Главная · Измерения · Крановый электродвигатель мтн, мтф с фазным ротором. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

Крановый электродвигатель мтн, мтф с фазным ротором. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором

Область применения

Крановые (или, как их ещё называют, краново-металлургические) электродвигатели широко используются в области строительства, энергетике, в горнодобывающей и металлургических отраслях. Основное назначение крановых электродвигателей - обеспечение надёжной работы привода крановых и других механизмов, работающих в кратковременных и повторно-кратковременных режимах, а также для привода механизмов, работающих с частыми пусками и электрическим торможением (башенные, портальные, козловые, мостовые краны, лифты и разнообразные грузоподъемные механизмы).

Исполнение электродвигателей

Крановые электродвигатели серии МТ (MTF, MTH, МТИ) изготавливаются с фазным ротором, электродвигатели серии МТК (MTKF, MTKH, МТКИ) - с короткозамкнутым ротором.
Номенклатура крановых электродвигателей (с короткозамкнутым и фазным роторами) насчитывает более 80 типоразмеров с высотами оси вращения от 112 до 280 мм.
Все крановые электродвигатели стандартно изготавливаются для умеренного климата (климатическое исполнение У1), а также, по желанию заказчика, могут изготавливаться для работы в условиях тропического климата (климатическое исполнение Т1) и для работы в северных широтах (исполнение УХЛ). Все крановые электродвигатели из-за конструктивных особенностей способны работать в «горячих» цехах металлургических заводов.
Охлаждение двигателей производится с помощью внешнего обдува (IC 0141). Стандартная степень защиты крановых электродвигателей - IP44, степень защиты коробки выводов и люка контактных колец электродвигателей - IP 54.

Пример условного обозначения кранового электродвигателя:

4МТ К Н 280L 10 У1

  • 4МТ - серия электродвигателя (4МТ,МТ)
  • К - электродвигатель с короткозамкнутым ротором (если буква «К» отсутствует - значит, электродвигатель имеет фазный ротор)
  • Н - класс нагревостойкости изоляции электродвигателя (класс нагрева Н- до 1800С, класс нагрева F- до 1550C)
  • 280 - Высота оси вращения (в мм.) от площадки, на которую устанавливается электродвигатель (или от нижней плоскости лап электродвигателя)
  • L - условное обозначение длины станины электродвигателя: S-small (маленькая), M-middle (средняя), L-long (длинная)
  • 10 - число полюсов (6, 8, 10, 6/12, 6/16, 6/20, 4/24)
  • У1 - вид климатического исполнения (ГОСТ15150) (У1, УХЛ1, Т1)

Условия эксплуатации

Значения климатических факторов внешней среды для нормальной эксплуатации крановых электродвигателей регламентированы ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1 для различных видов климатического исполнения:

  • верхнее значение рабочей температуры окружающего воздуха - не выше 50°С, нижнее значение рабочей температуры: для У1 - не ниже 45°С; для УХЛ1 - не ниже 60°С; для Т1 - не ниже 1°С.
  • относительная влажность окружающей среды: для климатических исполнений У1, УХЛ1 - 80% при 15°С; для климатических исполнений Т1, О1 - 80% при 27°С.

Крановые электродвигатели предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

  • высота над уровнем моря - не выше 1000 м.
  • окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токоведущей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
  • значение запыленности - до 100 мг/м3.

Общие сведения

Крановые электродвигатели трехфазного переменного тока и постоянного тока (параллельного или последовательного возбуждения) работают, в основном, в повторно-кратковременном режиме в большом диапазоне регулировании частоты вращения. При этом их работа связана с большими частыми пусками, перегрузками, торможениями, реверсами. Кроме того, крановые электродвигатели работают в условиях повышенной вибрации и тряски, а в ряде случае могут подвергаться вредному воздействию высокой температуры, газов, паров. В итоге, по своим характеристикам, технико-экономическим показателям крановые электромоторы в значительной степени отличаются от обычных электродвигателей.

Особенности крановых двигателей

К основным особенностям крановых электродвигателей можно отнести следующие моменты, отличающие их от общепромышленных версий:

  • выпускаются, как правило, в закрытом защищённом исполнении;
  • используемая в конструкции изоляция имеет класс F и H по стойкости к нагреву;
  • обладают минимальным моментом инерции и небольшими частотами вращения, что позволяет значительно снижать потери электрической энергии в момент прохождения переходных процессов;
  • имеют небольшой по значению магнитный поток, что обеспечивает большую перегрузочную способность по моменту;
  • обладают отличными показателями кратковременных перегрузок по моменту (для электродвигателей постоянного тока - от 2,15 до 5,0, а для двигателей переменного тока - от 2,5 до 3,5).

Основные разновидности крановых двигателей

Наибольшее распространение для привода кранового механизма получил трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором, который позволяет регулировать скорость и получать плавный пуск при небольших значениях нагрузки на валу ротора. Электродвигатели, имеющие фазный ротор, устанавливаемые на крановых установках, могут работать в любых режимах, включая самые тяжёлые. Подобные агрегаты допускают возможность регулирования пускового момента и скорости в заданных пределах.

Ещё одной разновидностью кранового двигателя можно считать асинхронные ЭД, имеющие короткозамкнутый ротор, применяемые гораздо реже, поскольку у них немного понижен пусковой момент и завышены значения пусковых токов. Правда, масса этих двигателей несколько меньше, нежели у моделей с фазным ротором, при меньшей стоимости при одинаковой мощности. Использование таких электродвигателей в тяжёлых условиях ограничивается за счёт малого допустимого числа включений и сложности схем, регулирующих скорость вращения.

Для подъема грузов на различную высоту используется электродвигатель крановый. Его особенность в том, что он рассчитан на работу в режиме частых пусков. Обычный двигатель, даже достаточно мощный, при таких режимах сильно перегревается и выходит из строя.

Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 вольт, хотя есть варианты на другие значения по электропитанию. Как правило, это трехфазные асинхронные аппараты с фазным ротором, регулируемые при помощи сопротивлений. В некоторых моделях кранов вместо резисторов устанавливают тиристорные регуляторы с горизонтальным управлением угла открытия. Такие схемы позволяют делать плавный пуск, что исключает рывки, толчки, а также делает работу с краном более комфортной и безопасной. Для этих же целей могут применяться двигатели постоянного тока.

  • Фазные аппараты
    • Пониженная скорость
    • Торможение
  • Другие типы двигателей

Фазные аппараты

В мостовых кранах, как правило, стоят асинхронные двигатели с фазным ротором, к примеру, МТН. Такие моторы обеспечивают плавный пуск, а также позволяют регулировать скорость, несмотря на значительную нагрузку на валу. Их устанавливают на оборудовании среднего, тяжелого и очень тяжелого режимов работы. Преимущество МТН перед двигателями постоянного тока заключается в более низкой цене и простоте обслуживания. Если сравнить массы этих двигателей на мостовых кранах, то будет видно, что фазники в несколько раз легче.

Если общие затраты на работу короткозамкнутых асинхронных машин принять равными единице, то для фазных аппаратов они будут равны пяти, а для двигателей постоянного тока – десяти. Это объясняет, почему подавляющее большинство моторов на кранах именно трехфазные.

Для отечественной промышленности выпускаются электродвигатели различной нагревостойкости изоляции, обозначаемой буквой в модели аппарата: МТФ – 155 ○ С, МТН – 180 ○ С.

Электрические машины для мостовых, а также других кранов, серии МТН и МТКН выпускают с частотой вращения 600, 750 и 1 тыс. об/мин. при 50 Гц, а для частоты сети 60 Гц – 720, 900 и 1200 об/мин. Эта серия характеризуется высокой перегрузочной способностью, повышенным пусковым моментом при небольшом токе и быстрым разгоном.

Двигатели МТН имеют повышенную мощность за счет улучшенных характеристик изоляционных материалов, по сравнению с предыдущими моделями подобных электрических машин.


Фазный ротор имеет три обмотки, уложенные со сдвигом в 120 градусов. Обмотку соединяют только звездой, а ее концы выводят на контактные кольца, изготовленные либо из латуни, либо из стали и качественно изолированные друг от друга, а также от вала, на котором они насажены. При помощи щеточного механизма обмотки ротора подсоединяются к пусковой или пускорегулирующей аппаратуре.

Пусковая аппаратура может представлять из себя мощные резисторы, несколько пускателей, постепенно закорачивающих ротор, и реле времени.

Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют "Экономитель энергии Electricity Saving Box". Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Подобные схемы успешно работают на мостовых кранах. После пуска двигатель МТН включается на полном значении сопротивлений в цепи ротора. Через определенное время, выставленное на реле времени, когда пусковой ток падает до номинала, включается первый контактор, который как бы «выбрасывает» часть сопротивлений и двигатель получает дополнительный момент, разгоняясь до следующего значения. В каждом отдельном случае количество резисторов и пускателей «выброса» может быть разное.

Когда включается последний пускатель, МТН выходит на свои полные обороты и работает как асинхронник с короткозамкнутым ротором. Крановые электродвигатели с фазным ротором можно использовать как для кратковременного режима работы, так и для постоянного.

Пониженная скорость

На современных мостовых кранах используется электронная схема, позволяющая получить пониженную, или «ползучую», скорость. Это бывает крайне необходимо в случаях погрузки опасных или негабаритных грузов, а также в случае, когда нужна очень точная погрузка.

Для этой цели используют тиристоры или симисторы. Получая напряжение с фазных колец ротора, схема устанавливает угол открытия тиристора согласно заданного значения. В результате, машинист может регулировать нужную скорость, если такая регулировка выведена в его кабину, либо включать заданное значение.


Торможение

Для торможения двигателя на мостовых, и не только, кранах, успешно применяют динамический режим: в обмотку статора, после отключения питания, кратковременно подают постоянное напряжение, имеющее неподвижное магнитное поле. Такой способ позволяет повысить точность остановки механизма.


Такое напряжение подают либо через гасящий резистор, либо при помощи понижающей схемы. После остановки двигателя его необходимо обесточить.

Другие типы двигателей


В крановом хозяйстве широко применяются электродвигатели постоянного тока. Они изготавливаются с разбросом мощностей от 2,5 до 185 кВт. Степени защищенности: IP20 – сборка защищенная, обдув независимый; IP23 – полностью закрытая сборка.

Если возбуждение либо смешанное, либо параллельное, тогда эти обмотки можно не обесточивать. Это обусловлено техническими характеристиками данной электрической машины, рассчитанной на длительные режимы работы.

Если возбуждение у аппарата последовательное, то обмотки собираются из двух групп. При 220 в их собирают и подключают друг с другом последовательно, если 110 в – параллельно, а если двигатель питается от 440 в – последовательно-параллельно с добавочным резистором.


Частота вращения регулируется двумя способами: ослаблением напряжения возбуждения или увеличением его на якоре.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением и стабилизирующей обмоткой, согласно своим характеристикам, допускают ускорение вращения в два раза от номинала при помощи уменьшения напряжения возбуждения. Если же это тихоходный тип двигателя, тогда можно увеличить скорость в 2,5 раза.

Однако стоит помнить о таком ограничении: для аппаратов на 220 в при увеличенной скорости вращающий момент должен быть не выше 0,8 Мн, а для двигателей на 440 в – не выше 0,64 Мн.

Электродвигатели для кранового хозяйства имеют свои характеристики, которые необходимо учитывать при установке их на соответствующие механизмы.

К рановые электродвигатели трехфазного переменного тока (асинхронные) и постоянного тока (последовательного или параллельного возбуждения) работают, как правило, в повторно-кратковременном режиме при широком регулирования частоты вращения, причем работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями.

Кроме того, электродвигатели кран овых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций. В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию высокой температуры (до 60-70 о С), паров и газов.

В связи с этим по своим технико-экономическим показателям и характеристикам крановые электродвигатели значительно отличаются от электродвигателей общепромышленного исполнения.

Основные особенности крановых электродвигателей:

    исполнение, обычно, закрытое,

    изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H,

    момент инерции ротора по возможности минимальный, а поминальные частоты вращения относительно небольшие - для снижения потерь энергии при переходных процессах,

    магнитный поток относительно велик - для обеспечения большой перегрузочной способности по моменту,

    значение кратковременной перегрузки по моменту для крано в ых электродвигателей постоянного тока в часовом режиме составляет 2,15 - 5,0, а для электродвигателей переменного тока - 2,3 - 3,5,

    отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей постоянного тока 3,5 - 4,9, для электродвигателей переменного тока 2,5,

    для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ - режим 80 мин (часовой).

применение новых материалов - холоднокатаной электротехнической стали, изоляционных материалов на базе синтетических пленок и финилоновой бумаги, эмалированных проводов повышенной стойкости и др.

расширение шкалы мощностей восьмиполюсных электродвигателей до 200 кВт,

технически возможная унификация электродвигателей этой серии с электродвигателями серии 4А,

В обозначение электродвигателей серии 4МТ введена высота оси вращения (мм) так же, как и для электродвигателей серии 4А.

Краново-металлургические электродвигатели постоянного тока изготовляются в диапазоне мощностей от 2,5 до 185 кВт при частотах вращения изготовляются с изоляцией класса нагревостойкости Н.

Степень защиты электродвигателей: I Р20 - для защищенного исполнения с независимой вентиляцией, I Р23 - для закрытого исполнения. Станины электродвигателей серии Д до исполнения 808 - неразъемные, а начиная с исполнения 810 -разъемные.

Обмотки возбуждения (при параллельном и смешанном возбуждении) рассчитаны на продолжительную работу, т. е. могут не отключаться на период остановки электродвигателя. Обмотки параллельного возбуждения состоят из двух групп, которые при включении на напряжение 220 В соединяются последовательно: на 110 В - параллельно, на 440 В - последовательно с последовательно включенными добавочными резисторами,

Двигатели рассчитаны па регулирование частоты вращения путем ослабления магнитного потока или повышения напряжения на якоре.

Двигатели с параллельным возбуждением и со стабилизирующей обмоткой допускают увеличение частоты вращения относительно номинальной в два раза (тихоходные со стабилизирующей обмоткой - в 2,5 раза) путем уменьшения тока возбуждения.

При такой увеличенной частоте вращения максимальный вращающий момент не должен превышать 0,8Мн - для электродвигателей па напряжение 220 В и 0,64Мн - для электродвигателей на напряжение 440 В.

Электродвигатели для кранов