Более 80% электроприводов в промышленном производстве составляют асинхронные электроприводы. Большая доля из них приходится на электроприводы с электродвигателями с фазным ротором. Ограничение пусковых и тормозных токов в них обеспечивается включением в роторную цепь электродвигателя сопротивлений.
Изменение величины сопротивлений при пуске и торможении электродвигателя обеспечивается релейно-контактной аппаратурой. Поддержание этой аппаратуры в работоспособном состоянии в нашей сложной экономической ситуации при отсутствии средств на замену физически стареющего оборудования является головной болью эксплуатационного персонала.
Кардинальной мерой в этой ситуации является замена релейно-контактной аппаратуры и пуско-тормозных резисторов в роторной цепи на пусковые дроссели производства ООО «Кировский завод электромагнитов «ДимАл» (г. Киров). Основное применение наших дросселей находит в электроприводах крановых механизмов, как на передвижение мостов и тележек, так и на механизмах подъема.
При использовании таких дросселей схема управления статорной цепью электродвигателя сохраняется неизменной, а в роторную цепь включается дроссель. Тогда вся схема роторной цепи имеет вид, представленный на рис.1.
При включении дросселя может обеспечиваться значение пускового момента больше чем на естественной характеристике при существенном снижении пускового тока.
Дроссели обеспечивают благоприятные условия работы механической части механизмов. В схеме с пусковыми сопротивлениями в роторной цепи каждое выведение ступени пускового сопротивления сопровождается ударами в механизмах со всеми вытекающими отсюда последствиями. Дроссель же представляет собой активно-индуктивное сопротивление, зависящее от частоты и величины тока ротора, значение которого автоматически плавно уменьшается в процессе пуска вплоть до омического сопротивления меди обмоток по окончании пуска. Пуск и торможение электродвигателя происходит плавно без ударов в механизме с ограничением пусковых токов при отсутствии системы управления ротором двигателя, сохраняя примерное постоянство момента до скорости 0.5-0.6 от синхронной.
Для электроприводов мощностью до 30 кВт дроссель по внешнему виду напоминает трехфазный трансформатор (рис.2). Стержни дросселя выполнены из толстостенной трубы и стягиваются шпильками с помощью двух соединяющих пластин. В качестве пластин используется швеллер из обычной конструкционной стали. На стержнях располагаются обмотки, включаемые в цепи ротора асинхронного двигателя. Обмотки дросселя представляют собой несколько десятков витков медного провода, сечение которых зависит от роторного тока электродвигателя.
На рис.3 представлены механические характеристики дроссельного асинхронного электропривода. Характеристика 1 — естественная характеристика электродвигателя. Характеристика 2 — при включении дросселя в роторную цепь. Она напоминает вид «экскаваторной» характеристики.
При управлении механизмом электроприводов моста, тележки и подъема крана прямоточным контроллером допускается полный произвол машиниста крана, который имеет возможность включать и тормозить привод с любого положения контроллера. Применение дросселя лишает машиниста этой возможности работать на максимально-предельных контррежимах.
Для механизма подъема крана использование дросселя позволяет сформировать требуемые механические характеристики за исключением посадочной скорости механизма, режима выбора слабины канатов при низких посадочных скоростях. Последние могут быть реализованы толчковым режимом работы, используемым также и при управлении подъемом с помощью магнитного контроллера.
Основываясь на всем выше перечисленном можно выделить следующие преимущества:
- отсутствие релейно-контактной аппаратуры (контакторов) и пуско-тормозных резисторов в схеме с дроссельным электроприводом;
- снятие пиков тока и момента в роторных и статорных цепях электродвигателя увеличивает надежность работы и срок службы всего электропривода (коммутационной аппаратуры и др.) в 4-6 раз, а также составных элементов распределительных устройств сети электроснабжения;
- повышается надежность механической части крана (снижаются ударные нагрузки в механических передачах), что позволяет повысить сроки эксплуатации механического оборудования (редуктора, соединительной муфты и др.) в 2-4 раза;
- снижается расход электроэнергии на 5-8%;
- уменьшается расход времени на замену пускорегулирующей аппаратуры при ремонтных работах и ремонт контактов коммутационной аппаратуры;
- увеличивается межремонтный цикл механизмов грузоподъемных машин;
- снижается время на ремонт и обслуживание электропривода, особенно в тяжелых условиях работы механизмов и агрессивной окружающей среды (загазованность, запыленность, высокая температура воздуха);
- при монтаже новых и реконструкции старых кранов затраты на электрооборудование и кабельную продукцию сокращаются на 50%, а монтажные работы уменьшаются на 70%.
