Электрооборудование подъемно-транспортных установок,
аппаратура управления мостовых кранов

К аппаратуре управления относятся контроллеры, крановые конечные выключатели и резисторы.
Контроллеры кулачковые предназначены для пуска, остановки, реверса и регулирования скорости крановых электродвигателей как переменного, так и постоянного тока.
Применяются в кранах малой грузоподъемности. Для легких «Л», средних «С» и тяжелых «Т» режимов работы. Переключение контактных групп обеспечивается кулачками вала, приводом которого является маховик (на постоянном токе) или рукоятка (на переменном токе).
Каждое рабочее и нейтральное «нулевое» положения имеют фиксацию.
Для управления асинхронными двигателями применяются кулачковые контроллеры типа «ККТ» различных модификаций, а двигателями постоянного тока—типа «ККП».
Магнитные контроллеры предназначены для управления двигателями механизмов мостовых кранов средней и большой производительности, с большой частотой включений, в напряженных режимах работы.
Применяются в кранах большой и средней грузоподъемности, работающих в средних «С», тяжелых «Т» и весьма тяжелых «ВТ» режимах.
Все переключения в силовых цепях ЭД производятся контакторами, катушки которых получают питание через малогабаритные командоконтроллеры типа «КП», установленные в кабине.
Переключающим органом командоконтроллера является рукоятка.
Магнитные контроллеры наиболее универсальное средство управления крановым электроприводом.
Для управления двигателями механизмов передвижения применяются симметричные командоконтроллеры следующих типов:
• для однодвигательного ЭД серии:
«П» — силовые цепи и цепи управления постоянного тока,
«Т» — силовые цепи и цепи управления переменного тока,
«К» — силовые цепи переменного тока, а цепи управления постоянного тока.
• Для двухдвигательного ЭД серии «ДП, ДТ и ДК», соответственно.
Для управления двигателями механизмов подъема применяются несимметричные командоконтроллеры серии «ПС, ТС и КС», которые позволяют получить низкие посадочные скорости при опускании груза.
Наличие буквы «Л» (например, «КСА») свидетельствует о том, что управление ЭД автоматизировано в функции времени или ЭДС.
Крановые конечные выключатели предназначены для ограничения хода движущихся устройств (мост, тележка, крюк) или блокировки запирающихся устройств (двери кабины или шкафа, люки).
Они представляют собой рычажные выключатели поворотного типа для конечных положений. По устройству — проще, а по работе - надежней, чем нажимные.
По исполнению такие конечные выключатели могут быть:
- с самовозвратом в исходное положение (для механизмов передвижения),
- вращающиеся, связанные с одним из валов механизма подъема (для ограничения верхнего и нижнего положения крюков),
- рычажные, связанные с грузовым приводом (для ограничения верхнего положения крюка).
В схемах управления крановыми ЭП применяются конечные выключатели серии «КУ» различных модификаций.
Резисторы предназначены для пуска, торможения и регулирования скорости ЭП. Кроме того, их устанавливают в других цепях — возбуждения, управления и подъемных электоромагнитов. Резисторы комплектуются в ящики на базе элементов чугунных литых (серия «ЯС»), фехралевых ленточных (серия «КФ») или константановых проволочных (серия «НС»). Из комбинаций этих ящиков подбираются любые необходимые сочетания ступеней сопротивлений. Крановые резисторы выбираются по условиям повторно-кратковременного режима («ПВ» больше для ступеней, которые отключаются последними). Каждая ступень сопротивления должна выдерживать номинальный ток 30 с, независимо от ПВ, %.
Крановые защитные панели предназначены для защиты и управления ЭП крановых механизмов.
Применяются:
- при контроллерном управлении электроприводом кранов,
- при командоконтроллерном управлении ЭП кранов, если отсутствуют собственные аппараты защиты.
На защитной панели установлена аппаратура, обеспечивающая:
- максимальную защиту от токов КЗ и значительных перегрузок (до 2,5 I ном) крановых ЭД,
- «нулевую» защиту, исключающую самозапуск ЭД после перерыва ЭСН,
- надежность работы крана и безопасность обслуживания.
Конструктивно панель выполняется в виде металлического шкафа с аппаратурой. Шкаф закрыт двумя замками, один из которых сблокирован с головным выключателем. Защитная панель размещается в кабине крана
Панели выпускаются для защиты и подключения от 3 до 6 электродвигателей.
На переменном токе при напряжениях 220, 380 и 500 В выпускаются панели типа «ПЗКБ», на постоянном токе при напряжениях 220 и 440 В — типа «ППЗКБ».
Панель защитная типа ПЗК представлена на рис. 3.4-4. Она предназначена для защиты и управления тремя электродвигателями: механизма передвижения моста, механизма передвижения тележки и механизма подъема.

Основные элементы схемы ПЗК:
• ВВ — вводной выключатель, для подключения панели к сети;
• КЛ — контактор линейный, для подключения цепей питания и управ-
ления приводными ЭД;
• РМО и РМ — два блока реле максимального тока, для защиты подво-
дящих линий ЭСН и отдельных ЭД;
• К-М, К-Т и К-П — контроллеры магнитные моста, тележки и подъем-
ного механизма;
• ВА — выключатель аварийного выключения панели,
• ВКЛ. — выключатель контактный люка кабины,
• Кн.Р — кнопка «работа», для подготовки панели к работе от контрол-
леров.
• ТК — троллейные контакты.
• ВКВМ и ВКНМ, ВКВТ и ВКНТ, ВККП — выключатели конечные
(путевые) «вперед» и «назад» моста, «вперед» и «назад» тележки, «крюка» подъемного механизма, для ограничения конечных перемещений. Включение панели в работу осуществляется при закрытой кабине (ВКЛ — включен), включенном «ВВ» и «ВА» нажатием «Кн.Р» кратковременно.
При этом, KB — подключаются силовые цепи механизмов моста, тележки и подъема (КЛ: 1. ..3), — становится на самопитание (КЛ:4, КЛ:5, контроллеры и конечные выключатели всех трех механизмов). Примечание — Для механизма подъема предусмотрен только один конечный выключатель «ВККП», так как нижний предел опускания крюка ие ограничивается. Для защиты трехфазных АД от перегрузок достаточно иметь «РМ» только в одной фазе. Защита от токов КЗ обеспечивается установкой в двух фазах реле максимального тока РМ01 и РМ02. «Нулевая» защита обеспечивается контактором «КЛ».
После срабатывания любого аппарата защиты панель в работу включить можно только после возврата всех контроллеров в положение «О».

Панель защитная типа ППЗК представлена на рис. 3.4-5.

Она предназначена для защиты и управления тремя ЭД постоянного тока механизмов крана того же назначения. Основные элементы схемы ППЗК:
• ВВ — вводной выключатель,
• ВА — выключатель аварийный,
• ТК—троллейные контакты,
• КЛО — контактор линейный обший, для подключения общего силового провода,
• КЛ1, КЛ2, КЛЗ — контакторы линейные «моста», «тележки»,
«подъемного» механизма;
• ЭмТ-М, ЭмТ-Т, ЭмТ-П — электромагниты тормозные «моста», «тележки», «подъемного» устройства;
• Кн.Р — кнопка «работа», для подготовки панели к работе через контроллеры.
• РМО—реле максимального тока общего силового провода,
• PMl, РМ2, РМЗ — реле максимального тока силовых цепей «моста»,
«тележки», «подъемного» механизма;
• ВКВМ н ВКНМ, ВКВТ и ВКНТ, ВККП — выключатели конечные
(путевые) «вперед» н «назад» моста, «вперед» и «назад» тележки, «крюка» «подъемного» механизма,
• Пр. 1, Пр.2—предохранители, для защиты цепей управления оттоков КЗ. Включение панели в работу осуществляется при включенном «ВВ» н
«ВА» нажатием «Кн.Р» кратковременно.
При этом, КЛО — подключается общий силовой провод к ЭП механизмов (КЛО:1),
— становится на самопитание (КЛО:2),
— готовится цепь КЛЗ(КЛО:3).
Примечание— Размыкающий контакт «Кн.Р» предотвращает одновременное включение всех контакторов (КЛО, КЛ1...КЛЗ), что при наличии КЗ в силовой цепи или цепях упрааления могло бы привести к аварии.
Конечные выключатели включены в цепи своих контакторов, поэтому в крайних положениях отключается только двигатель данного механизма, что обеспечивает удобство для работы оператора.
Защита от токов КЗ обеспечивается включением в общий силовой провод реле максимального тока «РМО», а от перегрузки — «РМ», включенных в главную цепь каждого ЭД.
После срабатывания любого аппарата защиты панель в работу включить можно только после возарата всех контроллеров в положение «О».

Тормозные устройства.
Все крановые двигатели оснащены тормозами, предназначенными для его торможения при отключении от сети. Пи этом сокращается не только выбег, но и обеспечивается безопасность (удержание груза в подвешенном состоянии).
По конструкции применяются механические тормоза колодочные, дисковые или ленточные.
По действию на тормозной элемент — это пружинные (с приводом от электромагнита) или гидравлические (с приводом от электрогидротолкателя).
Колодочный пружинный ЭМТ представляет собой конструкцию, состоящую из 3 основных частей:
- тормозного шкива с охватываемыми колодками,
- мощной пружины,
- электромагнита.
При подаче питания на электромагнит пружина сжимается, а колодки с помощью системы рычагов разводятся, освобождая тормозной шкив для работы ЭД. При снятии питания — наоборот.
В настоящее время тормозные электромагниты применяются как на переменном токе (одно- и трехфазные), так и на постоянном.
Катушки электромагнитов включаются и отключаются одновременно с электродвигателем (ЭД).
Основными показателями электромагнитов являются: рабочее напряжение (Up), продолжительность включения катушки (ПВ), ход подвижной части (якоря), тяговое усилие (FT), допустимое число включений в час.
Катушки электромагнитов переменного тока подключаются параллельно статору АД а постоянного тока — параллельно или последовательно с якорем ДПТ.
Катушки параллельного включения имеют большое количество витков, а следовательно, — большую индуктивность и малое быстродействие.
Для увеличения быстродействия катушки ее рассчитывают на пониженное напряжение, поэтому сразу подается полное напряжение сети, а после срабатывания в цепь катушки включается добавочный резистор, ограничивающий ток в ней.
Этим достигается форсированное (ускоренное) срабатывание электромагнита при большом усилии.
Для удержания втянутого якоря усилие требуется меньше, что обеспечивается включенным резистором.
Для защиты катушки от пробоя изоляции (при отключении ее от сети) на корпусе электромагнита установлено разрядное сопротивление.
ЭМТ с катушками последовательного включения имеют большее быстродействие и простую схему включения (не требуется разрядных и токо-ограничивающих резисторов).
Существенным недостатком является зависимость тягового усилия (FT) от тока нагрузки (/я) двигателя. Поэтому их целесообразно применять для механизмов передвижения, где ток якора в процессе работы меняется сравнительно незначительно.
Тормозные электромагниты отличаются формой, массой, тормозным усилием и выпускаются, как и крановые двигатели с ПВ = 15,25,40 и 60 %.
Недостатками таких тормозов являются:
- резкость включения, сопровождающаяся ударами якоря электромагнита о магнитопровод,
- большие броски переменного тока,
- возможность перекоса рычагов привода пружин.
Электрогидравлический тормоз (ЭГТ).
Такая конструкция позволяет устранить предыдущие недостатки, что обеспечило в последнее время и большую применимость.
ЭГТ имеют:
- большую надежность при эксплуатации,
- возможность регулирования быстродействия и плавности торможения^
- легкую управляемость при создаваемых значительных тормозных усилиях.
Такой тормоз состоит из 3 основных частей:
- тормозного шкива с охватывающими колодками,
- гидротолкателя, связанного со штоком поршня и пружинами,
- системы гидравлики (гидронасос с приводом от АД с КЗ-ротором, поршень со штоком, резервуар с маслом).
При включении АД масло из нижней части резервуара перекачивается под поршень, который, поднимаясь вверх, поворачивает штоком рычаги гидротолкателя, преодолевающего усилие пружин. Тормозные колодки разводятся системой рычагов, ЭП растормаживается.
При отключении АД насос останавливается, поршень со штоком опускается вниз, тормозной шкив зажимается колодками под действием пружин
Наша промышленность выпускает электрогидротолкатели с рабочими усилиями Fт = 160,250, 500, 800 и 1600 Н. Указанные усилия обеспечиваются при U >= 0,9 Uном, числе включений в час от 700 до 2000 к ПВ = 100 %. Время срабатывания ЭГТ находится в пределах от 0,6 до 1,5 с. Иногда их можно использовать как регуляторы скорости электропривода крановых механизмов.

Грузоподъемные электромагниты предназначены для зацепления ферромагнитных материалов при транспортировке и снятия их при доставке на место.
По форме отечественная промышленность выпускает круглые и прямоугольные электромагниты.
Электромагнит состоит из 3 основных частей:
- корпуса с полюсными башмаками,
- катушечной обмотки, залитой компауидной массой,
- устройства токоподвода.
Электромагнит подвешивается к крюку цепями. Токоподвод осуществляется гибким кабелем, намотанным на барабан. При опускании кабель автоматически сматывается, а при подъеме — наматывается
Подъемная сила крана определяется температурой и характером поднимаемого груза.
Груз большой плотности (сплошные металлические изделия в виде плит, болванок и т.п.) требует увеличения подъемной силы, а малой плотности (скрап, стружка и т.п.) — уменьшения.
С ростом температуры груза магнитная проницаемость снижается, а при 720 °С достигает нулевого значения. Подъемная сила тоже снижается до «нуля», что следует учитывать при эксплуатации.
Катушки электромагнитов питаются постоянным током, имеют большую индуктивность и значительный поток остаточного магнетизма.
Следовательно, должны обеспечиваться меры, ограничивающие (во избежание пробоя изоляции) перенапряжения, и быстрое освобождение груза.
Вся аппаратура управления помещена в кабине крановщика.
Подъемные электромагниты имеют повторно-кратковременный режим работы с ПВ = 50 % и временем цикла не более 10 мин.
Выбираются по напряжению, режиму работы, потребляемой мощности, поднимаемому грузу и его температуре.
Управление электромагнитом можно рассмотреть в соответствии с представленной схемой (рис. 3.4-6).

Основные элементы схемы:
• ЭМ — электромагнит (катушка), для создания подъемной силы уст-
ройства;
• KB и КР — контакторы включения и размагничивания, для коммута-
ции цепей «ЭМ» для захвата или отпускания груза;
• Rl, R2, R3 — резисторы цепей ЭМ и КР;
• КК — командоконтроллер («отключено» — «включено»), для управ-
ления электромагнитом;
• ВВ — вводной выключатель (рубильник), для обеспечения видимого
подключения (отключения) питания.
• Пр.1, Пр.2 — предохранители, для защиты оттоков КЗ цепей питания
и управления.