CS232339B1 - Elektrický pohon kabelového bubnu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká elektrického pohonu kabelového bubnu například jeřábu nebo pohyblivého zařízení. Elektrický pohon je tvořen stejnosměrným sériovým motorem napojeným přes transformátor a diodový usměrňovač. Pro spouštění je použité tlumivka, vyřazované po skončení rozběhu. V kotevním obvodu je zapojeno proudové relé a napětové relé. V kotevním obvodu je déle zapojen jednopólový spíneč, jehož činnost chréní motor před spájením při odvíjení kabelu. Vřazení jednopólového spínače je znázorněno ve čtyřech příkladech provedení.

Description

Vynález se týká elektrického pohonu kabelového bubnu například jeřábu, nebo podobného pohyblivého zařízení.

Je znáno, že navíjecí mechanismus, jakým je pohon kabelového bubnu, musí při stálém tahu a stálé obvodové rychlosti navíjení pracovat se stálým výkonem v celém otáčkovém rozsahu, daném při stálé obvodové rychlosti změnou průměru kabelového bubnu, který se zvětšuje navíjeným kabelem. Poháněči motor má tedy pracovat sa stálým výkonem a otáčkami klesajícími z původní hodnoty při prázdném bubnu do minimální hodnoty, dávající na zvětšeném průměru stejnou obvodovou rychlost, aby se nepřekročil dovolený tah. Přitom musí být učiněno opatření, aby při rozběhu motoru vzniklý záběrný moment na dosud malém průměru bubnu nedal tah, který by překročil pevnost kabelu. S ohledem na velký potřebný regulační otéčkový rozsah byl dosud jako poháněči motor navíjedel používán stejnosměrný motor derivační, nebo cize buzený. Jeho regulace otáček se provádí změnou buzení při stálém napětí, např. od polohy tzv. tanečníku”, což je válec zavěšený na umělé tyčce navíjeného předmětu, např. kabelu. Tento válec je zatlžsn závažím, zavěšeným na jeho ose a při změně tahu, resp. změně obvodové rychlosti mění tanečník svoji polohu ve vertikálním směru, čímž se ovládá přes pákový mechanismus derivační reostat motoru tak, aby obvodová rychlost a tah byly stálá. Pro zamezení velkých spouštěcích proudů je nutné použít spouštěče, nebo se potřebné spouštěcí e regulační podmínky docilují elektronickou aparaturou.

VSechny tyto známé způsoby jsou pro hrubé pracovní podmínky povrchových lomů příliš složité a na agresivní prostředí velmi citlivé, tj. poruchové.

Uvedené obtíže odstraňuje elektrický pohon kabelového bubnu podle vynélezu, jehož podstatou je, že sestává ze stejnosměrného motoru se sériovým budicím vinutím, diodového usměrňovače, trojfázového transformátoru, trojfézové tlumivky, trojpólového vypínače pohonu, trojpólového spínače odporu, Jednopólového spínače, proudového relé, nepšlového relé e časového relé, které jsou vzájemně spojeny tak, že v kotevním obvodu stejnosměrného sériového motoru připojeném ne stejnosměrnou stranu diodového usměrňovače sestávajícím z kotvy, sériového budicího vinutí, vinutí komutačních pólů a proudového relé je vložen odpor, přičemž paralelně k diodovému usměrňovači připojenému střídavou stranou k sekundárnímu vinutí trojfázového transformátoru je připojeno napětové relé a k trojfézové tlumivce připojené k primárnímu vinutí trojfázového transformátoru je paralelně připojen trojpólový spínač a mezi trojfázevou tlumivkou a přípojniceml je vřazen trojpólový vypínač, jehož ovládací prvek je spřažen s Časovým relé epřaženým dále s vypínačem zařízení, ne němž je kabelový buben nesen, přičemž do kotevního obvodu je vřazen jednopólový spínač spřažený a trojpólovým vypínačem, přičemž je připojen buň sériově k sériovému budicímu vinutí, nebo paralelně k sériovému budicímu vinutí, nebo paralelně k sériovému budicímu vinutí v sériové kombinaci s bočníkem, nebo paralelně k části odporu.

Zařízení podle vynálezu je jednoduchá e tudíž spolehlivá, umožňuje rychlý rozběh pohonu e uvolněným kabelem, jeho navíjení s téměř stálým výkonem a při odvíjení kabelu je zabráněno spálení motoru rozpojením kotevního obvodu, nebo vykráčením eárlováho budicího vinutí, nebo kromě toho možno odvíjení kabelu dynamicky brzdit zařazením bočníku k sériovému vinutí, nebo zvětšením odporu v kotevním obvodu.

Ne připojeném výkresu je obr. 1 neznačeno elektrické Zapojení pohonu podle vynélezu se současným znázorněním čtyř příkladů provedení a v obr. 2 je naznačen průběh napětí na kotevním obvodu U_fe(J « to jest průběh napětí U_feo ne kotevním proudu v případě,

Se je zařazena tlumivka.

Na obr. 1 jsou trojfézové obvody kresleny pro přehlednost jednopólově, stejnosměrný obvod je nekreslen dvoupólově.

Kabelový buben je umístěn na jeřábu nebo podobném pohybllyém zařízeni a je mechanicky spřažen s elektrickým pohonem. Elektrický pohon obsahuje sériový atejnosmSrný motor a kotvou X (obr. 1), se sériovým budicím vinutím 2 a vinutím komutačních pólů déle diodový usměrňovač 2, trojfézový transformátor 8, trojfázovou tlumivku 10. trojpólový vypínač 13 pohonu, trojpólový spínač XX, odpor X, jednopólový spínač 6A. 6B. óC. proudové relé í, nepělové relé 2 β časové relé 14. Tyto prvky jsou vzájemně spojeny tak, že v kotevním obvodu etejnoaměrného sériového motoru připojeném ne stejnosměrnou stranu diodového usměrňovače 2 sestávajícím z kotvy 1, sériového budicího vinutí 2, vinutí komutačních pólů 2 a proudového relé 2 d^e vložen odpor X s výhodou nastavitelný. Paralelně k diodovému usměrňovači 2 připojenému střídavou stranou k sekundárnímu vinuti trojfézového transformátoru 8 je připojeno nepělové relé 2· K trojfázové tlumivce 10 připojené k primárnímu vinutí trojfézového transformátoru 8 je paralelně připojen trojpólový spínač XX. Mezi trojfázovou tlumivku 10 a přípojníce 12 je vřazen trojpólový vypínač 13. jehož ovládací prvek je spřažen a časovým relé 14 spřaženým dále s vypínačem zařízení, na němž je kabelový buben nesen.

Do kotevního obvodu je vřazen jednopólový spínač 6, přičemž v prvním příkladu provedení je tento jednopólový spínač 6 označený v obr. 1 pro odllěení čtyř příkladů provedeni 6A připot jen sériově k sériovému budicímu vinutí 2. V druhém příkladu provedení je jednopólový spínač 6B připojen paralelně k sériovému budicímu vinutí 2. Ve třetím příkladu provedení jedno pólový spínač 6B je připojen paralelně k sériovému vinutí v sériové kombinaci s bočníkem ' 12· ^Ve čtvrtém příkladu provedení je jednopólový spínač 6C připojen paralelně k čésti odporu χ.

Funkce zapojení podle vynálezu je tato: podmínka stálého výkonu v celém regulačním otáčkovém rozsahu bude splněné, jestliže závislost otáček na momentu, tj. charakteristika n = f (M) bude hyperbolická. K takovému průběhu otáček v závislosti na momentu se nejvíce blíží přirozená charakteristika h - f (M) stejnosměrného sériového motoru při stálém napětí.

Tato přirozené charakteristika však nedává stálý výkon s požadovanou přesností. Nejvíce se požadavku stálého výkonu blíží umělá charakteristika n - f (M), pro níž je do kotevní ho obvodu vložen odpor X příkledně nastavitelný pro správné vyladění. Pak napětí na motoru není stálé, ale mění se úbytkem napětí v odporu X·

Docílené, téměř hyperbolické umělá charakteristika n = f (M), by dévale při zapnutí trojpólového vypínače X2 pohonu příliš velký zéběrný moment, který by zejména ne dosud malém průměru bubnu vadl k přetržení kabelu velkým, tomuto záběrnému momentu odpovídajícím tahem. Je tedy nutné provést omezení momentu e spouštěcího proudu.

Stejnosměrný eériový motor je nepéjeň z diodového usměrňovače 2> např. v trojfézovém můstkovém spojení, který je svou střídavou stranou připojen přes transformátor 8, trojfézovou tlumivku 10 a přes trojpólový vypínač 13 pohonu na přípojnice 12.

Záběrný proud a zéběrný moment jsou omezeny reektencí tlumivky 10.

Aby se navíjeni kabelu provádělo od nejvyšších otáček na dosud prázdném kabelovém bubnu, čili při malém potřebném momentu e proudu, musí se motor do těchto otáček dostat. To r splňuje průběh napětí ne kotevním obvodu po známé eliptické závislosti U^_o = f (I_k0) pohonu s tlumivkou 10 ne primární straně trojfézového transformátoru 8, viz obr. 2.

i

Poloosa jj eliptické charakteristiky = f odpovídá plnému nepětí diodového usměrňovače 2 ⁸ při malém momentu prázdného kabelového bubnu a jemu odpovídajícím malém proudu Ι^_ο min je napětí již téměř rovné poloose jek ukazuje obr. 2.

'Poloose elipsy - f (Ι^,θ) je dána rovnicí elipsy s poloosou b rovnou plnému napětí usměrňovače. Bod C odpovídá průsečíku odporové přímky RI_fc0 + 2 V s charakter!sti kou V_Vf> = f (I_Vn) viz obr. 2. Přitom R je celkový odpor v kotevním obvodu a hodnota 2 V je úbytek napětí na kartáčích komutátoru. Při omezovaném proudu I^_o 0 bude napití U_c rovno součtu ΗΙ^₀ + 2 V. Při asi ,0S přípustném zvýěení tahu, tj. při omezovaném momentu M_o = 1,1 Mggax, kde Ι^_βχ je moment na největším průměru bubnu, bude u sériového motoru a kvadratickou závislostí momentu na proudu, omezovaný proud Ι^_ο 0 = 1,05 . „j, kde·

I_{fco ββχ} je proud v kotevním obvodu při momentu M_max, tj· např. jmenovitý proud I_n motoru. Z obecné rovnice elipsy = i pak plyne analogicky □$-&* 4= i βΛ D b

V této rovnici je známo: £, TJ_c ’ ^Xko 0’ a vypočte ee z ní poloose t, tj. Ideální proud nakrátko _1(J, kdyby kotevní obvod neměl odpor.

Z teorie je známo, že

kde Uf je fázové napětí přípojnlc.

Přitom platí, že ^Xcel ⁼ ^TL ⁺ ^TR ⁼ iď kde ^Xcel je celková reaktance, Xj,_L je reaktance trojfázové tlumivky JJ2 a Xj_R je reaktence trojfázového transformátoru 8. Z toho ^TL ° ^Xcel ^TR ·

Omezovaný moment by dával na dosud prázdném kabelovém bubnu s malým poměrem příllě velký tah, jímž by se kabel přetrhl. Je proto nutné při jízdě jeřábu prsti kabelu, tj. ve směru, v němž ee má kabel navinovat, kabal uvolnit jeho samovolným uložením do příeluěné drážky podél dráhy jeřábu a pohon kabelového bubnu zapnout o něco později, než byl zapnut na obr. 1 nezakreslený vypínač pojezdu jeřábu, aby se rozběh kabelového bubnu prováděl bez tahu.

Proto se podle vynálezu zapne trejpólový vypínač |3 pohonu kabelového bubnu ne popud časového relé JJt, které odpočítává čas od okamžiku zapnutí vypínače pojezdu jeřábu. Po dosažení plného napětí diodového usměrňovače 2, tj. prakticky po ukončení rozběhu prázdného kabelového bubnu, vykrétí napěťové relé 2 trojfázovou tlumivku 10 uzavřením trojpólového spínače JJ. a pohon je připraven k navíjení kabelu s tahem, a to při téměř stálém výkonu, jak žádá mechanika pohonu.

Aby v případě zaklínování kabelu, např. kamenem apod., a tím při zastavení pohonu nedošlo k spálení motoru a k přetržení kabelu, rozepne proudové relé 2 při dosažení vštšlho proudu než je proud ^Xko 0’ trojpólový spínač JJ. ^e tím omezí proud na hodnotu ^Xko 0 ’ ’>°5 · V

Při jízdě jeřábu v opačném směru než byl výše popsán, tj. ve směru od napájecího bodu . kabelu, odvíjí ee kabel z bubnu tímto pohybem, tj. tahem od vlastní hmotnosti, přičemž směr otáčení bubnu a stejnosměrného sériového motoru je opačný než při navíjení. V důsledku toho obrátí sa, při téže polaritě remanentního magnetického toku, v kotvě 1 indukované napětí e z motoru se stane sériový generátor a obvodem uzavřeným v propustném směru přes diodový usměrňovač 2, čímž by mohlo dojit ke spálení stejnosměrného sériového motoru ve funkci sériového generátoru, nebo k nevhodnému brzdění odvíjeni takto vzniklou odporovou brzdou a brzdovým odporem, tj. odporem 4. B

Proto, aby se tomu zabránilo, rozpojí podle prvního příkladu provedení jednopólový spínač 6A kotevní obvod. Toto rozpojení je vózéno na rozpojení trojpólového vypínače JJ, který je vypnut při jízdě jeřábu od napáječe kabelu. Podle druhého příkladu provedení lze téhož účinku dosáhnout sepnutím jednopólového spínače 6B. čímž se vykrétí sériové budicí vinutí β. Téhož účinku spojeného s přijatelným brzděním při odvíjení kabelu lze dosáhnout podle třetího příkladu provedení sepnutím jednopólového spínače 6B zapojeného v sériové kombinaci s bočníkem lž· Podle čtvrtého příkladu provedení lze téhož účinku dosáhnout zvětšením odporu £ rozpojením jednopólového spínače 6C připojeného paralelně k části odporu £. Ve druhém, třetím a čtvrtém příkladu provedení je činnost jednopólového spínače 6A. 6B, 6C rovněž vázána na činnost trojpólového vypínače JJ.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VIMÍ1EZ0

   1 Elektrický pohon kabelového bubnu, vyznačující se tím, že v kotevním obvodu stejnosměrného sériového motoru připojeném na stejnosměrnou stranu diodového usměrňovače (7) sestávájícím z kotvy (1), sériového budicího vinutí (2), vinutí komutačních pólů (3) a prou * dového relé (5) je vložen odpor (4), přičemž paralelně k diodovému usměrňovači (7) připojenému střídavou stranou k sekundárnímu vinutí trojfézového transformátoru (8) je připojeno nepělové relé (9) a k trojfézové tlumivce (10) připojené k primárnímu vinutí trojfézového transformátoru (8) je paralelně připojen trojpólový spínač (11) a mezi trojfázovou tlumivkou (10) a přípojniceml (12) je vřazen trojpólový vypínač (13), jehož ovládací prvek je spřažen s časovým relé (14) spřaženým déle s vypínačem zařízení, na němž je kabelový buben nesen, přičemž do kotevního obvodu je vřazen jednopólový spínač (6A, 6B, 6C) spřažený s trojpólovým vypínačem (13), přičemž je připojen buá sériově k sériovému budicímu vinutí (2), nebo paralelně k sériovému budicímu vinutí (2), nebo paralelně k sériovému budicímu vinutí (2) v sériové kombinaci s bočníkem (15), nebo paralelně k části odporu (4).