Hệ thống điều khiển truyền động điện của cần trục
Các hệ thống điều khiển cầu trục khác nhau có thể được phân loại theo mục đích, phương pháp điều khiển và điều kiện quy định.
Theo mục đích của chúng, các hệ thống điều khiển cơ cấu nâng, cơ cấu chuyển động và cơ cấu quay được phân biệt.
Theo phương pháp quản lý, có các hệ thống quản lý với bộ điều khiển buồng cấp liệu, với nút bài viết, với các thiết bị hoàn chỉnh (ví dụ: có hoặc không có bộ điều khiển từ tính và bộ chuyển đổi năng lượng).
Theo các điều kiện điều chỉnh, có thể có các hệ thống điều khiển: điều chỉnh tốc độ dưới định mức, điều chỉnh tốc độ trên và dưới định mức, điều chỉnh tăng giảm tốc.
Bốn loại động cơ điện được sử dụng trong hệ thống truyền động của cần trục:
-
động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp hoặc độc lập có điều chỉnh tốc độ, gia tốc và giảm tốc bằng cách thay đổi điện áp và dòng điện kích thích cung cấp cho phần ứng,
-
động cơ rôto không đồng bộ bằng cách điều chỉnh các thông số trên bằng cách thay đổi điện áp đặt vào cuộn dây stato của động cơ điện, điện trở của các điện trở trong mạch cuộn dây rôto và sử dụng các phương pháp khác,
-
động cơ lồng sóc không đồng bộ với tốc độ không đổi (ở tần số lưới danh nghĩa) hoặc có thể điều chỉnh (ở điều chỉnh tần số đầu ra biến tần),
-
động cơ cảm ứng rôto lồng sóc, đa tốc độ (chuyển mạch cực).
Gần đây, số lượng vòi AC đang tăng lên do sự cải tiến của hệ thống biến tần ổ đĩa.
Đối với động cơ DC của cơ cấu nâng, bộ điều khiển có mạch không đối xứng và kích hoạt chiết áp của phần ứng ở vị trí hạ thấp được sử dụng, đối với cơ cấu di chuyển - bộ điều khiển có mạch đối xứng và điện trở mắc nối tiếp.
Đối với động cơ điện không đồng bộ có rôto lồng sóc, bộ điều khiển được sử dụng chỉ thực hiện các chức năng bật và tắt động cơ điện; đối với động cơ cảm ứng rôto dây quấn pha, bộ điều khiển chuyển đổi các giai đoạn cuộn dây stato và điện trở trong mạch dây quấn rôto.
Những nhược điểm chính của hệ thống truyền động điện với bộ điều khiển cam: thấp chỉ số năng lượng, mức độ chống mài mòn thấp của hệ thống tiếp điểm, điều chỉnh tốc độ không đủ trơn tru.
Việc sử dụng phanh điện động tự kích thích cho các hệ thống cơ cấu nâng này (khi hạ tải) giúp cải thiện đặc tính năng lượng và điều khiển của hệ thống, đặc biệt, có thể có dải điều chỉnh tốc độ lên tới 8:1 (khi hạ tải). đạt được.
Các hệ thống điều khiển có bộ điều chỉnh công suất thường được sử dụng cho cần trục tốc độ thấp hoạt động với yêu cầu thấp về phạm vi điều khiển tốc độ và độ chính xác của phanh. Trong điều kiện của các xưởng luyện kim, đây là những cầu trục đa năng.
Hệ thống điều khiển có bộ điều khiển từ được sử dụng cho các thiết bị điện cầu trục hoạt động bằng dòng điện một chiều và xoay chiều có công suất tương đối lớn (đối với dòng điện một chiều lên đến 180 kW), trong dòng điện xoay chiều, các hệ thống này được sử dụng để điều khiển động cơ điện không đồng bộ một tốc độ và hai tốc độ với động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc và rôto dây quấn.
Các hệ thống điều khiển từ tính này để điều khiển động cơ lồng sóc không đồng bộ thường được sử dụng trên cần trục có công suất động cơ lên tới 40 kW và cho động cơ không đồng bộ rôto dây quấn trong dải công suất 11-200 kW (đối với cơ cấu nâng) và 3,5-100 kW ( đối với cơ cấu chuyển động).
Việc sử dụng các hệ thống điều khiển này có hiệu quả đối với các cơ cấu cầu trục khi cần đáp ứng các yêu cầu khắt khe về điều khiển tốc độ, ví dụ đối với cầu trục, cầu trục có tay máy.
Hệ thống điều khiển truyền động điện cầu trục DC G-D (máy phát điện-động cơ) được sử dụng rộng rãi trong truyền động điện cầu trục cho đến những năm 1960 và 1970 nhờ những ưu điểm chính sau: phạm vi điều khiển tốc độ đáng kể (20:1 trở lên), tốc độ êm và tiết kiệm và kiểm soát phanh, tuổi thọ dài, chi phí tương đối thấp.
Hệ thống điều khiển với bộ biến đổi điện áp thyristor và động cơ DC (TP—DP) cho phép sử dụng thiết bị thyristorbằng cách thay đổi góc mở của các thyristor, điều chỉnh điện áp cung cấp cho động cơ điện.
TP — Hệ thống DP được sử dụng cho các ổ điện có công suất lên tới 300 kW, và trong một số trường hợp còn hơn thế nữa.Chúng có đặc tính kiểm soát cao và với phạm vi kiểm soát 10:1 — 15:1, chúng không yêu cầu sử dụng máy phát điện tốc độ để kiểm soát tốc độ. Bằng cách sử dụng phản hồi tốc độ đo tốc độ trong các hệ thống này, có thể đạt được phạm vi điều khiển tốc độ lên tới 30:1.
Nhược điểm của hệ thống TP - DP là: độ phức tạp tương đối của các khối thyristor của thiết bị, chi phí vốn và vận hành tương đối cao, chất lượng điện trong mạng bị suy giảm (tác động đến mạng).
Các hệ thống điều khiển với bộ biến tần (FC — AD) cho phép trong truyền động điện của cần trục, khi sử dụng động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc, để có được dải điều khiển tốc độ cao với các đặc tính động tốt của truyền động điện.