Системы управления электроприводами кранов
Многообразные системы управления крановыми механизмами могут быть классифицированы по назначению, способу управления, и условиям регулирования.
По назначению различают системы управления механизмами подъема, механизмами передвижения и вращения.
По способу управления бывают системы управления с силовыми кулачковыми контроллерами, с кнопочными постами, с комплектными устройствами (например, с магнитным контроллером и преобразователем энергии или без него).
По условиям регулирования могут быть системы управления: с регулированием скорости ниже номинальной, с регулированием скорости выше и ниже номинальной, с регулированием ускорения и замедления.
В системах крановых электроприводов применяют электродвигатели четырех видов:
двигатели постоянного тока с последовательным или независимым возбуждением с регулированием скорости, ускорения и замедления путем изменения подводимого к якорю напряжения и тока возбуждения,
асинхронные двигатели с фазным ротором с регулированием выше указанных параметров путем изменения подводимого к обмотке статора электродвигателя напряжения, сопротивления резисторов в цепи обмотки ротора и применения других способов,
асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором с постоянной (при номинальной частоте сети) или регулируемой (при регулировании выходной частоты преобразователя) частотой вращения,
асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором многоскоростные (полюснопереключаемые).
В последнее время увеличивается число кранов с электроприводом на переменном токе в связи с совершенствованием систем частотно-регулируемого электропривода.
Система управления с силовыми кулачковыми контроллерами — простая и наиболее распространенная для крановых электроприводов.
Для электродвигателей постоянного тока механизмов подъема применяют контроллеры с несимметричной схемой и потенциометрическим включением якоря на положениях спуска, для механизмов передвижения — контроллеры с симметричной схемой и последовательно включенными резисторами.
Для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором применяют контроллеры, осуществляющие только функции включения и отключения электродвигателя, для асинхронных электродвигателей с фазным ротором контроллеры переключают обмотки статора и ступени резисторов в цепи обмотки ротора.
Основные недостатки систем электроприводов с кулачковыми контроллерами: низкие энергетические показатели, невысокий уровень износостойкости контактной системы, недостаточная плавность регулирования скорости.
Применение для этих систем электродинамического торможения с самовозбуждением для механизмов подъема (при спуске грузов) улучшает энергетические и регулировочные свойства систем, в частности, может быть достигнут диапазон регулирования скорости до 8 : 1 (при спуске грузов).
Системы управления с силовыми контроллерами обычно применяют для тихоходных кранов, работающих при невысоких требованиях к диапазону регулирования скорости и точности остановки. В условиях металлургических цехов — это мостовые крюковые краны общего назначения.
Системы управления с магнитными контроллерами применяют для кранового электрооборудования, работающего на постоянном и переменном токе относительно большой мощности (на постоянном до 180 кВт). На переменном токе эти система применяют для управления одно- и двухскоростными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором и асинхронными электродвигателями с фазным ротором.
Эти системы с магнитными контроллерами для управления асинхронными электродвигателями с коротко- замкнутым ротором применяют обычно на кранах при мощности электродвигателей до 40 кВт, а для асинхронных электродвигателей с фазным ротором — в диапазоне мощностей 11-200 кВт (для механизмов подъема) и 3,5-100 кВт (для механизмов передвижения).
Системы управления крановыми электроприводами переменного тока с тиристорным преобразователем напряжения находят применение для асинхронных электродвигателей с фазным ротором крановых механизмов различного назначения. Тиристорный преобразователь напряжения включается в цепь обмотки статора и служит для регулирования напряжения, подводимого к этой обмотке. Основные достоинства этой системы управления: возможность получения устойчивых малых посадочных скоростей при диапазоне регулирования до 10:1, обеспечение бестоковой коммутации статорных цепей электродвигателя, что увеличивает износостойкость и срок службы электрооборудования.
Применение этих систем управления эффективно для крановых механизмов при необходимости обеспечения жестких требований в части регулирования скорости, например для кранов-штабелеров, мостовых кранов с манипуляторами.
Система управления крановыми электроприводами постоянного тока Г-Д (генератор-двигатель) широко применялась в крановых электроприводах до 60-70-х годов из-за следующих основных ее достоинств: значительного диапазона регулирования скорости (20 : 1 и более), плавного и экономичного регулирования скорости и торможения, большого срока службы, относительно невысокой стоимости.
Эта система эффективно применялась для крупных и ответственных кранов, в том числе кранов металлургических предприятий. Однако применение ее ограничивалось рядом недостатков: наличием вращающихся частей и громоздкостью, сравнительно низким кпд, значительными массогабаритными показателями, высокими эксплуатационными затратами.
Системы управления с тиристорными преобразователями напряжения и электродвигателями постоянного тока (ТП — ДП) позволяют с помощью тиристорного устройства, изменяя угол открытия тиристоров, регулировать напряжение, подаваемое электродвигателю.
Системы ТП — ДП находят применение для электроприводов мощностью до 300 кВт, а в некоторых случаях — и более. Они обладают высокими регулировочными свойствами, причем при диапазоне регулирования 10:1 — 15:1 не требуют применения тахогенераторов для контроля скорости. При применении тахометрической обратной связи по скорости в этих системах может быть получен диапазон регулирования скорости до 30 : 1
Недостатками систем ТП — ДП являются: относительная сложность устройства тиристорных агрегатов, относительно высокие капитальные и эксплуатационные Затраты, ухудшение качества электроэнергии в сети (влияние на сеть).
Системы управления с преобразователями частоты (ПЧ — АД) позволяют в крановых электроприводах при применении асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором получить высокий диапазон регулирования скорости при хороших динамических показателях электропривода.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник
Умный электропривод шарового крана воды или газа с Wi-Fi экосистемы Tuya
После установки датчика протечки воды из прошлого обзора, появилась идея автоматически закрывать шаровый кран холодной воды. Для этой цели идеально подойдет автоматический электропривод (сервомотор) для шаровых кранов Smart Valve Tuya. Умный клапан подключится к умному дому по протоколу WiFi, что избавляет вас от покупки шлюза. Но есть и версия с ZigBee протоколом. В паре с датчиком протечки или с отдельным датчиком анализа газа (если устанавливать этот автоматический умный электропривод на газовый кран). В случае сигнала затопления или превышения газа -АВТОМАТИЧЕСКИ закроет шаровый кран.
Содержание
Внешний вид
Поставляется кран в обычной картонной коробке, без всяких опознавательных знаков. Внутри все необходимое для подключения.
В инструкции особой необходимости нет, из полезного — как крепить кран и посмотреть характеристики девайса.
Для работы крану необходимо 12В питание. Для этого в комплекте находится блок питания 12В — 1А. с европейской вилкой. Общая длина проводов около 5 метров, но при необходимости, можно и нарастить.
В верхней части крана присутствует кнопка включения/выключения (служит для открытия или закрытия крана, без использования мобильного приложения) и светодиод индикации WiFi подключения.
Закрыть или открыть кран можно даже при отсутствии электрики дома, для этого необходимо с помощью колечка, потянуть на себя стопорный механизм и провернуть рычаг крана на 90 градусов, для закрытия или открытия.
По сути этот девайс можно использовать везде, где необходимо что-то провернуть на 90 градусов, некоторые даже для открытия небольших окон в теплице приспосабливают.
Ширина «зацепа» может регулироваться, максимальное значение 23 миллиметра.
Размеры девайса составляют 68*79*103 миллиметра.
Внутренности устройства
За умность устройства отвечает достаточно популярный модуль TYWE3S. TYWE3S — это встроенный модуль Wi-Fi с низким энергопотреблением, разработанный Tuya. «Он состоит из высокоинтегрированного беспроводного радиочастотного чипа (ESP8266), нескольких периферийных устройств, встроенного стека сетевых протоколов Wi-Fi и различных библиотечных функций.» Гуглтранслейт»
Кнопка управления и светодиод индикации работы вынесены на отдельную плату.
Я думал, что внутри будет обычный редуктор с пластиковыми шестернями. Но был очень приятно удивлен, когда узнал, что шестерни металлические. Большой + к сроку службы данного девайса.
Для ограничения угла открытия/закрытия установлены концевики, в виде небольших кнопок.
Монтаж
У меня 1 корневой кран холодной воды, на него и буду монтировать этот девайс.
К автоматике крепим металлический кронштейн, из комплекта, для установки на трубе.
Далее закрепляем автоматику на трубе, не забывая поджать «зацепы» на ширину ручки шарового крана.
Подключаем питание и с помощью кнопки открытия/закрытия проверяем работу механизма. При необходимости можно дополнительно отрегулировать положение рычага с помощью «зацепов» на плече автоматики.
В обычном режиме мощность составляет 0,4W, а в момент работы 1,6W.
Полное открытие или закрытие происходит всего за 8 секунд.
Программное обеспечение и автоматизация
Скачиваем и устанавливаем на смартфон приложение Smart Life или Tuya Smart. Переводим автоматику в режим сопряжения, удерживая кнопку открытия/закрытия в течении 7-10 секунд, пока светодиод индикации не начнет быстро мигать. Переходим в меню добавления устройств и выбираем любое WiFi устройство ( розетку, выключатель, удлинитель). Далее стандартно выбираем свою WiFi сеть и вводим пароль от нее. ПО автоматически определить, что мы такого добавили, после этого можно его переименовать на свой вкус.
В основном меню сразу видно статус устройства ( закрыто или открыто) и «нажатием» на виртуальную кнопку, мы можем управлять краном.
Можно устанавливать таймеры работы на открытие или закрытие. Эта функция будет удобна, например, для организации автоматического полива газона.
После создания различных таймеров на открытие/закрытие ими можно управлять из дополнительного меню.
Кроме таймера, есть возможность установки обратного отсчета для изменения статуса с закрыто на открыто, и наоборот. При этом под виртуальной кнопкой будет уведомление, что через N времени статус устройства будет изменен.
Кроме этого статусом устройства, просмотром таймеров и прочих счетчиков можно с главного экрана приложения Smart Life.
Рекомендую включить уведомление о состоянии, тогда в случае отсутствия WiFi соединения с устройством на смартфон придет напоминание. На момент написания обзора прошивка была 1.1.2, можно установить автоматический режим обновления, а можно обновлять «вручную».
Автоматизация
При наличия датчика протечки или датчика утечки газа, необходимо перекрыть воду/газ. Для этого заходим в меню автоматизации и выбираем условие, что если датчик протечки срабатывает, закрываем кран.
Можно запускать действие открытия/закрытия или даже закрытие+открытие (Reverse Switch). Или вначале таймер отсчета, потом изменение статуса девайса. Кстати, рекомендую выставить одну задачу в месяц на закрытие+открытие, в целях предотвращения «закисания» крана.
Еще одну автоматизацию можно добавить после устранения протечки или утечки газа. А именно, на открытие крана. Но в случае с газом, я бы не стал этого делать без визуального контроля.
В моем случае автоматизация выглядит таким образом. Тут еще не добавлен сценарий — 1 раз в месяц закрывать и открывать кран.
В случае сработки приходит уведомление в шторку о сработке и о статус крана. В среднем от момента «затопления» до начала закрытия крана 3-7 секунд — детально показано в видеообзоре.
Видеообзор
Выводы
Как я уже говорил, есть WiFi версия и есть Zigbee. В случае с WiFi, никаких дополнительных шлюзов покупать нет необходимости, но если уже есть дома шлюз ZigBee, то думаю будет предпочтительный использовать ZigBee версию. Но с WiFi получается более автономней. Я буду использовать эту автоматику совместно с WiFi датчиком протечки из прошлого обзора. По сути, за довольно небольшую сумму можно уберечь свой дом от больших проблем. Время сработки после затопления 3 секунды, а полное закрытие крана всего 7 секунд. И это все полностью в автоматизированном режиме + уведомление на смартфон или в другую систему умного дома. Уехали в отпуск и забыли перекрыть воду или газ – тоже не проблема, заходим в приложение Smart Life и одним нажатием перекрываем воду умным краном, из любой точки мира. Так как датчик протечки и автоматический кран работают по WiFi, то их можно использовать как отдельный комплект в доме, без необходимости докупки и настройки шлюзов.
Источник
