БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 637
Основана в 1959 году
Е. М. ПЕВЗНЕР А.Г.ЯУРЕ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ
КРАНОВЫХ
ТИРИСТОРНЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
&
МОСКВА
ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ
1991

ББК 31.291
П23
УДК 62-83-237.004.1
Редакционная коллегия серии:
В.Н. Андриевский, С.А. Бажанов, М.С. Бернер, Л.Б. Годгельф,
В.Х. Ишкин, Д.Т. Комаров, В.Н. Кудрявцев, В.П. Ларионов, Э.С. Му-
саэлян, С.П. Розанов, В.А. Семенов, А.Д. Смирнов, А.Н. Трифонов,
А.А. Филатов, А.Н. Щепеткин
Рецензент В.Н. Иванов
Певзнер Е.М., Яуре А.Г.
П23 Эксплуатация крановых тиристорных электроприво¬
дов. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 104 с.: ил. - (Б-ка
электромонтера; Вып. 637).
ISBN 5-283-01042-2
Приведены рекомендации по осуществлению пуско-наладоч¬
ных работ при монтаже кранов и обслуживании в эксплуатации сов¬
ременных тиристорных электроприводов постоянного и переменного
тока. Описаны схемы и устройства тиристорного регулирования. Даны
конкретные рекомендации по настройке электроприводов, устране-
’ нию неисправностей в схемах и отдельных узлах, а также профилак¬
тике обслуживания узлов электроники.
Для квалифицированных электромонтеров по обслуживанию слож¬
ных схем электроприводов и мастеров-наладчиков систем автоматики.
2202090100-414
П	——	122-91
051(01)-91
ББК 31.291
ISBN 5-283-01042-2
© Авторы, 1991

ПРЕДИСЛОВИЕ
Большинство грузоподъемных машин, изго¬
товляемых отечественной промышленностью, име¬
ет электрический привод механизмов, и поэтому
эффективность действия и производительность
этих машин в значительной степени зависят от
качественных показателей электроприводов ме¬
ханизмов. Хотя для наиболее массовых кранов
общего назначения продолжается использование
традиционных для кранового электропривода си¬
стем на основе силовых контроллеров, магнитных
пускателей и различных релейно-контакторных
комплектных устройств, все большее число кранов
оборудуется тиристорными системами различной
сложности.
Поскольку общим направлением развития грузо¬
подъемных машин является повышение их про¬
изводительности и эффективности ведения гру¬
зоподъемных операций, для современных элек¬
троприводов кранов важнейшей задачей являет¬
ся создание оптимальных скоростных параметров
механизмов и повышение безопасности грузовых
операций.
Если 10-15 лет назад до 90 % грузов при пере¬
работке не требовало сколько-нибудь значитель¬
ного регулирования скорости, то в настоящее вре¬
мя почти четверть всех грузов, перерабатываемых
в машиностроении, а в строительной индустрии
почти 80 % грузов требуют достаточного глубокого
регулирования скорости электропривода и в осо¬
бенности обеспечения удобства управления, плав¬
ности движения, отсутствия рывков и ударов.
3

Теперь качественные показатели крановых элек¬
троприводов являются более важными по сравнению
с габаритами или стоимостью.
Поскольку большинство кранов характеризуется
постоянно меняющимися условиями использования
при переработке грузов, получение необходимых ха¬
рактеристик становится задачей, решаемой на осно¬
ве новых путей развития электропривода при исполь¬
зовании тиристорных коммутаторов, преобразовате¬
лей и других электронных компонентов.
Авторы выражают благодарность рецензенту
Н.В. Иванову за замечания и ряд ценных рекоменда¬
ций по рукописи.
Все замечания и пожелания по содержанию книги
следует направлять по адресу: 113114, Москва, М-114,
Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Авторы
I

1.	ТИРИСТОРНЫЕ СИСТЕМЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КРАНОВОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
Системы управления крановыми механизмами относятся
к категории устройств, находящихся под непрерывным конт¬
ролем оператора, т.е. в этих системах выбор момента начала
операции, скоростных параметров и момента окончания опе¬
рации осуществляется лицом, управляющим механизмом.
В свою очередь система управления должна обеспечить тре¬
буемую последовательность переключения для реализации
желаемых скоростных параметров, предотвратить при этом
недопустимые перегрузки и обеспечить необходимую защиту.
Механические свойства электроприводов характеризуются
механическими характеристиками - зависимостями частоты
вращения от момента на валу. Если характеристики построены
в процентах от номинальных значений, они называются типовы¬
ми и распространяются на интервал номинальных мощностей.
Различные системы тиристорного управления можно разде¬
лить на следующие группы:
по способу управления:
1)	управляемые кнопочными постами, где возможности уп¬
равления ограничены конструктивными особенностями поста
и заданной программой разгона (торможения);
2)	управляемые сложным комплектным устройством (маг¬
нитным контроллером с использованием преобразователя энер¬
гии или без него). В этом случае оператор выбирает только
необходимые скорости, а процессы разгона, торможения и
необходимые промежуточные переключения осуществляются
автоматически;
по условиям регулирования:
1)	с регулированием скорости ниже номинальной;
2)	с регулированием скорости выше и ниже номинальной;
3)	с регулированием ускорения и замедления.
5

В соответствии с приведенной классификацией в СССР
в крановом электроприводе применяются следующие тирис¬
торные системы управления:
тп-дп
— электропривод постоянного тока с питанием и управлением
при помощи тиристорного преобразователя;
МК-АДД
— электропривод переменного тока с двухскоростным электро¬
двигателем, управляемым магнитным контроллером, в том
числе с тиристорным регулятором напряжения;
КИ-АДФ
— электропривод переменного тока: электродвигатель с фаз¬
ным ротором, управляемый силовым контроллером с тиристор¬
ным импульсно-ключевым регулированием скорости;
МКД-АДФ
— электропривод переменного тока: электродвитель с фаз¬
ным ротором, управляемый магнитным контроллером с тор¬
можением способом самовозбуждения, в том числе с тирис¬
торным импульсно-ключевым регулятором скорости;
МКБ-АДФ
— электропривод переменного тока: электродвигатель с фаз¬
ным ротором, управляемый магнитным контроллером с без-
дуговой коммутацией и импульсно-ключевым регулированием
скорости;
ТРН-АДФ
— электропривод переменного тока: электродвигатель с фаз¬
ным ротором, управляемый тиристорным регулятором напря¬
жения;
МКИ-АДФ
— электропривод переменного тока: электродвигатель с фаз¬
ным ротором, управляемый магнитным контроллером с ти¬
ристорным импульсно-ключевым регулированием скорости;
ПЧН-АДД
— электропривод переменного тока: электродвигатель двух¬
скоростной короткозамкнутый, управляемый тиристорным
преобразователем частоты.
Использование той или иной системы управления для кра¬
новых механизмов осуществляется на основе анализа сравни¬
тельных технических данных, а именно: диапазона регули¬
рования, способа управления, ресурса (уровня износостой¬
кости), диапазона возможных мощностей электроприводов,
показателей энергетики и динамики, а также дополнитель¬
ных данных, определяющих условия эксплуатации электро¬
приводов. Экономическая оценка систем управления долж¬
на базироваться на принципе минимальных расходов, свя¬
занных с первоначальными затратами, эксплуатационными
затратами на ремонт, а также затратами энергии, потребляе¬
мой из сети на разгон и торможение крановых механизмов
за период эксплуатации до капитального ремонта. Исполь¬
зуется система, обладающая наилучшими экономическими
показателями. Если экономические показатели сравнивае¬
6

мых систем близки, то производится дополнительная оцен¬
ка по массо-габаритным показателям и условиям размеще¬
ния электрооборудования. А так как размещение преобразо¬
вательных агрегатов или полупроводниковых преобразова¬
телей на кранах сопряжено с определенными трудностями,
то может оказаться необходимым и целесообразным при¬
менить систему, не обладающую оптимальными экономи¬
ческими показателями.
Электроприводы с контакторно-контроллерной аппара¬
турой управления благодаря своей простоте и невысокой
стоимости и на сегодняшний день занимают превалирую¬
щее место в промышленном производстве. Однако повы¬
шение требований к крановым приводам массового приме¬
нения ставит задачи значительного улучшения их технико¬
экономических показателей без существенного увеличения
стоимости и усложнения эксплуатации. Основным направ¬
лением решения указанных задач является применение
средств полупроводниковой техники в традиционных си¬
стемах с целью повышения коммутационной стойкости
контактной аппаратуры и реализации более рациональных
режимов регулирования и торможения. Простым примером
такого решения являются электроприводы с динамическим
торможением самовозбуждением, в которых применены
неуправляемый вентильный мост и импульсно-ключевой
тиристорный коммутатор. Достаточно широко применяются
электроприводы систем КИ-АДФ и МКИ-АДФ с импульсно¬
ключевыми коммутаторами ИКР в цепи ротора фазных
двигателей, позволяющие обеспечить наряду с повышением
диапазона регулирования скоростей на уровне не ниже 1:10
бестоковую коммутацию контроллеров с доведением их
коммутационной износостойкости до уровня механической.
Такие электроприводы уже внедрены на многих кранах
массового производства. Принцип импульсно-ключевого
управления заключается в коммутации силовой цепи ро¬
тора асинхронного двигателя тиристорным коммутатором,
собранным по мостовой или треугольной схеме. При этом
включение тиристоров коммутатора осуществляется по
сигналу, пропорциональному ЭДС ротора, при превышении
скольжения электродвигателя заданного уровня, а отклю¬
чение - в момент их естественной коммутации на частоте
скольжения ротора. При импульсно-ключевом управлении
7

фактически автоматически реализуется режим ’’включе¬
ния-отключения” электропривода с мягкими механически¬
ми характеристиками, осуществляемый оператором для по¬
лучения требуемой установочной скорости, однако получае¬
мый при этом диапазон регулирования в несколько раз пре¬
вышает достигаемый в традиционных системах. Формиро¬
вание пуско-тормозных характеристик при этом не осущест¬
вляется, и управление электроприводом во всех остальных
режимах аналогично управлению в обычных системах.
Электроприводы ИКР разработаны как для подъемных
механизмов, так и для механизмов передвижения в одно-
и двухдвигательном исполнении. Для механизмов подъема
на их основе выпускаются магнитные контроллеры типа
П6506 для кранов общего назначения и КСДБ для кранов
металлургического производства с мощностями двигателей
от 40 до 200 кВт с бестоковой коммутацией. Для механиз¬
мов передвижения серийно выпускаются электроприводы
с ИКР по схеме, обеспечивающей управление двигателями
мощностью до 2X22 кВт. Разработаны также схемы с ИКР для
мощностей до 2X55 кВт, однако они еще не освоены промыш¬
ленностью.
Тиристорные электроприводы постоянного тока приме¬
няются для крановых механизмов при необходимости обес¬
печения высококачественного регулирования при мощнос¬
тях привода свыше 60 кВт. По своим регулировочным по¬
казателям система ТП-Д близка к системе Леонарда. Об¬
ладая рядом преимуществ перед этой системой, тиристор¬
ный электропривод практически вытеснил электроприводы
по системе Леонарда на крановых механизмах. В настоящее
время тиристорные электроприводы постоянного тока
устанавливаются на мощных мостовых и литейных кранах,
перегружателях, бетоноукладчиках, на высокопроизводи¬
тельных башенных кранах высотного строительства и на
ряде других уникальных крановых комплексах. Мощность
электроприводов таких комплексов может достигать
400-600 кВт.
Рассматриваемые электроприводы несмотря на некото¬
рое различие в построении отдельных узлов автоматики
и защиты выполняются на основе общих типовых схем, свя¬
занных с исполнениями применяемого тиристорного преоб¬
разователя. К ним относятся схемы с реверсивными преоб-
8

разователями серии АТРК и ТПЕ с нереверсивными преоб¬
разователями серии АТК и контакторным риверсом.
Для электроприводов напряженных режимов при мощ¬
ностях свыше 100 кВт следует применять схемы с реверсив¬
ными тиристорными преобразователями (ТП). Для получе¬
ния высоких регулировочных показателей в статике и дина¬
мике в электроприводах используются двухконтурные
САР скорости.
Рассматриваемые электроприводы в зависимости от назна¬
чения и исполнения крановых механизмов могут быть
одно- и двух двигательными. Много двигательными обычно
выполняются электроприводы механизмов передвижения
кранов. Для механизмов подъема многодвигательные
(обычно двухдвигательные) электроприводы применяются
при большой мощности системы. При этом схемы электро¬
приводов в одно- и многодвигательном исполнениях не
имеют существенных отличий.
Электроприводы с параметрическим регулированием ско¬
рости, выполняемым посредством тиристорных регуляторов
в цепи статора и ротора асинхронных двигателей, приме¬
няются для механизмов, предъявляющих высокие требо¬
вания к диапазону или плавности регулирования скорости.
В связи с выделением значительных потерь скольжения
эти электроприводы строятся в основном с применением
двигателей с фазным ротором при однозонном регулирова¬
нии скорости в диапазоне не ниже 1:8. Регуляторы в цепи
статора короткозамкнутых двигателей применяются относи¬
тельно редко и только для формирования пусковых режи¬
мов. Рассматриваются освоенные промышленностью элек¬
троприводы с тиристорными регуляторами напряжения ти¬
па РСТ в цепи статора асинхронных электродвигателей. Эти
электроприводы обеспечивают высокий, не ниже 1:8 диапазон
регулирования скорости. Электроприводы с регуляторами
напряжения позволяют формировать механические харак¬
теристики во всех четырех квадрантах регулирования со
снижением потерь холостого хода машин, однако требуют
установки тахометрического датчика скорости и имеют
ухудшенные по сравнению с обычным реостатным регули¬
рованием энергетические показатели. Это вызвано не
только тем, что регулирование момента, осуществляемое
снижением потока, приводит к увеличению потерь в меди
9

обмоток, но и необходимостью применения для формирования
тормозных характеристик нерационального режима противо¬
включения, ухудшением охлаждения системы, а также на¬
личием высших гармонических в кривой питающего дви¬
гатель напряжения. Указанное особенно отчетливо прояв¬
ляется в различных схемах с регуляторами напряжения,
выполняемыми по несимметричным схемам. Именно поэто¬
му такие схемы, несмотря на свою простоту, не получили
широкого распространения для крановых электроприводов.
Электроприводы с ТРИ применяются как для механиз¬
мов подъема, так и для механизмов передвижения. Прин¬
ципы построения схем при этом одинаковы, отличия име¬
ются только в выполнении отдельных узлов в цепях уп¬
равления.
КРАНОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ТИРИСТОРНЫМИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ
Крановые электроприводы с НПЧ и ПЧИ применяются для
механизмов с высокими требованиями к регулированию или
производительности, в которых по условиям эксплуатации
необходима или экономически оправдана целесообразность
установки асинхронных короткозамкнутых двигателей.
Электроприводы с НПЧ обеспечивают однозонное регули¬
рование скорости и в зависимости от режима работы и тре¬
бований к регулировочным показателям выполняются в си¬
стеме с полюсно-переключаемыми (обычно двухскорост¬
ными) или односкоростными двигателями. Электроприво¬
ды с ПЧИ выполняются с односкоростными двигателями
и обеспечивают двухзонное регулирование скорости. При¬
менение НПЧ с полюсно-переключаемыми двигателями
позволяет значительно увеличить мощность двигателя в
тех же габаритах при одновременном увеличении диапа¬
зона регулирования скорости. В таких системах осущест¬
вляется комбинированное управление с частотным регу¬
лированием в области малых скоростей и переключением
обмоток двигателя, а также переводом питания на напря¬
жение сети в остальной зоне регулирования. В соответствии
с этим в зависимости от функций, возлагаемых на НПЧ,
применяются два варианта построения электропривода •
10

с использованием НПЧ только для получения малых ско¬
ростей и с использованием НПЧ также в качестве бесто¬
кового коммутатора.
В первом варианте целесообразно использование наи¬
более простых НПЧ типов ТТС-16 и ТТС-40, выполненных
по нулевой схеме с программным управлением группами
тиристоров, простой САР и с согласующим трансформатором.
При этом, однако, значительно усложняется релейно-кон¬
такторная схема электропривода, выполняющая необходи¬
мые переключения в силовых цепях двигателя.
Во втором варианте НПЧ должен быть рассчитан на пол¬
ную мощность двигателя, усложняются также требования
к схеме управления преобразователя и САР электроприво¬
да. Однако релейно-контакторная часть системы становит¬
ся проще и надежнее. Для таких электроприводов исполь¬
зуются НПЧ типа ТТС-100, выполненные по мостовой 18-ти-
ристорной схеме с раздельным управлением группами ти¬
ристоров и токоограничивающими реакторами.
Поскольку в настоящее время и в ближайшем будущем
в краностроении будут широко применяться различные
системы импульсно-ключевого регулирования, системы с
тиристорными преобразователями постоянного тока и ти¬
ристорными преобразователями частоты непосредственно¬
го типа, в последующих параграфах книги рассматриваются
именно эти системы электроприводов.
2.	ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С ИМПУЛЬСНО-КЛЮЧЕВЫМИ
КОММУТАТОРАМИ В ЦЕПИ РОТОРА
АСИНХРОННЫХ ФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ. ПРИНЦИП ИМПУЛЬСНО-КЛЮЧЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
Электроприводы с контакторно-контроллерной аппаратурой
управления благодаря своей простоте и невысокой стоимости
занимают превалирующее место в промышленном произ¬
водстве. Однако повышение требований к крановым приво¬
дам массового применения ставит задачи значительного
улучшения их технико-экономических показателей без су¬
щественного увеличения стоимости и усложнения эксплуа¬
тации. Основным направлением решения указанных задач
11

является применение средств полупроводниковой техники
в традиционных системах в целях повышения коммутацион¬
ной стойкости контакторно-контроллерной аппаратуры и
реализации более рациональных режимов регулирования
и торможения.
В настоящем параграфе рассматриваются электроприво¬
ды с импульсно-ключевыми коммутаторами (ИКК) в цепи
ротора фазных двигателей, позволяющие обеспечить в тех
случаях, когда это необходимо, наряду с повышением диапа¬
зона регулирования скоростей на уровне не ниже 10:1 бес¬
токовую коммутацию контакторов с доведением их комму¬
тационной износостойкости до уровня механической. Та¬
кие электроприводы уже внедрены на ряде кранов массо¬
вого производства, а их область применения непрерывно
расширяется. При импульсно-ключевом управлении фак¬
тически автоматически реализуется режим включения-от¬
ключения электропривода с ’’мягкими” механическими ха¬
рактеристиками, осуществляемый оператором для полу¬
чения требуемой установочной скорости. Однако получае¬
мый при этом диапазон регулирования скорости в несколько
раз превышает достигаемый в традиционных системах.
Формирование пуско-тормозных характеристик при этом не
осуществляется, и управление электроприводом во всех
остальных режимах не отличается от обычных систем.
Электроприводы с импульсно-ключевыми коммутаторами
разработаны как для подъемных механизмов, так и для
механизмов передвижения в одно- и двухдвигательном
исполнении. Для механизмов передвижения такие электро¬
приводы выпускаются как с силовыми кулачковыми контрол¬
лерами, так и с панелями управления только для целей
регулирования на те же мощности, что и традиционные электро¬
приводы.
ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
Современные мостовые и козловые краны оснащаются
механизмами передвижения моста, рассчитанными на пе¬
ремещение кранов с относительно высокими скоростями (от 1
до 2 м/с) и ускорениями при разгоне до 0,4 м/с2. При таких
скоростных параметрах машинист крана в процессе наводки
12

груза на заданные координаты вынужден осуществлять много¬
кратные толчковые включения для обеспечения точной ус¬
тановки, что удлиняет цикл перемещения груза, утомляет ма¬
шиниста и в конечном счете ведет к сокращению ресурса кра¬
на. Кроме того, быстроходный кран при отключении устрой¬
ствами безопасности имеет максимальный выбег, м,
0,07 ѵ2П (G + q + Q)
=	a <P (G + q)	’
где V - скорость механизма, м/с; H - КПД механизма; a - от¬
ношение числа приводных колес к общему числу колес;
Ф - коэффициент трения; G — масса крана; Q - масса груза;
g - масса крюка.
G + Q
При максимальном отношении 	 = 2 и a = 0,5, ф = 0,2
G
максимальный выбег будет составлять около 5 м, а при ско¬
рости 1,3 м/с 2 м. Следовательно, у таких кранов без регули¬
рования скорости из общей подкрановой площади исклю¬
чается необслуживаемая краном зона двойного выбега
площадью (4-H0)XL, м2, наиболее дефицитных торцевых
зон пролета. Поэтому для современных кранов особую остроту
приобретает необходимость регулирования скорости передви¬
жения. При наличии малых установочных скоростей передви¬
жения, составляющих 10-12 % номинальной скорости, прак¬
тически исключается толчковое включение механизмов,
точность вывода в заданные координаты за одно включение
составляет ± 30 мм, а после срабатывания прибора безопас¬
ности передвижения кран на малой скорости может быть
доведен практически до упора, т.е. появляется возмож¬
ность полного использования подкрановой площади или
сближения двух соседних кранов также до упоров.
Применявшиеся ранее системы, обеспечивая диапазон
регулирования скорости 1:10 и более, а также необходимую
плавность пуска и торможения, обладали рядом сущест¬
венных недостатков, препятствующих их массовому исполь¬
зованию на кранах. Среди них наиболее очевидными являются:
а)	для систем с микроприводом - существенное увеличе¬
ние габаритов механизма за счет второго двигателя и допол¬
нительного редуктора;
13

б)	для систем с тиристорным регулятором напряжения -
наличие тахогенератора контроля скорости, крайне неудоб¬
ного в компоновке механизма;
в)	для систем с вихревым тормозом — значительное увели¬
чение габаритов механизма за счет вихревого тормоза;
г)	для систем с тиристорным регулятором напряжения -
необходимость высококвалифицированного обслуживания
и наладки, высокая первоначальная стоимость и стоимость
запчастей (до 1500 руб. за комплект).
Учитывая, что значительная часть грузоподъемных кра¬
нов эксплуатируется при явно недостаточном профилакти¬
ческом обслуживании, отсутствии запасных частей и пре¬
дельных отклонениях параметров питающего напряжения,
сложные системы регулирования в этих условиях имеют
недостаточную надежность и высокую вероятность повреж¬
дений, не связанных с тепловыми перегрузками.
В последнее время в СССР началось широкое внедрение в
крановом электроприводе систем импульсно-ключевого регули¬
рования частоты вращения электродвигателей с фазным рото¬
ром при помощи тиристорных коммутаторов роторных цепей.
Сущность импульсно-ключевого регулирования частоты
вращения заключается в коммутации роторной цепи элек¬
тродвигателя с введенными в нее ступенями резисторов с
помощью тиристорного коммутатора. При этом включение
коммутатора производится сигналом, выделенным из ЭДС
ротора, при напряжении на его зажимах, превышающем за¬
данное значение (заданную минимальную частоту враще¬
ния); размыкание цепи производится при естественной
коммутации, при снятом управляющем напряжении тирис¬
тора, когда напряжение в роторной цепи становится ниже
значения, соответствующего максимально заданной часто¬
те вращения ротора. Это можно сравнить с прерывистым
(толчковым) включением электродвигателя, когда маши¬
нист крана осуществляет режим доводки механизма толчка¬
ми. При этом способе регулирования коммутация двигате¬
ля производится в цепи фазного ротора при частоте враще¬
ния от 10 % номинальной и ее постоянство с точностью
± 20 % установленного значения составляет 8-13 % номи¬
нальной частоты вращения.
Описываемая система выгодно отличается от многих
более сложных систем автоматического регулирования дости-
14
жением необходимого конечного эффекта (регулирования
скорости 1:10) элементарно простыми средствами. Она по¬
строена на базе и по принципам традиционного кранового
электропривода с добавлением лишь тиристорного коммута¬
ционного блока. Управление этим блоком также элементар¬
но просто и включает всего два электронных прибора - ста¬
билитрон и оптрон. При повреждении системы регулирования
скорости электропривод может продолжать работать с ме¬
ханическими характеристиками традиционного кранового
привода.
Механизм передвижения электроприводов с использова¬
нием импульсно-ключевого управления включаются по
различным схемам в зависимости от предъявляемых тре¬
бований. На рис. 1 приведена схема двухдвигательного элек¬
тропривода с управлением от силового кулачкового контрол¬
лера ККТ62, применяемая для кранов режимов ЗК. В этой
схеме импульсно-ключевое управление использовано для
получения доводочных скоростей механизмов при диапазо¬
не регулирования 10:1. Механические характеристики элек¬
тропривода показаны на рис. 2. За исключением режима малых
скоростей, работа схемы аналогична управлению от кулач¬
кового контроллера, широко известного в краностроении.
Контакты кулачкового контроллера SM выводят ступени
резисторов в цепи ротора, а реверс двигателя осуществляет¬
ся контакторами реверсора КМ1В и КМ2В. Импульсно-клю¬
чевые коммутаторы обоих двигателей выполнены по треу¬
гольным схемам на тиристорах VS1-VS6. В состав узла уп¬
равления коммутатором входят измерительные мосты ЭДС
двигателей UZ1, UZ2, элемент с регулируемым порогом
срабатывания, выполненный на стабилитроне VD, формиро¬
ватель импульсов, выполненный на оптроне VS8, распре¬
делители импульсов на диодах V1-V3 и V7 - Ѵ9 и резисто¬
рах R1 и R2, выпрямляющие диоды Ѵ4-Ѵ6 и Ѵ10-Ѵ12, дели¬
тель напряжения на резисторе R3 и потенциометре R4. Из-за
встречного включения выпрямителей на диодах Ѵ4-Ѵ6 и
Ѵ10-Ѵ12 сигнал управления поступает на тиристоры комму¬
татора того двигателя, скольжение которого выше, а встреч¬
ное включение мостов UZ1 и UZ2 обеспечивает и управле¬
ние коммутатором по скольжению того же двигателя. Бла¬
годаря этому в определенной степени достигается выравни¬
вание частот вращения и нагрузок двигателя.
15

Рис. 1. Схема двух двигательного электропри¬
вода механизма передвижения с импульсно¬
ключевым регулированием и управлением
от силового контроллера

Для получения характери¬
стики -2 часть сопротивления
потенциометра R4 выводит¬
ся контактом контроллера
SMI 1, тем самым изменяется
уставка скольжения дви¬
гателя. Силовой контроллер
обеспечивает пятипозицион¬
ное управление. При перево¬
де рукоятки контроллера с
любой позиции в позицию 2
механизм тормозится на
свободном выбеге. На нуле¬
Рис. 2. Механические характеристики
электропривода по схемам 1,3
вом положении накладывается механический тормоз, катушка
электромагнита которого подключена к входным выводам
обмоток статора двигателей. При необходимости можно осуще¬
ствить торможение в режиме противовключения переводом
рукоятки командоконтроллера в положение 1 противополож¬
ного направления. При быстром переводе рукоятки контрол¬
лера в крайнее положение схемой предусмотрен автоматиче¬
ский пуск по реостатной характеристике 2 благодаря задержке
включения контактором KM IV и КМ2Ѵ, выполняемой с
помощью реле времени КТ. При этом элемент с регулируемым
порогом срабатывания шунтируется контактом реле КН, и сиг¬
налы управления на тиристоры коммутатора подаются постоян¬
но, пока коммутатор не будет зашунтирован контакторами. За¬
щита привода, конечная и максимальная, вынесена на линей¬
ный контактор КММ. Контакторы и реле расположены в общей
панели управления краном.
Схема электропривода механизма передвижения с им¬
пульсно-ключевым управлением посредством панели в
двухдвигательном исполнении, разработанная для кранов
общего назначения, приведена на рис. 3, а соответствующие
ей механические характеристики - на рис. 2. В отличие от
схемы рис. 1 здесь автоматизированы режимы пуска и тормо¬
жения и обеспечена доводочная скорость в тормозном режиме.
Схема управления коммутатором аналогична рассмот¬
ренной схеме с кулачковым контроллером, но мостового
типа, и включает в себя коммутаторы на тиристорах VS2-VS4,
Диоды VD1-VD3, измерительные мосты UZ с фильтрами С1-С4
и R7, делитель напряжения на резисторах R1-R4, элементы
17

Рис. 3. Схема двухдвигательного электропривода механизма передвижения с им
с регулируемым порогом срабатывания на стабилитронах
VD7-VD8, формирователь импульсов на оптроне VS1, распре¬
делитель импульсов на диодах VD4-VD5-VD6 и резисторах
R6 и R8. В цепь статора включены контакторы 1КМ1 и 1КМ2,
2КМ1, 2КМ2. Управление скоростью осуществляется контакто¬
рами ускорения 1КМ4-1КМ7 и 2КМ4-2КМ7. На позиции 1 ко¬
мандоконтроллера привод включается, но движение отсутст-
18

У1
Назад Вперед
5 4321 О 1 23 45
SA4
KH8
S84J> ІКМЧуЛ SA5
Т[>7ЛЖ'
Sfàjsoï'
ікнг
К fl8 зо
02
1КЩ
Ключ пульта.	?д
Î В схему защиты
заі кпз
ікнг
S 821 J,
rr?
2Кп5
іктгкмі
1Kt122Kftt
1KM6
ГК/
КПЗ
1KM4
-WW
IKfIS
Замыкание кен-
такгоб переклю¬
чателя
Контак¬
ты
à5
SA1
X
SAZ
X
- ЗА}
X
ЗА 4
X
SA5
X
HUIT
2КП7
пульсно-ключевым регулированием и управлением от панели Б6506
вует, а на позициях 2 и 3 работает в импульсно-ключевом режи¬
ме, причем для получения характеристики 3 включается
КМ5, выводящий часть сопротивления из цепи ротора, и пе¬
рестраивающий установку скольжения изменением сопро¬
тивления потенциометра R3. На остальных позициях командо¬
контроллера осуществляется пуск двигателя по реостатным
характеристикам 4-5 при замкнутом контакторами 1КМ6,
19

1КМ7 и 2КМ6 и 2КМ7 коммутаторе. При обратном переводе
рукоятки командоконтроллера в положение 1 включается
реверсивный контактор противоположного направления, и дви¬
гатель переводится в режим противовключения на характе¬
ристику импульсно-ключевого регулирования 1. На этой
характеристике привод работает с установившейся скоростью
при наличии пониженного тормозного момента или оста¬
навливается при его отсутствии. На нулевой позиции конт¬
роллера отключается контактор КМЗ и накладывается
тормоз. Автоматизация пуско-тормозных режимов выпол¬
няется с помощью электронных реле времени КТ1, КТ2. Мак¬
симальная защита электропривода осуществляется через
общекрановое защитное устройство, конечная защита -
конечными выключателями SQ1 и SQ2 в цепи катушки нуле¬
вого контактора КМ8.
Основной особенностью описанных схем является тиристор¬
ное импульсно-ключевое устройство. Оно состоит из тирис¬
торных блоков коммутации в роторной цепи двигателей.
Измеряемое роторное напряжение каждого из двигателей
выпрямляется выпрямителями UZ и подается на потенцио¬
метры R1-R4. В цепь потенциометра последовательно вклю¬
чены стабилитрон VD7 и входной элемент оптрона VS1.
Стабилитрон VD7 при заданном напряжении малой скорости
пробивается и включает входную цепь оптрона. В свою оче¬
редь через выходную цепь оптрона получают питание управ¬
ляющие электроды тиристорных блоков коммутации. Проис¬
ходит замыкание роторных цепей электродвигателей, и они
начинают разгоняться. Когда малая скорость окажется вы¬
ше заданного значения, стабилитрон закрывается, и после
этого при очередном переходе тока через 0 тиристорные бло¬
ки размыкают роторные цепи, двигатель работает в режиме
свободного выбега. Это ведет к снижению скорости, и весь
процесс повторяется.
Управление электроприводом осуществляется как от
командоконтроллера ККП1164 или контроллера кранового
пульта DVP15 вариант 6 (контакты 1-11), так и от подвесно¬
го кнопочного поста управления с полг. При управлении
командоконтроллером из кабины на пер rom положении хо¬
да с нуля не происходит изменение коммутационного поло¬
жения в схеме. Двигатели отключены. Во втором положе¬
нии хода включаются контакторы направления 1КМ1 (1КМ2),
20

2КМ1 (2КМ2) и контактор тормоза КМЗ. Электродвигатели
в импульсно-ключевом режиме работают на малой частоте
вращения также и в третьем положении, но при увеличенном
пусковом моменте и увелченной уставке скорости движе¬
ния. В последующих положениях тиристорный коммутатор
шунтируется и разгон осуществляется на реостатных ха¬
рактеристиках. При обратном ходе рукоятки командоконт¬
роллера в положениях 3 и 2 осуществляется свободный вы¬
бег крана при разомкнутой роторной цепи, а в положении 1
электродвигатель реверсируется, интенсивно и плавно тор¬
мозится до остановки. Если на кран действует попутный
ветер, он будет двигаться с малой скоростью (около 10 %
номинальной) до тех пор, пока привод не будет отключен
переводом командоконтроллера в нулевое положение,
при котором срабатывают механические тормоза. При кно¬
почном управлении с пола при помощи поста ПКТ66 нажа¬
тием двухходовых кнопок SB1 (SB2) включается малая ско¬
рость, а при дальнейшем нажатии этих кнопок замыкает¬
ся контакт SB11 (SB21) и осуществляется движение на боль¬
шой скорости. Отпускание кнопки (размыкание SB11) поз¬
воляет реализовывать свободный выбег, а полное отпуска¬
ние кнопок SB1 (SB2) ведет к отключению двигателей и на¬
ложению механических тормозов; в целях сокращения вы¬
бега и безопасности в схемах предусмотрено по два конеч¬
ных выключателя SQ1, SQ2 для отключения привода на
большой скорости в каждом из направлений. Доводка кра¬
на после срабатывания выключателей SQ1, SQ2 осущест¬
вляется при нажатии кнопок
SB3 (SB4) соответственно в ка¬
бине или на пульте.
Электронные реле времени
КТ1, КТ2 имеют схему, приве¬
денную на рис. 4.
В схеме реле через выпря¬
митель VD и тиристор VS обра¬
зуется цепь включения конт¬
ролируемого контактора или
пускателя. При этом образова-
Рис. 4. Схема электронного реле вре¬
мени
21

ние цепи прямой и обратной полуволн тока осуществляет¬
ся включением тиристора VS. В свою очередь включение это¬
го тиристора осуществляется с помощью однопереходного
транзистора ѴТ и конденсаторов С1, С2. Регулировкой вре¬
мени заряда конденсатора с помощью переменного резис¬
тора R1 устанавливается определенное время между пода¬
чей напряжения на входные зажимы реле и замыканием
цепи тиристором VS; после включения управляемого кон¬
тактора цепь электронного реле шунтируется вспомога¬
тельными контактами этого контактора.
По описанной выше схеме изготовляются комплектные
устройства управления панели Б6505 для управления одним
двигателем мощностью от 1,4 до 22 кВт и Б6506 - для управ¬
ления двумя двигателями в том же диапазоне мощностей,
т.е. максимально до 2X22 кВт. Такая мощность является пре¬
дельно требуемой для кранов грузоподъемностью 50 т груп¬
пы режимов 6К по ГОСТ 25546-82.
Для кранов грузоподъемностью свыше 50 т применяются
аналогичные комплектные устройства для мощностей от
2X30 до 2X55 кВт. Механизмы передвижения с единичной
мощностью двигателей свыше 55 кВт в стране не изготов¬
ляются, поэтому данные устройства пригодны для всех ти¬
пов кранов общего назначения.
Система очень проста в наладке и эксплуатации. Уста¬
новка малой скорости обеспечивается переменными резис¬
торами R2-R4 на месте. Других регулировок не требуется.
При исправных стабилитронах скоростные параметры соблю¬
даются достаточно точно даже при больших колебаниях
напряжения в сети.
ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА
С ДИНАМИЧЕСКИМ ТОРМОЖЕНИЕМ
Электроприводы с динамическим торможением самовоз¬
буждением имеют значительно более высокие регулировоч¬
ные и энергетические показатели, чем рассмотренные выше
электроприводы с торможением противовключением. Эти
электроприводы выполняются только для механизмов подъ¬
емов, и их применение целесообразно при номинальных
скоростях подъема выше 0,08 м/с. Комплектные электро¬
приводы охватывают все крановые асинхронные двигатели
22
с фазным ротором при управлении от комплектных устройств
серии Б и П. Эти электроприводы выпускаются только для
механизмов общепромышленного исполнения.
Электроприводы с магнитными контроллерами имеют
индивидуальную защиту. Применение режима динамиче¬
ского торможения самовозбуждением позволяет получить
устойчивые посадочные скорости при диапазоне регулиро¬
вания 1:8, а за счет импульсно-ключевого включения на
первом положении подъема обеспечивается регулирова¬
ние скорости до 1:7. Следует также отметить, что, обладая
повышенными регулировочными и энергетическими свой¬
ствами, рассматриваемые электроприводы позволяют зна¬
чительно улучшить использование двигателей и повысить
надежность работы контакторной аппаратуры благодаря сни¬
жению числа включений приводов при осуществлении до¬
водочных операций, а также снизить нагрузки на механи¬
ческие передачи при натягивании грузовых канатов.
Электроприводы с магнитными контроллерами П6506
рассматриваются ниже на примере привода с возбуждаемы¬
ми двигателями. Схема электропривода приведена на рис. 5,
а соответствующие ей механические характеристики -
на рис. 6. В схеме реверс осуществляется контакторами КМ1
и КМ2, динамическое торможение - контактором КМ6, ме¬
ханически сблокированным с силовым контактором КМ1.
Подпитка двигателя в режиме динамического торможения
осуществляется от сети через контакты контакторов КМ5,
КМ6, две фазы двигателя, выпрямитель VD1, реле контро¬
ля КА2, резистор. Регулирование скорости осуществляется
контакторами КМ7-КМ10. Питание тормозных приводов
производится через контакты контакторов КМ 11 и КМЗ.
При подъеме и спуске предусматривается автоматический
разгон под контролем электронных реле времени КТ2-КТ4.
Режим динамического торможения реализуется на всех по¬
ложениях спуска, кроме последнего, на котором двигатель
работает от сети с минимальным невыключаемым сопро¬
тивлением в роторе. При остановке привода со спуска в тече¬
ние времени выдержки реле КТЗ и КТ4 остается включенным
контактор КМ6 и осуществляется электродинамическое тормо¬
жение, что необходимо для облегчения работы тормоза.
Малая скорость подъема реализуется с помощью тирис¬
торного блока VS1, работающего в импульсно-ключевом режи-
23

лт| ST I г/|
'Off
SQ1
кт к кт
КМ2
КМ7
|д/
SF\ SH
Спуск Спуск
4321	1234
C1 I
„ KM1l\Sf
KV2
КА1 KM5
SQ2
t KV1
I I \СП2
кті
кт*кмг
КПЗ
КСБ
КМ7
К НН
КТ1
КМ8
КТЗ
VD3
33
5ПМ1
VS2
'SCKtfp кем
kvz
scmi
м
м
J4
38
ад
39 КТЗ
ктч
ЧКТЦ
391——I
VB4
Г**"
“.L
km?
KM8
34 KM7
KM1
40
КОМ 5П5
KH«\ S3*
sm
КМ11
КМ1
I—
,КПМ
кт
к Аг
Krlfj
KMW
КПЗ
КМ8
VBZ
44
44
44-
±С1
44
44
44
ЗП4
мм ксБ кто кпп
Рис. 5. Схема
электропривода
механизма подъ-
ема с динамиче-
ским
; i VB5 ь-
SCB2
БПБ2
кем
KM9^_ S5
*
44
44
КМ5 КПЗ*'— *♦
KM8
38 ^кмд
w—
«—
-I	м4
кмд п і~
L-Іятс
торможе¬
нием и импуль¬
сно-ключевым
■>
♦I
регулированием
малой скорости
КИМ
КСБ

Рис. 6. Механические характеристики
электропривода по схеме рис. 5
ме. Выпрямитель VD2 получа¬
ет питание от зажимов обмот¬
ки ротора через конденсаторы
С1. В цепи выпрямителя вклю¬
чены стабилитрон VD5 и управ¬
ляющая часть оптрона VS2. Вы¬
ходная часть оптрона включе¬
на в управляющие цепи тири¬
сторов блока VS1. По уставке стабилитрона VD5 осуществляется
автоматическое поддержание роторного напряжения незави¬
симо от нагрузки, а следовательно, и установленной малой
частоты вращения электродвигателя.
Управление электроприводом может осуществляться из
кабины с помощью командоконтроллера, как описано выше,
а также от кнопочного поста. Кнопочный пост имеет пять
кнопочных блоков, из которых четыре двухходовые, т.е.
с двумя положениями кнопки. Кнопочный пост имеет так¬
же индивидуальный ключ S3.
Для работы от кнопочного поста переключателем постов
в кабине Sn (Sni-Sn5) устанавливается режим управления
с пола, а ключом S3 подготавливается работа с пола. При на¬
жатии на посте кнопки SH включается контактор нулевой
защиты КМ11. При нажатии кнопки малой скорости спуска
SCM2 с помощью вспомогательного контактора КСМ создает¬
ся механическая характеристика малой скорости спуска.
При нажатии кнопки большой скорости спуска SCB2 с по¬
мощью вспомогательного контактора КСБ двигатель разго¬
няется до выхода на механическую характеристику большой
скорости спуска.
При переходе к малой скорости спуска происходит вклю¬
чение на динамическое торможение с самовозбуждением
и последовательным уменьшением ступеней резисторов в
цепи ротора.
Для реализации подъема с малой скоростью использует¬
ся кнопка SFIM, а для подъема с номинальной скоростью -
кнопка БПБ2. При этом осуществляется пуск по всем ступеням.
Вспомогательные контакторы КПМ, КСМ и КСБ устанав¬
ливаются на отдельной панели типа БКА. Поскольку при
25

управлении от кнопочного поста реализуются все необхо¬
димые скоростные параметры крана и его производитель¬
ность практически не снижается, такое управление может
быть допущено для режимных групп ЗК-6К, т.е. управление
из кабины является обязательным только для кранов ре¬
жимных групп 7К-8К.
Одним из основных недостатков описанной схемы управ¬
ления является отсутствие малой скорости спуска грузов,
не преодолевающих трения механизма - порожнего крюка
или грузов массой до 15 % номинальной грузоподъемности.
Этот недостаток усугубляется интенсивным разгоном в
положении 4 спуска, что значительно затрудняет работу
машинистов. Поэтому для механизмов подъема применяют¬
ся различные способы реализации малых скоростей спуска.
В частности, одним из наиболее прогрессивных способов
является применение двухдвигательного электропривода,
описываемого ниже.
Управление электроприводом из кабины осуществляется
посредством командоконтроллеров ККП1124 или через кра¬
новый пульт управления DVP15 (вариант 6). Комплектные
устройства управления компонуются в панели трех типо¬
размеров: на ток 63 А для электродвигателей мощностью
до 22 кВт - П6503 размером 650X1100 мм; на ток 160 А для элек¬
тродвигателей мощностью свыше 22 до 80 кВт - П6506 разме¬
ром 900X1700 мм; на ток 250 А для электродвигателей мощ¬
ностью свыше 80 до 125 кВт - П6507 размером 1300X1700 мм.
Комплектные устройства поставляются в полностью смон¬
тированном и отрегулированном виде и на месте монтажа
требуют лишь небольшой подрегулировки малой скорости
подъема и интенсивности разгона с помощью электронных
реле времени КТ.
ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ ПОДЪЕМА
Большинство мостовых кранов грузоподъемностью свыше
10 т имеют два независимых механизма подъема с соотно¬
шением грузоподъемностей от 1:3 до 1:5. До 80 % таких мос¬
товых кранов используется в машиностроительных отрас¬
лях производства. У этих кранов механизм наибольшей
грузоподъемности (главный подъем) используется эпизоди¬
чески при перемещении грузов массой от 70 до 100 % номи-
26
нальной грузоподъемности, а постоянная работа осущест¬
вляется либо главным подъемом при грузоподъемности
менее 70 % номинальной, либо механизмом меньшей грузо¬
подъемности (вспомогательным подъемом). При этом ре¬
сурс главного подъема почти не расходуется, тогда как
у остальных механизмов расход ресурса идет независимо
от главного подъема. Ко времени капитального ремонта
все механизмы, кроме главного подъема, безусловно
подлежат ремонту, а главный подъем также ремонтирует¬
ся, хотя в этом нет особой нужды.
Из-за постоянного недоиспользования механизма глав¬
ного подъема, а также с целью снижения массы механиз¬
мов на тележке, и размеров подхода тележек со стороны
лебедки вспомогательного подъема, было принято реше¬
ние объединить оба механизма подъема в один со скорост¬
ными параметрами более высокими, чем у каждого из меха¬
низмов в отдельности. Новый механизм подъема компонует¬
ся следующим образом.
Лебедка подъема имеет один барабан с канатом, поли¬
спастом и крюком наибольшей грузоподъемности, на боль¬
шом крюке укрепляется также крюк малой грузоподъем¬
ности. Редуктор связывает барабан с главным двигателем.
Главный двигатель имеет синхронную частоту вращения
750 об/мин. На муфте, соединяющей двигатель с редук¬
тором, располагается тормоз с приводом от гидротолкателя.
Второй конец вала основного двигателя соединен муфтой
с валом двухскоростного короткозамкнутого электродвига¬
теля, имеющего синхронные частоты вращения 1500/250 об/мин.
Таким образом, на одном валу расположены: основной элек¬
тродвигатель с фазным ротором на 750 об/мин и двух скорост¬
ной короткозамкнутый двигатель на 1500/250 об/мин.
Каждый из двигателей управляется своей панелью управ¬
ления: двигатель с фазным ротором с помощью панели уп¬
равления П6503 или П6506, обеспечивающей импульсно¬
ключевое регулирование на малой скорости подъема, дина¬
мическое торможение на положениях спуска и работу на
естественных характеристиках с выведенными роторными
резисторами при подъеме и при спуске; двухскоростной
короткозамкнутый двигатель управляется с помощью пане¬
ли управления Б5701. Поскольку оба двигателя работают
поочередно или совместно на один входной вал механиз-
27

Рис. 7. Силовая схе¬
ма, двух двигатель¬
ного электроприво¬
да подъема:
КМЛ — линей¬
ный контактор;
КМ 1, КМ2 — контак¬
торы направления
вращения главного
двигателя; КМЗ —
контактор тормоза;
КМ6 — контактор ди¬
намического тормо¬
жения; КМ7—КМ10 —
контакторы ускоре¬
ния; КМ11, КМ 12 —
контакторы направ¬
ления вращения
вспомогательного
двигателя; КМ13 ~
контактор большой
скорости; КМ 14,
КМ 15 — контакторы
малой скорости;
МГ — главный дви¬
гатель; МВ — вспо¬
могательный дви¬
гатель; ТО — тихоходная обмотка вспомогательного двигателя; ВО — быстроход¬
ная обмотка вспомогательного двигателя; Y17 — тормоз; Р1-Р15 — пуско-тормоз¬
ные резисторы главного двигателя; UZ — выпрямитель динамического тормо¬
жения; VS — тиристорный импульсно-ключевой коммутатор
ма, командоконтроллеры, управляющие каждым из двига-
телей, отличаются от штатных исполнений таблицей за¬
мыкания контактов. Управление объединенным механиз¬
мом наиболее удобно осуществлять одной рукой, поэтому
командоконтроллеры имеют общий привод от одной ру¬
коятки. Каждый командоконтроллер имеет по пять рабо¬
чих положений каждого направления движения с тем,
чтобы согласовать в пределах рабочих положений необхо¬
димые подключения обмоток двигателей, редукторов и дру¬
гих элементов схем.
Если традиционные электроприводы подъема с системой
динамического торможения способом самовозбуждения
28

Рис. 8. Механические
характеристики элек¬
тропривода по схеме
рис. 7
имели известный
и существенный
недостаток - на
первых трех поло¬
жениях спуска
легкие грузы, не
преодолевающие
потерь на трение
в механизме, не
могли опускаться
с малой скорос¬
тью и спуск та¬
ких грузов проис¬
ходил лишь с но¬
минальной, прак¬
тически нерегу¬
лируемой скорос¬
тью, то в новом
электроприводе
при совместном включении динамического торможения основ¬
ного двигателя и малой частоты вращения вспомогательного
двигателя спуск грузов любой массы может осуществляться с
малой скоростью при гарантированной безопасности этой
операции. Силовая схема двухдвигательного электропривода
подъема приведена на рис. 7, а совмещенные механические
характеристики электродвигателей, включенных по этой схеме,
на рис. 8. В рабочем положении 1 подъема основной двигатель
с фазным ротором подключается к питающей сети. В его ро¬
торную цепь включен резистор с наибольшим сопротивлением,
а роторная цепь замыкается тиристорным импульсно-ключевым
коммутатором, состоящим из двух полумостов: первого с тре¬
мя тиристорами и второго с тремя диодами. Импульсно-клю¬
чевой регулятор настраивается на режим включения в зо¬
не роторных напряжений от номинального до 85-90 % номи¬
нального, благодаря чему обеспечивается малая частота
вращения вала двигателя (около 100 об/мин) независимо от
29

нагрузки до значения пускового момента, равного 70 % но¬
минального момента основного двигателя. В этом же положе¬
нии у второго двигателя к сети подключается тихоходная
обмотка с частотой вращения холостого хода 250 об/мин и
пусковым моментом, равным примерно 50 % номинального
момента основного двигателя. Таким образом, при совмест¬
ном включении суммарный пусковой момент на первом
положении составит 120 % номинального и поэтому будет
обеспечиваться подъем с малой скоростью любых грузов
вплоть до максимальной грузоподъемности.
В положении 2 подъема вспомогательный двигатель от¬
ключается, а у двигателя с фазным ротором отключается
импульсно-ключевой коммутатор и выводится одна ступень
резистора. Появляется возможность разгона. В положении
3, 4 подъема завершается разгон основного двигателя до
номинальной частоты вращения, равной примерно 700 об/мин
при подъеме любых грузов вплоть до номинальных значе¬
ний при отключенном вспомогательном двигателе. При пе¬
реводе рукоятки контроллеров в положение 5 подъема проис¬
ходит отключение от сети основного двигателя, а у вспо¬
могательного двигателя подключается к сети быстроход¬
ная обмотка. При грузе массой, равной не более 30 % номи¬
нальной грузоподъемности, электропривод разгоняется до
частоты вращения около 1400 об/мин. При ошибочной ус¬
тановке контроллера в положение 5 подъема при максималь¬
ном грузе привод вначале разгоняется до частоты вращения
700 об/мин, а затем либо будет медленно замедляться до
остановки, либо ’’застрянет” на частоте вращения около
700 об/мин до срабатывания защитных тепловых реле вспо¬
могательного двигателя. Для обеспечения необходимой
безопасности в случае ошибочных действий оператора рас¬
четное значение пускового момента вспомогательного дви¬
гателя не должно быть ниже 85 % номинального момента
основного двигателя.
При возвращении контроллера в сторону снижения ско¬
рости подъема происходит электрическое торможение от
1500 до 750 об/мин основного двигателя, а от 750 об/мин до
250 об/мин - торможение вспомогательного двигателя.
Таким образом, механический тормоз не несет тормозной
нагрузки и выделение энергии на его тормозных поверх¬
ностях не превышает нескольких ватт.
30

В положениях 1-3 спуска основной двигатель отключает¬
ся от сети и включается по схеме электродинамического
торможения способом самовозбуждения с шунтировкой кон¬
тура самовозбуждения ступенью пускового резистора. При та¬
ком включении достигается ограничение тормозного момен¬
та значением, приемлемым для механической прочности
редуктора, муфт и валов.
Для обеспечения движения груза, не преодолевающего
трения механизма, тихоходная обмотка вспомогательного
двигателя в положении 2 подключается к сети. Оба двига¬
теля работают одновременно, причем вспомогательный -
в режиме частоты вращения около 100 об/мин в двигатель¬
ном режиме (близком к пусковому моменту). Основной дви¬
гатель работает в режиме динамического торможения, раз¬
вивая тормозной момент, равный сумме пускового момента
вспомогательного двигателя и момента от груза.
В положениях 3, 4 спуска вспомогательный двигатель от¬
ключается от сети и основной двигатель работает в режиме
динамического торможения (положение 3); в положении 4
спуска основной двигатель подключается к сети и проис¬
ходит опускание любых грузов в режиме рекуперативного
торможения на сверхсинхронной скорости с частотой вра¬
щения около 800 об/мин.
В положении 5 осуществляется спуск с повышенной ско¬
ростью любых грузов. При этом к сети подключается как ос¬
новной двигатель, так и быстроходная обмотка вспомога¬
тельного двигателя. Основной двигатель используется
в режиме импульсно-ключевого включения с максималь¬
ным значением сопротивления пускового резистора.
При частоте вращения до 1400 об/мин (сверхсинхронная
частота вращения 650 об/мин) тиристорный коммутатор в
роторной цепи разомкнут и вспомогательный двигатель
разгоняет привод без участия основного двигателя. Если
при этом на крюке висит груз максимальной массы, вспо¬
могательный двигатель может его не удержать, но при час¬
тоте вращения выше 1400 об/мин (напряжение на роторе
близко к номинальному) замыкается цепь тиристорного
коммутатора и основной электродвигатель переходит в ре¬
жим сверхсинхронного рекуперативного торможения и со¬
здает дополнительный тормозной момент не менее 50 % но¬
минального. При сложении тормозных моментов основного
31

и вспомогательного двигателей гарантируется безопасный
спуск любого поднятого краном груза при электрическом
торможении, т.е. без нагрева и износа тормозных поверх¬
ностей механического тормоза.
Из сказанного следует, что при выборе двигателей для
конкретных параметров кранов необходимо соблюдать
соотношение номинальных и пусковых моментов главного
и вспомогательного двигателей.
Кроме того, вспомогательный двигатель требуется про¬
верить на условия необходимого количества разгонов и
торможений.
Для режимной группы 5К вспомогательный двигатель
должен обеспечить 120 пусков с частоты вращения 750 об/мин
до 1500 об/мин, 120 торможений с частоты вращения 750 об/мин
до 250 об/мин при моменте инерции, равном 1,3 суммарно¬
го момента инерции обоих двигателей. Расчеты показы¬
вают, что эти условия соблюдаются при мощности вспомо¬
гательного двигателя не меньше 60 % мощности основного
двигателя, хотя для подъема груза массой равной 1/4 но¬
минальной грузоподъемности, такая мощность является
избыточной. При соотношении частот вращения основного
и вспомогательного двигателя 1000 и 1500 об/мин мощность
вспомогательного двигателя может быть снижена до 50 —
60 % мощности основного двигателя, но условие соотноше¬
ния пускового момента вспомогательного двигателя не
менее 85 % номинального момента основного двигателя
должно сохраняться. Это подтверждается положительными
многолетними результатами эксплуатации механизмов
подъема башенных кранов КБ405, где основной двигатель
имеет мощность 55 кВт, а вспомогательный, двухскоростной,
30 кВт.
При описанных механических характеристиках двухдви¬
гательных электроприводов подъема реализуются следую¬
щие скоростные показатели:
Частота вращения, об/мин:
при подъеме номинального груза	 700
при подъеме груза массой равной 25 % номинальной грузо¬
подъемности; и порожнего крюка	 1480—1500
при подъеме с малой скоростью любых грузов 	 100—180
при спуске с малой скоростью любых грузов 	 100—130
при спуске любых грузов, включая порожний крюк	 1500—1550
32

Таким образом, электроприводом обеспечивается общий
диапазон регулирования до 1:15. Средняя скорость движе¬
ния груза за цикл у нового электропривода составляет 175 %
номинальной скорости подъема груза максимальной массы.
Поэтому производительность крана при номинальной грузо¬
подъемности повышается не менее чем на 20 %, а при массе
груза, равной 25 % номинальной грузоподъемности, повы¬
шается на 5-7 %.
При имеющихся в номенклатуре крановых электродвига¬
телях электроприводы описанного типа могут иметь сле¬
дующий ряд параметров:
Номинальная мощность
Мощность статической нагрузки,
основного двигателя, кВт,
кВт, при подъеме номинального
при 750 об/мин
груза
Группа режима крана
ЗК—4К
5К
15

18
16
22

27
24
30

36
32
37

42
40
3. ТИРИСТОРНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
ПРИНЦИП РАБОТЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Тиристорные преобразователи постоянного тока являются
устройством, преобразующим переменное напряжение питаю¬
щей сети в выпрямленное регулируемое напряжение посредст¬
вом фазоимпульсного управления тиристорами. Для пояснения
принципа работы преобразователя на рис. 9 приведены схема
трехфазного нулевого преобразователя, подключенного на якор¬
ную систему двигателя постоянного тока М, а на рис. 10 - диаг¬
раммы изменения токов и напряжений. Питание преобразова¬
теля осуществляется от сети через трансформатор Т с напряже¬
нием на вторичных обмотках Ui-Щ или через токоограничиваю¬
щий дроссель. Регулирование средних значений выпрямленного
напряжения осуществляется тиристорными блоками VS1-VS3
путем изменения системой фазоимпульсного управления (СИФУ)
угла включения тиристоров а или ₽ в зависимости от режима ра¬
боты. Тиристор переводится в проводящее состояние при поло-
33
2-6148

l/ц
—*~CHq>ÿ
T
Лі (fil)
Рис. 9. Схема трехфазного нулевого пре¬
образователя постоянного тока
жительном потенциале между
анодом и катодом импульса уп¬
равления на его базу. Посколь¬
ку, как видно из схемы рис. 9,
аноды тиристоров соединены
между собой, включаться может
только тот тиристор, потенциал катода которого наибольший.
Точка перехода потенциала анод-катод тиристоров через нуль
определяет момент естественного включения тиристоров, от ко¬
торого и отсчитывается угол включения. Преобразователь может
работать в выпрямительном или в инверторном режиме. В вып¬
рямительном режиме ток іп и напряжение Un на выходе преоб¬
разователя совпадают по направлению и двигатель потребляет
из сети энергию. В инверторном режиме направления тока и на¬
пряжения противоположны и энергия от двигателя, работающе¬
го как генератор, передается в сеть. Перевод преобразователя
из выпрямительного в инверторный режим осуществляется
посредством уве¬
личения угла а
сверх л/2. При этом
л
разность а - — = ₽.
Рис. 10. Диаграммы
выходных напряжений
и токов соответствен¬
но в выпрямительном1
и инверторном ре-*
жимах:
а — диаграмма на¬
пряжения выпрями¬
тельного режима; б
диаграмма выходного
тока выпрямите льнру
го режима; в ~ диаг¬
рамма выходного на¬
пряжения инверторного
режима; г — диаграм¬
ма тока инверторного
режима
34

Для обеспечения режима инвертирования необходимо,
чтобы закрывающийся тиристор успел восстановить свои
запирающие свойства в течение времени приложения к не¬
му отрицательного напряжения, т.е. в пределах угла ф
(рис. 10, в). В противном случае возможно опрокидыва¬
ние преобразователя, приводящее к протеканию аварийно¬
го тока, так как ЭДС электродвигателя и напряжение пи¬
тания совпадают по направлению. Угол у на рис. 10, в, г
соответствует промежутку времени, в течение которого
ток протекает по двум тиристорам: вступающему в рабо¬
ту и выходящему из нее. Этот угол называется углом ком¬
мутации.
В крановых электроприводах постоянного тока тирис¬
торные преобразователи осуществляют питание якорных
цепей двигателей и их обмоток возбуждения. Для крано¬
вых электроприводов до 1985 г. выпускались преобразова¬
тели типа АТРК, которые в настоящее время заменены на
преобразователи типа ТПЕ. Принципы построения преоб¬
разователей обоих типов одинаковы, однако в ТПЕ исполь¬
зованы более совершенные конструктивные решения и
они имеют по сравнению с АТРК меньшие массу и габари¬
ты. Технические характеристики преобразователей ТПЕ
и АТРК приведены в табл. 1. Далее подробно рассматрива¬
ются преобразователи ТПЕ.
Таблица 1. Технические данные тиристорных преобразователей
■ила ТПЕ и АТРК
Тип преобра¬
зователя
Номиналь¬
ное вы¬
прямлен¬
ное напря¬
жение, В
Номиналь¬
ный вы¬
прямлен¬
ный ток,
А
Макси¬
мальный
выпрям¬
ленный
ток, А
Габариты пре¬
образователя,
мм
Масса
преобразо¬
вателя,
кг
ТПЕ-100/100-460
100
200
280
ТПЕ-200/200-460
200
400
800x750x1000
ТПЕ-400/400-460
460
400
800
800x775x1637
580
ТПЕ-630/630-460
630
1260
1000x775x1650
660
35

Продолжение табл. 1
Тип преобра¬
зователя
Номиналь¬
ное вы¬
прямлен¬
ное напря¬
жение, В
Номиналь¬
ный вы¬
прямлен¬
ный ток,
А
Макси¬
мальный
выпрям¬
ленный
ток, А
Габариты пре- Масса
образователя, преобразо-
мм	вателя,
кг
е
АТРК-100/230
230
100
200
480
АТРК-100/460
460
510
АТРК-160/230
230
160
220
480
АТРК-160/460
460
oUOx/jOxi/OO
510
АТРК-250/230
230
250
500
520
АТРК-250/460
460
600
АТРК-500/230
230
500
1000
2000x750x1700 1000
АТРК-500/500
460
СИЛОВЫЕ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Преобразователь включает в себя два управляемых выпря¬
мителя: для питания якорной цепи двигателя и его обмотки
возбуждения.
Выпрямитель якорных цепей выполнен по трехфазной
мостовой реверсивной схеме со встречно-параллельным сое¬
динением двух выпрямительных мостов UZ1 и UZ2 (рис. 11, а),
выпрямитель цепей возбуждения UZ3 построен по однофаз¬
ной мостовой схеме (рис. 11,6). Охлаждение силовых тирис¬
торов - естественное воздушное.
Мосты UZ1 и UZ2 подключены к сети быстродействующим ав¬
томатическим выключателем QF1 через токоограничиваю¬
щий реактор L.
Номинальное и максимальное выпрямленное напряжение
преобразователей составляет соответственно 230 и 440 В,
номинальный выпрямленный ток возбуждения 15 А.
36

Б)
Рис. 11. Силовые схемы выпрямителя якорной цепи (о) и цепи возбуждения (б)
Выключатель QF1 защищает силовой выпрямитель от
токов короткого замыкания на стороне переменного тока.
На выходе выпрямителя защита осуществляется автомати¬
ческим выключателем QF2. В зависимости от номинально¬
го тока мосты имеют одну, две или три параллельные ветви
соответственно на токи 200, 400 и 630 А. Управление тирис¬
торными мостами раздельное от одной системы фазоимпуль¬
сного управления, при котором сигналы управления подают¬
ся только на работающую группу тиристоров. Это позволяет
исключить протекание силовых токов в замкнутом контуре,
образуемом тиристорными мостами, и в цепях, связывающих
мосты, отсутствуют силовые дроссели.
Выпрямитель возбуждения UZ3 подключен к сети через
токоограничивающие резисторы R и автоматический выклю¬
чатель QF3, защищающий от токов короткого замыкания.
В силовой цепи установлен также предохранитель F1, осу¬
ществляющий защиту от токов перегрузки.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Функциональная схема представлена на рис. 12 и состоит
из системы управления силового выпрямителя А1 и систе¬
мы управления выпрямителя возбуждения А2. Система А1
включает следующие основные функциональные узлы:
VI - задатчик интенсивности; V2 - регулятор скорости, контур
регулирования тока, включающий регулятор тока ѴЗ и дат-
37

L-M
Рис. 12. Функциональная схема преобразователя постоянного тока
чик тока UA1; U4 - датчик напряжения; U5 - логическое пере¬
ключающее устройство; UA2 - датчик нуля тока; АѴ-М -си¬
стема фазоимпульсного управления. Система А2 включает
узел управления U6, задатчик интенсивности U7, регулятор
тока возбуждения U8 с датчиком тока UA3 и систему фазо¬
импульсного управления АѴ. Задатчик интенсивности обес¬
печивает разгон привода (изменение напряжения на выхо¬
де силового выпрямителя) в функции времени при скачко¬
образном сигнале от командоаппарата SM. Система фазоим¬
пульсного управления АѴ-М предназначена для генериро¬
вания управляющих импульсов и осуществления их фазово¬
го сдвига в зависимости от значения входного управляющего
сигнала. Управление тиристорными мостами, как уже было
38

сказано, раздельное, а их переключение производится логи¬
ческим переключающим устройством U5. Управляющий
сигнал на вход АѴ-М формируется системой автоматическо¬
го регулирования, обеспечивающей стабильность и необхо¬
димое качество регулирования во всех возможных режимах.
Система автоматического регулирования включает в себя
контур скорости с регулятором скорости U2 и обратной связью
по напряжению от датчика напряжения U4 и контур тока
с регулятором тока U3 и обратной связью по току от датчи¬
ка тока UA1 с ходом от трансформатора тока ТА1. Система
управления возбуждением обеспечивает увеличение час¬
тоты вращения двигателя при малых нагрузках путем ос¬
лабления поля двигателя по сигналу от датчика силового
тока UA1 и стабилизацию заданного узлом управления U6
тока возбуждения при колебаниях напряжения сети и из¬
менении сопротивления обмотки возбуждения. Система
автоматического регулирования преобразователя возбуж¬
дения одноконтурная по току возбуждения с поступлением
сигнала обратной связи по току от трансформатора ТА2. Для
осуществления питания и синхронизации системы управле¬
ния выпрямителей якорной цепи и возбуждения служит
блок U9, включающий пять источников выпрямленного на¬
пряжения: 12 В - для питания интегральных микросхем;
157 В - стабилизированный источник цепей управления;
150 В - для заряда емкостей в схеме фазового сдвига и ис¬
точник 7,5 В для цепей смещения логического переключаю¬
щего устройства. Поскольку работа основных узлов систем
управления выпрямителями якорной цепи и цепи возбуж¬
дения во многом идентична, ниже рассматривается работа
отдельных узлов системы управления силовым выпрями¬
телем. При этом схемы приводятся в упрощенном виде,
без учета корректирующих и помехозащитных устройств,
подробно рассматриваемых в специальной литературе,
а порядковые номера и обозначения элементов не соот¬
ветствуют их обозначениям в схеме преобразователей.
ЗАДАТЧИК ИНТЕНСИВНОСТИ (ЗИ)
Схема задатчика интенсивности приведена на рис. 13.
Она содержит два дифференциальных усилителя А1 и А2,
первый из которых является усилителем входного сигнала
39

-2Ч-В
Рис. 13. Схема задатчика интенсивности
(резистор R3 в цепи отрицательной обратной связи), а вто¬
рой - интегратором (конденсатор С1). Сигнал задания по¬
дается на инвертирующий вход усилителя А1 через резис¬
тор R2, а на неинвертирующий поступает сигнал отрицатель¬
ной обратной связи через резистор R4. Время изменения вы¬
ходного напряжения определяется значением входного сиг¬
нала и регулируется потенциометрами R7 и R8. Резистор
R1 обеспечивает связь между входом ЗИ и узлом управле¬
ния, резисторы R5 и R6 связывают усилители А1 и А2, а ре¬
зистор R9 устанавливает необходимый уровень напряже¬
ния на инвертируемом входе интегратора А2. Полное вре¬
мя развертки входного сигнала (время интегрирования)
может быть установлено от 1 до 14 с.
СИСТЕМА ФАЗОИМПУЛЬСНОГО УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВОГО
ВЫПРЯМИТЕЛЯ (СИФУ)
Система включает в себя общее входное устройство и шесть
каналов управления плечами тиристорных мостов. Каждый
из каналов состоит из узла синхронизации, узла фазового
сдвига, формирователя импульсов и узлов диодной развяз¬
ки. Входное устройство, схема которого приведена на рис. 14,
предназначено для согласования выхода регулятора тока
с входом СИФУ, а также ограничения минимального и мак¬
симального значений угла управления. Основным звеном
устройства является операционный усилитель А, собранный
по схеме повторителя через резистор R6. Ограничение мак¬
симального и минимального значений углов управления
40

Рис. 14. Схема вход¬
ного устройства
осуществляется
цепью, состоя¬
щей из потен¬
циометров R4 и
R5 и диодов VD1,
VD2. Входной си¬
гнал подается
через резистор
R1, а через резис¬
тор R2 осуществляется установка начального угла управления.
На выходе устройства установлен конденсатор С. Схема одного
канала С1ІФУ и диаграммы напряжений в узловых точках
схемы, поясняющие работу СИФУ, приведены соответственно
на рис. 15 и 16. Кривая 1 - синусоидальное напряжение (на
конденсаторе СГ), поступающее на вход узла синхронизации.
Цепь из резисторов RI, R2 и конденсатора С1 предназначена
для фильтрации входного напряжения. До момента
напряжение синхронизации положительно, транзистор VI
закрыт, и конденсатор С2 заряжается через VD3 и R3 до 24 В.
В момент ti, когда напряжение синхронизации меняет знак,
VI откроется и С2 разрядится через VD4, R4, VI.
Кривая 2 на рис. 16 - напряжение на конденсаторе С2.
Резистор R2 входит в узел фазового сдвига, и импульс напря¬
жения на нем при разряде С2 является импульсом синхро¬
низации (кривая 3). Узел фазового сдвига построен на тран¬
зисторах V2 и ѴЗ. До момента ti оба транзистора открыты,
и конденсатор СЗ разряжен. В момент закрывается транзис¬
тор ѴЗ при поступлении в базовую цепь импульса синхрони¬
зации и закроет Ѵ2. На эмиттере Ѵ2 возникает отрицатель¬
ное напряжение управления — Пу. Конденсатор СЗ начинает
заряжаться от общего нуля через источник управления,
VD7, R6, R5. Напряжение на эмиттере Ѵ2, равное напряжению
Uy, и конденсаторе СЗ, будет увеличиваться пока не станет
равным напряжению сравнивания Пср в момент t2. При этом
откроется диод VD5, транзисторы V2 и ѴЗ включаются, и кон¬
денсатор СЗ разряжается. В момент і3 с подачей импульса
синхронизации процесс повторяется в той же последователь¬
ности. Угол фазового сдвига пропорционален времени
41

Рис. 15. Схема канала СИФУ

Рис. 16. Диаграммы напряжений в узло¬
вых точках схемы СИФУ
і2-іі и, как видно из рис. 16, оп¬
ределяется напряжением управ¬
ления иу (кривая 4). Формирова¬
тель импульсов построен на
транзисторе V4. До момента
ti V2 и ѴЗ открыты, а конден¬
сатор С5 разряжен. В период
t2-ti С5 заряжается до 24 В.
В момент t2, когда откроется ѴЗ,
конденсатор С5 перезаряжается.
Во время перезаряда на базе
Ѵ4 возникнет положительный
потенциал, и он закроется. При
закрытом Ѵ4 на его коллекторе
возникает положительный им¬
пульс, который через стабилит¬
рон Ѵ5 поступает на вход усилителя импульсов. Усилитель
импульсов выполнен на двух транзисторах Ѵ6 и Ѵ7. Схема
обеспечивает управляющий импульс амплитудой до 2 А и
длительностью 400—500 мкс. Узел диодной развязки выпол¬
нен на диодах VD9 и VD10, через которые управляющие
импульсы поступают на входы усилителей формирователей им¬
пульсов, расположенных в силовых блоках выпрямителя.
Узел световой сигнализации выполнен на светодиоде Ѵ8, ток
через который протекает как в период действия импульсов по
цепи VD8, R15, R16, Ѵ8, так и в промежутки между ними от заря¬
женного конденсатора С6. При этом диод светится с половин¬
ной яркостью. Светодиоды всех каналов СИФУ расположены ря¬
дом и светятся равномерно. В случае исчезновения импульсов
или неисправностей свечение диодов прекращается или они
светятся неравномерно. Диод VD7 и стабилитрон осуществляют
снятие управляющих импульсов, что достигается подачей сиг¬
нала, достаточного для пробоя Ѵ5.
УСИЛИТЕЛЬ-ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ (УФИ)
Схема УФИ для управления каждым из тиристоров одного
плеча силового моста приведена на рис. 17. Основным узлом
УФИ является импульсный трансформатор Т, имеющий две
43

Рис. 17. Схема усилителя-
формирователя импуль¬
сов
вторичные обмотки.
С одной обмотки
импульс поступает
на включение тирис¬
тора, вторая служит
для перемагничива¬
ния его тороидального сердечника. Импульс управления при¬
ходит с выхода СИФУ и усиливается транзистором VI.
РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ (PC)
Регулятор скорости, схема которого представлена на рис. 18,
выполнен по схеме пропорционального регулятора и состоит
из двух усилителей: прямого А1 и инверсного А2. Усилитель
А1 формирует сигнал на входе регулятора тока через RIO
и VD2 в выпрямительном режиме работы тиристорных мос¬
тов, а А2 через R12 и VD1 в инверторном режиме работы. Оба
сигнала одновременно на вход регулятора тока не подаются,
так как один из них зашунтирован логическим переключа¬
ющим устройством (ЛПУ), соединяющим или R11, или R12
с общим нулем. Если шунтируются оба выхода, то выходной
сигнал закорачивается, благодаря чему при переключении
тиристорных групп, осуществляемом ЛПУ в период бестоковой
паузы, сигнал на входе регулятора тока снижается до нуля.
С усилителя А2 подается также сигнал управления на ЛПУ.
На вход PC подаются сигналы: задающий U3 через R2 и об¬
ратной связи (ОС) через R3, кроме того, имеется один резерв¬
ный вход.
ДАТЧИК НАПРЯЖЕНИЯ (ДН)
Датчик напряжения формирует сигнал обратной связи
на входе регулятора скорости по напряжению двигателя,
обеспечивая при этом фильтрацию входного напряжения
и гальваническую развязку напряжения в силовой цепи
и цепи управления. Датчик напряжения, схема которого пред¬
ставлена на рис. 19, состоит из магнитно-транзисторного гене-
44

ратора, преобразующего постоянное напряжение 24 В в пе¬
ременное прямоугольной формы частотой 1,8 кГц, фильтра
входного напряжения, коммутатора и декоммутатора напря¬
жения и дифференциального усилителя.
Генератор построен на транзисторах VI, Ѵ2, резисторах
R1-R6 и тороидальном трансформаторе Т1 с прямоугольной
петлей гистерезиса. Фильтр включает в себя резисторы R20 -
R22 и конденсатор С2. В коммутатор входят транзисторы ѴЗ,
Ѵ4, резисторы R7-R10 и первичная обмотка трансформатора
гальванической развязки Т2 в коммутатор Ѵ5, Ѵ6, R11-R14 и вто¬
ричная обмотка Т2. Принцип работы схемы заключается в
изменении входного напряжения усилителя А в зависимости
от напряжения на входе преобразователя Unp. Регулировка
коэффициента усиления А (резистор R17) позволяет изменить
глубину обратной связи по напряжению.
Рис. 19. Схема датчика напряжений
45

РЕГУЛЯТОР ТОКА (FT) С ДАТЧИКОМ ТОКА (ДТ)
Схема РТ представлена на рис. 20. Он выполнен в виде про¬
порционально-интегрального регулятора и включает в себя уси¬
литель А1, собранный по схеме повторителя (с обратной связью
через РЗ); транзистор VI, образующий совместно с конденсато¬
ром С2 и резистором R5 интегратор напряжения; транзистор ѴЗ,
изменяющий постоянную времени РТ по сигналу от датчика
тока; транзистор Ѵ2, управляющий VI и ѴЗ. На РТ подается
сигнал U с выхода регулятора скорости и сигнал жесткой и
гибкой обратных связей от датчика тока, подаваемые на базу
транзистора VI соответственно через стабилитрон Ѵ4 и резис¬
торы R14 и R9 и через конденсатор СЗ и резистор R8. Измерение
постоянной времени РТ необходимо для обеспечения форси¬
ровки нарастания тока в режиме прерывистых токов преобразо¬
вателя в начальный период переходного процесса (малая по¬
стоянная) и стабилизации работы привода в режиме непрерыв¬
ных токов по окончании переходного процесса (большая по¬
стоянная). Значение постоянной времени определяется конту¬
ром подключения конденсатора С2 к неинвертируемому входу
усилителя. При закрытом транзисторе Ѵ2 и соответственно от¬
крытом ѴЗ постоянная времени определяется резистором R5.
При поступлении сигнала от датчика тока Ѵ2 откроется, а ѴЗ
закроется, и постоянная времени увеличится, определяясь со¬
противлениями резистора R5 и перехода эмиттер-база VI. Та¬
ким образом, РТ адаптируется к режиму работы преобразовате¬
ля. При резких набросах нагрузки сигналом от датчика тока
по цепям, сначала гибкой, а затем жесткой обратной связей,
открывается транзистор VI, и конденсатор С2 мгновенно раз¬
рядится через VD3, Ѵ2 и VI. РТ превратится в безынерциальное
звено, а в силовой цепи установится ток, равный уставке то¬
ковой отсечки, определяемой входным сигналом от PC.
Датчик тока выполнен на трех согласующих трансформато¬
рах Т1-ТЗ, связанных с трансформаторами тока силовой цепи
и выпрямительным мостом на диодах VD5-VD10 с выходными
резисторами R13, R14.
ЛОГИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ЛПУ)
Устройство осуществляет переключение тиристорных групп
силового выпрямителя при реверсе тока, реверсирование вы¬
ходного сигнала в PC и специальным воздействием на РТ -
46

В PC
U3ç1!\> QUK
-ЗОВ
BS
Ѵ1Ч R3S
R23
V23
V13
2 ;ѵиіб ѵяпі ;
WZ/72 2
V11
VB1Û i
0
nsw
B1S
V5
вгг
Ѵ8
BBC
VOS '1 i i ІѴЛ4
RM
VS
R3f
BV5
Bl>5
RtZ
X X
UZ1
V.VBZZ
V V 3!
HZ
C3
R3S
R’tB
H 3? ?!
B S3
BBS
R S3
Рис. 21. Схема логического переключающего устройства
BSZ VHZSBPT
£4-
vais вы
44
vis
T
ï
R37
^В36
ѵвп
-Й-
if
B3t
RZS
VD7
44-
ѵлз
і і.ѵлг
В12
R!3
ѴП20
-н—
VBZ3
■н-
BSZ
R53
В54
B5S
BBC
г» g
РЧО
VIS
VBZI
-44--
--VBZZ

приведение системы регулирования к начальным условиям
при реверсе тока. Схема ЛПУ приведена на рис. 21. На вход
основного элемента ЛПУ усилителя А поступают сигналы:
12 В через резистор R17; управления с выхода прямого усилите¬
ля PC через резистор R1, обратной связи с ДН через резистор R3
и сигнал запрета с датчика нулевого тока (ДНТ). Усилитель А
управляет двумя группами транзисторов: V7, VI, Ѵ10 іл Ѵ8, Ѵ23,
Ѵ9, Ѵ2, переключающимися попарно, причем VI0 и Ѵ2 являются
выходными в указанных группах. При разности сигналов Uy и
U с’ большей по модулю 12 В, выходным сигналом усилителя А
включается Ѵ2, а Ѵ10 выключен. Сигналы с Ѵ10 и Ѵ12 при их за¬
крытии поступают в следующие каскады через резисторы R29,
R11 и диоды VD12, VD7. На участках связи Ѵ2 и Ѵ10 со следующи¬
ми каскадами заведены по три блокировки: для Ѵ2 через диоды
VD15, VD11, VD10 и для VI0 через VD8, VD6, VD3. Пары транзис¬
торов Ѵ12, VII и ѴЗ, Ѵ6 включены по схемам триггеров, имеющих
по два устойчивых состояния: открытое и закрытое. Триггеры
связаны между собой блокировочными связями через диоды
VD13 и VD1 таким образом, что если один триггер открыт, то дру¬
гой закрыт. Транзисторы VI4 и Ѵ4 являются выходными каска¬
дами триггеров и осуществляют переключение тиристорных
групп при реверсе тока. Через них подается питание на узел
формирования импульсов управления тиристорами. Диоды
VD12 и VD7 разрешают транзисторам Ѵ10 и Ѵ2 включать только
свои триггеры.
Переключение тиристорных групп производится по команде
от PC и возможно только при нулевом значении силового
тока, что контролируется узлом запрета. Сигнал запрета
поступает от ДНТ через выпрямитель VZ1. Узел запрета соб¬
ран на транзисторах V15-V21. Помимо контроля нулевого
тока в силовой цепи узел запрета формирует длительность
бестоковой паузы при переключении тиристорных групп, а так¬
же контролирует правильность работы ЛПУ. Сигнал запре¬
та при наличии силового тока поступает на триггеры через
VD11, VD6, а через диоды VD10, VD8 - от транзисторов Ѵ10 и
Ѵ2 при открытом транзисторе Ѵ21 узла запрета, который за¬
крывается только после переключения ЛПУ. При подаче
команды на переключение (при разности между U3 и Uoc,
равной 12 В) и нулевом значении силового тока выключится
ранее открытый триггер, закроются транзисторы VI5 и VI6
и откроется V19. При этом транзистор V17 перейдет в откры-
49

тое состояние на время заряда конденсатора СЗ, определяю¬
щее время бестоковой паузы. Это время составляет 8-10 мс
и задается резистором R51. Транзистор VI7 через диод VD6
или VD11 зашунтирует вход транзисторов Ѵ6 или VII триг¬
геров и на время бестоковой паузы закроются оба плеча ЛПУ.
За время бестоковой паузы ЛПУ не включится даже в том
случае, если в силовой цепи появится ток, например, вследст¬
вие неисправности тиристоров. Это достигается включением
транзистора Ѵ21, шунтирующего выходы транзисторов Ѵ23
и Ѵ2. После прекращения силового тока отсчет времени
бестоковой паузы начинается сначала.
Транзистор Ѵ18 осуществляет контроль включения обоих
плеч ЛПУ через резистор R50 и диоды VD17 и VD4. В случае не¬
исправностей, если одно из плеч ЛПУ не включится, Ѵ18 оста¬
нется открытым и откроет транзистор VI7, который выдает ко¬
манду на закрытие триггеров обоих плеч ЛПУ. Одновременно
откроется транзистор Ѵ22 и зашунтирует вход РТ, который при
этом отбросит импульсы управления в область, соответствую¬
щую минимуму выходного напряжения силового выпрями¬
теля. Транзисторы Ѵ13 и Ѵ5 предназначены для переключения
реверсивного усилителя в PC. Цепь с резистором R63 предназ¬
начена для подачи сигнала на базу транзистора VI7 для
принудительной установки ЛПУ в выключенное состояние,
т.е. закрытия тиристоров силового выпрямителя.
ДАТЧИК НУЛЕВОГО ТОКА (ДНТ)
Датчик обеспечивает подачу запрещающего сигнала при
наличии тока в силовой цепи. Он представляет собой дрос¬
сель насыщения, смонтированный на шине постоянного
тока и состоящий из двух встречно включенных катушек.
Питание дросселя осуществляется выпрямленным через
однофазный мост напряжением понижающего трансформа¬
тора. При нулевом токе сопротивление дросселя велико,
а при токе в силовой сети, равном 4-6 А, дроссель насыщается
и ток в его цепи достаточен для выдачи сигнала запрета.
УЗЕЛ ПИТАНИЯ И СИНХРОНИЗАЦИИ (УПС)
Для осуществления питания и синхронизации СИФУ в
УПС установлено два многообмоточных трансформатора.
50

R1	Vu
Рис. 22. Схема стабилизированного источника
Питание цепей управления, как было сказано ранее, осу¬
ществляется от пяти источников выпрямленного напряже¬
ния со значениями, указанными на рис. 12. Схема стабили¬
зированного источника представлена на рис. 22. От транс¬
форматора Т1 напряжение выпрямляется выпрямителем
UZ1. Силовыми элементами схемы являются транзисторы
V4 и ѴЗ, выполняющие функции регулирующего элемента.
По ним протекает ток нагрузки стабилизатора, а стабилиза¬
ция осуществляется изменением внутреннего сопротив¬
ления ѴЗ. Транзистор Ѵ5 с резисторами R5-R8 и стабилитро¬
ном Ѵ6 выполняют функции сравнивающего элемента.
Сигнал, пропорциональный разности между выходным
напряжением стабилизатора на потенциометре R7 и опор¬
ным на стабилитроне Ѵ6 усиливается транзистором Ѵ5 и осу¬
ществляет управление транзисторами ѴЗ и Ѵ4. Транзис¬
тор Ѵ2, резисторы R1-R4 и стабилитрон VI введены в схему
для повышения точности стабилизации. Конденсаторы
С2 и СЗ предотвращают высокочастотную генерацию в ста¬
билизаторе.
КОНСТРУКЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Конструктивно преобразователь включает в себя следую¬
щие блоки, в которых расположены функциональные узлы
силовой схемы и системы управления: силовые блоки (БС);
панель системы управления и регулирования преобразова¬
теля (СУРП); панель логического переключающего устрой¬
ства (ЛПУ); блок регулируемого возбудителя со стабилиза¬
цией (РВС); панель системы управления регулируемым воз-
51

будителем (СУРВ); блок питания (БП); панель управления
(ПУ); панели с конденсаторами и резисторами узла защиты
от перенапряжений и входных фильтров цепей управления
и панели с резисторами блока управления. Кроме того, в со¬
став преобразователя входят: токоограничивающий реак¬
тор силового выпрямителя; четыре автоматических выклю¬
чателя со стороны переменного и постоянного тока соот¬
ветственно силового выпрямителя и возбудителя, а также
приборы контроля тока и напряжения; предохранители;
двигатели тока; токоограничивающие резисторы.
Силовой блок состоит из тиристоров с охладителями и
платы усилителя-формирователя импульсов. Панель СУРП
включает в себя систему фазоимпульсного управления, ре¬
гуляторы тока и скорости, датчик напряжения и задатчик
интенсивности. В панели ЛПУ помимо элементов, рассмот¬
ренных при описании его работы, расположен делитель
напряжения, предназначенный для формирования сигнала
задания при управлении от командоконтроллера. Блок
РВС, как и БС, включает тиристоры и усилитель-формиро¬
ватель импульсов. Панель СУРВ состоит из узлов, функцио¬
нально приведенных на рис. 12 (система А2). На панели уп¬
равления размещен местный пост управления преобразо¬
вателем, который позволяет произвести опробование всех
его узлов.
НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Наладочные работы включают: измерение изоляции си¬
ловых цепей и цепей управления; проверку работоспособ¬
ности и настройку узлов системы управления; общую про¬
верку работоспособности преобразователя.
Измерение сопротивления изоляции силовых цепей и
цепей управления относительно корпуса и между собой
должно производиться мегаомметром на 500 В. Сопротив¬
ление изоляции должно быть не менее 5 мОм. При измере¬
нии преобразователь необходимо отключить от сети и за¬
землить. Закоротить между собой входные и выходные зажи¬
мы на автоматических выключателях А1 и А2 (выводы А2,
В2, С2 и 201, 229), а на каждом силовом блоке - выводы вы¬
хода цепей управления (19-20, 16-17, 8-7, 4-5, 2-1, 12-11).
В блоке питания закоротить между собой гнезда контроль¬
52

ного разъема. Блоки СУРП, СУРВ и ЛПУ отключить, а ответные
их разъемы закоротить. В качестве точек замера берется одна
из силовых цепей, а в системе управления общий провод
(под номером 20 на внешней коробке выводов). После за¬
мера сопротивления изоляции необходимо снять закоротки
и восстановить схему.
Перед наладкой преобразователя к силовым выводам
(Al, В1, С1) подключается источник переменного трехфаз¬
ного напряжения и при включенном выключателе Q4 цепей
управления по свечению сигнальной лампы НЗ проверяет¬
ся правильность чередования фаз питающей сети. Объем
и порядок выполнения наладочных работ, а также провер¬
ка работоспособности блоков преобразователя определяют¬
ся по табл. 2. После настройки отдельных блоков прово¬
дится проверка работоспособности преобразователя в та¬
кой последовательности: 1) подключается обратная связь
по напряжению; 2) к выходу силового выпрямителя подклю¬
чается нагрузочное сопротивление на ток 5 А; 3) включают¬
ся автоматические выключатели (А 1 и А2, A4) потенцио¬
метром R41, на плате СУРП выставляется выходное напря¬
жение силового выпрямителя, равное 460 В; 5) производит¬
ся реверс переключением переключателя S2 в ПУ, при этом
на первом месте выходное напряжение должно снизиться
до нуля, а на втором - возрасти до 460 В; 6) форма кривой
выходного напряжения контролируется осциллографом
на контрольных точках 10-20 в БС; 7) проверяется плавность
регулирования выходного напряжения при изменении
сигнала задания потенциометром R5 в ПУ.
Таблица 2. Объем и порядок выполнения наладочных работ
блоков преобразователя
Вид операции
Порядок выполнения
Блок питания
Проверка напряжения источни- Измеряется вольтметром PU1 на контроль-
ков питания	ных точках при переключении переключа¬
теля S5, расположенных в панели управле¬
ния. Значения напряжений указаны
в табл.3
Подстройка напряжений	Осуществляется резисторами R1 и R2
53

Продолжение табл. 2.
Вид операции
Порядок выполнения
Плата системы управления и регулирования
преобразователя СУРП
Подготовительные операции
Проверка отсутствия дефектов
в канале СИФУ
Проверить синхронизирующее
напряжение
Проверка напряжения управле¬
ния СИФУ
Устранение асимметрии управ¬
ляющих импульсов
Проверка работы регулятора
скорости
Проверка работоспособности
СУРВ
Установка углов ограничения
Переключатель S1 устанавливается в по¬
ложение ’Тучное”
Подключением осциллографа на вывод 34
(общий нуль) и поочередно на выводы 2, 3,
4, 5, би 35проверить наличие двух сдвину¬
тых на 60° (электрический угол) импульсов.
Убедиться в равномерном свечении
светодиодов каждого канала
Подключить осциллограф на вывод 34
и поочередно на выводы 38, 30, 29, 28, 21
и 36. Форма напряжений должна соответ¬
ствовать рис. 16 (кривые 3)
Вольтметром проверяются значения на¬
пряжений между выводом 34 и выводами:
31 —15 В; 32 — минус 150 В; 12 — минус 24 В;
7 — минус 30 В
Подключением осциллографа на вы¬
вод 34 и штырь 02 с помощью резисторов
R46 устанавливается одинаковая форма
импульсов согласно рис. 16 (кривые 4)
Временно установить перемычки между
выводами 19 м 34. Переключатель S3
в ПУ установить в положение "Ручное”,
а резистором R5 в ПУ изменять напряжение
задания. При реверсировании задания
переключателем S2 ПУ напряжение на вы¬
водах 18 и 20 должно меняться от 2 до 22 В
во взаимопротивоположных направлениях
Блок регулятора возбуждения РВС
и панель СУРВ
Включаются автоматические выключатели
Q3 и Q4. Работоспособность СУРВ опреде¬
ляется по свечению светодиода Ѵ14
Переключатель устанавливается в по¬
ложение "Ручное” резисторами R46 и R45.
Выставляется максимальное и минималь¬
ное значения углов регулирования по
осциллографу, подключенному на конт¬
рольные точки А1-А8
54

Продолжение табл. 2
Вид операции
Порядок выполнения
Установка максимального и номи¬
нального тока возбуждения
Переключатель S1 устанавливается в по¬
ложение "Ручное”, а S4 на ПУ в положение
’’Автоматическое”. Значения максималь¬
ного и номинального тока возбуждения
выставляются резисторами R18 и R23
Установка минимального тока
возбуждения
Переключатель S4 устанавливается в по¬
ложение ’’Дистанционное”, а SI — "Ручное”.
Минимальный ток возбуждения выстав¬
ляется резистором R28.
Устранение перерегулирования
тока возбуждения
Переключатель S1 устанавливается в по¬
ложение ’Тучное”. Резисторами R43 и R36
по осциллографу устанавливается прием¬
лемое перерегулирование тока возбуж¬
дения при переключении S1
Установка времени переходных
процессов
Проверка работы задатчика
интенсивности
Выставляется резистором R28 путем осцил-
лографирования кривой тока возбуждения
С помощью переключателя S2 подается
полное напряжение. Проверяется время
развертки осциллографом на зажиме 13
Логическое переключающее устройство ЛПУ
Проверка работоспособности ЛПУ
Подается напряжение с резистора R5 ПУ и пе¬
реключается его полярность переключате¬
лем S2. Светодиоды V5 и Ѵ53 в ЛПУ должны
переключаться
Проверка узла запрета
Замыкается цепь 51—81. Переключение
ЛПУ не должно произойти
Силовой блок выпрямителя якорных целей (ЕС)
Проверка работоспособности
блока
При включенной СИФУ осциллограф пооче¬
редно переключается на выводы 19-20; 16-17;
8-7; 4-5; 2-1; 12-11. На экране осциллографа
должны быть два импульса, сдвинутых на 60”
Проверка импульсов управления
(при необходимости)
Отключается тиристор и вместо него под¬
ключается резистор 15 Ом. Осциллографом
измеряется амплитуда (12 В) и длитель¬
ность импульса у основания (400—500 мкс)
Остройка фазы управляющих
импульсов
Осуществляется потенциометрами R41,
R42, R43 при среднем положении потен¬
циометра R64, находящимся в панели
СУРП. Фаза управляющих импульсов,
выставляемая по осциллографу в точках
19-20, должна соответствовать рис. 23
55

a>t
Таблица 3. Напряжения источников питания
Рис. 23. Форма напряжений синхро¬
низации
Положение пере¬
ключателя 	 6	7	8	9	10	11	—	—
Номера контроль¬
ных точек	 А2—АЗ А2—А1 А1—Б2 В6-А1 AS—A1 А4-А6 А2-БЗ А2-В1
Выпрямленное
напряжение, В... +12	—12	+7,5	—30	—150	—115	+22	—22
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
ПОСТОЯННОГО ТОКА
Тиристорные электроприводы постоянного тока приме¬
няются на кранах в основном для механизмов подъема, к ко¬
торым предъявляются наиболее сложные требования по
обеспечению двухзонного регулирования скорости. Схема
и механические характеристики электропривода приве¬
дены соответственно на рис. 24 и 25. Регулирование скоро¬
стей в зоне от минимальной до номинальной осуществляет¬
ся изменением напряжения силового выпрямителя, а в
зоне скоростей выше номинальной — ослаблением поля воз¬
буждения двигателя (уменьшением тока возбуждения)
посредством выпрямителя возбуждения. Управление ра¬
ботой электропривода осуществляется командоконтрол-
лером, контакты которого на схеме обозначены SM1-SM10.
Исполнительный двигатель М получает питание от сило¬
вого выпрямителя, имеющего, как было показано на с. 37,
две группы вентилей UZ1 и UZ2. Обмотка возбуждения
двигателя L—M получает питание от выпрямителя возбуж¬
дения UZ3.
В зависимости от положения рукоятки командоконтрол¬
лера устанавливается определенное выпрямленное напряже-
56

ние силового выпрямителя, а значит, и частота вращения
двигателя. При достижении на выходе силового выпрями¬
теля напряжения, соответствующего номинальной скорости
перемещения груза, а также при условии, что ток в цепи
якоря двигателя не превышает заданного значения, соот¬
ветствующего подъему груза массой, равной 30-40 % номи¬
нальной грузоподъемности, и опусканию холостого крюка,
схема позволяет увеличить частоту вращения электродви¬
гателя в 2,4-2,5 раза по сравнению с номинальной. В режи¬
ме подъема груза массой от 30 % до номинальной благодаря
наличию обратной связи по току якоря, заведенной в си¬
стему регулирования выпрямителя возбуждения (см. рис. 12),
обеспечивается характеристика постоянной мощности.
Рассмотрим работу схемы по позициям командоконтрол¬
лера. Перед началом работы включаются автоматические
выключатели: преобразователя QF1, QF2 и QF4, силового
ввода QF3; цепей управления QF5-QF7 и вентилятора дви-
гателя QF8. Затем включаются реле времени КТ1, КТ2, ре¬
ле напряжения КН2, реле обрыва поля КА2. В результате
собирается цепь нулевого реле КН1, которе при нажатии
кнопки SB2 своими дополнительными контактами включит
линейный контактор КММ и контактор динамического
торможения КМ1, после чего выключится реле КТ1. Вклю¬
чение блокировок автоматических выключателей преоб¬
разователя UZ (зажимы 376-388) и вентилятора, а также
контакторов и реле в цепь нулевого реле позволяет про¬
контролировать правильную подготовку схемы и цепи воз¬
буждения. При переводе рукоятки командоконтроллера
в любое направление подъема или спуска включается ре¬
ле КН4, размыкающие контакты которого в цепи 21-162
преобразователя разрывают цепь блокировки импульсов
управления. Одновременно включаются контакторы уп¬
равления тормозным электромагнитом YA-KM2-KM4. Пос¬
ле того как ток в катушке YA нарастает до значения вклю¬
чения тормоза, включится токовое реле КАЗ, а контактор КМ4
отключится и введет в цепь YA балластное сопротивление
R29. Через замыкающий контакт КАЗ в зависимости от
направления движения получат питание реле направле¬
ния КВ1 и КВ2 или КВЗ и КВ4 соответственно в направлении
’’Подъем” или ’’Спуск” груза. Замыкающие контакты этих
реле подают питание от стабилизированного источника,
57

Рис. 24. Схема электропривода постоянного тока с тиристорным преобразо
~380
задающего напряжение на вход задатчика интенсивности и осу¬
ществляют реверс сигнала задания. Сигнал задания возрастает
с переводом рукоятки командоконтроллера по позициям от 1-и
до 4-й благодаря закорачиванию резисторов R17-R21, при этом
диоды Ѵ4 и Ѵ5 обеспечивают большее значение сопротивле¬
ния на первой позиции спуска по сравнению с первой позицией
подъема.
58

вателем
~1Т0В
В положении 4 подъема системой автоматического регули¬
рования преобразователя обеспечивается характеристика по¬
стоянной мощности для грузов массой от 25 до 100 % номи¬
нальной грузоподъемности. При этом напряжение на выходе
силового выпрямителя равно номинальному значению (460 В),
а система регулирования поддерживает постоянство тока
якоря, что и соответствует режиму постоянства мощйости,
59

Рис. 25. Механические ха¬
рактеристики электро¬
привода по схеме рис. 24
поскольку Р = Ш =
= рном- Переход на
эту характеристику
осуществляется под
контролем реле на¬
пряжения KV1. Ука¬
занное реле отклю¬
чает цепь питания
реле времени КТ2,
за время выдержки
которого ток двига¬
теля стабилизирует¬
ся. Контакты КТ2
включают реле КНЗ,
которое замыкает
цепь задания на ос¬
лабление поля на
входе системы регу¬
лирования выпря¬
мителя возбужде¬
ния. На позиции 4С
спуска, в отличие от
подъема, для включения реле КНЗ необходимо не только
срабатывание реле KV1 и КТ2, но и реле КН2, катушка это¬
го реле находится на выходе выпрямительных мостов UZ4,
UZ5 и UZ6, и включение реле зависит от значения силового
тока. При холостом крюке напряжение на выходе выпрями¬
тельных мостов будет иметь значение, недостаточное для
удержания реле КН2, что и приведет к включению КНЗ и ос¬
лаблению тока возбуждения двигателя. При наличии груза
реле КН2 остается включенным, вследствие чего цепь пи¬
тания реле КНЗ не соберется, и сигнал на ослабление поля
двигателя не будет подан.
При резком переводе рукоятки командоконтроллера в
крайнюю позицию подъема или спуска сигнал на вход за¬
датчика интенсивности силового выпрямителя подается
скачком, а на выходе его нарастает по линейному закону.
60

Частота вращения двигателя при этом также будет нарастать
плавно при постоянном значении пускового момента и тока
двигателя. Переход двигателя на повышение частоты враще¬
ния на последних позициях командоконтроллера осуществля¬
ется под контролем реле КѴ1 и в зависимости от массы груза
так, как это было рассмотрено выше. При переводе рукоятки
командоконтроллера в обратном направлении привод перехо¬
дит в тормозной режим с заданным ускорением. При этом обес¬
точивается катушка реле КНЗ и снимается сигнал задания на
ослабление поля. Напряжение на выходе силового выпрямите¬
ля плавно уменьшается, а магнитный поток плавно нарастает.
Постановка рукоятки командоконтроллера в нулевое положе¬
ние приведет к наложению механического тормоза.
ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
В электроприводе (см. рис. 24) предусмотрены следующие ви¬
ды защит: 1) от токов короткого замыкания в силовых цепях и
цепях управления - автоматические выключатели QF1-QF7\
2) максимальная токовая защита двигателя - реле КА1; 3) от не¬
допустимого уменьшения тока возбуждения - реле КА2; 4) ну¬
левая защита - реле КН1-, 5) защита от недопустимого превыше¬
ния скорости - реле КТ1; 6) защита от протекания тока якоря
при заторможенном двигателе - реле блокировки импульсов
КН4; 7) аварийное динамическое торможение - контактор КМ1,
собирающий цепь динамического торможения при отключении
нулевого реле КН1, на которое выведены все виды защит; 8) за¬
щита тиристоров преобразователя и диодов цепей управления
от перенапряжений — защитные ÆC-цепочки.
Контроль правильной работы узлов цепей управления преоб¬
разователем рассмотрен при описании работы ЛПУ. Для повы¬
шения надежности работы электропривода в схеме предусмот¬
рены дополнительные узлы, контролирующие работу схемы в ре¬
жиме повышенных скоростей: переход на характеристику повы¬
шенных скоростей контролируется реле KV1- функционирова¬
ние реле максимальной скорости КТ1 контролируется на нуле¬
вой позиции контроллера, формируется заградительная меха¬
ническая характеристика посредством введения резистора R23
и соответствующего увеличения тока возбуждения при отклю¬
чении реле блокировки импульсов или срабатывания любого за¬
щитного реле. При срабатывании любой из защит отключается
61

нулевое реле, а не линейный контактор. Это сделано для то¬
го, чтобы при срабатывании защитных устройств не отключать
возбуждение двигателя для обеспечения аварийного динами¬
ческого торможения. Отключение линейного контактора
производится только аварийным выключателем S1.
НАЛАДКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Проведение наладочных работ электропривода осущест¬
вляется в следующем порядке: 1) настраиваются реле; 2) про¬
веряется секвенция релейно-контакторной схемы управле¬
ния; 3) осуществляется включение двигателя на преобразо¬
ватель и настройка системы; 4) осуществляется регулиров¬
ка конечной защиты. Настройка реле осуществляется по па¬
раметрам в соответствии с табл. 4.
Таблица 4. Параметры настройки реле
Название реле
Обозначение
по схеме
(рис. 24)
Параметр настройки
Значение пара¬
метра настрой¬
ки
Реле максимального
тока
КА1
Ток втягивания
550-600 А
Реле минимального
тока
КА2
Ток втягивания
Ток отпадания
Не более 4,5 А
0,9-1 А
Реле контроля тока
КАЗ
Ток втягивания
8-9 А
Реле контроля
напряжения
КТ1
Напряжение втягива¬
ния (напряжение
преобразователя)
Время отпадания
400-430 В
0,8-1 с
Реле времени
КТ2
Время отпадания
2,5-3 с
Реле контроля
импульсов
КТЗ
Время отпадания
1,5-8 с
Реле контроля
напряжения
KV1
Напряжение втяги¬
вания (напряжение
преобразователя)
Напряжение отпада¬
ния (напряжение
преобразователя)
310-300 В
255-285 В
Реле контроля сило¬
вого тока — разреше¬
ние на ослабление тока
КН2
Напряжение втягива¬
ния
Напряжение отпада¬
ния
19-21В
4,1-4,5 В
62

Для проведения секвенции в схеме предусмотрен специаль¬
ный переключатель S2 на три положения: нулевое, ’’Работа” (Р),
’’Проверка” (П). При наладке переключатель S2 устанавли¬
вается в положение ’’Проверка”, что приводит к размыка¬
нию линейного контактора КММ. Одновременно контактом
S2 шунтируется контакт КММ, подающий питание в цепи
управления. Затем переводом рукоятки командоконтрол¬
лера по положениям проверяется включение аппаратов
в соответствии со схемой. После проведения секвенции пе¬
реключатель S2 устанавливается в положение ’’Работа”.
Включение двигателя на преобразователь производится
после наладки преобразователя. Настройка системы при
этом производится в последовательности, приведенной в
табл. 5.
Таблица 5. Объем и порядок выполнения работ при наладке электропривода
Вид операции
Подготовительные
операции
Уставка тока
отсечки
Регулировка тока
возбуждения
Порядок выполнения
Отключить автоматический выключатель цепей управле¬
ния в панели управления. Подключить якорь двигателя
на выводы Я1, Я2 преобразователя. Проверить наличие
нулевого задания. Включить последовательно автомати¬
ческие выключатели цепей управления, возбуждения
и силовой цепи преобразователя
Отключить электромагнитный тормоз и обмотку возбуж¬
дения двигателя. В регуляторе тока панели СУРП ре¬
зисторы R30 и R32 поставить в среднее положение. По¬
тенциометром R5 в ПУ последовательными приближе¬
ниями по амперметру на шкафу преобразователя
установить требуемую уставку тока отсечки. Осцил¬
лографом на контрольных точках А7-А1 блока пита¬
ния проверить форму тока. Стабилизация токов произ¬
водится резисторами R32, R34 панели СУРП
Подключить систему возбуждения на выводы 234 -
235 СУРВ. Переключатель S4 в ПУ перевести на ди¬
станционное управление. Потенциометром R46 в СУРВ
установить номинальный ток возбуждения. Затем
S4 установить в положение "Ручное” и, давая потен¬
циометром R6 на ПУ полное задание на ослабление
поля, потенциометром R35 в СУРВ установить тре¬
буемое минимальное значение тока возбуждения. За¬
тем S4 вернуть в положение ’’Дистанционное”
63

Продолжение табл. 5.
Вид операции
Проверка
функционирования
системы
управления
Проверка работы
электропривода
в статических
режимах
Проверка работы
электропривода
в пуско-тормозных
режимах
Порядок выполнения
Снять механический тормоз. Отключить задатчик ин¬
тенсивности в СУРВ. Потенциометром R5 в ПУ плавно
подать задание от 0 до 2 В и произвести реверс переклю¬
чателем S2 на ПУ. Осциллографом на контрольных точ¬
ках А7-А1 просмотреть переходный процесс и проверить
длительность бестоковой паузы. Подстройка регулятора
тока производится резисторами R30, R32 и R34. После¬
довательно изменяя задание до 10 В, проверить функ¬
ционирование системы. При задании 10 В выходное
напряжение преобразователя должно быть 460 В и может
регулироваться резистором R22 в блоке питания
Включить автоматические выключатели в силовой цепи
и цепи управления. Переводом рукоятки командоконт¬
роллера по позициям в направлении подъема и спуска
произвести замеры и подрегулировать R17-R22 токов
и частот вращения двигателя для скорости перемещения
крюка с номинальным грузом, 50 %-ным и без него
При резком переводе рукоятки командоконтроллера
в крайние положения и обратно произвести осциллогра-
фирование и при необходимости регулировку в вышеука¬
занной последовательности тока якоря, частоты враще¬
ния и тока возбуждения двигателя
4. ТИРИСТОРНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ С НИЗКОЧАСТОТНЫМИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ КРАНОВЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Низкочастотные преобразователи частоты (ПЧН) выполняют
преобразование напряжения питающей сети частотой Д в на¬
пряжение меньшей частоты /2 ПРИ помощи тиристоров. На
рис. 26 показаны структурная схема ПЧН с трехфазными вхо¬
дом и выходом, питающего асинхронный короткозамкнутый
двигатель М, и осциллограммы выходного напряжения одной
фазы преобразователя. Силовая схема одной фазы ПЧН по
существу представляет собой реверсивный преобразователь
постоянного тока. Коммутация тиристоров в ПЧН, как и в
64

Рис. 26. Структурная
схема преобразователя
частоты (а) и осцилло¬
грамма выходного на¬
пряжения и тока (6)
преобразователе постоянного тока, осуществляется на¬
пряжением- сети. Поэтому они часто называются преоб¬
разователями с естественной коммутацией или с непо¬
средственной связью с сетью. Если управляющие импуль¬
сы от системы управления (СУ) поданы на группу тирис¬
торов UZ1, напряжение Сд на фазе двигателя положи¬
тельно и в течение времени tj (рис. 26, б) происходит на¬
растание тока нагрузки Іц. Для обеспечения отрицатель¬
ного участка напряжения тиристоры группы UZ1 пере¬
водятся сначала в инверторный режим, когда напряже¬
ние и ток отрицательны по знаку, а после снижения то¬
ка Ід до нуля в момент времени t2 включается группа
вентилей UZ2. Эта группа переводится в инверторный ре¬
жим в момент времени tj. Частота выходного напряже¬
ния определяется длительностью пропускания тока обои¬
ми группами UZ1 и UZ2, а его значение - изменением
65
3-6148
угла открывания тиристоров. Полупериод выходного на¬
пряжения формируется из отрезков синусоид питающе¬
го напряжения, поэтому выходная частота ниже часто¬
ты питания, а их отношение зависит от схемы преобра¬
зователя. Работа тиристорных групп ПЧН и преобразова¬
телей постоянного тока в выпрямительном и инвертор¬
ном режимах полностью аналогична.
Промышленностью выпускаются для крановых электропри¬
водов преобразователи типа TTC, технические данные кото¬
рых приведены в табл. 6.
Таблица 6. Технические данные преобразователей с непосредственной
связью
Тип
преоб¬
разова¬
теля
Схема
преоб¬
разова¬
теля
Диапазон регулиро¬
вания
Ток, А
Масса,
кг
первой
гармони¬
ки напря¬
жения, В
выход¬
ной час¬
тоты,
Гц
в ре¬
жиме
ПВ =
= 40 %
1 аоариты, мм
макси¬
маль¬
ный
ТТС-100
Мосто¬
вая
25-230
с выходом
на напря¬
жение
сети
3-30
180
360	1615x770x365
270
ТТС-40
Нулевая
25-150
3-20
135
270	1175x770x365
175
СИЛОВЫЕ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Преобразователи частоты ТТС-40К и ТТС-100К построены
соответственно по 18-вентильным нулевой или мостовой
(рис. 27) схемам и связаны с сетью через трансформатор Т
или токоограничивающий дроссель L. Для обоих преобразо¬
вателей применено раздельное управление группами тирис¬
торов, причем для ТТС-40К - по заданной программе, а для
ТТС-100К переключение групп осуществляется при наличии
разрешения от датчика нулевого тока так, как это выпол¬
няется для преобразователей постоянного тока. Трансфор¬
матор и дроссель в комплект преобразователя не входят и
поставляются отдельно. В схеме электропривода должны
быть предусмотрены также автоматические выключатели,
66

Рис. 27. Силовые 18-вентильные схемы преобразователей частоты:
а — нулевая; б — мостовая
защищающие тиристоры. Охлаждение тиристоров - естест¬
венное воздушное. ПЧН с наиболее простой нулевой схемой
используется в электроприводах мощностью от 5 до 40 кВт,
в том числе в качестве низкочастотного источника напряже¬
ния, обеспечивающего получение малых скоростей комп¬
лекса механизмов кранового устройства. Преобразователи
по мостовой схеме используются для механизмов подъема
кранов мощностью от 40 до 75 кВт, в которых по условиям
эксплуатации необходимо применение наиболее надежных
асинхронных короткозамкнутых двигателей.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Функциональная схема ПЧН типа TTC представлена на
рис. 28. В системе частотного регулирования для надежной
работы двигателя каждому значению выходной частоты
преобразователя должно соответствовать определенное
значение выходного напряжения. Поэтому функциональная
схема включает в себя два канала управления: напряже¬
нием и частотой. В канал управления напряжением входят
следующие функциональные узлы: U1 — задатчик интенсив¬
ности; U2 - регулятор напряжения, на вход которого подают¬
ся задающий сигнал от Ши сигналы обратных связей от
датчика напряжения U3 и датчика тока UA1 (только для
67

Рис. 28. Функциональная схема преобразователя частоты
преобразователя ТТС-100) и узел фазоимпульсного управ¬
ления АИ. В канал управления частотой входят задатчик
интенсивности U4 и узел управления частотой АѴ. Оба ка¬
нала управления замыкаются на общие узлы управления:
блок управления фазами U5 и выходной каскад U6. На U5
поступает также сигнал от узла защиты U8, блокирующий
импульсы управления при превышении максимального
тока и по минимуму напряжения. Узлы связи, показанные
пунктиром, входят только в схему преобразователя ТТС-100.
Такими узлами являются блок раздельного управления ти¬
ристорными группами U7 с входным сигналом от датчика ну¬
ля тока UA2 и блок переключения режимов U9, обеспечи¬
вающий бесконтактный реверс привода при выходной часто¬
те преобразователя, равной частоте сети. Питание узлов си¬
стемы управления осуществляется от блока U10, включаю¬
щего стабилизированные источники постоянного напряже¬
ния ±12,6 В; +5 В и -27 В и нестабилизированный источник
+27 В. Так же как для преобразователя постоянного тока,
ниже приводятся схемы отдельных узлов ПЧН в упрощенном
виде без корректирующих и помехозащищающих устройств.
68

ЗАДАТЧИК ИНТЕНСИВНОСТИ С УЗЛОМ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
Схемы задатчиков интенсивности (ЗИ) в каналах управ¬
ления напряжения (Ш) и частоты (U4) одинаковы. Однако
в U4 дополнительно введен узел для формирования сигна¬
лов на реверс привода и блокировки управляющих сигна¬
лов. Схема ЗИ с этим узлом приведена на рис. 29. По прин¬
ципу действия приводимая схема аналогична рассмотрен¬
ной для преобразователя постоянного тока. Задатчик реа¬
лизован на двух операционных усилителях, из которых А1
является усилителем входного сигнала и работает в релей¬
ном режиме, а А2 - в режиме интегратора с конденсатором
С1 в цепи отрицательной обратной связи. Напряжение уп-
Рис. 29. Схема задатчика интенсивности с узлом управляющих сигналов
69

равления Супр через ограничитель уровня R1-VD1 подается
на неинвертирующий вход А1. Отрицательное напряжение
с выхода А1 через делитель R5, R6 поступает на инвертируе¬
мый вход А2 и линейно возрастает до напряжения переклю¬
чения, осуществляемого через резистор R14 положительной
обратной связью. При появлении положительного напря¬
жения на выходе А1 линейно спадает напряжение на вы¬
ходе А1. Темп нарастания и спадания выходного напряже¬
ния регулируется резисторами R4 и R5. Узел ограничения
V4-V6, R12 в цепи обратной связи А2 осуществляет отсечку
отрицательного значения выходного напряжения -Сзи. Ре¬
ле К1-КЗ, входящие в состав узла, переключаются в зависи¬
мости от положения командоконтроллера и управляют че¬
рез усилители АЗ-А6 реверсом преобразователя (К2 и КЗ),
а на нулевой позиции блокируют (КГ) управляющие импуль¬
сы и устанавливают через диод Ѵ4 U3if = 0. Усилитель D7
задает опорное напряжение на A3 и A4. Система фазоим¬
пульсного управления канала регулирования напряжения
включает трехканальный по числу фаз узел синхронизации
и шестиканальный узел фазового сдвига для управления
шестью группами тиристоров (по две группы в каждой фазе).
Схема узла синхронизации для одной из фаз (А) приведе¬
на на рис. 30, а одного канала узла фазового сдвига - на рис. 31.
Узел синхронизации преобразует положительные и отрица¬
тельные волны синусоидального напряжения каждой фазы
Рис. 30. Схема узла синхронизации для одной фазы
70

питающей сети в две последовательности прямоугольных
импульсов, синхронизированных относительно момента
перехода через нуль или равенства фазных напряжений.
Преобразование синусоидального напряжения в фазное
осуществляется операционным усилителем A3, работающим
в релейном режиме, а в две последовательности прямоуголь¬
ных импульсов, сдвинутых на 180° - микросхемами И-НЕ,
А4-А6. Для фильтрации коммутационных искажений в схе¬
му введены два последовательно включенных активных
фильтра на операционных усилителях А1 и А2' охваченных
положительными гибкими обратными ЯС-связями (Cl, С2,
R8 и СЗ, С4, R4). Эти усилители охвачены также жесткими
отрицательными обратными связями через резисторы R3, R7
и RIO, R11 для обеспечения линейности характеристик. Сим¬
метрирование импульсов осуществляется потенциометром
R1. При замыкании контактов 1—2 или 1—3 выходные импуль¬
сы синхронизированы соответственно или относительно
моментов перехода через нуль фазы А, или относительно мо¬
ментов равенства напряжений в фазах А и В.
В узле фазового сдвига формируются последовательности
прямоугольных импульсов с регулируемым сдвигом отно-
Рис. 31. Схема канала фазового сдвига
71

сительно выбранных моментов отсчета. На схеме рис. 31 уси¬
литель A3 с емкостной обратной связью С1 является интег¬
ратором фазовой развертки, который запускается по неин¬
вертируемому входу в момент наступления логического
нуля (менее 0,4 В) синхронизирующего импульса на вхо¬
де триггера А1. Напряжение на выходе A3 линейно возрас¬
тает с темпом, задаваемым потенциометром R4, от отрица¬
тельного потенциала насыщения (примерно -10 В) до уров¬
ня переключения релейного усилителя A4 при равенстве
напряжений на его входах. При этом напряжение ±^уПр Ус‘
тавки фазового сдвига подается на вход через R11. При пе¬
реключении A4 через дифференцирующую цепочку R12-C2
переключается триггер А1, и интегратор A3 интенсивно
перезаряжается до фиксированного отрицательного напря¬
жения насыщения на входе. На выходах микросхем И—НЕ
А2 и А5 при этом формируются последовательности прямо¬
угольных импульсов с нулевыми уровнями, в течение ко¬
торых подаются управляющие импульсы выпрямительного
и инверторного режимов на соответствующие тиристоры
преобразователя.
РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (PH)
Регулятор осуществляет поддержание заданного значения
выходного напряжения преобразователя в замкнутой си¬
стеме автоматического регулирования, схема его приведе¬
на на рис. 32. Сигнал управления выходным напряжением
от ЗИ подается на инвертирующие входы операционных
усилителей D1 и D2. Сигнал обратной связи по выходному
напряжению преобразователя поступает от трансформато¬
ров Т1-ТЗ через выпрямительный мост UZ и резисторно-ем¬
костный фильтр R4, R5, С1. Необходимая точность поддер¬
жания выходного напряжения и качество протекания пе¬
реходных процессов обеспечиваются выбором резисторов
и конденсаторов в обратных связях усилителей. Выходное
напряжение усилителя D2/Ua управляет углом включения
тиристоров в выпрямительном режиме работы преобразова¬
теля, а напряжение управления фазовым углом 17р в инвер¬
торном режиме задается вручную потенциометром R26. В ре¬
гуляторе предусмотрены: ограничение верхнего и нижнего
уровней выходных напряжений, задаваемых потенциомет-
72

1
•—■
Рис. 32. Схема узла фазового сдвига
-1Z,6B
Ufi
Отсечка
по току
12,6В
—tr~

рами R16 и R19 и реализуемых открыванием диодов VI и V2;
уменьшение уставки нижнего уровня выходного напряже¬
ния в зоне действия отсечки по току преобразователя -
открыванием транзистора ѴТ; снижение значения напряже¬
ния и частоты на выходе преобразователя при уменьшении
частоты питающей сети.
УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ
Этот узел включает генератор регулируемой частоты,
высокочастотный генератор заполнения и блок формирова¬
ния режимов. Генератор регулируемой частоты (рис. 33) вы¬
полнен на основе интегрирующего операционного усилите¬
ля D1 с релейной положительной обратной связью, реали¬
зованной посредством усилителя D2. Входной сигнал от
ЗИ С/зи подается на мостовую схему из резисторов R1-R3
и транзистора ѴТ1. При закрытом транзисторе ѴТ1 сигнал
на входе и более положителен, чем на н, и на выходе D1
линейно возрастает отрицательное напряжение. В момент
равенства на D2 входных напряжений его напряжение вы¬
хода меняет знак скачком с отрицательного до положитель¬
ного потенциала насыщения. При этом открывается тран¬
зистор ѴТ1 и на выходе D1 возрастает положительное напря¬
жение до момента срабатывания D2. В результате на выходе
D1 формируется периодическое треугольное напряжение,
частота которого определяется значением Пзи. С целью умень-
Рис. 33. Схема генератора регулируемой частоты
74

Рис. 34. Схема вы¬
сокочастотного ге¬
нератора заполне¬
ния
шения емкости конденсатора С1 возбуждаемая часто¬
та в 2 раза выше требуемой. Поэтому на выходе генерато¬
ра с помощью триггера D2 осуществляется деление час¬
тоты на 2. Высокочастотный генератор заполнения, схе¬
ма которого приведена на рис. 34, обеспечивает генера¬
цию импульсов частотой 5 кГц, которые подаются на уп¬
равляющие переходы тиристоров преобразователя. Гене¬
ратор реализован на основе мультивибратора, собранного
на микросхемах И-НЕ D1-D3 с конденсатором С1, и фор¬
мирователя импульсов на транзисторе VT1, микросхемы
D5 и резисторно-емкостной цепи RI, R2, СЗ. Блокировка
импульсов заполнения производится подачей нулевых
потенциалов на входы D1 при срабатывании узлов защи¬
ты, а также при установке командоконтроллера в нуле¬
вое положение.
Блок формирования режимов представлен на рис. 35.
Он обеспечивает выделение и распределение импульсов,
длительность которых составляет 100° в выпрямительном
и 60° в инверторном режимах работы. Входные импульсы
от генератора регулируемой частоты распределяются
счетчиком А1 по шести каналам с делением частоты на 6.
Затем в другом счетчике А2 производится деление на 3
импульсов одного из каналов. Логические элементы
D1-1 — Dl-3, D2-1 — D2-3, D3-1 — D3-3, D4-1 — D4-3 совмещают
выходные импульсы с четырех каналов счетчика А1 и
трех каналов счетчика А2 и образуют таким образом по¬
следовательности импульсов, в которых кодируется ин¬
формация о длительности интервалов 100 и 60° в поло¬
жительных и отрицательных полуволнах выходного на¬
пряжения. Съем этой информации осуществляется пе¬
реключением 12 триггеров в сборке A3.
75

BxoS
Рис. 35. Схема блока формирования режимов
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ФАЗОЙ (БУФ)
Блок предназначен для формирования управляющих
импульсов на тиристоры преобразователя по заданному
алгоритму. Этот алгоритм определяется сигналами уп¬
равления, поступающими в БУФ от узла формирования ре¬
жимов (рис. 35), обеспечивающего работу тиристорных групп
в выпрямительном и инверторном режимах в течение 100
и 60° периода выходной частоты, и от фазосдвигателя (см.
рис. 32), управляющего углами включения тиристоров. Кро¬
ме того, БУФ осуществляет управление реверсом привода
путем изменения чередования включения тиристоров и
блокировку инверторного режима на нулевой позиции ко¬
мандоконтроллера по командам от узла управляющих сиг¬
налов (рис. 29). Схема БУФ канала формирования управ¬
ляющих импульсов тиристоров при образовании положи¬
тельных полуволн выходного напряжения фаз А и В пре¬
образователя приведена на рис. 36. Схемы остальных ка¬
налов идентичны. Прямоугольные импульсы 100А, 100В,
100С и 60А, 60В, 60С длительностью соответственно 100 и
60° выходной частоты, сдвинутые между собой на 120°, по-
76

Рис. 36. Схема блока управления фазой канала формирования управляющих им¬
пульсов тиристоров
ступают на микросхемы И-ИЛИ-НЕ DI, D2, D5. Триггер на
микросхемах И—НЕ D4-D6 определяет порядок чередования
фаз а и с выходного напряжения. В зависимости от его со¬
стояния инвертированные импульсы 100В и 60В; 100С и
60С с верхнего или нижнего выходов микросхем D1 и D2
77

подаются на микросхемы И-НЕ D7 и затем на микросхемы
И-ИЛИ-НЕ D3, D8, D9. На выходах микросхем И-НЕ D10-D12
происходит объединение на один тиристор управляющих
импульсов выпрямительного и инверторного режимов и
распределение их по тиристорам, подключенным к фазам
А, В, С питающей сети и формирующим напряжение на вы¬
ходах фаз а, Ь, с преобразователя. Например, импульс Аа
подается на тиристор, подключенный анодом к фазе А се¬
ти и катодом к фазе а нагрузки (электродвигателя). Сигна¬
лы Выпрямление А, Выпрямление В, Инвертирование А,
Инвертирование В от фазосдвигателя определяют задержку
управляющих импульсов, т.е. углы управления а и ₽.
УЗЕЛ ВЫХОДНЫХ КАСКАДОВ (УВК)
Подача управляющих импульсов на тиристоры выпрямитель¬
ных групп каждой из трех фаз преобразователя осуществляется
от своего узла УВК. Узел содержит шесть импульсных усилите¬
лей мощности с трансформаторными выходами и является фак¬
тически согласую¬
щим устройством
между системой
управления и сило¬
вой частью преоб¬
разователя. Схема
одного выходного
каскада приведена
на рис. 37. Форми¬
рование выходного
импульса происхо¬
дит при подаче ну¬
левого потенциала
хотя бы на один из
входов усилителя.
При этом закрыва¬
ется транзистор
VT1 и включается
составной транзис-
Рис. 37. Схема узла вы¬
ходных каскадов
78

тор VT2-VT3. В коллекторную цепь транзистора ѴТЗ вклю¬
чена первичная обмотка импульсного трансформатора Т,
входящего в состав блока импульсных трансформаторов
в силовой части преобразователя. Вторичная обмотка Т
через помехозащитную цепь RIO, Rll, V7, С подключена
к управляющему переходу тиристора VS силовой части
преобразователя.
УЗЕЛ ЗАЩИТЫ (УЗ)
Узел защиты выполняет сеточную защиту преобразова¬
теля по максимальному значению тока и минимальному
значению выходного напряжения. Схема УЗ приведена на
рис. 38. Узел содержит две пороговые схемы на операционных
усилителях D1 и D2, введение которых в релейный режим
обеспечивается положительными обратными связями через
резисторы RIO и R11. напряжение уставки максимального
тока подается с делителя R2-R4 через R6 на вход D1. По¬
ка сигнал от датчика тока (ДТ) меньше определенного
значения, транзистор VT1 открыт и триггер на микросхемах
И-НЕ D4-D5 позволяет прохождение импульсов высоко¬
частотного заполнения на силовые тиристоры преобразова¬
теля. Превышение сигнала от ДТ скачкообразно изменяет
Рис. 38. Схема узла защиты
79

пороговую схему. При этом блокируются импульсы управления
и закрываются тиристоры преобразователя. Контроль минимума
выходного напряжения осуществляется аналогичным образом.
Питание узлов системы управления преобразователя произ¬
водится от источников постоянного напряжения ±12,6; +5 и
±27 В. По принципу действия схемы стабилизированных источ¬
ников питания одинаковы с рассмотренными на стр. 51 и отли¬
чаются только отдельными деталями схемы. Поэтому в настоя¬
щем параграфе схемы источников питания не приводятся.
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТТС-100
Преобразователь ТТС-100, как уже было сказано, по сравне¬
нию с ТТС-40 имеет более широкие функциональные возмож¬
ности: обеспечивает работу схемы в режиме реверсивного бесто¬
кового коммутатора при выходной частоте, равной сетевой, а
также переключение групп вентилей с контролем нуля тока.
Указанное обеспечивается узлами переключения режимов
(УПР) - блок U9 на рис. 28, раздельного управления (УРУ) - блок
U7 и датчиком нуля тока UA2.
Работа преобразователя в режиме бесконтактного коммута¬
тора включает в себя скачкообразный переход от частоты 20 Гц
на частоту питающей сети и реверс привода на этой частоте. Ко¬
манда на переключение поступает от УПР, состоящего из двух¬
пороговых микросхем. Одна из микросхем срабатывает от сигна¬
ла командоконтроллера, а другая контролирует значение вы¬
ходной частоты 20 Гц. Узел раздельного управления, как и дат¬
чик нуля тока, по принципу действия аналогичен ЛПУ и датчи¬
ку нуля тока в преобразователе постоянного тока.
КОНСТРУКЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Конструкции преобразователей ТТС-40 и ТТС-100 максимально
унифицированы. Оба они состоят из одного шкафа, в котором
расположены силовая часть и система управления. В состав си¬
ловой части преобразователя ТТС-40 входят три шестивентиль¬
ных группы из таблеточных тиристоров типа Т9-250. В преобра¬
зователе ТТС-100 применены таблеточные тиристоры Т2-320,
размещенные по два на отдельных панелях. Там же расположе¬
ны защитные .RC-цепочки и импульсные трансформаторы.
Блоки системы управления расположены на отдельном съем-
80

ном каркасе. Конструктивно вся система управления разде¬
лена на следующие блоки: блок синхронизатора и блок фазо-
сдвигателя, входящие в состав узла системы фазоимпульсно¬
го управления; блок регулятора напряжения с задатчиком
интенсивности канала управления напряжением; блок гене¬
ратора, в который входит узел управляющих сигналов с за¬
датчиком интенсивности канала управления частотой; ге¬
нератор регулируемой частоты; высокочастотный генера¬
тор заполнения и узел защиты; блок формирования режи¬
мов; блок управления фазой; три блока выходных каскадов
и блоки питания соответственно на напряжение ±27, +5,
±12,6 В. В состав системы управления ТТС-100 входит допол¬
нительно блок датчика нуля тока. Связь систем управле¬
ния с силовыми блоками осуществляется посредством штеп¬
сельных разъемов.
НАЛАДКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Последовательность наладочных работ преобразователей
TTC и измерение сопротивления изоляции аналогичны рассмот¬
ренному для ТПЕ. Перед наладкой преобразователя необходи¬
мо проверить наличие нулевого провода для преобразователя
ТТС-40, подключение системы управления к сети, правильное
соответствие последовательности фаз в силовой части и в блоке
синхронизации (должны совпадать фазы напряжения на выво¬
дах ЗА и Ас, ЗВ и Вс, ЗС и Сс). Для проведения наладочных работ
в комплекте с преобразователем поставляется имитатор управ¬
ления (командоаппарат), подключаемый через специальный
разъем.
Настройка отдельных блоков производится в порядке,
приведенном в табл. 7.
Таблица 7. Порядок настройки блоков преобразователя частоты
Вид операции
Порядок выполнения
Блок синхронизатора
Установка нуля
выходного
напряжения
Осуществляется потенциометрами "Установка 0” соот¬
ветственно фаз А, В и С. При этом по осциллографу
на выходных зажимах блока устанавливается сим¬
метрия отрицательных и положительных импульсов
81

Продолжение табл. 7
Вид операции
Порядок выполнения
Блоки фазосдвигателей
Симметрирование
полуволн выходного
напряжения
Преобразователь включается на активную нагрузку.
Поочередно отключается один из блоков. При отключе¬
нии блока, управляющее инверторным режимом (пра¬
вый блок), командоаппаратом устанавливаются фазные
напряжения 30—35 В и контролируются осциллографом.
Для каждой выходной фазы выравниваются амплиту¬
ды синусоид напряжений питающей сети в положи¬
тельной и отрицательной полуволнах выходного на¬
пряжения путем вращения осей соответствующих пар
резисторов ±А, ±В, ±С, выведенных на переднюю
планку блока. При выключении блока, управляюще¬
го выпрямительным режимом, симметрирование осу¬
ществляется аналогично при выходном напряжении
15-25 В
Блок регулятора напряжения
Контроль темпа
изменения
Настройка темпа изменения напряжения осуществляет¬
ся потенциометром ’Темп Г7СПад” и "Темп ^нараст” и
напряжения
контролируется осциллографом на выводах Х9-Х8.
Максимальное время нарастания и спадания напря¬
жения 4 с
Установка угла
управления напря¬
жением инвертор¬
ного режима
Настройка мини¬
мального и макси¬
мального уровней
выходного напря¬
жения
Значение угла инвертирования Р устанавливается
потенциометром Р — исходя из особенностей конкрет¬
ного электропривода
Осуществляется потенциометрами "Ограничение ^верх”>
"Ограничение ^нйз '- Максимальное значение выход¬
ного напряжения составляет 180 В (для преобразова¬
теля ТТС-100 в режиме бестокового коммутатора напря¬
жением 380 В). Минимальное значение выходного
напряжения — не менее 50 В и может изменяться в за¬
висимости от типа двигателя
Блок генератора
Контроль темпа
изменения выход¬
ной частоты
Осуществляется потенциометрами "Темп /нараст”>
’Темп /Спад”- Подключением осциллографа на за¬
жимы Х9-Х7 контролируется линейное нарастание
и спадание выходной частоты с максимальным вре¬
менем 5 с
82

Продолжение табл. 7
Вид операции
Настройка макси¬
мального и мини¬
мального уровней
выходной частоты
Настройка защиты
по максимальному
току и минималь¬
ному напряжению
Порядок выполнения
Осуществляется потенциометрами ”fmax” и ’’Аліи”-
Максимальное значение выходной частоты проверяет¬
ся на выходном зажиме преобразователя и не может
быть больше 20 Гц. Минимальное значение выходной
частоты устанавливается отдельно для каждого конкрет¬
ного электропривода, но не менее 3 Гц
На вход защиты (вход DT и вход Umln) подаются напря¬
жения, соответствующие требуемой уставке по макси¬
мальному току и минимальному напряжению. При
этом должны сняться сигналы управления на силовых
тиристорах
СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ТИРИСТОРНЫМИ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ
Основное назначение преобразователей рассматриваемого
типа в крановых электроприводах — обеспечение стабильных
малых и промежуточных скоростей. Наиболее широкой об¬
ластью применения преобразователей ТТС-40 является ис¬
пользование их в качестве стабилизированного источника
низкой частоты для комплекса электроприводов механиз¬
мов, как правило, механизмов горизонтального перемеще¬
ния кранового устройства. Преобразователи ТТС-100 с уче¬
том их широких функциональных возможностей применяют¬
ся для индивидуальных электроприводов механизмов подъе¬
ма ответственных кранов.
На рис. 39 приведена типовая схема двухдвигательного
электропривода с преобразователем ТТС-40 для механизма
перемещения, применяемая на башенных кранах с грузовым
моментом 2000—4000 кН-м, а на рис. 40 показаны обеспечивае¬
мые им механические характеристики. Фактически в таком
приводе традиционная система с реостатным регулирова¬
нием асинхронными фазными двигателями дополнена уз¬
лом управления от преобразователя частоты. Обмотки ста¬
тора с фазным ротором Ml и М2 получают питание от сети
через контактор 1КМ1 или от преобразователя частоты HZ,
подключаемого к сети через понижающий трансформатор Т.
83

ш
Рис. 39. Схема двухдвигательного электропривода механизмов перемещения
с общим преобразователем частоты

Рис. 40. Механические ха¬
рактеристики электро¬
привода по схеме рис. 39
Контакторы КМ1В и
КМ2В осуществля¬
ют реверс двигате¬
лей, а контакторы
1KM1V, 1KM2V,
2КМГѴ-2КМ2Ѵ регу¬
лируют сопротивле¬
ния в роторной цепи
двигателей. Контак¬
тор КМЗ управляет
подключением элек¬
тромагнитов YA1 и YA2 тормозов. Контактор КММ - линейный.
Схема работает следующим образом. При нажатии кнопки SB1
при включенном автоматическом выключателе цепей управле¬
ния QF1 замыкается линейный контактор КММ. На первом по¬
ложении контроллера ’’Вперед” или ’’Назад” включается кон¬
тактор КМ1 и один из контакторов направления КМ1В или
КМ2В. При этом двигатели разгоняются сначала на время вы¬
держки реле КТ2 по характеристике 1', а затем выходят на харак¬
теристику 1. На второй позиции командоконтроллера кон¬
тактор КМ1 отключается, а включается КМ2. При этом дви¬
гатель переключается на напряжение сети при выведенных
резисторах в цепи ротора и разгоняется по характеристике
2. При переводе рукоятки командоконтроллера на послед¬
нюю позицию переключением контакторов в цепи ротора
двигатель через характеристику 2 переходит на характеристи¬
ку 3. При резком переводе рукоятки командоконтроллера
из нулевой позиции в крайнюю разгон ведется по характе¬
ристикам 2 и 3 под контролем реле времени КТ2. Торможе¬
ние электропривода осуществляется при переводе рукоятки
командоконтроллера из крайних позиций на первую. При
этом благодаря отключению контактора КМ2 и включению
КМ1 электродвигатели переключаются на преобразователь
и переходят на характеристику 1 через характеристики 1'
и 1" с ограничением тормозного момента. Это позволяет
значительно повысить плавность торможения привода. Вре¬
мя торможения по характеристикам 1' и 1" определяется вы-
85

Рис. 41. Схема электропривода механизма подъема с преобразователем частоты
держкой времени реле КТ1. На нулевой позиции командо¬
контроллера отключением контактора КМЗ снимается пита¬
ние с тормозных электромагнитов YA1 и YA2, и наклады¬
ваются тормоза.
Схема индивидуального электропривода механизма подъе¬
ма с преобразователем ТТС-100 и двухскоростным коротко-

V7
-в*
замкнутым двигателем приведена на рис. 41. Силовая часть
схемы содержит преобразователь CZ, подключенный к сети
через токоограничивающий дроссель L-М линейным кон¬
тактором КММ и автоматическим выключателем QF1. Об¬
мотки двигателя переключаются контакторами частоты
87

вращения KMIV (тихоходная обмотка) и KM2V (быстроход¬
ная обмотка). В нулевом положении командоконтроллера
SM через контакты автоматического QF2 и аварийного SA1
выключателей включается реле времени КТ1, выполняю¬
щее функции нулевого реле, и линейный контактор КММ.
При переводе командоконтроллера в положение ’’Подъем”
или ’’Спуск” электропривод обеспечивет механические ха¬
рактеристики, приведенные на рис. 42 и соответствующие дви¬
гателю с числом пар полюсов быстроходной и тихоходной
обмоток 4 и 6 (соответственно синхронные частоты вращения
двигателя на этих обмотках 1500 и 1000 об/мин). В схеме ре¬
ле К1 и К2 определяют направление вращения двигателя,
подавая команды в узел управляющих сигналов в блоке ге¬
нератора преобразователя (см. рис. 33). При этом очередность
включения тиристоров определяет порядок чередования
фаз питающего двигатель напряжения. Реле скорости КѴ1 -
88

KV4 управляют включением контакторов KMIV и KM2V,
коммутирующих соответственно тихоходную и быстроход¬
ную обмотки двигателя. Реле КЗ-К5 задают напряжение
управления в каналах регулирования напряжения и часто¬
ты преобразователя.
В положении 1 командоконтроллера в зависимости от
направления включается реле К1 или К2, а через размыкаю¬
щие контакты КѴ1, К4 и КМ2Ѵ включается контактор KMIV
и контактор КМ1 тормозного электромагнита YA. Напряже¬
ния в цепях задания каналов напряжения и частоты мини¬
мальны, и двигатель работает на тихоходной обмотке, под¬
ключенной на напряжение преобразователя с минимальной
выходной частотой. Этому соответствуют механические ха¬
рактеристики Ш и 1С электропривода. В положении 2 командо¬
контроллера включается реле КѴ1, контактор KMIV отклю¬
чается, а КМ2Ѵ включается. Одновременно через замыкаю¬
щиеся контакты контактора KMIV включаются реле КЗ,
изменяя задание в каналах управления частоты и напряже¬
ния преобразователя. Этому соответствует работа двига¬
теля на быстроходной обмотке при более высоких значе¬
ниях выходной частоты и напряжения преобразователя.
В положении 3 командоконтроллера включаются реле ско¬
рости КѴ2 и реле К4, К5, обеспечивающие максимальные
значения частоты и напряжения преобразователя. Привод
переходит на характеристики ЗП и ЗС. В положении 4 конт¬
роллера включаются реле КѴЗ, при этом контактор КМ2Ѵ
отключится и снова включится контактор КМ1Ѵ. Преобра¬
зователь сигналами от вспомогательных контактов реле
КѴЗ и КѴ4 переключается в режим бесконтактного комму¬
татора, и привод работает на характеристиках 4П или 4С,
соответствующих естественной характеристике двигателя
на тихоходной обмотке. В положении 5 командоконтролле¬
ра включается реле КѴ4, снова переключаются контакто¬
ры КМ2Ѵ и KMIV и привод работает на характеристиках
5П или 5С, соответствующих естественной характеристике
электродвигателя на быстроходной обмотке. При быстром
переводе рукоятки командоконтроллера из нулевого поло¬
жения в крайние или промежуточные положения схема осу¬
ществляет плавный разгон привода постепенным перехо¬
дом по характеристикам подъема или спуска под контролем
реле времени КТ2-КТ4. Торможение привода также осущест¬
89

вляется плавным переходом с соответствующей харак¬
теристики подъема или спуска на характеристики
Ш или 1 С. При постановке рукоятки командоконтрол¬
лера в нулевое положение тормозной контактор оста¬
ется включенным на время выдержки реле КТ2. Схема
осуществляет электрическое торможение, и только пос¬
ле отпадания реле КТ2 накладывается механический
тормоз.
ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
В электроприводе предусмотрены следующие виды за¬
щит: 1) от токов короткого замыкания в силовых цепях
и цепях управления - соответственно автоматическими
выключателями QF1 и QF2‘, 2) тепловая защита обмоток
двигателя - с помощью тепловых реле КК1-КК4; 3) от
недопустимого снижения выходного напряжения - реле
КН. Это реле входит в состав преобразователя и воздей¬
ствует на контактор тормоза KMF, 4) нулевая защита -
реле КТ1; 5) от недопустимого превышения скорости -
центробежным реле КѴ, установленным на валу исполни¬
тельного двигателя М. Реле КѴ также воздействует на
тормозной контактор КМ1. Отключение КМ1 приводит
не только к наложению механического тормоза, но и к
отключению нулевого реле КТ1 и линейного контакто¬
ра КММ. Поэтому повторное выключение привода мо¬
жет быть произведено только после установки командо¬
контроллера в нулевое положение; 6) тиристоров преоб¬
разователя от перенапряжений — защитными РС-цепоч-
ками; 7) от превышения максимального тока преобра¬
зователя - ’’сеточная защита”, рассмотренная при опи¬
сании узлов системы управления преобразователя; 8) ко¬
нечная - конечным выключателем SQ1, срабатывающим
при достижении крюком крайнего верхнего положения.
В схеме предусмотрены соответствующие блокировки,
контролирующие правильную работу схемы. Так, переход
электропривода на каждую следующую позицию возможен
только при достижении предыдущей позиции, поскольку
контакты реле и вспомогательные контакты контакторов
предыдущей скорости введены в цепи питания реле и кон¬
такторов скоростей.
90

НАЛАДКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Порядок проведения наладочных работ электроприводов
с преобразователями частоты аналогичен рассмотренному
для электроприводов постоянного тока. Аналогичным же
образом производится настройка реле и секвенция схемы
(на схеме рис. 41
переключатель секвенции не показан).
После проверки схемы релейно-контакторной панели уп¬
равления и наладки преобразователя производятся вклю¬
чение двигателя в комплектную схему и наладка комплект¬
ного электропривода в последовательности, приведенной
в табл. 8. Одновременно производится регулировка конеч¬
ной защиты.
Таблица 8. Объем и порядок выполнения работ при наладке электропривода
Вид операции
Порядок выполнения
Подготовительные
Основные операции наладки комплектного электро-
операции
привода осуществляются при снятом с вала грузово¬
го барабана тросе. При этом подключаются обмотки
статора и ротора (для двигателя с фазным ротором)
на силовые зажимы преобразователя или панели уп¬
равления в соответствии с монтажной схемой. За¬
тем следует подать питание в систему управления
преобразователя и релейно-контакторной панели
и проверить наличие нулевого задания
Уставка тока
срабатывания
Отключить электромагнитный тормоз. При установ¬
ке рукоятки командоконтроллера в положение
"Подъем” увеличением выходного напряжения преоб¬
разователя потенциометром Umax в блоке регуля¬
тора напряжения повысить выходной ток до значения
тока уставки. При этом должны исчезнуть сигналы
управления. После этого вернуть потенциометр в
прежнее положение
Проверка функциони¬
рования схемы управ¬
ления преобразователя
Поставить рукоятку командоконтроллера в положение
"ТІодъем”. При этом должен включиться электромаг¬
нитный тормоз и двигатель начнет вращаться с ми¬
нимальной скоростью. При переводе рукоятки ко¬
мандоконтроллера в направление ’’Спуск” привод дол¬
жен реверсироваться. Работоспособность схемы про¬
веряется на каждой позиции командоконтроллера.
При этом проверяются выходные значения напряже¬
ния и частоты, которые при необходимости подрегу-
лируются с помощью резисторов в панели управления
91

Продолжение табл. 8
Вид операции
Порядок выполнения
Настройка темпов
изменения частоты
Темпы изменения частоты и напряжения проверяют¬
ся при переводе рукоятки командоконтроллера из ну-
и напряжения
левого в крайнее положение обоих направлений дви¬
жения и обратным переводом рукоятки в нулевое
положение. Регулировка темпов осуществляется с
помощью соответствующих потенциометров в блоках
управления
Проверка работы
привода в стати¬
ческих режимах
Грузовой трос заводится на барабан лебедки. Работо¬
способность привода проверяется на каждой позиции
командоконтроллера. При этом производятся замеры
выходного напряжения и частоты преобразователя,
а также частоты вращения и тока двигателя с номи¬
нальным грузом, 50 %-ным и без груза. Регулировка
скорости при необходимости производится резисто¬
рами в релейно-контакторной панели управления
Проверка работы
электропривода
в пуско-тормозных
режимах
Проверка производится осциллографированием
выходных значений напряжения и частоты преобра¬
зователя, токов двигателя и его частоты вращения при
резком переводе рукоятки командоконтроллера в
крайние положения и обратно. Осциллографирование
должно производиться при работе механизма также
с номинальным грузом, 50 %-ным и без груза. При
необходимости качество переходных процессов ре-
гулируетя резисторами в узле обратной связи по на¬
пряжению, а также регулированием темпов измене¬
ния частоты и напряжения
5. НЕИСПРАВНОСТИ КРАНОВЫХ ТИРИСТОРНЫХ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И МЕТОДЫ ИХ ПОИСКА
МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Крановые тиристорные электроприводы представляют
собой сложную взаимосвязную систему блоков электроники,
релейного контакторного управления и силовых элементов.
Обнаружение
неисправностей среди множества цепей и
элементов - нелегкая задача, но она осложняется еще тем,
что большинство неисправностей носит скрытый характер
и не может быть обнаружено визуально. В то же время уже
в процессе проектирования тиристорных электроприводов
92
предусматриваются меры, направленные на облегчение
выявления неисправностей и снижение времени восстанов¬
ления. К этим мерам относятся: разделение системы управ¬
ления преобразователем и электроприводом на отдельные
блоки и цепи, имеющие законченное функциональное на¬
значение; наличие защитных устройств отдельных блоков
и узлов; введение встроенных контрольных средств, позво¬
ляющих диагностировать отдельные блоки и контролиро¬
вать параметры электропривода; введение световой, а иног¬
да и звуковой сигнализации, указывающей на место неис¬
правности и, наконец, возможность быстрой замены отдель¬
ных блоков. Однако в целом поиск неисправностей в тирис¬
торных электроприводах представляет немалые сложности
и требует высокой квалификации обслуживающего персо¬
нала. Для поиска неисправностей в тиристорных электро¬
приводах используется целый ряд методов, рассматривае¬
мых ниже.
Внешний осмотр. Наиболее эффективным является
внешний осмотр включенного электропривода при соблюде¬
нии правил техники безопасности. Признаками отказов
могут быть - появление искрения, нагрев отдельных частей
и т.п. В релейно-контакторной части необходимо прове¬
рить правильность включения аппаратов. Однако внешний
осмотр не позволяет обнаружить скрытые неисправности.
Метод замены. Этот метод весьма эффективен и
достаточно прост, особенно при возможности замены отдель¬
ных блоков. Если после замены исчезают признаки неис¬
правности, то был заменен действительно поврежденный
узел и далее уже в условиях специально организованных
стендов можно отыскать поврежденный элемент с помощью
того же метода замены или же другими из нижерассматри-
ваемых методов. Если признаки неисправности сохраняют¬
ся, то однозначно сказать, что заменяемый блок или эле¬
мент исправен, нельзя вследствие сложных взаимосвязей
в системе управления тиристорных электроприводов.
Метод вносимой неисправности. Метод заключает¬
ся в введении искусственных повреждений, вызывающих оп¬
ределенное логическое взаимодействие элементов. Конт¬
роль за параметрами блока и анализ их изменений позво¬
ляют определить неисправность или установить блок, где
она находится.
93

Метод контрольного сигнала. Для обнаружения
неисправности с помощью осциллографа анализируется про¬
хождение контрольного сигнала через испытуемый узел.
По реакции на контрольный сигнал определяется работо¬
способность узла или испытуемой цепи. Применение рас¬
сматриваемого метода достаточно эффективно, поскольку
современные системы управления тиристорных электропри¬
водов построены на основе логических микросхем.
Метод промежуточных измерений. Этот метод
предусматривает измерение напряжений на контрольных
точках, контроль значения сопротивлений отдельных элемен¬
тов, а также входных и выходных сопротивлений отдельных
цепей, осциллографирование характерных процессов и конт¬
рольно-диагностирующие средства.
Метод сравнения с неисправным объектом.
Применение этого метода возможно, когда на эксплуатируе¬
мом объекте имеется два или более аналогичных устройств,
преобразователей частоты или постоянного тока на разных
приводах или два одинаковых электропривода на разных
кранах. Метод заключается в том, что сигналы неисправно¬
го узла электропривода сравниваются с сигналами другого,
исправного узла.
Располагая перечисленными методами поиска неисправ¬
ностей, важно использовать их в правильной последователь¬
ности, сужая границы поиска до тех пор, пока неисправность
не будет найдена.
При этом можно дать следующие практические рекоменда¬
ции:
прежде всего необходимо убедиться, что в системе элек¬
тропривода правильно установлены все перемычки, положе¬
ния задающих устройств, рукояток командоконтроллеров,
конечных выключателей соответствуют заданным, надеж¬
но работают все контактные соединения, особенно штепсель¬
ные разъемы;
следует выбирать такой метод и такую последователь¬
ность поиска неисправностей, чтобы исключить случайность
полученных результатов, постепенно исключать наиболее
частые неисправности и тем локализовать место повреждения;
поиск неисправностей должен быть построен таким обра¬
зом, чтобы первоначальные проверки позволяли получить
наибольшую информацию, устраняющую максимум воз¬
94

можных неисправностей, а каждая последующая провер¬
ка сужала область поиска.
Необходимо попытаться по характеру отказа предполо¬
жить его причину с учетом внешних или характерных приз¬
наков, а затем выбрать методику поиска, исходя из предпо¬
лагаемой причины.
Метод поиска отказа необходимо выбирать с учетом
наименьших затрат времени, особенно когда неисправности
в электроприводе связаны с большими эксплуатационными
издержками из-за нарушения технологического цикла це¬
лого комплекса.
ВЕРОЯТНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Основные неисправности в крановых тиристорных элек¬
троприводах могут быть разделены на две большие группы:
неисправности в релейно-контакторной панели управления
и неисправности в тиристорном преобразователе. При этом
часть неисправностей общая для различных электроприво¬
дов, а другая часть присуща только конкретному типу элек¬
тропривода или преобразователя. В соответствии со сказан¬
ным в табл. 9 приведены данные по наиболее вероятным
неисправностям, способам их обнаружения и устранения
с разделением их на неисправности общего характера и
присущие только электроприводам постоянного и перемен¬
ного тока. Приведенные неисправности не охватывают все
возможные случаи выхода из строя тиристорных электро¬
приводов, однако знание их позволяет значительно уско¬
рить поиск неисправностей и сократить время восстанов¬
ления электрооборудования.

Таблица 9. Основные неисправности тиристорных электроприводов и способы их устранения
Неисправность
Причина
Порядок устранения
Неисправности общего характера
При включенном главном выклю¬
чателе и включении выключателя
цепи управления и кнопки защиты
линейный контактор не срабаты¬
вает
Сгорел предохранитель цепи управления
Заменить предохранитель; при повторном
сгорании найти место короткого замыкания
или заземления и устранить неисправность
При отпускании кнопки защиты
линейный контактор отключается
При переводе рукоятки контрол¬
лера в первое рабочее положение
срабатывает защита
Не все контроллеры находятся в нуле¬
вом положении
Отсутствует контакт в цепи нулевых
кулачковых элементов
Сгорела катушка линейного контак¬
тора
Нарушен контакт максимального реле_,
Неисправны вспомогательные контак- '
ты линейного контактора
Нарушен контакт в цепях конечных
выключателей	/
Замыкание на корпус одной из фаз
статора электродвигателя или тормоз¬
ного электромагнита
Междуфазное замыкание в главной
цепи
Устранение неисправности в аппаратах
Устранение неисправности в аппаратах
Измерить сопротивление изоляции между
корпусом и фазами
Проверить отсутствие междуфазного замы¬
кания в аппаратах, отсоединенных от дви¬
гателя и тормозного электромагнита, а также
отдельно в электродвигателе и тормозном
электромагните

Продолжение табл. 9
Неисправность	Причина
Порядок устранения
Сгорание предохранителя цепи
управления
Короткое замыкание в цепи ротора на
щеткодержателях, выводных зажимах
резисторов, выводных зажимах ротор¬
ных цепей
Неисправность в цепи конечного вы¬
ключателя проверяется возможностью
работы в противоположном направле¬
нии движения
При переводе рукоятки в пер¬
вое рабочее положение без на¬
грузки на крюке механизм не
приводится в движение
Обрыв одной фазы обмотки статора
Обрыв цепи тормоза
Не происходит растормаживания
механического тормоза
Обрыв в двух фазах цепи ротора
При плавном переводе в послед¬
нее рабочее положение механизм
разгоняется толчками или отклю¬
чается защита
Обрыв цепей отдельных секций
резистора
Отсутствие электрического контакта
отдельных контактов аппарата, замы¬
кающих ступени резистора
чо
Замыкание на корпус в цепи управления
Проверяется отсутствие короткого замыка¬
ния в следующей последовательности:
электродвигатель, контроллер, резисторы
Устранение неисправности в конечном
выключателе
Проверить наличие напряжения на всех
фазах
Проверить наличие напряжения на катуш¬
ке электромагнита тормоза
Устранить заедания в узлах тормоза
Проверить целостность резисторов и надеж¬
ность контакта щеткодержателей двигателя
Проверить токопрохождение на каждой из
ступеней разгона

Продолжение табл. 9
Неисправность
Причина
Порядок устранения
При быстром переключении с
одного направления движения
в другое командо-контроллеров
механизмов горизонтального
передвижения срабатывает защита
При установке контроллера на
второе положение подъема номи¬
нальный груз движется вниз
Конечная защита не срабатывает
Отсутствует напряжение на входе
силовой части панели управле¬
ния и на входе преобразователя
Установленный резистор имеет невер¬
ную разбивку значений сопротивлений
по ступеням
Не отрегулирована механическая бло¬
кировка между контакторами направ¬
ления
Обрыв одной фазы питающего напря¬
жения либо вне крана, либо в пределах
аппаратуры крана
Неисправность в цепи резистора
Не отключается электромагнитный ап¬
парат, в цепи катушки которого вклю¬
чены конечные выключатели
Нарушение регулировки конечного
выключателя (механическая поломка)
Неисправен автоматический выключа¬
тель на вводе электропривода или в це¬
пи управления. Не включается линей¬
ный контактор
Произвести пересчет ступеней резистора
Обеспечить отсутствие короткого замыка¬
ния через контакты контакторов направ¬
ления за счет регулировки механической
блокировки
Восстановить подачу трехфазного питания
на кран или на двигатель
Проверить правильность подбора резистора
Проверить отсутствие приваривания контак¬
тов линейного контактора или обходных
цепей питания нулевого реле
Отрегулировать выключатель
Проверить омметром автоматические вы¬
ключатели, при необходимости исправить
или заменить их. Проверить цепь включения
линейного контактора с учетом цепей бло¬
кировок, контактов аппаратов защиты и ко¬
нечных выключателей. Проверить установку
рукояток командоконтроллеров в нулевое
положение

Продолжение табл. 9
Неисправность
Причина
Порядок устранения
При включении преобразовате¬
лей на выходе отсутствует на¬
пряжение
Неисправны автоматические выключа¬
тели в силовой цепи переменного тока
или в цепях управления
Проверить автоматические выключатели,
устранить неисправности
Автоматические выключатели
исправны, но на выходе
преобразователей нет
напряжения
Отсутствуют импульсы управления ти¬
ристорами вследствие плохих контактов
в переходных штепсельных разъемах
Омметром проверить надежность контак¬
тов и устранить неисправность
Переходные штепсельные разъе¬
мы исправны, а выходные им¬
пульсы отсутствуют
Нет напряжения на трансформаторах
питания и синхронизации
Проверить исправность цепей питания
трансформаторов
При переводе рукоятки командо-
контроллера скорость не регули¬
руется или ее значения не соот¬
ветствуют заданным
Пусковые и тормозные режимы
протекают не плавно, наблюдают¬
ся случаи срабатывания макси¬
мальных реле
Не включаются контакторы скорости
в цепях статора или ротора двигателя
или реле управления скоростью.
Не регулируются выходные параметры
преобразователей
Не отрегулированы или не включаются
реле времени. Не отстроены темпы из¬
менения выходных параметров преоб¬
разователей
Проверить правильность включения и
цепи питания катушек контакторов и
реле, а для фазных двигателей ре¬
зисторы в цепи ротора. Проверить
соответствие выходных параметров
преобразователя заданным
Проверить работу и отстроить заданные
выдержки реле времени. Отстроить регули¬
ровочными потенциометрами темпы изме¬
нения выходных параметров преобразо¬
вателей

5 Продолжение табл. 9
о
Неисправность
Причина
Порядок устранения
Неисправности, характерные для электроприводов
Реле скорости работает
правильно, а напряжение на
выходе преобразователя не
соответствует заданному
Электропривод не реверси¬
руется при переводе рукоят¬
ки командоконтроллера из
положения "Вверх” в поло¬
жение "Вниз” или
обратно
Силовой выпрямитель работает
нормально, однако скорость
электропривода не соответствует
заданной, большие токи якорной
цепи
Не обеспечивается заданный
диапазон регулирования ско¬
рости при работе с грузами
массой меньше номинальной.
Не достигаются предельные
Не регулируется напряжение на выходе
одной из фаз силового выпрямителя
преобразователя из-за отсутствия кон¬
тактов в штепсельном разъеме платы
СУРП. Неисправен один из каналов
СИФУ или блок питания системы
управления
Не переключаются импульсы управ¬
ления с одного тиристорного моста на
другой вследствие неисправности
ЛПУ или моста питания цепей ЛПУ
Неправильно работает возбудитель
из-за отсутствия контактов в штепсель¬
ных разъемах, неисправности системы
фазоимпульсного управления или
блока питания
Не отрегулированы двухтоковые
реле, осуществляющие переключения
в канале задания панели СУРВ для
обеспечения режима постоянства
мощности. Неправильно установлено
с преобразователями постоянного
тока
Проверить контакты штепсельного разъема.
Определить и устранить неисправность
в системе фазоимпульсного управления.
Замерить напряжения на контактных
гнездах блока питания системы управления
Проверить работоспособность ЛПУ и за¬
менить неисправные транзисторы и диоды
в блоке. Определить и заменить неисправ¬
ные диоды моста питания
Проверить надежность контактов. Опреде¬
лить и устранить неисправности в системе
фазоимпульсного управления или блоке
питания
Отрегулировать двухтоковые реле в режи¬
мах подъема и спуска электропривода.
Проверить цепи задания СУРВ. Отрегу¬
лировать значение минимального на¬
пряжения возбудителя

Продолжение табл. 9
Неисправность
Причина
Порядок устранения
скорости подъема и спуска
пустого крюка
Электропривод работает не¬
стабильно. Наблюдаются
колебания скорости, напря¬
жения и тока двигателя
значение минимального напряжения
возбудителя
Не отрегулированы регуляторы тока
и скорости силового выпрямителя
и регулятор тока возбуждения. Не¬
исправны датчики тока и напряжения
Отрегулировать регуляторы. Проверить
и устранить неисправности цепей датчиков
Неисправности, характерные для асинхронных электроприводов с низкочастотными преобразователями частоты
Двигатель гудит и работает
нестабильно
Реле скорости работают пра¬
вильно, но выходные параметры
преобразователя не соответст¬
вуют заданным
Электропривод не реверсируется
при переводе рукоятки командо¬
контроллера из положения ’Ъверх”
в положение ”Вниз’” и обратно
Фазы трансформатора-синхронизатора
не соответствуют фазам питающей
сети. Напряжения фаз не отсимметри-
рованы между собой
Плохие контакты в штепсельных
разъемах системы управления.
Неисправности в блоках каналов
регулирования напряжения и частоты
Не включаются реле, управляющие
реверсом привода. Неисправности
в узле управляющих сигналов блока
генератора
Подать правильно напряжение в узел
синхронизации. Добиться симметрии
напряжений фаз выходного напряжения
Проверить контакты штепсельных разъемов.
Определить и устранить неисправности
в блоках
Проверить правильность включения
реле. Найти и устранить неисправности
в узле управляющих сигналов
Ток двигателя превосходит
расчетный, шум двигателя
Выходное напряжение преобразователя
не соответствует выходной частоте
Отрегулировать выходное напряжение
в соответствии с выходной частотой
увеличивается при снижении
нагрузки

Продолжение табл. 9
Неисправность
Причина
Порядок устранения
Не обеспечивается достаточная
жесткость механических харак¬
теристик
Регулятор напряжения преобразова¬
теля не обеспечивает требуемую
точность поддержания выходного
напряжения
Отрегулировать регулятор напряжения
На частотах, близких к предель-
ным, наблюдаются сбои в работе
преобразователя
В преобразователе ТТС-40 не выдержа¬
ны длительности режимов выпрямле¬
ния и инвертирования. Неправильно
отрегулирован угол р
Проверить работу узлов, формирующих
длительности выпрямительного и инвер¬
торного режимов. Увеличить угол ₽

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Крановое электрооборудование: Справочник // Ю.В. Алексеев, А.П. Бого¬
словский, Е.М. Певзнер и др. М.: Энергия, 1979.
2.	Электрооборудованние кранов / А.П. Богословский, Е.М. Певзнер, Н.Ф. Се-
мерня и др. М.: Машиностроение, 1983.
3.	Яуре АТ. Современные электроприводы кранов управления с пола. М.:
ЦНИИТЭИТяжмаш, 1986.
4.	Яуре АТ., Певзнер Е.М. Крановые электроприводы: Справочник. М.: Энер-
гоатомиздат, 1988.
5.	Абрамович И.И., Березин В.И., Яуре АТ. Грузоподъемные краны промыш¬
ленного предприятия: Справочник. М.: Машиностроение, 1989.

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие	 3
1.	Тиристорные системы, применяемые в крановом электроприводе	5
2.	Электроприводы с импульсно-ключевыми коммутаторами в цепи
ротора асинхронных фазных электродвигателей	 11
3.	Тиристорные электроприводы постоянного тока	 33
4.	Тиристорные электроприводы с низкочастотными преобразовате¬
лями частоты 	 64
5.	Неисправности крановых тиристорных электроприводов и методы
их поиска	 92
Список литературы	 100
Производственно-практическое издание
ПЕВЗНЕР Ефим Маркович
ЯУРЕ Андрей Георгиевич
ЭКСПЛУАТАЦИЯ КРАНОВЫХ ТИРИСТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Редактор издательства А.В. Волковицкая
Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, Т.Н. Хромова
Технический редактор Е.В. Терентьева
Корректор Е.С. Арефьева
ИВ № 3006
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 12.05.91.
Формат 60X8Ç 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,37.
Усл. кр.-отт. 6,61. Уч.-изд. л. 6,00. Тираж 10000 экэ. Заказ 6148. Цена 30 к.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Отпечатано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Зна¬
мени МПО ’Первая Образцовая типография” Государственного комитета СССР
по печати. 113054, Москва, Валовая ул., 28.

30 к.
«

ш ма
tfitPir filІет.'пиіосімі