Характеристики асинхронных крановых двигателей

Характеристики асинхронных крановых двигателей

Электрический привод получил широкое применение в крановых механизмах благодаря следующим особенностям и преимуществам: индивидуальный, привод каждого механизма крана, простота конструкции привода механизма и надежность его работы, высокая экономичность и удобство управления, простота реверсирования механизмов и регулирования скорости рабочих движений крана в значительном диапазоне, возможность работы со значительными кратковременными перегрузками, простота конструкции, установки и высокая надежность устройств безопасности и др.

К недостаткам привода следует отнести его неавтономность, в результате чего грузоподъемный кран требует подключения его к общей промышленной электрической сети. Применительно к грузоподъемным кранам, работающим на машиностроительных предприятиях, указанный недостаток не столь существен, так как предприятия всегда имеют централизованное энергоснабжение.

Регулирование скоростей рабочих движений кранов связано с регулированием механических характеристик электродвигателя. Для грамотного управления краном необходимо уяснить происходящие в электродвигателе физические процессы. Поэтому перед рассмотрением конкретных схем управления крановыми механизмами необходимо более подробно изучить основные процессы регулирования двигателя.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 37. Схема ступенчатого увеличения частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя серии МТ

Частота вращения ротора асинхронного двигателя трехфазного переменного тока при постоянном сопротивлении его цепи (короткозамкнутый ротор) практически не изменяется в зависимости от момента внешней нагрузки во всем диапазоне от режима холостого хода до полной нагрузки. При этом механическая характеристика такого двигателя (зависимость между крутящим моментом М, развиваемым двигателем, и частотой вращения ротора п — жесткая в рабочей части, рис. 36, кривая 2). Обмотку статора электродвигателя с корот- козамкнутым ротором включают непосредственно в электрическую сеть, а так как сопротивление ротора — минимально, то в нем и в обмотке статора в период пуска (неустановившегося движения разгона ротора) течет ток большей величины. Величина пускового тока и момента М в 4…6 раз превышает величину номинального рабочего тока (момента) при установившейся частоте вращения ротора. Максимальную нагрузку на асинхронный двигатель ограничивает величина критического (опрокидывающего) момента двигателя Мтах.

Основные недостатки электродвигателей с короткозамкнутый ротором следующие: – высокие значения пускового момента; – все пусковые потери энергии преобразуются в тепловую энергию и идут на нагрев обмотки двигателя; – невозможность регулирования частоты вращения ротора вызывает необходимость повышения числа включений привода, что также повышает нагрев электродвигателя.

Рис. 36. Механические характеристики асинхронных
электродвигателей: 1 — серии МТ, 2 — серии МТК; по — частота вращения ротора без нагрузки, Мтах — опрокидывающий момент двигателя

Указанных недостатков лишен асинхронный двигатель с фазным ротором, сопротивление в цепи которого — переменно. Этот двигатель также имеет жесткую механическую характеристику (рис. 36).

Указанные механические характеристики органически присущи каждому типу электродвигателя, являются единственными и потому их называют естественными в отличие от семейства других характеристик, получаемых искусственным путем за счет изменения режима работы двигателя благодаря введению в электропривод дополнительных элементов и называемых искусственными. Вводя в цепь ротора дополнительные сопротивления, можно уменьшить величину тока в обмотке статора и соответственно величину пускового момента двигателя.

Обмотку статора электродвигателя с фазным ротором включают непосредственно в электрическую сеть, а в цепь его ротора включают регулируемые сопротивления (резисторы). В зависимости от величины сопротивления, включенного в цепь ротора, увеличение частоты его вращения будет осуществляться по одной из искусственных характеристик. В начальный момент сила тока ограничена максимальным сопротивлением и частота вращения ротора возрастает от нуля до п по участку а — б наиболее крутой искусственной характеристики (рис. 37). При достижении частоты вращения п сопротивление в цепи ротора уменьшают (сила тока возрастает) и двигатель переходит на другую более пологую искусственную характеристику 2, по которой частота вращения ротора увеличивается до п2. Затем сопротивление в цепи ротора опять уменьшают (отключают часть резисторов), сила тока возрастает и частота вращения ротора увеличивается до п3 по искусственной характеристике. При полном выключении сопротивления из цепи ротора двигатель становится как бы с короткозамкнутым ротором и выходит на естественную характеристику, по которой частота ротора увеличивается до номинальной П4, соответствующей моменту сил сопротивления на его валу (см. кривую на рис. 36). В данном режиме двигатель может работать продолжительное время. Очевидно, что чем больше число ступеней пускорегулирующих резисторов в цепи ротора, тем более плавным будет нарастание частоты его вращения.

Из анализа механических характеристик асинхронных электродвигателей видно, что двигатели с короткозамкнутым ротором наиболее просты по конструкции и управлению, надежны в эксплуатации и имеют меньшую стоимость. Их применяют в тех случаях, когда электрическое регулирование скорости рабочих движений не требуется, например, в приводах электроталей, механизмов кран-балок и других тихоходных механизмах грузоподъемных кранов. Следует помнить, что частоту вращения ротора такого двигателя можно изменить изменением числа пар полюсов в обмотке статора (переключением полюсов при помощи специальных пусковых электроаппаратов управления). Это решение применяют в механизмах кранов-штабелеров, когда для точной остановки механизма в требуемом месте необходимо заблаговременно перейти на меньшую (установочную) скорость рабочего движения.

Двигатели с фазным ротором — более сложные по конструкции, имеют большие габариты, массу и стоимость, но вызывают меньшие потери электроэнергии при переходных процессах (пуск двигателя и регулирование частоты вращения ротора). Поэтому эти двигатели применяют при более напряженных режимах работы для привода механизмов большинства современных грузоподъемных кранов.

Для обеспечения плавного пуска асинхронных двигателей и регулирования скоростей рабочих движений все более широко применяют специальные электрические схемы, например, с использованием тиристоров (от греческого слова «тура» — дверь, вход и английского «резистор» — сопротивление) — полупроводниковый переключающий прибор с односторонней проводимостью тока.

Крановые двигатели

Большинство позиций в наличии! Исполнение фланец или 2 вала срок 2-5 дней. Цены низкие. Отправим ТК в любой регион РФ и СНГ.

Гражданское и промышленное строительство, металлургия, транспорт, энергетика – лишь малая часть тех областей индустрии, в которых давно и широко применяются крановые двигатели. Универсальность, вариативность моделей, возможность работы как в закрытых производственных помещениях, так и на открытом воздухе – отличительные черты современных крановых двигателей, позволившие им стать наиболее востребованными механизмами в своем сегменте рынка электротехники.

Предусмотренная возможность частой смены режимов работы – особенность, выделяющая крановые двигатели среди обычных промышленных агрегатов, которые рассчитаны на пролонгированное функционирование с отсутствием частых пусков и остановок. При этом если электродвигатель общего назначения при постоянном изменении условий работы выйдет из строя, то крановый двигатель допустимо использовать и в механизмах, ориентированных на длительную безостановочную работу.

Конструктивные особенности крановых электродвигателей:

Все крановые двигатели принято условно делить на два типа:
— электродвигатели постоянного тока.
— асинхронные электродвигатели.

На сегодняшний день наиболее распространены последние, их еще называют двигателями трехфазного переменного тока, ввиду экономичности и сравнительно малого веса. Крановые электродвигатели, укомплектованные асинхронными двигателями, весят примерно в два, а то и в три раза меньше, нежели их аналоги, оснащенные приводом постоянного тока. Экономичность в эксплуатации асинхронных электродвигателей – также немаловажный фактор. Так, крановые электродвигатели постоянного тока требуют вложений, превышающих в пять раз расходы на обслуживание асинхронных механизмов. А если сравнить их с электродвигателями общепромышленного назначения, то этот показатель и вовсе увеличится в десять раз.

В свою очередь электродвигатели асинхронного типа подразделяются на следующие группы:
— механизмы, оснащенные фазным ротором.
-механизмы, укомплектованные короткозамкнутым ротором.

В производстве промышленных и строительных кранов наиболее часто используют именно короткозамкнутый ротор. Его главный и единственный недостаток – регулярный износ щеток, а, значит, и обязательная и своевременная их замена.

Сфера применения крановых двигателей с короткозамкнутым ротором – облегченные режимы подъема, маркируемые литерами «Л» или «С». В более сложных условиях эксплуатируют агрегаты, оснащенные фазным ротором, предусматривающим большую частоту включения, нежели механизмы с короткозамкнутым ротором.

Критерии выбора крановых электродвигателей

Мощность – еще один из важнейших показателей при выборе кранового электродвигателя. Значения мощности продукции российских производителей варьируется от 1,0 до 200 кВт. Будучи используемыми в условиях, отмеченных повышенными температурами, уровнем влажности и прочими особенностями, накладывающими на агрегаты особые требования, серии крановых двигателей маркируются в соответствии с их предназначением.

Серия MTF указывает на то, что данные крановые электродвигатели рассчитаны на работу в условиях, удовлетворяющих классу нагревостойкости, обозначенному литерой F (применяемые изоляционные материалы выдерживают нагрев до 130С). Символ K в названии моделей серии MTKF говорит о том, что данные механизмы укомплектованы короткозамкнутым ротором.

Класс нагревостойкости Н (150С) отражается в обозначении серий как MTH для агрегатов с фазным ротором и MTKH для крановых электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Кроме нагревостойкости двигателей и непосредственно нагревостойкости применяемых при их изготовлении материалов, крановые электродвигатели различаются и по климатическим характеристикам.

Для работы в регионах с умеренным климатом рекомендуются механизмы с маркировкой MTF и MTH — «У1», в тропических областях и на территориях с пониженными температурами воздуха – крановые электродвигатели серии MTH в исполнении «Т» и «УХЛ» соответственно.

Частота вращения – показатель, также неизменно влияющий на стоимость электродвигателей. Для продукции серий MTF, MTKF, MTH и MTKH он следующий: при 50 Гц – 600, 750, 1000 оборотов в минуту, а при 60 Гц – 720, 900, 1200.

Кроме того крановые двигатели MTKH производятся с двухскоростным режимом вращения, а модели MTKF – еще и в трехскоростном варианте.

Предусмотрено пять режимов работы крановых электродвигателей:
— режим длительной безостановочной эксплуатации (S1).
— режим работы при кратковременных интервалах включения (S2).
— кратковременный режим эксплуатации с частыми пусками (S3).
— кратковременный режим эксплуатации с частыми реверсами (S4).
— режим, предусматривающий возможность электрического торможения (S5).

Процесс отвода горячего воздуха во всех сериях крановых электродвигателей происходит за счет системы внешнего обдува.

Помимо стандартных крановых двигателей, сегодня российские производители предлагают потоковую сборку крановых электродвигателей повышенной грузоподъемности. В первую очередь ими комплектуются такие модели, как: кран башенный КБ, БКСМ, кран козловой КК, ККС и ККТ.

Крановые двигатели — как правильно выбрать и купить по нужной Вам цене ▾

В рабочее время наши специалисты готовы оказать компетентную помощь в подборе интересующей вас продукции. Для этого вы можете позвонить по любому из указанных телефонов. Также вы можете написать на нашу электронную почту или воспользоваться формой обратной связи ниже по ссылке.

Особенности работы асинхронных двигателей

Традиционно для кранового электропривода применяются специально разработанные серии электродвигателей переменного и постоянного тока. По геометрии магнитопровода, степени использования электротехнических материалов, электромеханическим характеристикам и конструктивному исполнению такие электродвигатели существенно отличаются от двигателей общепромышленного исполнения.

Режим работы электродвигателей в крановом электроприводе характеризуется широким изменением нагрузок, частыми пусками и торможениями, широким диапазоном изменения скорости ниже и выше номинальной (в электроприводах постоянного тока и частотно- регулируемых электроприводах).

Крановые двигатели рассчитаны для работы в повторно-кратковременном режиме, который характеризуется продолжительностью включения (ПВ) 15, 25, 40 и 60% при продолжительности цикла не более 10 мин. Основным номинальным режимом крановых двигателей переменного тока является ПВ=40%.

Из-за высоких требований к динамике двигателей в переходных процессах пуска и торможения и для снижения расхода энергии при этом двигатели конструируются таким образом, чтобы момент инерции ротора был, по возможности, минимальным. Снижение момента инерции достигается путем уменьшения высоты оси вращения при заданной мощности двигателя.

Электродвигатели имеют повышенный (по сравнению с электродвигателями общепромышленного исполнения) запас прочности механических узлов и деталей. Крепление пакета ротора на валу всегда производится при помощи шпонки.

Традиционно, основное применение в крановых электроприводах находят асинхронные двигатели с фазным ротором. Регулирование скорости и момента в электроприводах с такими двигателями производится включением в цепь ротора пускорегулирующих резисторов. Для получения пониженных (посадочных) скоростей опускания груза применяется режим противовключения или различные специальные схемы включения (например – динамического торможения самовозбуждением).

Существуют также модификации крановых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (при мощности до 30 кВт) для применения в электроприводах, имеющих, как правило, низкие номинальные скорости и не требующие их регулирования. Кроме того, существуют модификации крановых электродвигателей в двух и трехскоростном исполнении.

Все эти двигатели рассчитаны на питание от промышленной сети стандартного напряжения 220/ 380 В при частоте 50 Гц. Хотя это не означает, что они не могут работать в составе частотно- регулируемых электроприводов, тем не менее, в последнее время разрабатываются специальные серии асинхронных двигателей, в том числе и крановых, оптимизированные для работы в системах частотного регулирования.

Таким образом, крановые асинхронные двигатели в настоящее время условно можно разделить на электродвигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, предназначенные для питания от промышленной сети, и короткозамкнутые электродвигатели для частотно- регулируемых электроприводов.

Крановые асинхронные двигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, предназначенные для питания от промышленной сети

Отечественной промышленностью выпускаются асинхронные крановые электродвигатели с фазным и короткозамкнутым ротором, одно- и двухскоростные. Для применения на кранах общего назначения выпускаются электродвигатели с классом нагревостойкости изоляции F, для кранов и агрегатов металлургического производства — класса H.

Основные серии двигателей: фазные — MTF, MTH, 4MTF, 4MTH, 4MTM и короткозамкнутые – MTKF, MTKH, 4MTKF, 4MTKH. Короткозамкнутые электродвигатели выпускаются мощностью до 30 кВт. Кроме того, для малых мощностей выпускаются двигатели DMTF, DMTKH, AMTF, AMTKH.

Двухскоростные двигатели выпускаются сериями MTKH, 4MTKH и 5АТ.

Двигатели представлены в шести-, восьми- и десятиполюсном исполнениях. Быстроходные обмотки двухскоростных двигателей выпускаются также в четырехполюсном исполнении.

Основное конструктивное исполнение двигателей — горизонтальное на лапах с одним концом вала. Двигатели серии 4МТ отличаются от двигателей серии МТ установочно- присоединительными размерами, двигатели 4МТ выпускаются в соответствии с нормами МЭК.

Электродвигатели всех габаритов изготавливаются в закрытом обдуваемом исполнении, двигатели мощностью свыше 45 кВт, кроме того, в защищенном исполнении с независимой вентиляцией от внешнего вентилятора с электроприводом.

Следуют отметить, что крановые электродвигатели большинство времени работают на номинальных скоростях, где эффективность самовентиляции велика. Поэтому независимая вентиляции в крановых двигателях применяется в электроприводах интенсивного режима работы, где велика доля пусковых и тормозных потерь, и где ее применение позволяет избежать увеличения статической мощности.

Представляет интерес возможность использования крановых асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором предназначенных для питания от промышленной сети в составе частотно-регулируемого электропривода. В настоящее время имеется положительный опыт эксплуатации асинхронных двигателей мощностью до 55 кВт с закороченным фазным ротором при питании от преобразователей частоты. Такое техническое решение принималось при модернизации кранов, оборудованных традиционными системами кранового электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. Для снижения стоимости такой модернизации сохранялись электродвигатели и, в ряде случаев, пускорегулирующие резисторы, которые применялись в качестве тормозных.

Электродвигатель с фазным ротором, выбранный для работы в традиционной системе кранового электропривода с реостатным регулированием при переводе его на питание от преобразователя частоты (если режим работы механизма не превышается), всегда имеет меньший уровень пусковых потерь. При векторном управлении, как правило, снижаются потери и в установившемся режиме, так как при частичной нагрузке в электроприводе производится оптимизация энергопотребления.

Короткозамкнутые крановые электродвигатели серий МТ и 4МТ мощностью до 30 кВт достаточно широко применяются при создании крановых электроприводов механизмов горизонтального перемещения (например, на башенных кранах), а в ряде случаев и в электроприводах механизмов подъема.

Частотно-регулируемые крановые электродвигатели

Работа асинхронных двигателей в системах частотного регулирования имеет свои особенности. Прежде всего, при частотном управлении значительно снижаются потери энергии в двигателях в пуско-тормозных режимах. Это позволяет переходить на более высокооборотные электроприводы, и при проектировании двигателей основное внимание уделять снижению потерь в обмотках двигателя в номинальном режиме. При проектировании двигателей для системы частотного регулирования учитывается следующее:

1. Основные соотношения между геометрическими размерами, принятые для крановых асинхронных двигателей, сохраняются, поскольку определяющим здесь является режим работы, а не система регулирования.
2. В современных частотно-регулируемых электроприводах с векторным управлением механические характеристики формируется системой управления преобразователя. Поэтому при проектировании электродвигателей, предназначенных для работы только с преобразователями частоты, можно не предпринимать специальные меры для повышения перегрузочной способности и пускового момента.
3. Оптимальные частоты вращения двигателей в системах частного регулирования, как уже было сказано, выше, чем в обычных системах, и составляют 1900-1800 об/мин для легкого и среднего режимов работы и до 1000 — 800 об/мин — для тяжелого режима. Однако при проектировании следует согласовывать максимальную частоту вращения разрабатываемого электропривода и максимальную допустимую частоту вращения редуктора.
4. Двигатели должны быть работоспособны при повышении частоты выходного напряжения преобразователя в 1,5-2 раза по отношению к номинальной частоте.
5. С целью снижения потерь обмотка ротора двигателя заливается чистым алюминием или выполняется медной, скольжение при этом — минимальное. Регулирование выходного напряжения и частоты двигателя позволяет оптимизировать использование его активных частей и обеспечить работу двигателя в режиме минимальных потерь.
6. Возможно исполнение двигателей на нестандартное напряжение, соответствующее выходному напряжению преобразователя частоты.

Все эти мероприятия, а также оптимальное разграничение зон регулирования, позволяют при одинаковой нагрузке снизить в 1,5-1,8 раза мощность двигателя в частотно-регулируемом приводе.

Специальная серия крановых двигателей для частотно-регулируемых электроприводов выпускается отечественной промышленностью. Эта серия включает в себя двигатели типа АД2КД мощностью от 4 до 11 кВт в шести- и четырехполюсном исполнениях с пристроенными дисковыми тормозами и двигатели 4МТКД мощностью от 22 до 110 кВт в шести- и восьмиполюсном исполнениях. Двигатели 4МТКД выполнены с использованием основных узлов традиционных двигателей серии 4МТН и изготавливаются в закрытом обдуваемом исполнении, а также с вентиляцией, не зависимой от внешнего вентилятора с электроприводом.

Источник: ЗАО «КранЭлектроМаш»

Крановые электродвигатели с фазным ротором

Крановые электродвигатели

Крановые электродвигатели используются для комплектации подъемно-транспортного и металлургического оборудования. Это основная силовая установка для оборудования, которому приходится работать в тяжелых условиях повышенной вибрации и многочисленных переключений.

С этой точки зрения хорошо проявляют себя крановые электродвигатели с фазным ротором, которые могут работать в разных режимах в любых климатических условиях. На данный момент асинхронные крановые электродвигатели серий МТН,МТФ наиболее востребованы в связи со следующими преимуществами:

• Возможность использования низкого пускового тока
• Высокий стартовый крутящий момент
• Плавный разгон двигателя
• Наличие разных режимов работы

Современные крановые электродвигатели изготавливаются из стойких термоизоляционных материалов, защищены от пыли и создают минимум шума во время работы. Они обеспечивают бесперебойную работу подъемно-транспортного оборудования в любых климатических условиях.

Компания «Регионэлектросбыт» предлагает недорого купить крановые электродвигатели серий MTH, MTF. Электродвигатели подходят для комплектации башенных, козловых, портальных и других видов подъемных кранов.

Наши преимущества

Компания «Регионэлектросбыт» предлагает широкий ассортимент промышленного оборудования и следующие преимущества:

• Опыт и надежность: мы давно работаем на российском рынке и официально представляем продукцию компаний ООО НПО «Технохим» и ООО «Гидросервис».
• Широкая география поставок: мы готовы предоставить оборудование заказчикам из России, Казахстана, Беларуси.
• Комфортное обслуживание: офис и склад нашей компании находятся в одном месте, также вы можете ознакомиться с нашим ассортиментом на сайте.
• Свободное сотрудничество: «Регионэлектросбыт» предоставляет свои услуги частным и коммерческим клиентам.
• Выгодные условия: при заказе от 25 000 рублей мы готовы доставить партию товара бесплатно.
• Персональный подход: наши сотрудники выслушают пожелания клиента и обеспечат его необходимым оборудованием на самых выгодных условиях.

Телефон: +7 (343) 227-92-42

Эл. почта: info@res-elektro.ru

Асинхронные электродвигатели можно разделить на две группы:

• Электродвигатели с фазным ротором
• Электродвигатели с короткозамкнутым ротором

Конструкция электродвигателей с фазным ротором

Статор электродвигателей МТН и MTF выполнен совершенно одинаково, фазный ротор отличается от короткозамкнутого ротора тем, что он, как и статор имеет фазные обмотки. Обмотки соединены обычно по схеме «звезда», а концы их выведены на металлические контактные кольца, к которым с помощью графитовых контактов (щёток), подводится электрическое напряжение. В цепи питания обмоток ротора включают реостат, регулирующий пусковой момент.

Применение крановых электродвигателей

Асинхронные крановые электродвигатели переменного тока предназначены для работы в тяжёлом режиме многократных пусков-остановок-реверсов, с регулированием частоты вращения ротора в условиях сильной тряски и вибраций. Крановые электродвигатели с фазным ротором работают так же в металлургических цехах при температуре окружающей среды до 700 ºC, в атмосфере высокой загазованности и парообразования.

Электродвигатели с фазным ротором работают на портальных, мостовых, башенных, козловых кранах и внутрицеховых тельферных системах в тяжёлом и весьма тяжёлом режимах. В качестве крановых электродвигателей используют асинхронные двигатели с фазным ротором марок МТФ (MTF) и МТН, где буквы «Ф» и «Н» обозначают класс нагревостойкости.

Характеристики двигателей

Электродвигатели MTF имеет следующие характеристики:

• Мощность – 1,4 кВт
• Число оборотов – 885 об/мин
• Напряжение питания. Промышленная сеть 220/380 с частотой 50-60Гц
• КПД – 61,5 %
• Степень защиты – IP54

• Мощность — 2,2 кВт
• Число оборотов 890 об/мин
• Напряжение питания промышленная сеть 220/380 с частотой 50-60 Гц
• КПД – 64 %
• Степень защиты IP54

Концы фазовых обмоток выведены в контактную коробку и могут быть соединены по схеме «треугольник» или «звезда». Оптимальным режимом работы электродвигателя с фазным ротором является многократный старт-стопный режим с продолжительностью включения 40 %. Крановый электродвигатель при установке на рабочее место должен быть тщательно заземлён.

Крановые асинхронные электродвигатели МТН используются в агрегатах, работающих в режимах с частыми пусками и торможениями, а так же в многократно-кратковременных режимах – прямой ход-реверс. Эти двигатели успешно применяются в грузоподъёмных и грузоперемещаюших механизмах.

Технические характеристики двигателя

• Мощность – 5,0 кВт
• Число оборотов – 935 об/мин
• Напряжение питания — промышленная сеть с напряжением 220, 380, 440, 660 Vи частотой 50-60 Гц
• Степень защиты IP54

Крановые электродвигатели MTF и МТН имеют различные конструктивные модификации и могут работать в любых климатических условиях. Основной несущий элемент двигателя – это корпус, изготовленный из прочного чугуна и имеющий горизонтальные рёбра увеличивающие площадь охлаждения. Подшипниковые щиты сварены из стали, а контактная коробка расположена в верхней части корпуса, что позволяет производить подключение электропитания с любой стороны электродвигателя. Крыльчатка внутреннего вентилятора выполнена из алюминиевого сплава.