Sistemes de control per a accionaments elèctrics de grues

Es poden classificar diversos sistemes de control de grua segons el propòsit, el mètode de control i les condicions de regulació.

Segons la seva finalitat, es distingeixen els sistemes de control dels mecanismes d'elevació, els mecanismes de moviment i els mecanismes de rotació.

Segons el mètode de gestió, hi ha sistemes de gestió amb controladors de cambra d'alimentació, amb publicacions de botons, amb dispositius complets (per exemple, amb o sense controlador magnètic i convertidor d'energia).

Segons les condicions de regulació, hi pot haver sistemes de control: amb regulació de velocitat per sota de la nominal, amb regulació de velocitat per sobre i per sota de la nominal, amb regulació d'acceleració i desacceleració.

S'utilitzen quatre tipus de motors elèctrics en els sistemes d'accionament de grua:

• Motors de corrent continu amb excitació en sèrie o independent amb regulació de velocitat, acceleració i desacceleració canviant la tensió i el corrent d'excitació subministrats a l'induït,

• motors de rotor asíncron ajustant els paràmetres anteriors canviant la tensió aplicada al bobinatge de l'estator del motor elèctric, la resistència de les resistències al circuit del bobinatge del rotor i utilitzant altres mètodes,

• motors asíncrons de gàbia d'esquirol amb velocitat constant (a la freqüència nominal de la xarxa) o ajustable (a l'ajust de la freqüència de sortida de l'inversor),

• Motors d'inducció de rotor de gàbia d'esquirol, multivelocitat (commutats per pols).

Recentment, el nombre d'aixetes de CA està augmentant a causa de la millora dels sistemes variador de freqüència.

Sistema de control Power Cam: senzill i més comú per a accionaments elèctrics de grua.

Per als motors de corrent continu de mecanismes d'elevació, s'utilitzen controladors amb un circuit asimètric i activació potenciomètrica de l'induït en les posicions de baixada, per als mecanismes de viatge: controladors amb un circuit simètric i resistències connectades en sèrie.

Per als motors elèctrics asíncrons amb un rotor de gàbia d'esquirol, s'utilitzen controladors que només realitzen les funcions d'encendre i apagar el motor elèctric; per als motors d'inducció de rotor bobinat en fase, els controladors canvien els bobinatges de l'estator i les etapes de resistència al circuit de bobinats del rotor.

Els principals desavantatges dels sistemes d'accionament elèctric amb controladors de lleves: baix indicadors energètics, baix nivell de resistència al desgast del sistema de contacte, suavitat insuficient de la regulació de la velocitat.

L'ús de frenada electrodinàmica autoexcitada per a aquests sistemes de mecanismes d'elevació (en baixar la càrrega) millora l'energia i les propietats de control dels sistemes, en particular, es pot permetre un rang de regulació de velocitat de fins a 8:1 (en baixar la càrrega). aconseguit.

Els sistemes de control amb reguladors de potència s'utilitzen generalment per a grues de baixa velocitat que funcionen amb requisits baixos de rang de control de velocitat i precisió de frenada. En les condicions dels tallers metal·lúrgics, es tracta de pont grua d'ús general.

Els sistemes de control amb controladors magnètics s'utilitzen per a equips elèctrics de grua que funcionen en corrent continu i altern amb potència relativament elevada (per a corrent continu fins a 180 kW) En corrent altern, aquests sistemes s'utilitzen per controlar motors elèctrics asíncrons d'una i dues velocitats. amb un rotor de gàbia d'esquirol i motors elèctrics asíncrons de rotor bobinat.

Aquests sistemes de controlador magnètic per controlar motors asíncrons de gàbia d'esquirol s'utilitzen normalment en grues amb potència del motor de fins a 40 kW, i per a motors asíncrons de rotor bobinat en el rang de potència 11-200 kW (per a mecanismes d'elevació) i 3,5-100 kW ( per als mecanismes de moviment).

Els sistemes de control per a accionaments de CA de grua amb convertidor de tensió de tiristor troben aplicació per a motors elèctrics asíncrons de rotor de fase en mecanismes de grua per a diversos propòsits. Un convertidor de tensió de tiristor s'inclou al circuit de bobinat de l'estator i serveix per regular la tensió subministrada a aquest bobinatge.Els principals avantatges d'aquest sistema de control són: la capacitat d'aconseguir velocitats d'aterratge baixes estables amb un rang de control de fins a 10: 1, proporcionant una commutació sense corrent dels circuits de l'estator del motor elèctric, la qual cosa augmenta la durabilitat i la vida útil del equipament elèctric.

L'ús d'aquests sistemes de control és eficaç per a mecanismes de grua on és necessari complir els estrictes requisits en termes de control de velocitat, per exemple per a grues pòrtic, grues pont amb manipuladors.

El sistema de control per a accionaments elèctrics de grua DC G-D (motor-generador) es va utilitzar àmpliament en accionaments de grues elèctriques fins als anys 60 i 70 a causa dels següents avantatges principals: un rang de control de velocitat important (20:1 o més), velocitat suau i econòmica i control de frenada, llarga vida útil, cost relativament baix.

Aquest sistema s'ha utilitzat eficaçment per a grues grans i crítiques, incloses les de les plantes metal·lúrgiques. No obstant això, la seva aplicació estava limitada per una sèrie d'inconvenients: la presència de peces giratòries i voluminosos, eficiència relativament baixa, pes i mida considerables, costos operatius elevats.

Els sistemes de control amb convertidors de tensió de tiristors i motors de corrent continu (TP — DP) permeten l'ús dispositiu tiristorcanviant l'angle d'obertura dels tiristors, ajusteu la tensió subministrada al motor elèctric.

Els sistemes TP — DP s'utilitzen per a accionaments elèctrics amb potència de fins a 300 kW, i en alguns casos fins i tot més.Tenen propietats de control elevades i amb un rang de control de 10:1 a 15:1, no requereixen l'ús de tacogeneradors per al control de velocitat. Mitjançant l'ús de la retroalimentació de velocitat taquimètrica en aquests sistemes, es pot obtenir un rang de control de velocitat de fins a 30:1.

Els desavantatges dels sistemes TP — DP són: la complexitat relativa dels blocs de tiristors del dispositiu, costos de capital i d'operació relativament elevats, deteriorament de la qualitat de l'electricitat a la xarxa (impacte a la xarxa).

Els sistemes de control amb convertidors de freqüència (FC — AD) permeten en accionaments elèctrics de grua, quan s'utilitzen motors elèctrics asíncrons de rotor d'esquirol, obtenir un rang de control d'alta velocitat amb bones característiques dinàmiques de l'accionament elèctric.