Оля допускают регулирование пускового момента в заданных пределах и регулирование скорости в диапазоне (1 : 3) - (1 : 4).

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяются реже (для привода механизмов передвижения малоответственных тихоходных кранов) из-за несколько пониженного пускового момента и значительных пусковых токов, хотя масса их примерно на 8 % меньше, чем у двигателей с фазным ротором, а стоимость в 1,3 раза меньше, чем у этих двигателей при одинаковой мощности.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором иногда применяют при режимах Л и С (для механизмов подъема). Применение их на механизмах кранов, работающих в более тяжелых режимах, ограничено малой допустимой частотой включения и сложностью схем регулирования скорости.

Преимуществами асинхронных электродвигателей по сравнению с электродвигателями постоянного тока являются их относительно меньшая стоимость, простота обслуживания и ремонта.

Масса кранового асинхронного электродвигателя с наружной самовентиляцией в 2,2 - 3 раза меньше массы кранового электродвигателя постоянного тока при одинаковых поминальных моментах, а масса меди соответственно примерно в 5 раз меньше.

Если эксплуатационные затраты принять за единицу для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, то для электродвигателей с фазным ротором эти затраты составят 5, а для электродвигателей постоянного тока 10. Поэтому в крановых электроприводах наиболее широко применяются электродвигатели переменного тока (около 90 % от общего числа электродвигателей).

Электродвигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется широкое и плавное регулирование скорости, для приводов с большим числом включений в час, при необходимости регулирования скорости вверх от номинальной, для работы в системах Г - Д и ТП - Д. В последнее время, в связи с развитием частотно-регулируемого электропривода, двигатели постоянного тока начали вытеснятся асинхронными электродвигателями, работающими в комплекте с частотными преобразователями.

Крановые электродвигатели переменного тока

У нас в стране выпускаются асинхронные крановые и металлургические электродвигатели в диапазоне мощностей 1 от 1,4 до 160 кВт при ПВ=40%.

Асинхронные электродвигатели изготовляются для частоты 50 Гц на напряжение 220/380 и 500 В, для экспортных поставок (металлургическая серия) - для частоты 60 Гц на напряжение 220/380 и 440 В, для частоты 50 Гц на напряжение 240/415 и 400 В.

Если напряжение сети 60 Гц на 20 % выше напряжения сети 50 Гц, то поминальная мощность электродвигателя может быть увеличена на 10 - 15 %, а кратность пусковых токов и моментов приближенно принимают неизменной.

Если номинальное напряжение сети на 50 Гц равно напряжению номинальному на 60 Гц, то повышение номинальной мощности не допускается. В этом случае номинальный момент и кратности максимального момента, пускового момента и пускового тока снижаются соответственно отношению: частот 50/60, т. е. на 17 %.

Отечественной промышленностью выпускаются асинхронные крановые электродвигатели с классом нагревостойкости F, которые обозначаются буквами МТF (с фазным ротором) и МТКF (с короткозамкнутым ротором). Металлургические асинхронные электродвигатели с классом нагревостойкости Н, которые обозначаются МТН и МТКН (соответственно с фазным или короткозамкнутым ротором).

Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН изготовляют па синхронную частоту вращения 600, 750 и 1000 об/мин при частоте 50 Гц и на 720, 900 , и 1200 об/мин при частоте 60 Гц.

Электродвигатели серии МТКН изготовляются и в двухскоростном исполнении (синхронные частоты вращения 1000/500, 1000/375, 1000/300 об/мин), серии МТКF- в двух- и трехскоростном исполнениях (синхронные частоты вращения 1500/500, 1500/250, 1500/750, 250 об/мин)/

Электродвигатели серий МТF, МТКF, МТН и МТКН характеризуются повышенной перегрузочной способностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших значениях пускового тока и малом времени пуска (разгона).

Мощность электродвигателей серии МТН за счет применения современных изоляционных материалов увеличена па одну ступень при равных габаритных размерах при сравнению с ранее выпускавшимися электродвигателями серии МТМ.

Краново-металлургические асинхронные электродвигатели серии 4МТ имеют следующие особенности:

• увеличение мощности при данной частоте вращения,

• наличие четырехполюсного исполнения,

• вероятность безотказной работы в течение гарантийного срока не менее 0,96 для крановых электродвигателей и 0,98 - для электродвигателей металлургического исполнения, средний срок службы 20 лет,

• приуменьшенные шум и вибрация,

• лучшие энергетические показатели,

• применение новых материалов - холоднокатаной электротехнической стали, изоляционных материалов на базе синтетических пленок и финилоновой бумаги, эмалированных проводов повышенной стойкости и др.

• расширение шкалы мощностей восьмиполюсных электродвигателей до 200 кВт,

• технически возможная унификация электродвигателей этой серии с электродвигателями серии 4А,

В обозначение электродвигателей серии 4МТ введена высота оси вращения (мм) так же, как и для электродвигателей серии 4А.

Крановые электродвигатели постоянного тока

Краново-металлургические электродвигатели постоянного тока изготовляются в диапазоне мощностей от 2,5 до 185 кВт при частотах вращения изготовляются с изоляцией класса нагревостойкости Н.

Степень защиты электродвигателей: IР20 - для защищенного исполнения с независимой вентиляцией, IР23 - для закрытого исполнения. Станины электродвигателей серии Д до исполнения 808 - неразъемные, а начиная с исполнения 810 -разъемные.

Обмотки возбуждения (при параллельном и смешанном возбуждении) рассчитаны на продолжительную работу, т. е. могут не отключаться на период остановки электродвигателя. Обмотки параллельного возбуждения состоят из двух групп, которые при включении на напряжение 220 В соединяются последовательно: на 110 В - параллельно, на 440 В - последовательно с последовательно включенными добавочными резисторами,

Двигатели рассчитаны па регулирование частоты вращения путем ослабления магнитного потока или повышения напряжения на якоре.

Двигатели с параллельным возбуждением и со стабилизирующей обмоткой допускают увеличение частоты вращения относительно номинальной в два раза (тихоходные со стабилизирующей обмоткой - в 2,5 раза) путем уменьшения тока возбуждения.

При такой увеличенной частоте вращения максимальный вращающий момент не должен превышать 0,8Мн - для электродвигателей па напряжение 220 В и 0,64Мн - для электродвигателей на напряжение 440 В.

Электродвигатели для кранов

Школа для электрика