Электрооборудование и электроустановки общего назначения технологическая и расчетная часть

ВВЕДЕНИЕ
Мостовой кран — кран, у которого все несущие элементы конструкции опираются на крановый путь.
Мостовой кран обычно установлен внутри производственного корпуса и используется для подъема, опускания и перемещения различных грузов при производстве монтажных, ремонтных и погрузочно-разгрузочных работ. Мостовыми краны по конструктивному исполнению продольных (главных) и поперечных (концевых) балок, бывают выполнены в виде моста; сваренные между собой продольные и поперечные балки передвигаются по рельсовому пути, уложенному на подкрановые балки, закрепленные на консолях колонн здания (цеха, корпуса) или эстакады открытой площадки.
Металлические конструкции мостов исполняют в виде двух- или однобалочными. В данный момент больше всего применяют двух балочные мосты. Опорный мостовой кран передвигается по рельсам, которые уложенны на металлические или железобетонные подкрановые балки, которые опираются на колонны здания или открытую эстакаду. Подвесной мостовой кран передвигается по нижним полкам двутавровых балок, закрепленных под нижними поясами строительных ферм здания.
Перечислим основные параметры мостовых кранов: грузоподъемность, пролет моста, высота подъема, скорость подъема, скорость передвижения крана, скорость передвижения грузовой тележки, масса крана.
Все электрооборудование мостовых кранов по их назначению разделим на основное и вспомогательное. Основным будут является оборудование электропривода, вспомогательным — оборудование рабочего и ремонтного освещения, сигнализации, измерительной аппаратуры.
К основному электрооборудованию мостовых кранов относятся:
• асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока;
• аппараты управления электродвигателями контроллеры, командоконтроллеры, контакторы, магнитные пускатели, реле управления;
• аппараты регулирования частоты вращения электродвигателей — пускорегулирующие резисторы, тормозные машины;
• аппараты управления тормозами — тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели;
• аппараты электрической защиты — защитные панели, автоматические выключатели, реле максимального тока, реле минимального напряжения, тепловые реле, предохранители и другие аппараты, обеспечивающие максимальную и нулевую защиту электродвигателей;
• аппараты механической защиты — конечные выключатели и ограничители грузоподъемности, обеспечивающие защиту крана и его механизмов от перехода крайних положений и перегрузки;
• полупроводниковые выпрямители;
• аппараты и приборы, используемые для различных переключений и контроля.
Для управления приводами механизмов на мостовых кранах в основном устанавливают асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока как с короткозамкнутым, так и с фазным ротором кранового исполнения. Эти электродвигатели отличаются повышенной перегрузочной способностью как в механическом, так и в электрическом отношении. Кратность максимального вращающего момента этих электродвигателей по отношению к номинальному при повторном кратковременном режиме с ПВ, равным 25%, составляет 2,5—3. Указанные электродвигатели изготавливают в закрытом исполнении, с внешним обдувом и с противосыростной изоляцией.
Контроллеры на мостовых кранах предназначены для управления работой (пуска, остановки, регулирования частоты вращения, изменения направления вращения) электродвигателей.
Применяют контроллеры силовые ККТ и магнитные дистанционного управления. Магнитные контроллеры предназначены в электрооборудовании мостовых кранов для управления электроприводом на расстоянии. Все переключения в них осуществляются при помощи контакторов. Магнитный контроллер обладает рядом преимуществ по сравнению с силовым контроллером. Магнитным контроллером любой мощности управляют с помощью малогабаритного командоконтроллера без применения значительного усилия машиниста (крановщика).
Контакторы магнитных контроллеров более износоустойчивые, чем контакты кулачковых контроллеров, Применение магнитных контроллеров позволяет автоматизировать операции пуска и торможения двигателя, что упрощает управление приводом и предохраняет двигатель от перегрузок. В комплект магнитных контроллеров асинхронными двигателями трехфазного переменного тока с фазным ротором, входят командоконтроллер, контакторная панель и пускорегулирующие резисторы. В отличие от силового контроллера командоконтроллер) не имеет контактов, рассчитанных на прохождение больших токов. Взамен них применены контактные мостики.
В электроприводе мостовых кранов применяют также трех полюсные контакторы для замыкания и размыкания силовых электрических цепей.
Для пуска, остановки и реверсирования асинхронных электродвигателей трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором, а также для замыкания и размыкания (коммутации электрических цепей) используются в электрооборудовании мостовых кранов магнитные пускатели. Такие пускатели автоматически отключают двигатели при понижении напряжения и не допускают самопроизвольного включения двигателя после восстановления напряжения.
Электрооборудование мостовых кранов оснащено реле различного назначения и исполнения. В электрических схемах мостовых кранов встречаются реле: тепловое, максимального тока, времени, промежуточное, минимального тока, тепловое реле.
В цепи ротора электродвигателей для их плавного разгона, торможения и регулирования, частоты вращения применяют резисторы. Их устанавливают также в цепях управления и сигнализации, где они выполняют функцию ограничения напряжения или тока.
Для снятия силовых (замыкающих) пружин двух колодочных тормозов и растормаживания рабочих механизмов мостовых кранов применяют специальные тормозные электромагниты) и электрогидравлические толкатели.
Понижение напряжения с 380В до 24В или до 12В для питания осветительных переносных ламп осуществляется на мостовых кранах с помощью однофазных трансформаторов. Для питания электронагревателей кабины машиниста (крановщика), опускания груза в режиме динамического торможения на кранах устанавливают трехфазные трансформаторы, обеспечивающие понижение напряжения с 380В до 36В. На кране имеются также измерительные трансформаторы для подключения амперметров. Необходимый для потребления в электрооборудовании мостовых кранов постоянный ток получают путем преобразования переменного тока в постоянный через выпрямители.
Среди применяемых на мостовых кранах видов электрооборудования особое место занимают конечные выключатели, непосредственно связанные с обеспечением безопасной работы кранов. На мостовых кранах применяют выключатели типов КУ, ВК, ВУ, ВПК.
Для защиты электрооборудования и электрических сетей от больших токов предусмотрены плавкие предохранители. На мостовых кранах применяют трубчатые предохранители без наполнения ПР-2 и с наполнением ПН2, НПР, НПН.
Предотвращение нарушения нормальных условий работы электрических цепей крана (перегрузка, короткое замыкание) производится с помощью автоматических выключателей.
Кроме электрических аппаратов, для частой коммутации цепей электроприводов на мостовых кранах применяют различные конструкции рубильников и выключателей периодической коммутации цепей управления и силовых цепей.
Выключатели периодической коммутации с ручным и ножным приводом используют соответственно для отключения линейного контактора и включения цепей управления. Выключатели с ручным приводом служат в качестве аварийных выключателей и имеют обозначение ВУ. Выключатели с ручным управлением применяют в ряде случаев в режиме командоконтроллеров.
Для передачи электрической энергии применяются провода, кабели и шнуры. Изолированный провод имеет токопроводящие жилы, заключенные в изолированную оболочку (резиновую, виниловую, полихлорвиниловую). Кабели обычно имеют защитную герметическую металлическую (алюминиевую, свинцовую), резиновую или виниловую оболочку. Для монтажа электропроводки на мостовых кранах применяют исключительно провод с изоляцией. При этом для предохранения от механических повреждений провода прокладывают в отдельных газовых трубах, металлических рукавах или плетеной металлической оболочке. Кабели и провода разделяются: по роду изоляции — неизолированные и изолированные (при этом существует большое количество видов изоляции); по материалу проводящих жил — медные, алюминиевые; по форме и конструкции проводящей жилы — сплошные или многопроволочные, круглые жилы, секторные или сегментные жилы; по роду защитных оболочек — кабели, освинцованные, с голой свинцовой оболочкой, со свинцовой оболочкой и с броней из стальной ленты.