Вычисляю минимальный пусковой момент:
Мп.мин = (1,2... 1,3) ∙ Мном = (1,2...1,3) ∙ 143,9 = 172,6...187 Н∙м.
Вычисляю максимальный статический момент на валу электродвигателя:
Мс макс = 1,2 ∙ Мсэ = 1,2 ∙ 94,8 = 113,7 Н∙м.
Вычисляю номинальное скольжение:
Sном = 1 – (nном / nс) = 1 – (1460 / 1500) = 0,02.
Согласно формулы Клосса приближенно вычисляю критическое скольжение:
Sкр = Sном ∙ (λм + 
λм2 – 1) = 0,02 ∙ (2,8 + (2,82 – 1)) = 0,15.
Вычисляю перегрузочную способность электродвигателя:
λм = Ммакс / Мном =403/ 143,9 = 2,8.
Вычисляю минимальный статический момент на валу электродвигателя:
Ммин = 1,2 ∙ Мном = 1,2 ∙ 143,9 = 172,6 Н∙м.
Согласно формулы Клосса приближенно вычисляю минимальное скольжение:
Sмин = 1 - Sном ∙ (λм + λм2 – 1) = 1 - 0,02 ∙ (2,8 + (2,82 – 1)) = 0,85.
По результатам расчетов и проверок вношу в таблицу 1 данные для построения характеристик (Мном, Ммакс, Мп, Мсэ, Sn).
Таблица 6.
Данные для построения характеристик
| Моменты, Н∙м. | Мном | Мкр | Ммин | Мп | Мсэ |
| 143,9 | 172,6 | 94,8 | |||
| Скольжение, отн. ед. | Sном | Sкр | Sмин | Sn | - |
| 0,02 | 0,15 | 0,85 | 1,0 | - |
По данным таблицы 2 строю характеристики М = F(S) для асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором механизма передвижения.
Рисунок 6. Характеристика Мд = F(S) и Мм = F(S)
На пересечении двух характеристик определяю величину скольжения в рабочей точке (РТ) и выполняю анализ.
Sрт = Sном ∙ Мсэ / Мном = 0,07 ∙ 106 / 154 = 0,05.
Прямой пуск будет успешным, т.к. Мсэ < Ммин.
РТ ниже Мном (Мном > Мсэ), следовательно асинхронный двигатель будет работать с недогрузкой (31 %).
ΔМ = (Мном - М сэ)/ Мном = (154 – 106) / 154 = 0,31→(31%);
КПД асинхронного двигателя занижен, т.к. наибольший КПД достигается при условии:
Мсэ = (0,85...0,9)Мном.
В качестве ЭП механизма передвижения мостового крана (тележки) выбираю асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором
АMTK-180S, Рном = 22 кВт, nном = 1460 об/мин, ПВ = 40%.
Таблица 7.
Технические характеристики электродвигателя АMTK-180S
| Тип электропривода | Мощность, кВт | Скорость, об/мин | КПД, % | Ток якоря, А | Момент, Нм |
| АMTK-180S | 91,0 |
Основная причина неисправностей крановых электродвигателей – это нарушение регламентированного режима работы, неудовлетворительное техническое обслуживание или же продолжительная эксплуатация без надлежащего ремонта.
Основные неисправности крановых электродвигателей, в основном, сводятся к изменению или неустойчивости их фактических характеристик. Так, не допускается:
· Изменение фактической частоты вращения или вращающего момента электродвигателя.
Рисунок 7. Схема электропривода механизма передвижения мостового крана
Рисунок 8. Нагрузочная диаграмма механизма передвижения тележки
· Любые колебания частоты вращения.
· Общий или местный перегрев кранового электродвигателя.
· Сильные вибрации или шум.
· Большое искрение под щетками электродвигателей постоянного тока или под кольцами асинхронных электродвигателей.
В целом, все неисправности крановых электродвигателей можно разделить на три группы – механические, магнитные и электрические.
Механические неисправности:
· Неисправности подшипников.
· Спадание, разрыв или ослабление бандажей.
· Биение колец или коллектора.
· Поломка или деформация вала.
· Деформация или поломка держателей щеток.
· Разбалансировка вращающихся частей.
Магнитные неисправности:
· Замыкания между листами стали.
· Ослабление прессовки листов стали.
Электрические неисправности:
· Обрыв обмоток.
· Пробой изоляции обмоток.
· Обгорание контактных колец или коллекторных пластин.
· Плохой контакт в соединениях проводников.
Именно повреждение обмоток можно считать одной из самых распространенных неисправностей асинхронных крановых электродвигателей. Вследствие износа изоляции происходят витковые замыкания в катушке, замыкания обмотки на корпус, а также короткие межфазные замыкания в обмотке. Обрывы в обмотках же, как правило, происходят ввиду механических повреждений обмоток малого сечения или распаек в местах соединения. Участки обмоток электродвигателей, наиболее подверженные повреждениям – это перекрещивания и изгибы в лобовой части, участки выхода обмоток из пазов, изгибы в соединительных проводах катушечных групп, места соединения сетевого кабеля и выводов обмоток.
При коротких замыканиях в обмотках крановых электродвигателей наблюдаются:
· различная величина токов в цепях фаз;
· нехарактерные шумы (гудение) при работе электродвигателя;
· перегрев катушек обмоток;
· затрудненный пуск электродвигателя.
При витковых замыканиях (в одной фазе) обмотки статора наблюдаются:
· увеличенное значение тока в обмотке (при применении соединения обмоток типа звезда);
· сильный перегрев катушечной группы или катушки.
Амперметр, подключенный в цепь поврежденной фазы при треугольном соединении обмоток, показывает меньшие значения, чем амперметр, включенный в цепи других фаз. При этом, выявление поврежденной фазы проводится при пониженном напряжении (до 0,3 от номинального напряжения).
При витковом замыкании обмотки ротора крановых электродвигателей наблюдаются:
· перегрев обмоток ротора и статора;
· колебание значения тока в фазах;
· обмотка ротора дымит при работе с резисторами в роторной цепи и при пуске;
· запах горящей изоляции.
Индукционный метод помогает определить точное местовиткового замыкания в крановых электродвигателях с фазным ротором. При этом необходимо подключить обмотки статора к сети и измерить индуктированные напряжения между кольцами (при неподвижном роторе). Если между разными парами колец наблюдаются неодинаковые значения индуктированных напряжений, это свидетельствует о наличии в обмотках виткового замыкания. Если витковое замыкание произошло в обмотке статора, то неравенство напряжений изменяется при поворотах заторможенного ротора. Если замыкание произошло в обмотке ротора, то неравенство напряжений при аналогичных условиях не изменяется. Напряжение между кольцами двух фаз, в том числе одной поврежденной, будет меньше, чем напряжение между двумя исправными фазами.
В разобранном электродвигателе место виткового замыкания выявляется измерением сопротивления катушек (при помощи амперметра-вольтметра или двойным мостом).
При помощи мегомметра можно обнаружить межфазное короткое замыкание и замыкание обмотки статора на корпус. При этом конкретное место замыкания в большинстве случаев можно обнаружить визуальным осмотром.
Ремонт крановых электродвигателей с незначительными повреждениями изоляции (при исправных проводниках) в месте замыкания сводится к восстановлению прокладок (из подходящих изоляционных материалов) и их пропитке лаком. Замена поврежденной катушки требуется в случае, если изоляция или проводники обмотки разрушены на большом участке.
При помощи мегомметра также могут быть обнаруженыобрывы в обмотках (в этом случае прибор покажет бесконечно большое сопротивление). Однако, прежде всего, необходимо убедиться в отсутствии плохого контакта или обрывов вне обмотки. Для проведения испытаний один из углов обмотки треугольником необходимо разъединить. При соединении обмоток по типу звезда мегомметр необходимо подключить к нулевой точке обмоток и к выводу каждой фазной обмотки. Место обрыва определяется испытанием всех катушек поврежденной фазы.
Наиболее уязвимые участки проволочных обмоток крановых электродвигателей располагаются в стержневых обмотках (а не в межкатушечных соединениях), а именно – в хомутиках (пайках). Плохой контакт или обрывы короткозамкнутых обмоток в роторах крановых асинхронных электродвигателей обнаруживаются в соединениях замыкающих колец со стрежнями. Кроме этого, обрывы могут наблюдаться в пазовых частях вследствие различных механических повреждений или дефектов при литье (при изготовлении литых алюминиевых обмоток).
Рисунок 8. Общий вид мостового крана:
Условные обозначения: 1 – кабина машиниста (крановщика); 2 – подкрановый путь; 3 – ходовое колесо; 4 – концевая балка; 5 – гибкий кабель для токоподвода к тележке крана; 6 –механизм вспомогательного подъёма груза; 7 – механизм главного подъёма груза; 8 – крановая тележка; 9 – трос для подвески гибкого кабеля; 10 – площадка для обслуживания троллей; 11 – главная балка моста; 12 – механизм передвижения тележки; 13 – механизм
передвижения крана.