Большинство строительных машин (за исключением землеройной техники) оборудовано электроприводом, который позволяет получать необходимые мощностные характеристики двигателя, выдерживает значительные перегрузки, прост в управлении и эксплуатации, дает возможность широко внедрять автоматизацию упра ления работой машин и механизмов.
Аппаратура управления подразделяется на пусковую, регулировочную, защитную и сигнальную.
Пусковая аппаратура предназначена для подсоединения потребителей к электросети. К аппаратуре этого типа относится следующая: – рубильники, состоящие из шарнирно закрепленных и объединенных общей рукояткой ножей, входящих при ее повороте в неподвижные клеммы; – пакетные выключатели, в которых при повороте рукоятки на 90° происходит мгновенное замыкание электроцепи несколькими подпружиненными пакетами ножей; – пускатели (магнитные) и контакторы, замыкающие контакты силовой электроцепи путем втягивания сердечника электромагнита, управляемого с помощью включенной в его обмотку вспомогательной цепи управления.
Рис. 107. Структурная схема электропривода:
1 — электрическая сеть,
2 — питающее или преобразующее устройство.
Регулировочная аппаратура служит для изменения частоты вращения вала электродвигателя, изменения направления вращения, поддержания на заданном уровне параметров.
Она включает в себя следующие приборы: – контроллеры, в которых перемещающиеся контакты соединяют в заданной последовательности подведенные контакты; – резисторы, предназначенные для изменения силы и напряжения тока; их собирают из отдельных ящиков, изготовляемых из оцинкованных литых чугунных пластин или навитых на изолятор спиралей из специальной проволоки; – реле, т. е. устройства, воспринимающие различные внешние воздействия и при их переходе через заранее заданную величину автоматически и скачкообразно изменяющие выходные величины. Реле могут быть электрическими, магнитными, электромагнитными, механическими, электромеханическими, акустическими, тепловыми.
Защитная аппаратура предназначена для защиты потребителя от аварийных воздействий.
К ней относятся следующие устройства: – плавкие предохранители, в которых при увеличении тока выше заданного значения расплавляется вставка и размыкается цепь; – воздушные автоматы, включающие в себя тепловые и электромагнитные приборы, размыкающие цепь при перегрузке сети, коротких замыканиях и снижении напряжения; – защитные реле, размыкающие цепь при резком изменении контролируемых величин (силы и напряжения тока, скорости, давления).
Сиг на льная аппаратура служит для подачи световых или звуковых сигналов обслуживающему персоналу при определенных изменениях состояния контролируемого объекта. Сигнальная аппаратура состоит из источников света и звука, включаемых в действие с помощью соответствующих реле.
Электродвигатели превращают энергию тока в механическую энергию вращения вала.
Асинхронные электродвигатели трехфазного переменного тока (рис. 108) состоят из неподвижной части, называемой статором, и подвижной — ротора.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором применяют в машинах небольшой мощности, а с фазовым ротором — в машинах повышенной мощности. Электродвигатели с фазовым ротором регулируют введением реостата в цепь ротора.
Синхронные электродвигатели переменного тока в отличие от асинхронных имеют на роторе полюса, концы которых выведены к контактным кольцам, и закрепленный на валу ротора якорь возбудителя, обеспечивающий питание обмоток ротора.
Рис. 108. Асинхронный электродвигатель:
а — в разрезе, б — статор, в — ротор; 1 — статор в составе двигателя, 2 — ротор в составе двигателя, 3 — подшипниковые крышки (щиты), 4 — обмотка статора, 5 — сердечник статора, 6 — станина, 7 — сердечник ротора, 8 — обмотка ротора, 9 — контактные кольца, 10 — вал
Электродвигатели постоянного тока состоят из неподвижной части — индуктора и, подвижной — якоря. Электродвигатель соединен с питающей электроцепью с помощью щеточного устройства. Эти электродвигатели используют в машинах с изменяющейся скоростью рабочих движений.
Применяемые на строительстве подъемные машины с электроприводом оборудованы асинхронными электродвигателями трехфазного переменного тока. В машинах небольшой мощности и не требующих плавного пуска (краны-укосины, электротали, фрикционные лебедки) используют электродвигатели с короткозамкнутым ротором, включаемым от магнитного пускателя, и с защитой в виде плавких вставок.
В электрических талях широко применяют канатные барабаны со встроенным двигателем, что значительно уменьшает габаритные размеры и массу талей. На машинах большой мощности применяют асинхронные двигатели с фазовым ротором, позволяющим регулировать частоту их вращения и осуществлять мягкую посадку груза.
Рис. 109. Электромагнитный вибратор:
1 — якорь, 2 — сердечник, 3 — катушка, 4 — пружины
Конвейеры работают длительное время с постоянной нагрузкой и при значительных изменениях атмосферных условий в различное время года, при большой запыленности и влажности. Указанным условиям удовлетворяют асинхронные двигатели с коротко-замкнутым ротором повышенного скольжения при однодвигательном приводе и двигатели с фазовым ротором при необходимости плавного пуска или регулирования скорости.
На конвейерах небольшой длины устанавливают барабаны со встроенными двигателями, редукторами и реостатными системами регулирования скорости.
На бетоно- и растворосмесителях небольшой мощности устанавливают асинхронные короткозамкнутые электродвигатели переменного тока, на машинах повышенной мощности — электродвигатели с фазовым ротором.
Бетоно- и растворонасосы поршневого типа оборудуют асинхронными электродвигателями с фазовым ротором, в которых скорость регулируют включенным в цепь ротора резистором и контроллерным переключением ступеней сопротивления. Во вспомогательных механизмах бетоно- и растворонасосов применяют короткозамкнутые асинхронные двигатели.
Для привода электромеханических вибраторов применяют асинхронные электродвигатели с максимальной частотой вращения 3000 об/мин при частоте тока 50 Гц. В электромагнитных вибраторах (рис. 109) якорь при пропускании по катушке переменного тока притягивается с ударом к сердечнику, а при отсутствии тока возвращается с помощью пружин в первоначальное положение. После этого цикл повторяется.
В компрессорах небольшой мощности используют асинхронные короткозамкнутые двигатели, в компрессорах большой мощности — асинхронные двигатели с фазовым ротором и синхронные двигатели.
В электроинструментах и отделочных машинах применяют асинхронные трехфазные электродвигатели с частотой тока 50 и 200 Гц и универсальные коллекторные электродвигатели однофазного переменного или постоянного тока.
С целью повышения безопасности работы корпус инструмента, работающего от электродвигателей, питающихся током напряжением 380/230 В, обязательно заземляют. В особо опасных условиях необходимо применять инструменты с электродвигателями, рассчитанными на ток напряжением 36 В.
