Електрифікація деревообробної промисловості - Електрообладнання і схеми автоматизованого керування консольно-козловим краном ККС-10

Електрообладнання і схема автоматизованого керування консольно-козловим самомонтуючим краном ККС-10
Консольно-козловий само монтую чий кран ККС-10 вантажепідйомністю 10 т призначений для завантаження, розвантаження, транспортування та штабелювання довгомірних круглих сортаментів та пиломатеріалів на приколійових нижніх складах, на лісобіржах і на деревообробних підприємствах.
Конструктивно консольно-козловий кран складається Із просторої ферми, механізму пересування, вантажного візка, лебідки для підйому і опускання вантажу та ходових візків. Загальна вага крана складає 41,4 т.
Електрообладнання крана містить кранові електродвигуни, пускові опори, гальмівні пристрої, електроапаратуру захисту і керування, освітлення та сигналізації.
Кранові асинхронні електродвигуни з фазним ротором (M1, M2, МТ, МП) (рис. 4.7) мають підвищений пусковий момент, витримують 2,5-3-кратні короткочасні перевантаження, розраховані на часті пуски і різні режими роботи. Пускові опори мають багато секцій і дозволяють здійснювати плавний пуск та регулювання швидкості електродвигунів.

Для гальмування застосовують однофазні короткоходові електромагнітні товкачі YA1, YA2, YAT, що приєднуються паралельно до статорів двигунів М1, M2, МТ (рис. 4.7), а також MYA, що працює від трифазного коротко замкненого електродвигуна, який приєднується паралельно до обмотки статора двигуна МП. Паралельне приєднання гальмівних пристроїв до двигунів дає змогу здійснювати одночасне з двигуном їх увімкнення або вимкнення. При увімкненні електродвигунів гальмівні пристрої здійснюють розгальмовування, а при вимкненні гальмування. Захист від коротких замикань і перевантажень передбачається за допомогою реле максимального струму КА1, КА2, КАТІ, КАТ2, КАП1, КАП2 та теплових реле КК1, КК2, КК3, КК4.
Лінійні пересування механізмів і окремих апаратів крана обмежуються за допомогою кінцевих вимикачів SQ1, SQ2 (рис. 4.8 а). Двері кабіни машиніста мають спеціальне блокування.
Пересування крану здійснює механізм пересування, який складається з чотирьох одноколісних візків, два з яких є ведучими. На них встановлені два спарених працюючих електродвигуни М1 і M2 потужністю по 7,5 кВт з ТВ = 25% і швидкістю 945 об/хв кожний. До того на візках передбачено встановлення двох автоматизованих рейкових захвати з електродвигунами м³1 і м³2 потужністю 1 кВт і швидкістю 1440 об/хв кожний.
Вздовж крана пересувається вантажний візок, на якому встановлена тягова лебідка з електродвигуном МТ (рис. 4.7) потужністю 5 кВт, ТВ = 25%, швидкістю 940 об/хв і вантажна лебідка з електродвигуном МП потужністю 22 кВт, ТВ = 25%, швидкістю 715 об/хв, за допомогою якої піднімається і опускається вантаж.
Завантаження, розвантаження і штабелювання лісоматеріалів здійснюється челюсним вібраційним грейфером, на якому встановлені два електродвигуни. Один, що має потужність 7 кВт і швидкість 1300 об/хв, встановлений безпосередньо на грейфері, другий, що має потужність 2,8 кВт і швидкість 1440 об/хв, встановлений на вібраторі.

Керування роботою крана.

 Для керування електродвигунами приводів крана використовують кулачкові контролери КРК, КРТ, КРП (рис. 4.7), за допомогою яких здійснюється плавний пуск, регулювання швидкості, гальмування, реверсування і зупинка електродвигунів. Контролери забезпечують певну послідовність виконання операцій, а також взаємне блокування та захист.

а) - схема керування електродвигунами M1, M2, МТ і МП;
б) - схема керування електродвигунами захвату M31 і M32

Для зручності розглядання схеми керування крана введені додаткові літерні позначення до елементів схеми керування. Так до елементів схеми керування візком пересування крана вводиться літера К (наприклад, КРК); до елементів схеми керування візком пересування вантажу - літера Т (наприклад, КРТ); до елементів схеми підйому і опускання вантажу - літера П (наприклад, КРП); для рельсових захватів - літера З (наприклад, MЗ1).
За допомогою контролера КРК здійснюється керування електроприводами візків пересування крану і забезпечується паралельна робота двох спарених асинхронних електродвигунів з фазним ротором М1 і M2. Елементи контролера К1К...К4К призначені для підключення секцій опору R1 до роторного кола електродвигуна M2, а елементи К5К...К8К - для підключення секцій опору R2 до роторного кола електродвигуна М1. Контакти контролера К9К і К10К вмикають контактори КМВ і КМН (рис. 4.8 а). В схемі керування передбачене блокування від одночасного увімкнення двигунів М1 і M2 в двох напрямках за допомогою розмикаючих контактів КМН і КМВ. В нульовому вихідному положенні контакти контролера K11К замкнені.
Керування електроприводом механізму пересування вантажного візка здійснюється контролером КРТ (рис. 4.7), а приводом механізму підйому вантажу - контролером КРП. Чотири верхніх контактних елементів К1Т...К4Т і К1П...К4П контролерів призначені для увімкнення і реверсування електродвигунів МТ і МП, а контактні елементи К5Т...К9Т і К5П...К9П призначені для увімкнення секцій пускових резисторів RT і RП в коло роторів електродвигунів МТ і МП. Контактні елементи К10Т, К11Т, К10П, К11П використовуються в колі кінцевих вимикачів (рис. 4.8 a) SQT і SQП, а К12Т і К12П - для нульового блокування. В нульовому положенні контакти елементів К10Т...К12Т і К10П...К12П контролерів КРТ і КРП замкнені, але напруга до електродвигунів МТ і МП не ПІДВОДИТЬСЯ.
Перед початком роботи крана всі контролери встановлюють у вихідне нульове положення, при цьому контакти елементів К11К, К12Т і К12П замикаються; закриваються двері кабіни машиніста і замикають кінцевий вимикач SQД (рис. 4.8 б). У вихідному положенні повинні бути замкнені: кінцеві вимикачі SQ1 і SQ2 ходових візків кранових електродвигунів М1 і M2; кінцевий вимикач SQT вантажного візка і SQП механізму підйому вантажу (рис. 4.8 а). Контакти максимально струмових реле КА, КАТ, КАП і проміжних реле КП1 і КП2 також повинні бути замкнені, а обмежувачі рейкових захватів - кінцеві вимикачі SQ01 і SQ02 - розімкнень
Вмикається рубильник QS (рис. 4.7) і напруга підводиться до розподільчого щитка крана. Вмикається аварійний рубильник QSA (рис. 4.8 а).
Машиніст натискує на кнопку SBC1, отримує живлення котушка контактора КМТ, яка замикає силові контакти КМТ (рис. 4.7) і підключає до мережі контролери КРТ і КРП. Одночасно замикається блок-контакт КМТ, що шунтує кнопку SBC1, тобто зберігає замкненим коло котушки КМТ після відпускання кнопки. Потім натискує кнопку SBC2, отримує живлення коло котушки КМ, яка спрацьовує і замикає силові контакти КМ. Підводиться напруга до контролера КРК. Одночасно замикається замикаючий блок-контакт КМ, що шунтує кнопку SBC2.
Для пересування крана „назад” необхідно маховик контролера КРК повернути вліво на перше положення пуску. При цьому замикається контактний елемент К10К і отримує живлення котушка контактора КМН і замикає силові контакти КМН, що підключають двигуни M2, М1, та розмикає блок- контакт КМН (рис. 4.8 а). Далі контролер встановлюється у друге положення. Замикаються контактні елементи К1К і К5К, які під’єднюють опори R1 і R2 до роторів двигунів M2 і М1 відповідно. При подальшому повороті маховика контролера у третє, а потім четверте і п’яте положення замикаються по черзі контактні елементи К2К та К6К, К3К та К7К, К4К та К8К, які виводять секції опорів пускових резисторів в колі роторів двигунів M2 та МІ і вони починають працювати на природній характеристиці, тобто в нормальному режимі роботи.
Для пересування крана „вперед” треба маховик контролера КРК перевести через нульове положення у перше праве положення (рис. 4.7). При цьому замкнеться контактний елемент К9К і коло котушки контактора КМВ отримує живлення. Силові контакти КМВ замкнуться і підключать електродвигуни М1 і M2, які почнуть обертатися в протилежному напрямку. Подальше керування секціями опорів пускового резистора в колах роторів двигунів здійснюються аналогічно тому, як це робиться при пересуванні крана „назад”.
Керування пересуванням вантажного візка здійснюється контролером КРТ. При пересуванні „назад” контролер встановлюється в положення „назад”, в результаті чого контактний елемент К11Т розмикається (рис. 4.8 а), але струм буде проходити через кінцевий вимикач SQT і контактний елемент К10Т І отже, котушка КМТ залишиться увімкненою. Швидкість пересування можна регулюватися шляхом виведення секцій опору резистора RT, що знаходиться в колі ротора двигуна МТ. Для пересування візка „вперед” контролер КРТ через нульове положення встановлюють в положення „вперед” і подальший порядок роботи всіх елементів схеми аналогічний пересуванню „назад”.
Підйом і спуск вантажу здійснюється за допомогою електродвигуна МП і контролера КРП. При повороті КРП у положення „підйом” контакти КИП (рис. 4.8 а) розмикаються, але струм буде проходити через кінцевий вимикач SQП і контакти К10П і, таким чином, утримувати котушку контактора КМТ у ввімкненому стані, тобто силові контакти КМТ будуть замкнені і статора двигуна МП отримує живлення. Швидкість підйому або спуску регулюється за допомогою секцій додаткового опору КП, що під’єднується до обмотки ротора двигуна МП. Для „спуску” вантажу контролер КРП встановлюється через нульове положення у положення „спуск” і далі операції повторюються аналогічно тому, як це робиться для підйому вантажу.
Пуск електродвигунів на закриття захватів здійснюється за допомогою кнопки SBC3. Машиніст натискує на цю кнопку, отримують живлення котушки контакторів Км³1 і Км³2 (рис. 4.8 б), які спрацьовують, замикають силові контакти Км³1 і Км³2 (рис. 4.7) і підключають двигуни м³1 і м³2 до мережі. Починається натискування і захват головки рельсу. Одночасно замикаються замикачі блок-контакти Км³1 і Км³2, що дозволяє відпустити кнопку SBC3.
При досягненні межі захвату кінцеві вимикачі (обмежувачі) розмикають свої контакти SQ31 і SQ32, коло котушок контакторів Км³1 і Км³2 розривається (рис. 4.8 б), силові контакти відкриваються і двигуни м³1 і м³2 зупиняються. Ці електродвигуни можна також зупинити за допомогою кнопки SBT. Увімкнення електродвигунів м³1 і м³2 на закриття захватів можливе, якщо під час роботи крана відкриються двері кабіни машиніста. Тоді кінцевий вимикач SQД замикає замикаючий контакт і подає живлення на котушки контакторів Км³1 і Км³2.
Автоматичне увімкнення захватів здійснюється коли швидкість вітру досягає 12 м/с. В цьому випадку замикаються контакти сигналізатора СДВ-1. Отримує живлення котушка проміжного реле КП1, воно спрацьовує і розмикає розмикаючі контакти КП1(рис. 4.8 а) в колі механізму пересування крану. Він зупиняється. Одночасно замикаються замикаючі контакти КП1 в колі керування захватами (рис. 4.8 б).  Спрацьовують котушки контакторів Км³1 та Км³2 і замикаючі силові контакти вмикають двигуни захвату м³1 і м³2. Якщо швидкість вітру збільшується приблизно до 20 м/с. то замикаються контакти сигналізатора СДВ-2. Отримує живлення котушка проміжного реле КП2, яке розмикає розмикаючі контакти КП2 (рис. 4.8 а) в колі котушки контактора КМТ, котушка знеструмлюється і розмикає силові контакти КМТ. Отже, вимикаються двигуни механізмів підйому і пересування вантажу.
Для відкриття захватів машиніст натискує на кнопку SBC4. Отримують живлення котушки контакторів КМ01 і КМ02. Силові контакти КМ01 і КМ02 (рис. 4.7) замикаються і підключають електричні двигуни MЗ1 і МЗ2 у зворотному напрямку, тобто відкривають захвати. Одночасно замикаються блок-контакти КМ01 і КМ02, що шунтують кнопку SBC4. Відкриття захватів здійснюється доки вони дійдуть до кінцевих вимикачів SQ01 і SQ02. В результаті їх розмикаючі контакти (рис. 4.8 б) розмикаються, котушки КМ01 і КМ02 знеструмлюготься і силові контакти КМ01 і КМ02 вимикають електродвигуни м³1 і м³2. Одночасно замикаються замикаючі контакти SQ01 і SQ02 (рис. 4.8 а) в колі котушок КМН і КМВ і підготовлюють механізм до роботи.

Контрольні запитання

1. Призначення консольно-козлового самомонтуючого крану. Які конструктивні складові цього крану і яке його електрообладнання ?
2. Для приводу яких механізмів застосовуються асинхронні електродвигуни з фазним ротором ?
3. За допомогою чого здійснюється керування електродвигунів приводів крану ?
4. Які елементи контролера КРК забезпечують підключення секцій опору R1 до електродвигуна M2 і секцій пору R2 до М1 та які вмикають коло контакторів КМВ і КМН?
5. Який контролер здійснює керування електроприводом механізму пересування візка ?
6. В якому положенні повинні бути встановлені всі командо контролери перед початком роботи крану ?
7. Яким чином підводиться напруга до контролера КРК ?
8. Поясніть роботу схеми керування електроприводу для пересування крана "назад" і "вперед".
9. Поясніть роботу схеми керування електроприводу для пересування вантажного візка крана "назад" і "вперед".
10. Поясніть роботу схеми керування електроприводу для піднімання та спуску вантажу. Як можна регулювати швидкість піднімання та спуску вантажу ?
11. Яким чином здійснюється керування пуском електродвигунів захватів кранів ?
12. Коли здійснюється автоматичне увімкнення захватів ? Поясніть дію сигналізаторів СДВ-1, СДВ-2.
13. Як працює схема блокування на закриття захватів, якщо під час роботи крана відкриваються двері кабіни машиніста ?
14. Поясніть призначення кінцевих вимикачів SQO1 і SQO2 в схемі керування крапу.