Построение механической характеристики.

Вычисляю минимальный пусковой момент:

М_п.мин = (1,2... 1,3) ∙ М_ном = (1,2...1,3) ∙ 143,9 = 172,6...187 Н∙м.

Вычисляю максимальный статический момент на валу электродвигателя:

М_{с макс} = 1,2 ∙ М_сэ = 1,2 ∙ 94,8 = 113,7 Н∙м.

Вычисляю номинальное скольжение:

     S_ном = 1 – (n_ном / n_с) = 1 – (1460 / 1500) = 0,02.

Согласно формулы Клосса приближенно вычисляю критическое скольжение:

S_кр = S_ном ∙ (λ_м +  λ_м² – 1) = 0,02 ∙ (2,8 +  (2,8² – 1)) = 0,15.

      Вычисляю перегрузочную способность электродвигателя:

λ_м = М_макс / М_ном =403/ 143,9  = 2,8.

Вычисляю минимальный статический момент на валу электродвигателя:

М_мин = 1,2 ∙ М_ном = 1,2 ∙ 143,9 = 172,6 Н∙м.

Согласно формулы Клосса приближенно вычисляю минимальное скольжение:

S_мин = 1 - S_ном ∙ (λ_м +  λ_м² – 1) = 1 - 0,02 ∙ (2,8 +  (2,8² – 1)) = 0,85.

По результатам расчетов и проверок вношу в таблицу 1 данные для построения характеристик (М_ном, М_макс, М_п, М_сэ, S_n).

Таблица 6.

Данные для построения характеристик

Моменты, Н∙м.	Мном	Мкр	Ммин	Мп	Мсэ
	143,9	403	172,6	393	94,8
Скольжение, отн. ед.	Sном	Sкр	Sмин	Sn	-
	0,02	0,15	0,85	1,0	-

 

По данным таблицы 2 строю характеристики М = F(S) для асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором механизма передвижения.

Рисунок 6. Характеристика Мд = F(S) и Мм = F(S)

 

На пересечении двух характеристик определяю величину скольжения в рабочей точке (РТ) и выполняю анализ.

S_рт = S_ном ∙ М_сэ / М_ном = 0,07 ∙ 106 / 154 = 0,05.

Прямой пуск будет успешным, т.к. М_сэ < М_мин.

РТ ниже М_ном (М_ном > М_сэ), следовательно асинхронный двигатель будет работать с недогрузкой (31 %).

ΔМ = (М_ном - М _сэ)/ М_ном = (154 – 106) / 154 = 0,31→(31%);

КПД асинхронного двигателя занижен, т.к. наибольший КПД достигается при условии:

М_сэ = (0,85...0,9)М_ном.

В качестве ЭП механизма передвижения мостового крана (тележки) выбираю асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором

 АMTK-180S,  Р_ном = 22 кВт, n_ном = 1460 об/мин, ПВ = 40%.

Таблица 7.

Технические характеристики электродвигателя АMTK-180S

Тип электропривода	Мощность, кВт	Скорость, об/мин	КПД, %	Ток якоря, А	Момент, Нм
АMTK-180S	22	1460	91,0	42	403

Основная причина неисправностей крановых электродвигателей – это нарушение регламентированного режима работы, неудовлетворительное техническое обслуживание или же продолжительная эксплуатация без надлежащего ремонта.

Основные неисправности крановых электродвигателей, в основном, сводятся к изменению или неустойчивости их фактических характеристик. Так, не допускается:

· Изменение фактической частоты вращения или вращающего момента электродвигателя.

Рисунок 7. Схема электропривода механизма передвижения мостового крана

Рисунок 8. Нагрузочная диаграмма механизма передвижения тележки

· Любые колебания частоты вращения.

· Общий или местный перегрев кранового электродвигателя.

· Сильные вибрации или шум.

· Большое искрение под щетками электродвигателей постоянного тока или под кольцами асинхронных электродвигателей.

В целом, все неисправности крановых электродвигателей можно разделить на три группы – механические, магнитные и электрические.

Механические неисправности:

· Неисправности подшипников.

· Спадание, разрыв или ослабление бандажей.

· Биение колец или коллектора.

· Поломка или деформация вала.

· Деформация или поломка держателей щеток.

· Разбалансировка вращающихся частей.

Магнитные неисправности:

· Замыкания между листами стали.

· Ослабление прессовки листов стали.

Электрические неисправности:

· Обрыв обмоток.

· Пробой изоляции обмоток.

· Обгорание контактных колец или коллекторных пластин.

· Плохой контакт в соединениях проводников.

Именно повреждение обмоток можно считать одной из самых распространенных неисправностей асинхронных крановых электродвигателей. Вследствие износа изоляции происходят витковые замыкания в катушке, замыкания обмотки на корпус, а также короткие межфазные замыкания в обмотке. Обрывы в обмотках же, как правило, происходят ввиду механических повреждений обмоток малого сечения или распаек в местах соединения. Участки обмоток электродвигателей, наиболее подверженные повреждениям – это перекрещивания и изгибы в лобовой части, участки выхода обмоток из пазов, изгибы в соединительных проводах катушечных групп, места соединения сетевого кабеля и выводов обмоток.

При коротких замыканиях в обмотках крановых электродвигателей наблюдаются:

· различная величина токов в цепях фаз;

· нехарактерные шумы (гудение) при работе электродвигателя;

· перегрев катушек обмоток;

· затрудненный пуск электродвигателя.

При витковых замыканиях (в одной фазе) обмотки статора наблюдаются:

· увеличенное значение тока в обмотке (при применении соединения обмоток типа звезда);

· сильный перегрев катушечной группы или катушки.

Амперметр, подключенный в цепь поврежденной фазы при треугольном соединении обмоток, показывает меньшие значения, чем амперметр, включенный в цепи других фаз. При этом, выявление поврежденной фазы проводится при пониженном напряжении (до 0,3 от номинального напряжения).

При витковом замыкании обмотки ротора крановых электродвигателей наблюдаются:

· перегрев обмоток ротора и статора;

· колебание значения тока в фазах;

· обмотка ротора дымит при работе с резисторами в роторной цепи и при пуске;

· запах горящей изоляции.

Индукционный метод помогает определить точное местовиткового замыкания в крановых электродвигателях с фазным ротором. При этом необходимо подключить обмотки статора к сети и измерить индуктированные напряжения между кольцами (при неподвижном роторе). Если между разными парами колец наблюдаются неодинаковые значения индуктированных напряжений, это свидетельствует о наличии в обмотках виткового замыкания. Если витковое замыкание произошло в обмотке статора, то неравенство напряжений изменяется при поворотах заторможенного ротора. Если замыкание произошло в обмотке ротора, то неравенство напряжений при аналогичных условиях не изменяется. Напряжение между кольцами двух фаз, в том числе одной поврежденной, будет меньше, чем напряжение между двумя исправными фазами.

В разобранном электродвигателе место виткового замыкания выявляется измерением сопротивления катушек (при помощи амперметра-вольтметра или двойным мостом).

При помощи мегомметра можно обнаружить межфазное короткое замыкание и замыкание обмотки статора на корпус. При этом конкретное место замыкания в большинстве случаев можно обнаружить визуальным осмотром.

Ремонт крановых электродвигателей с незначительными повреждениями изоляции (при исправных проводниках) в месте замыкания сводится к восстановлению прокладок (из подходящих изоляционных материалов) и их пропитке лаком. Замена поврежденной катушки требуется в случае, если изоляция или проводники обмотки разрушены на большом участке.

При помощи мегомметра также могут быть обнаруженыобрывы в обмотках (в этом случае прибор покажет бесконечно большое сопротивление). Однако, прежде всего, необходимо убедиться в отсутствии плохого контакта или обрывов вне обмотки. Для проведения испытаний один из углов обмотки треугольником необходимо разъединить. При соединении обмоток по типу звезда мегомметр необходимо подключить к нулевой точке обмоток и к выводу каждой фазной обмотки. Место обрыва определяется испытанием всех катушек поврежденной фазы.

Наиболее уязвимые участки проволочных обмоток крановых электродвигателей располагаются в стержневых обмотках (а не в межкатушечных соединениях), а именно – в хомутиках (пайках). Плохой контакт или обрывы короткозамкнутых обмоток в роторах крановых асинхронных электродвигателей обнаруживаются в соединениях замыкающих колец со стрежнями. Кроме этого, обрывы могут наблюдаться в пазовых частях вследствие различных механических повреждений или дефектов при литье (при изготовлении литых алюминиевых обмоток).

 

Рисунок 8. Общий вид мостового крана:

Условные обозначения: 1 – кабина машиниста (крановщика); 2 – подкрановый путь; 3 – ходовое колесо; 4 – концевая балка; 5 – гибкий кабель для токоподвода к тележке крана; 6 –механизм вспомогательного подъёма груза; 7 – механизм главного подъёма груза; 8 – крановая тележка; 9 – трос для подвески гибкого кабеля; 10 – площадка для обслуживания троллей; 11 – главная балка моста; 12 – механизм передвижения тележки; 13 – механизм

передвижения крана.