Соотношение удельных стоимостей единицы мощности различных типов электродвигателей

Электродвигатель	Удельная стоимость, %, в интервале мощности, кВт
2... 5	5. ..12	12. ..30	30. ..70	70. ..150	Более 150
Постоянного тока
Асинхронный с фазным ротором Короткозамкнутый	42 50	23 33		13 21
двух- и трехскоростнои

(2.5)

= M_max/M_HOM=2,5...3,0,

где M_max, M_HOM - соответственно опрокидывающий и номинальный крутящие моменты.

Мощность, которую могут развивать крановые двигатели в те­чение длительного времени, зависит от режима их использования, оцениваемого продолжительностью включения (ПВ), т. е. долей вре­мени (%), в течение которого двигатель работает. Крановые элект­родвигатели выпускают для ПВ = 15; 25; 40%. В каждом из указан­ных режимов конкретный двигатель имеет свою допустимую мощ­ность. Номинальной считается мощность, развиваемая электродви­гателем при ПВ = 25%. Мощность, допустимую для двигателя при других ПВ, можно определить из соотношения

N_x=Nj25/nB_x, (2.6)

где N_x - мощность, допустимая для электродвигателя при ПВ = х%, N - мощность электродвигателя при ПВ = 25 %; ПВ_Х - продолжи­тельность включения х%.

Если режим работы двигателя предполагает колебания разви­ваемой им мощности, то проверить пригодность двигателя можно по установочной мощности:

ЛХ (2-7)

где N_ycT - установочная мощность двигателя; TV,- - мощность, по­требляемая приводимым механизмом в /-и период времени; ?, - про­должительность /-го периода времени; при этом опрокидывающий момент двигателя должен соответствовать необходимой перегру­зочной способности ф.

Кроме обладания достаточной перегрузочной способностью и необходимой мощностью крановый электродвигатель должен устойчиво работать в широком диапазоне скоростей. Способность двигателя к этому оценивается пределом регулирования:

(2.8)

™ ~ ^н

где и_ном - номинальная частота вращения вала двигателя; п^_п - ус­тойчивая минимальная частота вращения вала двигателя.

В обычных условиях работы предел регулирования не превышает 3, однако возможны режимы, при которых его значение возрастает до 10.

При мощности до 8 кВт наиболее часто применяют асинхрон­ные двигатели с короткозамкнутым ротором, при большей мощ­ности - асинхронные двигатели с фазовым ротором и контактны­ми кольцами. Двигатели с короткозамкнутым ротором удобны в управлении, но отличаются большим пусковым током (пусковой ток в 7 раз больше номинального) и неприспособленностью к ре­гулированию скорости, поэтому их используют для привода вспо­могательных механизмов крана и лебедок с небольшим тяговым усилием. Асинхронные двигатели с фазовым ротором и контакт­ными кольцами хорошо переносят частые пуски и торможения и допускают регулирование скорости.

Электродвигатели постоянного тока в строительных грузоподъ­емных машинах используют в случаях, когда необходимо плавное регулирование скорости двигателя в широком диапазоне с преде­лом регулирования выше 10. Чаще всего это грузоподъемные ме­ханизмы высотных кранов и ходовые приводы кранов с пневмоко-лесным ходовым оборудованием.

Крановые и металлургические асинхронные двигатели переменно­го тока рассчитаны на работу при температуре окружающего возду­ха до +40 °С с ПВ = 40%. По способу монтажа двигатели различают:

на лапах для крепления к полу;

фланцевые или на лапах с вертикальным валом;

фланцевые или на лапах с горизонтальным валом;

фланцевые с вертикальным расположением вала.

По заказу могут изготавливаться двигатели с двумя одинаковыми концами вала. Также применяют встраиваемые двигатели, не имею­щие собственных станины, подшипниковых щитов и вала, а исполь­зующие корпус, подшипниковые узлы и вал приводимого агрегата.

честву раздаточных патрубков. Чем выше давление и/или подача воздуха, тем более мощный инструмент может использоваться. Число раздаточных патрубков соответствует числу рабочих постов, одновременно снабжаемых сжатым воздухом. По принципу дей­ствия различают поршневые, ротационные и винтовые компрессо­ры. В поршневом компрессоре используется пара «цилиндр - пор­шень», работающая в двухтактном цикле «наполнение - сжатие». В ротационных компрессорах вращающееся лопастное колесо от­брасывает воздух к периферии камеры, в которой оно вращается, повышая там его давление. В винтовых компрессорах используют­ся два быстро вращающихся архимедовых винта (рис. 2.1) с хоро­шо пригнанными друг к другу винтовыми поверхностями, в зазо­рах между которыми воздух сжимается и выдавливается в напор­ную магистраль. В компрессорах высокого давления воздух может сжиматься дважды (двухступенчатое сжатие) и трижды (трехсту­пенчатое сжатие), но в большинстве строительных компрессоров используется одноступенчатая схема сжатия воздуха.

Современные пневмокомпрессоры должны оснащаться влаго-поглощающими и пылезащитными устройствами, снижающими влажность и запыленность сжимаемого воздуха. При сжатии не­подготовленного воздуха частицы пыли смешиваются с водяным паром, парами горюче-смазочных материалов, продуктами сгора­ния топлива, конденсированной влагой, окалиной и ржавчиной. При этом в компрессоре, воздуховодах и ресивере образуется аб­разивная и химически агрессивная эмульсия, выводящая из строя приборы и инструмент и делающая воздух непригодным для пнев­матических краскопультов. При низких температурах влажный воз­дух вызывает обмерзание инструмента.

2.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ

Существует ряд строительных механизмов и оборудования, при­вод которых непосредственно от двигателей внутреннего сгорания или электродвигателей неудобен или невозможен. Главным обра­зом это относится к ручному строительному инструменту, место и условия применения которого не позволяют рассчитывать на опера­тивное подключение к стационарной электрической сети или возду­ховоду. В таких случаях создается передвижная станция из двигате­ля внутреннего сгорания, пневматического компрессора, маслона-сосного агрегата или электрогенератора, трансформирующих меха­ническую энергию в вид, более удобный для привода инструмента.

Передвижные пневматические компрессоры.Передвижные пнев­матические компрессоры используются для привода ручных отбой­ных молотков, перфораторов, буров, свайных молотов. Компрес­соры подбираются по рабочему давлению, подаче воздуха и коли-

Рис. 2.1. Рабочий орган винтового компрессора:

- патрубок напорной магистрали; 2 - корпус камеры сжатия; 3 - ведомый винт; 4 -ведущий винт

Рис. 2.2. Схема очистки и осушения воздуха на компрессорной станции:

/ - стационарный компрессор; 2 - слив конденсата из ресивера; 3 - ресивер; 4 - фильтр;

5 - микрофильтр; 6 - сепаратор разделения воды и масла; 7 - осушитель

Для очистки воздуха на входе от пыли, водяных паров и других примесей используют адсорбционные осушители, волокнистые, боросиликатные, угольные и керамические фильтры. От конденса­та сжатый воздух очищается с помощью вторичных охладителей, сепараторов и дренажных устройств, позволяющих удалить до 80% конденсата. Охлаждаемый осушитель снижает температуру сжато­го воздуха до 2... 3 °С и позволяет удалить из воздуха остающуюся в нем влагу. Охладители, сепараторы и осушители устанавливают­ся в системе между компрессором и ресивером. Дренажные устрой­ства устанавливаются во всех точках накопления конденсата, вклю­чая ресиверы (рис. 2.2). При выборе компрессора в первую очередь обращают внимание на рабочее давление воздуха, его расход и число раздаточных патрубков (табл. 2.4).

В зависимости от размера передвижные компрессоры монтиру­ются на переносной раме или колесном шасси.

Таблица 2.4 Технические характеристики воздушных компрессоров производства СНГ

Марка	Привод	Подача воздуха, М3/МИН	Рабочее давление, бар	Мощ­ность, кВт	Масса, кг
К-5М	Бензиновый	0,63	1,0	6,6
ПКС-3.5А	Электрический	3,50	7,0	30,0
ПКСД-3,5А	Дизельный	3,50	7,0	44,0
ПКС-5.25А	Электрический	5,25	7,0	37,0
ПКС-5.25Д	Дизельный	5,25	7,8	36,8
ЗИФ-ПВ-5М	То же	5,40	7,0	44,0
ПР-8	»	6,30	7,9	58,8
ПВ-10/8М-1	»	11,2	6,8
ПР-12	»	12,0	7,8	114,0

Передвижные маслонасосные агрегаты.Передвижные маслона-сосные агрегаты, как и передвижные компрессоры, используются для привода ручного строительного инструмента. К их преимуще­ствам перед компрессорами можно отнести: меньшую массу и га­бариты агрегата и инструмента; более тонкие и гибкие шланги; меньшую шумность работы агрегата и инструмента; работоспособ­ность при отрицательных температурах; топливную экономичность. Это достигнуто благодаря большему рабочему давлению, отсут­ствию шума сжатого воздуха при дросселировании, отсутствию во­дяных паров, замерзающих при расширении сжатого воздуха, мень­шим затратам мощности на привод. Еще одним важным преиму­ществом является широкий шлейф инструмента, выпускаемого для таких установок. Кроме привычных отбойных молотков и перфо­раторов можно использовать отрезные дисковые пилы, водопог-ружные насосы, строительные дрели и буры. Рабочее давление ин­струмента подобрано так, чтобы он мог подключаться и к разда­точным патрубкам гидросистем строительных и дорожных машин. Среди недостатков наиболее существенны экологическая агрессив­ность рабочей жидкости, удвоенное число шлангов (необходима сливная магистраль), более высокая стоимость эксплуатации.

Передвижные маслонасосные агрегаты монтируются на рамах с полозьями и приспособлены для ручной переноски, что не пред­ставляет труда благодаря их небольшой массе.

Автономные электростанции.Автономные электростанции пред­назначены:

для привода электрифицированного инструмента и строитель­ного оборудования;

освещения места работ;

использования в качестве постоянных или аварийных источни­ков электроэнергии в жилых и производственных помещениях, гос­питалях, больницах;

автономного питания систем связи и охранной сигнализации, военных и других объектов.

Автономные передвижные электростанции постоянного тока ис­пользуются для питания сварочных установок, в остальных случа­ях применяются одно- и трехфазные электростанции переменного тока для постоянной или аварийной работы. Электростанции, пред­назначенные для аварийной работы, работают с нагрузкой при­мерно на 10% больше, но не более 1... 1,5 ч через каждые 10 ч. Они могут оборудоваться системами автоматического поддержания температуры двигателя и заряда его аккумуляторов на уровне, не­обходимом для немедленного запуска, и автоматического запуска электростанции при аварии электросети.

Электростанции подбираются по необходимому числу фаз, на­пряжению и частоте тока (для России 50 Гц) и суммарной мощ­ности всех потребителей (табл. 2.5).

Таблица 2.5 Технические характеристики отечественных автономных электростанций

Марка	I --------------------------- Исполнение	1— . Фазы/ Напря-	Мощ­ность	— ' Средняя нара-
Сухая
		жение,	кВт	ботка на	масса, кг
				отказ, ч
БЭА-2А АБ-4	-------- ' ------------------- Переносная	— — — ~^— -^— ^— 1/230	2,0	— — -^— . 300
АД-4 ДЭУ-8 ДЭУ-10 ДЭУ-16 ДЭУ-30 ДЭУ-50 ДЭУ-60 ДЭУ-75 ДЭУ-100 ДЭУ-200 эсд-зо	» » Стационарная » » » » » » » » На пне вмоколе сном	3/400 (230 3/400 (230 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400 3/400	4,0 4,0 8,0 10,0 16,0 30,0 50,0 60,0 75,0 100 200 30,0	300 300 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000	188 150 330 370 450 1100 1650 1700 2340 2750 3850 3440
	прицепе
эсд-юо ЭСД-2Х100 ЭСД-200+30 ЭСД-500	То же » » »	3/400 3/400 3/400 3/400	100,0 00+100 200 + 30 500	1000 1000 1000 1000	9000 12600 15000 16000

В ряде случаев могут выдвигаться дополнительные, более стро­гие, требования к качеству тока (в части колебаний частоты и на­пряжения) и комплектации агрегата (оснащение пневмоколесным прицепом, звукоизолирующим корпусом, отводом, глушением и нейтрализацией выхлопа, дополнительными топливными баками, системами автоматики и т. п.). В зависимости от мощности элект­ростанции могут быть переносными, прицепными пневмоколесны-ми и стационарными.

При выборе автономной электростанции по суммарной мощ­ности вероятных потребителей электроэнергии можно использо­вать формулу

Т

N = Т1 У//V.^HOMЈ?^ar I

•"'ген 'lBpZw\/^v! Si )' (=1

где N_TeH - номинальная мощность выбираемого генератора; г|_вр -коэффициент одновременности включения всех потребителей (в нормальных условиях г|_вр < 0,75); т - общее число потребителей; jV.H°M - номинальная мощность /-го потребителя; Ј,^заг - коэффици­ент загрузки г'-го потребителя, т. е. отношение фактически потреб­ляемой им мощности к номинальной мощности потребителя.