В схемах управления электроприводами внутризаводского транспорта наиболее широко распространены принципиальные схемы и схемы внешних соединений.
Принципиальные схемы отражают принцип работы электропривода. Этими схемами удобно пользоваться при ремонте и наладке. Электрические цепи в принципиальных схемах подразделяются на силовые, изображаемые толстыми линиями, и цепи управления, выполненные тонкими линиями.
Схемы внешних соединений показывают соединения составных частей установки и определяют провода, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединения и ввода.
На рис. 23 показана принципиальная схема управления электроприводом шпейфовой тележки, где управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором осуществляется с помощью реверсивного магнитного пускателя.
Рис. 22. Схема работы транзистора
Схема работает следующим образом. При включении автоматического выключателя А напряжение подается в главную цепь. При установ-
Рис. 23. Принципиальная схема электропривода шлейфовой тележки
ке и поворачивании специального ключа К или нажатии ножной педали на площадке водителя напряжение подается в цепь управления. При нажатии на кнопку Пуск вперед питание получает обмотка магнитного пускателя В, который замыкает свои главные контакты в силовой цепи. Главные контакты В подключают статорную обмотку электродвигателя к электрической сети, и этим осуществляется движение тележки вперед. Оно происходит до тех пор, пока нажата кнопка Пуск вперед. Для движения в обратную сторону необходимо нажать кнопку Пуск назад, вследствие этого подается напряжение на обмотку магнитного пускателя Я, который замыкает свои главные контакты в силовой цепи, изменяя порядок чередования фаз питающего напряжения. При этом электродвигатель изменяет направление вращения, и тележка движется в обратную сторону. Для обеспечения надежности работы схемы электропривода в цепях использованы размыкающие вспомогательные контакты пускателей В, Н и размыкающие контакты кнопок Пуск вперед и Пуск назад.
Схема обеспечивает защиту цепей управления и электродвигателя от токов короткого замыкания и перегрузок с помощью автоматического выключателя. Торможение тележки осуществляется колодочным тормозом с электрогидравлическим толкателем МТ, двигатель которого подключен параллельно двигателю АД. При движении тележки подается звуковой сигнал звонком, который установлен на тележке.
Рис. 24. Принципиальная схема электропривода двух скоростной троллейной тележки
Для исключения выбега тележек с рельсов в конце пути на троллейных тележках устанавливают концевые выключатели КВВ, КВН (на бугеле), которые срабатывают от направляющих линеек. На шлейфовых тележках устанавливают два конечных выключателя в конце рельсового пути, которые срабатывают от реборд колес. На шлейфовых тележках можно также устанавливать специальную конструкцию направляющих линеек.
На некоторых промышленных предприятиях грузопотоки направлены только в одну сторону, т.е. в одну сторону тележки движутся гружеными, а обратно пустыми. Для увеличения производительности троллейных тележек целесообразно использовать электропривод с двухскоростным асинхронным электродвигателем с короткозамк- нутым ротором (рис. 24). В данных двигателях за счет изменения числа пар полюсов переключением обмоток можно обеспечить регулирование скорости с соотношением 1:2 при постоянном моменте.
Принцип работы схемы электропривода аналогичен схеме, изображенной на рис. 24. В дополнение здесь, чтобы включить двигатель для работы на малой частоте вращения, необходимо нажать кнопку Пуск 1. При этом получает питание обмотка пускателя К1, замыкаются главные контакты К1 в силовой цепи, включая обмотку электродвигателя в треугольник. Замыкаются вспомогательные контакты К1 в цепи управления, шунтируя контакты кнопки Пуск 1, обеспечивая тем самым питание обмотки пускателя К1. Аналогично работает схема управления при большой частоте вращения двигателя при нажатии кнопки Пуск 2.
Рис. 25. Принципиальная схема электропривода контактной тележки на постоянном токе (а), диаграмма переключений контроллера СБ-4М (б) :
ВС - выпрямительный агрегат; ВУ - выключатель управления; ВБТ — блокировочный выключатель тормоза; ДТ - электродвигатель постоянного тока смешанного воздействия ГТ-3; OBI, ОВ2 - обмотки возбуждения; К1-К7 - контакты контроллера кулачкового СБ-4М; Пр1, Пр2 - предохранители; СП1, СП2 - пусковые резисторы; С - сигнал; КС - кнопка сигнала; Л - контактор постоянного тока типа КМ-517В-2
Схема предусматривает следующие защиты: электродвигателя от коротких замыканий предохранителями 77; электродвигателя от перегрузки тепловыми реле РТ\ нулевую защиту; блокировку от одновременного замыкания пускателей В и 77, а также пускателей К1 и К2.
Реже для электропривода транспортных тележек используют крановые электродвигатели переменного тока с фазным ротором, скорость движения которых регулируется изменением сопротивления резисторов в цепи ротора.
Ввиду недостаточной надежности токоподвода на переменном токе и увеличения уровня электробезопасности на некоторых машиностроительных предприятиях электропривод переменного тока, установленный на тележках, заменен на электропривод постоянного тока.
На рис. 25 изображена схема электропривода транспортной тележки на постоянном токе с использованием электродвигателя смешанного возбуждения типа ГТ-3. Источником питания электротележки служит выпрямительный агрегат ВС, который подсоединяется к цеховой сети 220/380 В, 50 Гц и от которого "+" подается к токосъемнику, а "—" к рельсу и корпусу тележки. Типы токоподводов и токосъемников рассмотрены в § 3. Номинальное напряжение силовых цепей, цепей управления и сигнализации равно 24 В. Скорость передвижения электротележки регулируется шунтированием пусковых резисторов СП1,
СП2 в якорной цепи электродвигателя ДТ. Шунтирование этих резисторов осуществляется контактами К2 и КЗ кулачкового контроллера.
Схема управления работает следующим образом. Поворотом ключа управления ВУ в рабочее положение подается напряжение в цепь управления (при нажатой педали тормоза и замкнутых вспомогательных контактах тормоза ВБТ).
Для пуска электротележки в зависимости от направления движения вперед или назад следует повернуть ручку управления контроллера соответственно вверх или вниз и плавным переводом ее с одного положения в другое обеспечить пуск электродвигателя ДГ. Пуск, реверсирование и регулирование скорости двигателя привода передвижения тележки осуществляются воздействием на рукоятку контроллера. Каждому рабочему положению контроллера соответствует определенное сочетание замкнутых и разомкнутых контактов.
В положении 1 замкнуты контакты К1 и К4, Кб (или К5, К7, в зависимости от положения рукоятки контроллера вверх или вниз). После включения контакта К1 получает питание обмотка линейного контактора Л, который, включившись, замыкает свои контакты в силовой цепи. В цепь якоря электродвигателя полностью вводятся пусковые сопротивления СП1, СП2. Электротележка начинает двигаться с наименьшей скоростью.
В положении 2 замыкается контакт контроллера К2, который шунтирует первую ступень пускового сопротивления СП1. При этом увеличиваются ток и момент двигателя, в результате этого скорость тележки повышается.
В положении 3 замыкается контакт контроллера КЗ, который шунтирует вторую ступень пускового сопротивления Q72. Пусковое сопротивление полностью выведено, двигатель выходит на свою естественную механическую характеристику, и тележка движется с максимальной скоростью.
При переводе рукоятки контроллера в нулевое положение электродвигатель отсоединяется от источника питания. Торможение электротележки осуществляется тормозом, который включается при размыкании контактов блокировочного выключателя ВБТ в цепи обмотки контактора Л Обесточив с помощью контактора Л обмотку электромагнита, колодочный тормоз производит торможение электродвигателя и остановку тележки.
Предупредительная звуковая сигнализация осуществляется сигналом сирены С, питание обмотки которой производится нажатием кнопки КС, максимальная защита силовых цепей - предохранителем Пр1, цепей управления и сигнализации — Пр2.
Контактные рельсовые тележки применяются для грузовых перевозок во вэрывобеэопасных цехах и участках и для складских перевозок. Открытые электрические контакты низкого напряжения, устанавливаемые в полу между рельсами, затрудняют применение этого типа тележек в заготовительных, литейных, кузнечных цехах из-за возможности попадания на трассу движения тележек заготовок, отходов, расплавленного металла, приводящих к замыканию рельсов с токоподводом.
При малых напряжениях постоянного тока и больших мощностях двигателей часто применяют схему управления электродвигателем постоянного тока с последовательным возбуждением (рис. 26).
Рис. 26. Принципиальная схема электропривода с электродвигателем постоянного тока
Автоматическим выключателем А напряжение подается в силовую цепь и цепь управления. При этом включается обмотка реле времени РВ1. Реле РВ1, срабатывая, размыкает свои контакты в цепях обмоток контакторов ускорения У1-УЗ. При нажатии кнопки Пуск подается напряжение на обмотку контактора К. После включения контактов контактора К получают питание обмотки реле времени РВ2 и РВЗ. Срабатывая, эти реле размыкают свои контакты в цепи обмоток контакторов ускорения У2 и УЗ. Замыкающий контакт контактора К шунтирует обмотку реле времени РВ1, благодаря чему размыкающий контакт этого реле в цепи обмотки контактора У1 замыкается с выдержкой времени. При срабатывании контактора У1 из цепи якоря его замкнутыми контактами выводится часть пускового сопротивления СП. Одновременно шунтируется обмотка реле времени РВ2, якорь этого реле отпадает, и с выдержкой времени замыкается его контакт в цепи обмотки контактора У2.
Рис. 27. Принципиальная схема электропривода электрокара ЭК-2:
АБ - аккумуляторная батарея; ШР1, ШР2 - штепсельные разъемы; ДТ - электродвигатель тяговый; ЭМ - электромагнит тормоза; OBI, ОВ2 - обмотки возбуждения; С - сигнал; КС — кнопка сигнала; ВЭМ - вспомогательные контакты тормозной педали; ВУ - выключатель управления; СП — пусковое сопротивление
Срабатывает контактор У2, шунтируя вторую ступень сопротивления СП и обмотку реле времени РВЗ. С выдержкой времени замыкается контакт РВЗ в цепи обмотки контактора УЗ, который, срабатывая, шунтирует последнюю ступень пускового сопротивления СП.
Такое поочередное снижение сопротивления в цепи якоря двигателя постоянного тока последовательного возбуждения позволяет автоматически снизить пусковые токи, обеспечить плавный пуск электродвигателя и его разгон до полной скорости.
Самой простой схемой электропривода напольного аккумуляторного транспорта является принципиальная схема электропривода электрокара ЭК-2 (рис. 27).
Управление электродвигателем электрокара ЭК-2 осуществляется с помощью кулачкового контроллера. Номинальное напряжение силовых цепей равно 30 В, цепей сигнализации 6 В. Потребители энергии присоединяются к аккумуляторной батареи с помощью штепсельного разъема ШР.
Для запуска двигателя электрокара необходимо включить выключатель ВУ специальным ключом, потом нажать тормозную педаль, которая замкнет вспомогательный контакт ВЭМ электромагнита и растормозит электрокар. В нулевом положении контроллера замыкается контакт Кб контроллера. Тем самым электропривод подготовлен к работе.
При установке рычага контроллера в первое положение замкнутся контакты кулачкового контроллера КЗ и К8, К9 (одно направление вращения) или К5, К7 (другое направление вращения). При этом двигатель с последовательно включенным резистором СП включается на полное напряжение аккумулятора. Двигатель вращается при ограниченном значении пускового момента.
При установке рычага контроллера во второе положение контакт К1 шунтирует сопротивление ОТ, и тем самым увеличивается скорость вращения двигателя. В третьем положении контроллера обе секции обмоток возбуждения, которые при первом и втором положениях контроллера соединены последовательно между собой, соединяются параллельно между собой (включены контакты К2, К4 и разомкнут контакт КЗ). Таким образом, в третьем положении контроллера поле двигателя уменьшается по сравнению со вторым и первым положениями и двигатель разгоняется до большей скорости.
Остановка электродвигателя происходит при переводе рычага контроллера в нулевое положение. Для срочного торможения необходимо только освободить педаль тормоза, при этом размыкается вспомогательный контакт ВЭМ, обмотка электромагнита ЭМ отключается. В результате отключается контакт Кб, который размыкает цепь питания электродвигателя, а так как обмотка тормозного электромагнита ЭМ отключена, то включается тормоз, и двигатель останавливается.
Если рычаг контроллера установлен в одно из рабочих положений до начала движения и после этого нажата тормозная педаль, то двигатель не включается, так как электромагнит не способен притянуть хвостовик контакта Кб. Поэтому перед началом движения рычаг контроллера необходимо поставить в силовое положение, нажать тормозную педаль и после этого перевести рычаг контроллера в первое положение.
На рис. 28 представлены принципиальная схема элекгротележки производства Болгарии типа ЕП-011 и диаграммы включения контроллера и контактов ключа цепи.
В состав электрооборудования тележки входят: тяговый электродвигатель типа ДС 5/8/14 последовательного возбуждения постоянного тока мощностью 5 кВт на напряжение 80 В; контроллер эксцентриковый двухбарабанный; контактор однополюсный постоянного тока Кт\ пусковой резистор ЯС; замок цепи управления 3; выключатель указателей поворотов ВП и др.
В схеме предусмотрена кнопка, расположенная под сиденьем водителя и предназначенная для выключения цепи управления, если водитель встанет с сиденья. Наличие фар, указателей поворотов, стоп-сигнала позволяет использовать электротележку не только на предприятиях, но и для небольших шоссейных перевозок.
Порядок трогания с места следующий: водитель, садясь на сиденье, замыкает контакты Кн2 и, вставив ключ в гнездо замка цепи управления 3 и повернув его на первое положение, переводит рукоятку реверсивного барабана контроллера Кл в положение для движения вперед или назад. Если рукоятка установлена в положение ПХ (передний ход), то замкнуты контакты реверса 7 и 8 контроллера, а если ЗХ (задний ход) - 9 и 10. Плавно нажимая ногой педаль приведения в действие включающего барабана контроллера от 0-й до 6-й позиции, происходит трогание электротележки с места. При этом собираются различные схемы включения двигателя.
Рис. 28. Принципиальная схема электропривода электротележки типа ЭП-011 (а), диаграммы включения контроллера (б) и контактов ключа цепи (в) :
Кт - контактор; АБ - аккумуляторная батарея; Кл - главные контакты контроллера (от 1-го до 5-го и от 7-го до 11-го); ДТ - тяговый электродвигатель; СП — пусковой резистор; ШР - штепсельный разъем; Пр1 - предохранитель главной цепи; Пр2 — предохранители цепи управления; ВБ - блокировочный выключатель; ОВ — обмотка возбуждения; Кн1—КнЗ - кнопки звукового сигнала и переключателя света; 3 - замок цепи управления; ЗС — звуковой сигнал; ВП - выключатель указателей поворотов; Р - реле указателей поворотов; Пф - подфарники; Ф — передняя фара; ЗФ - задний фонарь; Ст - стоп-сигнал; К — контакты; ЗХ — задний ход; ПХ - передний ход; 0 - нулевое положение реверсивного барабана; ЕС - электрический тормоз; В — выключатель; НО — замыкающие контакты; НЗ - размыкающие контакты
На первой позиции контроллера замыкаются главный контакт 1 и вспомогательный контакт 6. При включении контакта б получает питание обмотка контактора Кт, в результате чего он срабатывает и замыкает свои контакты в силовой цепи двигателя. На первом положении включаются также контакты 7, 8 (вперед) или 9, 10 (назад) контроллера. В результате двигатель с полностью включенным пусковым резистором СП подключается к аккумуляторной батареи. Двигатель начинает вращаться с ограниченным пусковым моментом.
На второй позиции контроллера замыкается главный контакт 2, вследствие этого сопротивление СП в цепи уменьшится и скорость движения электродвигателя увеличится. На третьей позиции контроллера замкнется главный контакт 4 иго главной цепи выключится вторая секция пускового сопротивления, скорость двигателя еще более увеличится. На четвертой позиции контроллера замкнется главный контакт 3 и разомкнётся контакт 1. Происходит дальнейшее увеличение скорости. На пятой позиции контроллера замкнется главный контакт 5 и разомкнётся контакт 2, при этом сопротивление СП будет состоять из двух параллельно включенных секций.
Скорость движения электротележки будет максимальной на шестой позиции контроллера, на которой замкнутся главные контакты 1, 2 и пусковые резисторы будут полностью зашунтированы.
Реверсивный барабан контроллера Кл имеет три положения включения — вперед, назад и электрический тормоз, а также нулевое положение.
При электрическом торможении необходимо отпустить педаль контроллера Кл, перевести рукоятку реверсивного барабана в положение электрического торможения ЕС, в результате чего замкнутся главные контакты 9 к 11 контроллера Кл, в то же время замкнутся вспомогательные контакты НО и разомкнутся контакты НЗ вспомогательного контакта 13 контроллера. Разомкнутые контакты НЗ не позволяют включиться контактору Кт при нажатии педали контроллера. После перевода рукоятки реверсивного барабана в положение электрического торможения нажатием на педаль переводят включающий барабан на первую позицию, при этом электродвигатель будет работать в режиме электродинамического торможения с последовательно включенным с обмоткой якоря пусковым резистором СП.
Включение элементов цепи управления зависит от положения ключа в гнезде цепи управления 3, диаграмма которого показана на рис. 28, в.
На нулевом положении ключа все контакты разомкнуты. На первом положении ключа включены элементы цепи управления обмотки контактора Кт, реле указателей поворотов Р с выключателем ВП, а также звуковой сигнал ЗС с кнопкой Кн1. В ночное время при движении для включения подфарников Пф и заднего фонаря ЗФ необходимо ключ перевести во второе положение. Для управления ножным переключателем КнЗ ближнего и дальнего света фар Ф необходимо повернуть ключ дополнительно в третье положение. При стоянках в ночное время поворотом ключа в четвертое положение включаются подфарники и задний фонарь.
При размыкании цепи обмотки контактора и включении стоп-сигнала при приведении в действие тормоза используют блокировочный выключатель В Б. Защитой от короткого замыкания главной цепи служат предохранители Пр1, а цепи управления — Пр2.
Большое применение получили электропогрузчики серии 02, 04 для вертикального и горизонтального перемещений грузов. Они изготовляются с электродвигателями, питающимися от щелочных никель- железных аккумуляторов, и по конструкции отличаются только высотой рамы подъемника. Управление тяговым двигателем ДГ типа ДК-908А производится с помощью кулачкового контроллера типа КВ-16А, а двигателем подъема ДП — типа ДК-907А, приводящим в действие гидравлический насос с помощью контактора подъема или наклона. Оба электродвигателя последовательного возбуждения. Контроллер типа КВ-16А имеет два барабана: главный и реверсивный, которые имеют механическую блокировку. Номинальное напряжение силовых цепей и цепей управления равно 30 В, сигнальных цепей и цепей освещения - 12 В.
Электрическая схема управления электропогрузчиками серий 0,2 0,4 приведена на рис. 29.
Частота вращения двигателя ДТ регулируется шунтированием пусковых резисторов СП1 и СП2 в якорной цепи электродвигателя контактами К1 и К2 контроллера и ослаблением поля возбуждения электродвигателя ДТ путем переключения обмоток возбуждения с последовательного соединения на параллельное. Реверс производится рукояткой реверса Р, переключающей направление тока в якоре тягового двигателя ДГ.
Пуск электродвигателя осуществляется следующим образом. Включив выключатель цепи управления ВУ и установив реверсивную рукоятку контроллера Р в положение Вперед или Назад, переводят главный барабан контроллера с нулевого в первое положение. При этом замыкаются контакты КЗ контроллера и Ал Линейного контактора, обмотка которого получает питание через контакты контроллера К5, при этом двигатель подключается к аккумуляторной батарее вместе с включенными последовательно с ним ступенями резисторов СП1, СП2. В результате двигатель разгоняется с ограниченным пусковым моментом.
Во втором положении контроллера замыкается контакт контроллера К1, шунтируя пусковой резистор СП2. Частота вращения двигателя при этом возрастает.
Когда рукоятка контроллера переводится в третье положение, контакт К2 замыкается. В результате пусковые резисторы полностью шунтированы. Двигатель разгоняется до большей скорости. Эта скорость называется первой экономической, когда нет потерь энергии в пусковых резисторах. Такое положение допускается при движении электропогрузчика с преодолением тяжелых подъемов продолжительностью не более 5 мин.
Рис. 29. Принципиальная схема электропривода электропогрузчика 02, 04:
ВП и ВН - выключатели подъема и наклона; ВУ - выключатели цепи управления; ВБТ - выключатель блокировки тормоза; Пр1-ПрЗ - предохранители; КД — контактор движения; КП — контактор подъема и наклона; С - сигнал; КС — кнопка сигнала; АБ - аккумуляторная батарея; ДН - электродвигатель насоса; ДТ - электродвигатель тяговый; К1-К7 - контакты контроллера; Р - реверсивный переключатель; СП1, СП2 - пусковые сопротивления; OB, OBI, ОВ2 — обмотки возбуждения
В четвертом положении контроллера дополнительно замыкаются контакты К7 и К4, размыкается контакт КЗ, вследствие чего секции обмотки возбуждения соединяются между собой параллельно, а с якорем двигателя ДТ последовательно. При этом поток возбуждения уменьшается, а скорость возрастает до наибольшей; работа погрузчика в этом режиме наиболее экономичная.
При переводе контроллера в нулевое положение электродвигатель отключается от батареи и останавливается. При торможении механическим тормозом размыкается выключатель блокировки тормоза ВБТ, что делает невозможным включение линейного контакта Кл и тягового двигателя ДТ. Блокировки, имеющиеся в схеме, исключают возможность реверса двигателя ДТ во время движения погрузчика, не допускают включение линейного контактора Кл при разомкнутых контактах реверса.
Управление электродвигателем подъема и наклона осуществляется в результате замыкания выключателя подъема ВП или наклона ВН и подачи напряжения на обмотку контактора подъема и наклона КП. Электродвигатель ДГ приводит в действие насос гидравлической системы управления.
Защита от коротких замыканий силовых цепей осуществляется плавким предохранителем Пр1\ цепей управления — предохранителем Пр2, цепей сигнализации — предохранителем ПрЗ.
