Механізми горизонтального пересування козлових кранів виконуються тільки з роздільними приводами. Привод встановлюється в опору, яка є частиною несучої конструкції крана [1,c.8]. Основною вимогою до даного механізму є узгоджене пересування опор козлового крана при однаковій швидкості обертання двигунів. Тому, на основі даної вимоги, необхідне застосування спеціальної системи, яка забезпечить узгоджену роботу приводу коліс. Механізми пересування є єдиними, де необхідна система узгодження або синхронізації. Застосування відповідної системи пов'язане з усуненням можливості перекосів опор, яке може виникнути при відхиленнях ідентичності механічних характеристик електродвигунів, при нерівномірному розподілі навантаження на мосту крана у момент пересування. У разі розузгодження швидкостей обертання двигунів в механізмах пересування, виникає ризик зходження крану з рейок, а також значно підвищується знос реборд ходових коліс та підкранових шляхів.
У механізмах пересування козлових кранів застосувуються декілька видів систем управління: релейно-контакторні, дросельні і частотно-регульовані.
На даний момент найбільш часто в механізмах козлових кранів застосовується електропривод на основі асинхронного двигуна з фазним ротором з реостатним керуванням за допомогою силових контроллерів або простих релейно-контакторных систем. У дану систему також входить функція узгодження механізмів пересування. Використання релейно-контакторних систем управління, обумовлено умовами роботи козлових кранів: троллейна система живлення, вологість, загазованість, висока різкі коливання температури по довжині прольоту, висока інтенсивність роботи крана, що характеризується великою тривалістю і частотою включень. Проте не дивлячись на її широке застосування (шляхом електричного узгодження роторів), вона є неефективною.
Це пов'язано з багатьма чинниками. По-перше, перемикання ступенів пускових опорів в процесі розгону двигуна викликає стрибкоподібні зміни його моменту і кидки струмів у великих межах, що посилюється при зниженні числа ступенів. Це може з'явитися причиною виникнення пружних механічних коливань і порушити плавність протікання перехідних процесів.
По-друге, при використанні систем багаторухового електроприводу для козлових кранів з відносно великим прольотом (більше 25 метрів) не одночасне замикання контактів релейно-контакторної системи, приводить до різних прискорень кожного двигуна, що викликає додаткові динамічні навантаження в механізмах і металоконструкції крана, і, в результаті розсинхронізації – підвищенний знос рухомих елементів, а також ризик зходження крану з рейок.
Результати вимірів, що неодноразово проводилися на експлуатованих кранах, показали, що відхилення опорів роторних ланцюгів бувають дуже значними. В середньому відношення між еквівалентними опорами двигунів протилежних опор складає 1,4...1,6, у деяких кранів 2,0...2,2.. Для зменшення ступеня відмінності при завантаженні опору роторних ланцюгів двигунів протилежних опор, застосовуються зрівнюючі додаткові резистори. При цьому наявність додаткових резисторів приводить до появи додаткових втрат.
Разом з тим практично після кожного гальмівного процесу узгодженість двигунів порушуватиметься, тому при електричному розузгодженні їх роторів під час пуску двигунів виникають сильні поштовхи.
Відхилення в діаметрах ходових коліс протилежних опор може досягати до 2-3 мм, що також позначається на розподілі завантаження між двигунами. Разом з релейно-контакторною системою в механізмах кранів використовується дросельна система. Вона є більш оптимальною в нерегульованому електроприводі козлового крана. Використання пускового дроселя для обмеження струму ротора двигуна в пускових і гальмівних режимах, забезпечує плавність пуску і гальмування механізмів. Додаткові втрати роблять цю систему не ефективною.
За рахунок забезпечення плавного розгону механізмів і особливо, плавного, але інтенсивного гальмування, різко збільшується термін служби механічних вузлів (редукторів, муфт, валів, скатів, і так далі). Повністювиключається людський фактор машиніста крана, оскільки вибрана при наладці інтенсивність розгону і гальмування механізмів залишається незмінною.
Електропривод механізму горизонтального руху має забезпечувати жорсткі механічні характеристики в режимах двигуна та гальма.
 Рисунок 1- Схема електричного валу з реостатами в колі роторів двигунів.
При використанні двох приводних двигунів коліс переміщення крана потрібно забезпечити їх синхронну роботу. Це можливо при використанні електроприводу за системою иелектричноговалу [2.c.576 ] (Рис.1) .
Електричний вал складається з двох асинхронних двигунів з фазним ротором АД1 і АД2, кола роторів яких з'єднанні синфазно між собою. Синхронне регулювання частоти обертання двигунів здійснюється регулюванням опорів реостатів приєднаних до кола роторів.
Недоліками такого способу регулювання є втрати енергії в резисторах складають 20-30% від загальної споживаної потужності; поштовхи моменту двигуна, що негативно позначаються на механічному устаткуванні і, відповідно, швидкість пересування також носить нерівномірний характер.
При відключенні мережі ротори, як правило, не зупиняються в узгодженому положенні, а зміщуються відносно один одного на деякий кут. Однією з основних причин виникнення неузгодженості є неодночасність накладення механічних гальм. Тому прагнуть схему компонувати таким чином, щоб гальма накладалися після повної зупинки двигунів, а відключення відбувалося після накладення гальм [3,46 ].
У зв’язку з приведеними недоліками реостатних схем електричного валу вирішено здійснювати регулювання швидкості двигунів за допомогою перетворювача частоти, ввімкненого у коло роторів (Рис.2).
За такою схемою, статорні обмотки двигунів приєднуються до спільної мережі, від якої живиться і перетворювач частоти. Ротори двигунів електрично пов’язані між собою, і отримують напругу живлення від перетворювача частоти. Особливістю даної схеми є те, що швидкість обертання роторів 
двигунів буде пропорційною до ковзання та обернено пропорційною до частоти живлення, яка на них подаватиметься.
Швидкість обертання машин буде рівною:
де f1 – частота напруги живлення статора, f2 – частота напруги живлення ротора.
Це справедливо при рівних навантаженнях на обох двигунах. При збільшенні навантаження на одному з двигунів, його ковзання збільшиться, а швидкість зменшиться. При новому ковзанні ЕРС ротора більш завантаженого двигуна збільшиться, що призведе до збільшення струму його ротора, а відповідно і збільшення моменту. Система повернеться у вихідне положення і працюватиме узгоджено.
 Рисунок 2 – Схема електричного валу з перетворювачем частоти в колі роторів.
Струм у колі роторів (Рис.3). залежить від кута непогодження роторів ϴ
та ковзання s. Якщо кут непогодження рівний 0, тобто, система працює синхронно, то струм узгодження рівний 0. Чим більший кут непогодження, тим відповідно більше значення врівноважую чого струму. Також струм збільшується при збільшенні ковзання.
 Рисунок 3- Графік залежності врівноважуючого струму Іу від кута непогодження ϴ при ковзанні від 0 до 1.
З приведеного графіків можна зробити висновок, що для даної системи номінальним являється кут непогодження до 15 градусів, оскільки при ньому, та при ковзанні близькому до 1, що відповідає швидкості крану при рушанні з місця, врівноважуючий струм не перевищує номінального струму роторів та перетворювача частоти.
 Рисунок 4– Графіки залежності моментів двигунів від кута непогодження при ковзаннях від 0 до 1.
Як видно з наведених графіків моменти двигунів знаходяться у протифазах, і відповідно допомагатимуть один одному при виникненні нерівностей навантаження.
Значення моменту тим більше, чим більше кут непогодження, який викликає цей момент і врівноважуючий стум. Також більші значення моментів відповідають більшим значенням ковзання, з чого слідує, що при менших швидкостях система може врівноважуватись при більших значеннях нерівностей моментів навантаження та більших кутах непогодження (Рисунок 3 ).Як видно з наведених залежностей, графіки врівноважуючи моментів двигунів знаходяться у протифазах, і відповідно допомагатимуть один одному при виникненні нерівностей навантаження.
Для підтвердження наведених вище графіків було проведено дослідження розглянутої состеми електроприводу на електронній моделі (Рис.5)
 Рисунок 5-Електронна модель Електроприводу.
 Рисунок 6- Результати моделювання
Як видно з приведених графіків (Рисунок 6), спочатку присутня деяка відмінність між швидкостями двигунів, через нерівномірне навантаження, що викликає поворот роторів двигунів на різний кут, відповідно, з`являється і деякий зсув ЕДС роторів, що викликає появу врівноважую чого моменту. Як видно з графіку моментів двигунів, вони зсунуті один відносно одного на деякий кут, і допомагають двигунам вирівняти свої швидкості. З графіку швидкостей, що вони зрівнюються, і відповідають заданій величині.
ВИСНОВОК
Результати моделювання показали, що розроблена система забезпечує синхронізацію обертання ведучих коліс при нерівномірному розподілі навантаження на них. Розроблений електропривод задовольняє вимогам електроприводу пересування мостового крану.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. В.н. Лой, П.А. Протас, Г.И. Завойских. Лесоскладское грузоподьемное оборудование. Минск БГТУ 2005 ст.8-14 с.8-9
2.Усманходжаев И.М. Система согласованного вращения асинхронных двигателей./ И.М. Усманходжаев, П.И.Сагитов // Электротехника. 1976. №2. -с. 46-51.
3. С.В. Гаврилова, А.В. Доманов, В.И. Доманов системы согласованного вращения асинхронных двигателей.Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 17, №2(4), 2015.- c.732-736
4..Сандлер А.С. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей:М. Энергия. 1966г. 320с
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter