Actionarea Electrica a Motorului

8/16/2019 Actionarea Electrica a Motorului

1/53

MIRCEA MARIAN

ACŢIONAREA ELECTRICĂ A MECANISMULUI DE ÎNCĂRCARE-DESCĂRCARE

1. Destinaţie, regimuri de lucru şi tipurile mecanismelor

navale de încărcare

Vinciurile de încărcare şi macaralele navale sunt destinate, în principal, pentrulucrările de încărcare-descărcare executate la bordul navelor.

În construcţia navelor moderne se urmăreşte creşterea rentabilităţii exploatăriinavei care se obţine în principal prin reducerea duratei de staţionare în porturi pentruoperaţii de încărcare-descărcare şi micşorarea duratei de deplasare între două porturi prin sporirea vitezei de marş. Navele de mărfuri moderne şi cele în perspectivă ajunla viteze de !! "Nd# şi se preconizează, pentru viitor, viteze de $%-$! "Nd#.

&otarea navei cu instalaţii moderne de încărcare-descărcare care să ducă lascurtarea duratei acestor lucrări, constituie calea principală de mărire a eficienţeieconomice a navei, av'ndu-se în vedere că pentru o navă comercială ()$ p'nă la !)$din perioada de exploatare reprezintă durata lucrărilor de încărcare-descărcare.

*ecanismele de încărcare-descărcare se caracterizează prin existenţa unui

număr mare de reimuri de lucru şi funcţionează cu sarcini şi viteze care se repetăciclic. &urata unui ciclu constă din perioadele în care mecanismul funcţionează şidin pauze. &urata pauzelor depinde de rapiditatea prinderii şi desprinderiiîncărcăturii, felului mărfii +laminate, enerale, containere, etc. şi variază în limitefoarte lari. ama de viteze a acestor mecanisme trebuie să fie foarte mare întruc't, pe de o parte, vitezele mari scurtează durata ciclului, iar vitezele mici permitaşezarea fără şocuri a încărcăturii.

e baza datelor referitoare la reimurile de funcţionare ale mecanismelor de

încărcare-descărcare se pot determina caracteristicile optime de viteză şi parametriireimurilor cărora trebuie să le corespundă acţionarea electrică.

*ecanismele navei cu acţionare electrică pentru manevrarea reutăţilor pot ficlasificate după/

(. destinaţie0!. tipul mecanismului de transmisie0$. sistemul de comandă01. după felul curentului.


2/53

MIRCEA MARIAN

(. &upă caracterul operaţiei îndeplinite +destina ieț , se împart în/

• vinciuri de încărcare şi macarale pentru mărfurile enerale, adică mărfuritransportate în pac2ete sau paleţi +baloţi, rulouri, cutii, saci, butoaie şi de asemeneac2erestea, laminate şi mărfuri sub formă de pulberi +cărbune, minereu ş.a.0

• vinciurile de încărcare şi macaralele pentru operaţii speciale/ ridicare şalupe sau bărci de salvare, ridicare scară de bord, remorcare, ridicare traulere, ascensoare etc..!. &upă tipul mecanismului de transmisie se împart în vinciuri de încărcare şimacarale cu transmisie mecanică şi cu transmisie 2idraulică.

$. &upă sistemul de comandă mecanismele navale de încărcare se împart astfel/

• comandă directă prin controler0• comandă prin relee şi contactoare0

• sistem enerator-motor0• sisteme cu tranzistoare de putere, tiristoare sau amplificatoare manetice.1. În funcţie de felul curentului se distin mecanisme de încărcare cu acţionări

electrice de curent continuu şi de curent alternativ.În fiura nr. !.(. este prezentată amplasarea unei instalaţii de încărcare în

prova navei.

Fig. nr. 1. – 3mplasarea i componen a instala iei de încărcare/ș ț ț(-biile, !-coloana, $-urile de maazie, par'ma şi c'rliul de sarcină,

1-vinciurile de încărcare, 4-macaralele.

5ele mai răsp'ndite mecanisme navale de încărcare sunt vinciurile şimacaralele.


3/53

MIRCEA MARIAN

Vinciurile de încărcare

Vinciul de încărcare este cuplat şi cu un vinci de ridicare a biii fără sarcinănecesar stabilirii poziţiei iniţiale a biii. 5ele două vinciuri sunt blocate electric,

astfel înc't nu pot funcţiona simultan.Vinciurile navale moderne se caracterizează prin dimensiuni relativ reduse,

forme simple şi sunt construcţii etanşe la apă.6nele vinciuri, în afara tamburului principal de sarcină, au tambure auxiliare

care pot fi folosite pentru alte manevre, de exemplu pentru ridicarea şi cobor'rea biilor.

7toparea rapidă a vinciului şi fixarea poziţiei sarcinii atunci c'nd motorulelectric de acţionare este oprit, se realizează prin acţionarea automată a fr'nei

electromanetice realizată în cele mai multe cazuri sub forma de fr'nă disc montată pe axul motorului electric.

Vinciul de încărcare cu bii reprezintă o soluţie simplă utilizată frecvent penavele comerciale datorită avantajelor sale comparativ cu alte instalaţii de ridicare, privind/ posibilitatea de supraîncărcare mărită, deservirea unei suprafeţe mai mari, posibilitatea de a funcţiona şi în condiţii de oscilaţii reduse ale navei. 5a dezavantajse poate menţiona durata de timp necesară pentru aducerea biilor în poziţia delucru av'nd în vedere că pe timpul marşului biile se aşează de reulă în poziţie

orizontală în axul navei.

Macaralele de încărcare

În afara vinciurilor de încărcare cu bii, pe nave sunt utilizate şi macarale.*acaralele sunt prevăzute cu mecanisme de ridicare a sarcinii, mecanisme de rotireşi mecanisme de basculare a braţului macaralei pentru modificarea razei de acţiune.8oate aceste mecanisme se pot amplasa at't pe punte c't şi sub punte, iar motoareleelectrice de acţionare se amplasează pe platforma rotitoare a macaralei primindalimentarea prin căi de curent speciale. 8ot ec2ipamentul electric este amplasat pemacara şi cele trei mecanisme pot funcţiona separat sau simultan.

*acaralele prezintă avantajul că, spre deosebire de vinciurile de încărcare cu bii, sunt permanent ata de funcţionare. 9le realizează cicluri de funcţionare maiscurte şi deci productivitate mărită. 7unt de asemenea construcţii compacte realizateetanş la pătrunderea apei. În acelaşi timp prezintă şi unele neajunsuri comparativ cuvinciurile de încărcare, cum ar fi/ posibilitate limitată de supraîncărcare, suprafaţadeservită este mai mică, limitarea lucrului pentru înclinări ale braţului mai mici de 4:sau în condiţii de oscilaţii ale navei.


4/53

MIRCEA MARIAN

;eimurile de funcţionare ale vinciurilor de încărcare sunt în funcţie decaracterul operaţiunilor de încărcare şi de felul sarcinii.


5/53

MIRCEA MARIAN

timp ce vinciul ( eliberează uşor par'ma. &upă deplasarea sarcinii pe orizontală p'nă în dreptul urii de maazie, vinciul ! coboară sarcina în maazie în timp cevinciul ( filează par'ma.

*ecanismelor navale moderne destinate pentru operaţiunile de încărcare-

descărcare li se cere să asiure/ productivitate mare, siuranţă în funcţionare,simplitatea deservirii şi a conducerii, economicitate, reutate şi abarite mici,simplitatea montării.

Productivitatea vinciului de încărcare se apreciază după cantitatea de marfăîncărcată în timp de o oră.

rin siguranţa în funcţionare se înţelee o funcţionare fără întrerupere avinciului de încărcat. entru aceasta este necesar ca instalaţia să funcţioneze siur at't din punct de vedere al dispozitivelor electrice c't şi mecanice.

Deservirea simplă presupune accesul comod la piesele care trebuie observate,relate, curăţite, unse, reparaţii şi înlocuiri simple precum şi o sc2emă electricăsimplă.

rin simplitatea conducerii se înţelee punerea uşoară în funcţiune şi posibilitatea deservirii de către personal fără o calificare deosebită.

Economicitate înseamnă preţ de cost redus, reparaţii cu costuri mici şifuncţionarea instalaţiei de încărcare cu randament ridicat.

Simplitatea montării se asiură prin dispunerea întreii instalaţii pe o placă

comună, astfel înc't să fie montată uşor la bordul navei.În fiura nr. $. este prezentată sc2ema cinematică a vinciului cu transmisiemecanică.

Fig. nr. 3. – 7c2ema cinematică a sarcină a ac ionării vinciuluițde încărcare > descărcare.

*otorul electric +* este cuplat cu axul de intrare al reductorului prin

intermediul unui cuplaj elestic +5.9.. e axul reductorului este dispusă o fr'nă


6/53

MIRCEA MARIAN

electromanetică cu bandă +?.@.. ;eductorul este realizat cu trei trepte cu perec2ide ro i din ate cilindrice.ț ț

6ltima treaptă a reductorului este cuplată cu axul vinciului de încărcare prinintermediul a două perec2i de ro i din ate cilindrice Aț ț 4 i Aș B.

3rborele vinciului fiind întrerupt, decuplarea tamburului de sarcină de latransmisie se face prin cuplajul cu 2iare +5.., ceea ce permite efectuarea demanevre de leare a navei cu ajutorul tamburului de leare +8.=. din babord.

3xul tamburului de sarcină se rote te pe patru laăre, care sunt supuse laș

sarcina determinată de for aț F din par'mă. 5oeficientul de transmisie total alreductorului vinciului, se determină ca produsul coeficien ilor de transmisie alț

treptelor de reduc ieț I , II iș III / B41$!( −−− ⋅⋅= iiii ,

unde/ M

z z

d d i Ω=ΩΩΩ===− (!

(

(

!

(

!!( ,

,$

!

$

1

$

11$ Ω

Ω===−

z

z

d

d i

ML z

z

d

d i Ω=Ω

ΩΩ

===− 11

$

4

B

4

BB4 ,

cu id respectiv i z not'ndu-se diametrul i numărul de din i ale ro ilor din ateș ț ț ț

cilindrice.

(. Viteza un2iulară a tamburului de sarcină "rad)s# se determină din expresia/

med ML Rv ⋅Ω= ,

unde / med ML

R

v=Ω

v - viteza liniară de ridicare sau cobor're a co adei de marfă +se impune, înț

"m)s#0med R - raza medie a tamburului cu par'mă înfă urată, în"m#.ș

!. 5uplul static rezistent s M "Nm# la axul tamburului de sarcină în cazul unei

for e constanteț .ct F = /

maxmax R F M s ⋅= 0 med s R F M med ⋅= 0 minmin R F M s ⋅= ,

unde/ max R - raza tamburului cu întreaa par'mă înfă urată înș n straturi, în"m#0


7/53

MIRCEA MARIAN

med R - raza medie a tamburului cu par'mă înfă urată pe el, în"m#,ș

!

minmax R R Rmed

+=

0

t R R ≅min - raza minimă a înfă urării eală cu raza tamburului de sarcină,șîn"m#.

$. 5uplul static rezistent sr M "Nm# la axul motorului electric creat de for a deț

sarcină .ct F = / RED ML

s

sr i

M M

η η ⋅⋅= max

max

.;eductorul cu roţi dinţate cilindrice are randament ridicat, circa %,C D %,C4 şi

moment de inerţie redus, comparativ cu alte tipuri de reductoare. entru reducereazomotului roţile sunt cu dinţii înclinaţi sau în V. Vinciurile de acest tip seconstruiesc cu raport de transmisie constant sau relabil în două trepte cu ajutorulunui sc2imbător manual de viteză. 9xecutarea transmisiei mecanice cu două treptede relare duce la dublarea numărului treptelor de relare oferită de sc2emaelectrică de comandă, ceea ce face să crească productivitatea vinciului de încărcare.

În fiura nr. 1. este prezentat aspectul eneral al vinciului de încărcare.

Fig. nr. 4. > 3spectul eneral al vinciului de încărcare/(- flanşa motorului electric0 !- reductor0$- tambur de sarcină0

1- tambur de manevră0 4- staţie manetică.

8oate elementele vinciului, inclusiv postul de comandă, sunt montate pe o placă comună pentru a uşura montarea la bordul navei.

7unt folosite de unele firme constructoare şi transmisii mecanice cu şurub melc-roată melcată. 3cest tip de transmisie oferă posibilitatea reducerii reutăţii şi


8/53

MIRCEA MARIAN

abaritelor transmisiei, în sc2imb însă, randamentul acestor transmisii este mai miccomparativ cu randamentul transmisiei cu roţi cilindrice.

În tabelul nr. (. se prezintă c'teva date te2nice ale unor vinciuri de (,4 şi 4 tacţionate cu motor de curent continuu şi cu motor de curent alternativ.

8abel nr.(.Caracteristici tehnice Curent continuu Curent alternativ

5apacitate nominală de încărcare"t#

(,4 $ 4)$ ( (,4 4)$

&iametrul tamburului de sarcină"mm#

$4% 1%% 4%% $4% 1%% 4%%

8ipul reductorului 5u o viteză5u douăviteze

5u o viteză5u douăviteze

;aport de transmisie (4,E4

!$,$1B,!C

C,1B$4 1C,B

4!

4,F4

Viteza nominală de ridicare aîncărcăturii nominale "m)min.#

4F 414,4B

B,$!4E 1C,4

C,4!

1,!C

Viteza maximă de ridicare a unei jumătăţi de încărcătură nominalăraportată la viteza nominală

(,! (,! (,! (,%( (,%( (,%(

Viteza minimă de cobor're aîncărcăturii nominale raportată la

viteza nominală

%,%C

4

%,%44%41,%

%B1,%%,! %,(F %,(F

Viteza maximă de ridicare ac'rliului ol raportată la ceanominală

! ! ! (,%1 (,%1 (,%1

Viteza maximă de cobor're ac'rliului ol raportată la ceanominală

(,E (,E (,B (,%1 (,%1 (,%1

uterea motorului "GH# (E,E $!,$ $!,B !% $! $!Viteza nominală de rotaţie

"rot)min#BE% E1% E1% (1%% (1(% (1((

2. Prevederile societăţilor de clasificare

3leerea tipului motorul electric şi caracteristicile mecanice ale acţionării sedetermină pe baza următorilor factori/ caracteristicile de lucru ale mecanismului deîncărcare, productivitatea, relarea vitezei, caracterul proceselor tranzitorii, felul

curentului pe navă. În continuare se prezintă o analiză a acestor cerinţe.


9/53

MIRCEA MARIAN

sigurarea unei înalte productivităţi este factorul de bază care determinăcaracteristicile acţionării electrice. 6nul din factorii importanţi care conduce lacreşterea productivităţii constă în mărirea vitezei de ridicare a încărcăturiinominale. 5eilalţi factori care conduc la scurtarea ciclului de încărcare şi pe această

cale la creşterea productivităţii, depind de felul încărcăturii şi oranizarea lucrărilor în maazii şi la mal şi nu pot fi influenţaţi de caracteristicile acţionării electrice.

5reşterea vitezei de ridicare conduce la mărirea puterii acţionării electrice acărei valoare este direct proporţională cu viteza de ridicare conform relaţiei decalcul/

[ ]! v"

P

mec

nn

η

⋅

=

în care/ n" - sarcina nominală "N#, nv - viteza nominală"m)sec#, mecη - randamentultransmisiei.

În acelaşi timp productivitatea vinciului nu va creşte proporţional cu creştereavitezei de ridicare. =a viteze mari se măreşte porţiunea de cursă efectuată pe timpulaccelerării şi fr'nării şi, întruc't înălţimea de ridicare a sarcinii nu este mare, vitezamedie va creşte cu puţin.

În cele ce urmează se prezintă modalitatea de aleere a vitezei de manipulare asarcinii mecanismelor navale de încărcare > descărcare. În acest scop se exprimă

timpul total de ridicarea a sarcinii# , în func ie de înăl imeaț ț $ i de viteza de ridicareșv .

I5inematica i dinamica 7.3.9.I, viteza de ridicare a sarcinii variază conformș

raficului din fiura 4. a, în care suprafa a delimitată de curbaț ( )t v cu axa absciselor

reprezintă înăl imea de ridicareț $ .

Fig. nr. 5.a – Varia ia vitezei de ridicare .ț

+(


10/53

MIRCEA MARIAN

8impul total de ridicare a sarcinii este / f t t t # sa ++=

în care / at - reprezintă timpul de accelerare0

f t - reprezintă timpul de fr'nare0

st - reprezintă timpul de ridicare cu viteză constant +reim sta ionar.ț8impul de accelerare depinde de acceleraţia maxim admisă pentru deplasarea

sarcinii în siuranţă % g a, care de obicei variază în limitele

[ ]!)$4,%!,% sm g a ÷=5onsider'nd mişcarea uniform accelerată se calculează durata accelerării,

%, %% =⋅=⋅+= vt g t g vv aaaa

i in'nd cont de rela ia +!.$. se ob ineș ț ț ț /v

g

vt

a

a 1==

unde / [ ] [ ]!! )

1

()!4,% sm sm g a =≅

.Înăl imea parcursă de sarcină în perioadele de reim tranzitoriu de accelerareț

i fr'nare este /ș

( ) f a f at

t t v

$ $ $

+=+= ! .5onsider'nd pentru simplificare că timpul de fr'nare este de două ori mai mic

dec't cel de accelerare, se ob ineț /

aa

at t vt

t v

$ ⋅⋅=

+=

1

$

!!

i in'nd cont de rela ia +4., rezultă /ș ț ț

!$11

$vvv $ t =⋅⋅=

&Înăl imea de ridicarea a sarciniiț pt

$ $ $ +=, în care p

$ reprezintă spa iulț

parcurs în reim permanent cu viteză constantă .ct v = .

;ezultă/ st p t v $ $ $ ⋅=−=

, de unde /

v

v $

v

$ $ t t s

!$−=−=

Jntroduc'nd at , calculat cu rela ia +!.4.,ț !

a f

t t =

iș st calculat cu rela ia +C.ț ,în rela ia +!. se ob ine /ț ț

+!

+$

+1

+4

+B

+E

+C


11/53

MIRCEA MARIAN

vv

$ v

v

v $ # $1

!

$$ ! +=⋅+−=

&in +F. rezultă că # admite un minim pentru o viteză optimă optimv

la care/

%$%!

%

=+−⇒=∂∂

v $

v#

, de unde rezultă că / $ $

voptim =. Jntroduc'nd optim

vîn rela iaț

+F., rezultă/ $ # $!min = .

În cazul [ ]m $ F= , rezultă

== s

mvoptim

E$,($

, respectiv

[ ] s# 1,(%$BF$!min ≅=⋅= .

În fiura nr.4. b sunt prezentate curbele ( )v f # = construite pe baza rela ieiț+F. pentru înăl imile de ridicare cele mai posibile de (% "m# i E "m#.ț ș

Fig. nr. 5.b) – 5urbele ( )v f # = pentru K L (% "m# şi E "m#.

&in fiura nr. 4 se observă că pentru viteze de (,! D ! "m)s# +în funcţie deînălţimea de ridicare timpul de ridicare răm'ne practic constant.

;ezultă că la creşterea vitezei peste ( D (,! "m)s# nu se obţine reducereatimpului de ridicare în sc2imb se măreşte foarte mult puterea acţionării electrice,care, aşa cum am menţionat, este direct proporţională cu viteza. &e remarcat că practica confirmă aceste concluzii. 5a urmare, pentru înălţimi medii, p'nă la (% m,viteza nominală de ridicare a sarcinii nominale adoptată de cele mai multe firmeconstructoare este de %,E4 ÷ %,F! "m)s# +14 ÷ 44 "m)min#, iar pentru înălţimi mai

mari, de (,!4 "m)s# +C4 "m)min#. În practică se înt'lnesc uneori şi viteze de ! "m)s#+(!% "m)min#.

+F


12/53

MIRCEA MARIAN

Reglarea în limite largi a vitezei& Întruc't puterea motorului electric este

determinată în funcţie de viteza nominală de ridicare, nv % a sarcinii nominale, n" % pentru utilizarea c't mai completă a puterii motorului şi pentru scurtarea duratei

ciclului de încărcare-descărcare se recomandă ridicarea c'rliului ol sau cusarcină redusă, cu o viteză mai mare dec't cea corespunzătoare sarcinii nominale.7e pot admite în aceste cazuri şi acceleraţii mai mari dec't la funcţionareanominală.

entru a asiura creşterea automată a vitezei la funcţionarea în ol sau cusarcină mică şi în acelaşi timp pentru a simplifica sc2ema de comandă este necesar să se utilizeze motoare electrice a căror turaţie să crească automat la reducereasarcinii.

În practica lucrului cu instalaţiile de încărcat, viteza de ridicare şi cobor're ac'rliului ol nu poate fi mărită peste o anumită limită, exist'nd riscul slăbirii par'mei de tracţiune pe toba vinciului şi încurcarea acesteia, motiv din care, viteza

de ridicare şi cobor're a c'rliului ol %v se adoptă în limitele ( ) nvv ⋅÷= 1$% .3numite societă i enleze +de exemplu firma 5larGe 52apmann admit mărireaț

acestei viteze p'nă la de 4DB ori în raport cu viteza nominală.;elarea vitezei vinciului este solicitată şi pentru cobor'rea încărcăturilor.

entru o serie de mărfuri +laminate, mărfuri în saci viteza mare de cobor're nu este

dăunătoare. 7unt însă şi alte mărfuri +aparate, obiecte din sticlă sau ceramică carenecesită limitarea vitezei de cobor're. &e asemenea pentru aşezarea fără şocuri,îndeosebi atunci c'nd marea este aitată, este necesară micşorarea vitezei decobor're. În practica exploatării s-a constatat că viteza de a ezare a sarcinii pentrușo depozitare normală a acesteia este cuprinsă în limitele %,(÷%,!4 "m)s#.

Vitezele relative ale acţionării vinciului pe durata operaţiunilor de încărcare-descărcare în funcţie de valoarea vitezei nominale se înscriu de reulă în limitele/

• viteza de ridicare a sarcinii normale/ n

v

• viteza de ridicare a jumătăţii de sarcină nominală/ ( ) nv⋅÷ E,(4,( • viteza de ridicare a c'rliului ol/ ( ) nv⋅÷ 4,$$• viteza de cobor're a sarcinii nominale, sarcinii parţiale

şi c'rliul ol/ ( ) nv⋅÷ 4,!!

• viteza de a ezare a sarcinii/șnv⋅

÷

$

(

4

(

Reducerea duratei regimului tranzitoriu& &eoarece înălţimile de ridicare şi

cobor're a încărcăturilor sunt relativ mici, durata reimului tranzitoriu deaccelerare şi fr'nare constituie o mare parte din timpul de lucru al vinciului.


13/53

MIRCEA MARIAN

;eimul de lucru fiind un serviciu intermitent periodic +7$ este însoţit denumeroase porniri şi opriri, p'nă la 4%% de conectări pe oră şi c2iar mai multe înunele cazuri.

Jnfluenţa reimului tranzitoriu al acţionării se analizează din două puncte de

vedere/• influenţa curenţilor de pornire şi fr'nare asupra reţelei electrice de la bordul

navei0

• durata accelerării şi fr'nării sistemului.entru micşorarea duratei proceselor tranzitorii , propor ionale cu constantaț

electromecanică de timp/ ' '

M

n"D# (

!

$E4⋅=

%şi scurtarea pe această cale a ciclului de

lucru al vinciului este necesar/• să se mărească cuplul de pornire al motorului0

• să se micşoreze moment de volant,!

"D , al motorul electric.

uterea surselor de enerie electrică la bordul navei av'nd o valoare relativredusă se impune ca valoarea curentului de pornire pentru motorul electric deacţionare să nu depăşească anumite limite.

Valoarea cuplului de pornire pentru motoarele asincrone corespunde datelor din cataloul firmelor constructoare.

*otoarele electrice cu viteză mare au abarite, reutăţi şi momente de volantmai mici dar necesită pentru acţionarea vinciului mecanisme cu raport detransmisie mare, ceea ce conduce la creşterea reutăţii şi a momentelor de inerţie pe partea de transmisie mecanică. &e asemenea, creşterea raportului de transmisieare ca urmare reducerea randamentului transmisiei.

*otoarele electrice cu viteză mică necesită rapoarte de transmisii mai mici însc2imb au abarite, reutăţi şi momente de volant mai mari.

&in considerentele expuse mai sus se recomandă ca soluţii optime folosirea

motoarelor de curent alternativ cu turaţia sincronă de (4%% "rot)min#, iar în cazulcurentului continuu cu turaţia p'nă la (E%% "rot)min#.

Stadiul actual şi direcţii de dezvoltare

5onstrucţia navelor moderne electrificate în curent alternativ a impulsionatdezvoltarea instalaţiilor navale de ridicat. 3ceste instalaţii sunt alimentate în curentalternativ şi asiură productivitate înaltă prin rapiditatea operaţiilor de încărcare-

descărcare şi micşorarea pe această cale a duratei de staţionare a navei în porturi.


14/53

MIRCEA MARIAN

9xistă două tendinţe de dezvoltare a acţionărilor electrice pentru instalaţiile deîncărcare. 6na din ele priveşte folosirea nemijlocită a motoarelor de curentalternativ care asiură simplitate, siuranţă şi condiţii uşoare de exploatare dar necesită în sc2imb luarea unor măsuri speciale pentru obţinerea caracteristicilor

optime de funcţionare.3 doua direcţie constă în păstrarea în calitate de motor de execuţie a motorului de

curent continuu cu posibilităţile lui înalte de relare şi caracteristici perfect adaptate pentru condiţiile de lucru ale instalaţiilor de încărcare. În acest scop se creează unsistem separat de alimentare de la reţeaua navei.

?iecare din aceste direcţii oferă la r'ndul lor multe posibilităţi practice derezolvare care sunt aplicate în diferite ţări de către firmele constructoare.

În continuare se prezintă principalele tipuri de acţionări înt'lnite mai frecvent la

bordul navelor.

Sisteme cu motor de execuţie de curent alternativ

cţionarea electrică cu motor asincron în scurtcircuit

entru acţionarea instalaţiilor de încărcare se folosesc motoare asincrone înscurtcircuit cu mai multe viteze, av'nd înfăşurări cu comutarea numărului de polisau înfăşurări independente cu numere de poli diferite. 7e preferă motoarele

asincrone în scurtcircuit cu alunecare mărită.*otoarele asincrone în scurtcircuit cu pornire prin conectare directă la reţea,

au curentul de pornire mare, ( ) n p I I ⋅÷= 44,$ şi av'nd în vedere puterea mare a

acestor motoare, în cazul acţionării instalaţiilor de încărcare, se impun măsurispeciale pentru eneratoarele sincrone din centrala electrică a navei care să ofere posibilitatea funcţionării stabile la şocuri mari de curenţi în reţea şi restabilirearapidă a tensiunii nominale.

rimele succese în folosirea motoarelor asincrone în scurtcircuit pentru

acţionarea instalaţiilor navale de încărcare au fost obţinute de firma 7iemens care arealizat seria de vinciuri de $D4 tone ec2ipate cu motor asincron în scurtcircuit

av'nd trei trepte de viteze, corespunzătoare pentru numerele de poli $!)C)1! = p &În prezent motoarele asincrone cu mai multe viteze cunosc o lară răsp'ndire

pentru acţionarea electrică a vinciurilor şi macaralelor. 7e preferă în cele mai multecazuri motorul cu trei trepte de viteză pentru acţionarea mecanismului de ridicare areutăţilor. entru acţionarea mecanismelor de basculare a braţului şi de rotire sefolosesc motoare asincrone în scurtcircuit cu două trepte de viteză.

*otoarele asincrone cu trei viteze realizate de unele firme sunt construite cudouă statoare şi rotoare independente asamblate împreună. 6nul din statoare are


15/53

MIRCEA MARIAN

două înfăşurări corespunzătoare vitezelor de valoare medie şi mare. *otoarele din

seria Π M iș 3@@ prezentate în anexele (.B au un sinur rotor şi stator. e stator sunt două înfăşurări din care una este comutabilă şi asiură vitezele de valoaremedie şi mică. 9xistă de asemenea şi variante cu trei înfăşurări independente

montate pe acelaşi stator.În cazurile frecvente, motoarele asincrone asiură funcţionarea pentru sarcina

nominală pe cele trei trepte, la cuplu constant. În funcţie de turaţie, puterea arevariaţii mari pentru acest reim de funcţionare, cu consecinţe asupra reţeleielectrice de bord.

6nele firme din ţări ca Maponia, ermania practică folosirea motoarelor cu putere constantă pe treptele de relare a turaţiei. În acest caz ridicarea sarciniinominale se face numai cu viteza medie. Viteză superioară se foloseşte pentru

sarcini mai mici dec't !(

din sarcina nominală. entru astfel de acţionări se reducşocurile de curenţi în reţea şi se asiură o funcţionare în condiţii optime a centraleielectrice de la bord.

ractica funcţionării vinciurilor şi a macaralelor acţionate cu motoare

asincrone în scurtcircuit recomandă folosirea numărului de poli $!)C)1! = p sau!C)C)1! = p ca fiind optimă pentru efectuarea lucrărilor de încărcare în siuranţă

şi cu productivitate sporită.9xistă însă şi produse ale unor firme care folosesc alte combinaţii ale

numărului de poli.7istemul de acţionare electrică a vinciurilor de încărcat şi macaralelor cu motor

asincron cu rotor în scurtcircuit este lar răsp'ndit şi folosit în prezent de toatefirmele constructoare, îndeosebi pentru sarcini mici şi medii, p'nă la 4 "tone#.

entru îmbunătăţirea performanţelor şi eliminarea tabloului de comandă,sistemele de acţionare electrică moderne prevăd utilizarea unui motor asincron, cu

rotorul în scurtcircuit cu o sinură înfăşurare statorică, a cărui viteză de rotaţie semodifică cu ajutorul unui convertor static de frecvenţă cu comandă vectorială directăîn cuplu şi flux +(&)&D&(&F&

cţionarea electro*idraulică 3re, de asemenea, o lară dezvoltare şi răsp'ndire. entru acest tip de

acţionare se foloseşte motorul asincron în scurtcircuit cu o sinură viteză. 5omandarelării se face pe partea de transmisie 2idraulică.

3cest sistem se compune din electropompă şi motorul 2idraulic cudispozitivele de relare necesare.


16/53

MIRCEA MARIAN

5aracteristicile mecanice sunt riide, dar datorită relării cu uşurinţă pot fiobţinute în număr foarte mare pentru diferite nivele de viteză.

entru obţinerea automată a unei caracteristici moi a acţionării se foloseşte decătre unele firme leătura inversă ceea ce permite trecerea automată de pe o

caracteristică pe alta în funcţie de sarcină. &e exemplu, vinciul 2idraulic realizat defirma ampnael +ermania asiură 4 trepte de viteză la modificarea sarcinii deridicare de la valoarea nominală p'nă la !%O din sarcina nominală.

7unt realizate şi se află în exploatare la nave, instalaţii de acţionări electro-2idraulice pentru uzul eneral de $,!DC "tone# care asiură viteze de ridicare de 44D!C"m)min#precum şi instalaţii de puteri mari, (! "tone# sau !4 "tone#, cu posibilităţi decomandă de la distanţă din oricare punct de pe puntea navei.

Diagramele de sarcină ale mecanismelor de încărcare – descărcare

;eimurile de lucru ale motorului electric de acţionare sunt determinate decondiţiile de lucru ale vinciului de încărcare, care la r'ndul lor sunt dependente decaracterul prelucrării sarcinii şi procedeele folosite pentru încărcare.

Funcţionarea cu un singur vinci. entru primirea încărcăturii de la mal sau dela o altă navă acostată în bord, aceasta, după ce a fost leată la c'rliul vinciului,este ridicată, transferată deasupra c2epenului, cobor'tă în cală, după care se desfac

leăturile de prindere şi c'rliul ol execută cursa inversă.raficul cuplurilor de sarcină la axul motorului, pe durata unui ciclu de

manevrare a încărcăturii este prezentat în fiura nr. B.

Fig. nr. . – raficul cuplurilor de sarcină la axul motorului pe durata unui ciclu de manevrare a încărcăturii.


17/53

MIRCEA MARIAN

În fiura nr. B, ( M % ! M % $ M % 1 M reprezintă cuplurile de sarcină aplicate laaxul motorului electric, corespunzătoare pentru ridicarea încărcăturii, cobor'rea

încărcăturii, ridicarea c'rliului ol şi cobor'rea c'rliului ol. # reprezintă duratatotală a ciclului0 (t % !t % $t % 1t - timpii de lucru cu cuplurile respective ( M % ! M % $ M %

1 M + %(

t - timpul de rotire al vinciului pentru deplasarea sarcinii pe orizontală de la

locul de ridicare p'nă deasupra c2epenului0 %!t - timpul necesar pentru eliberarea

de leături a încărcăturii0 %$t - timpul de rotire al vinciului pentru deplasarea peorizontală a c'rliului ol din dreptul c2epenului, în afara bordului, p'nă la locul

în care se află încărcătura0 %1t - timpul necesar pentru learea încărcăturii.entru reducerea timpului de încărcare a navei se poate lucra consecutiv cu

două vinciuri la acelaşi c2epen. În fiura nr. E se prezintă raficul lucruluiconsecutiv a două vinciuri.

În acest reim de lucru, pentru fiecare din cele două vinciuri, momentele statice şitimpii de lucru şi de pauză sunt aceleaşi ca în cazul precedent.

Fig. nr. !. – raficul lucrului consecutiv a două vinciuri.

. Funcţionarea cu două vinciuri cuplate la un singur c,rlig&


18/53

MIRCEA MARIAN

raficul de lucru pentru funcţionarea împreună a celor două vinciuri este prezentat în fiura nr. C.

Fig. nr. ". – raficul funcţionării împreună a două vinciuri.

Notaţiile folosite în fiura nr. C reprezintă/ (t - timpul de ridicare a încărcăturii decătre primul vinci +al doilea lucrează în ol şi îşi recuperează din par'ma de tracţiune0

!t - timpul de transferare a sarcinii de la mal p'nă deasupra locului c2epenului,efectuată de al doilea vinci care trae +primul vinci filează par'ma, încărcătura trece

treptat de la primul vinci la al doilea vinci0 $t - timpul cobor'rii încărcăturii în cală de

către al doilea vinci +primul vinci lucrează în ol0 %$t - timpul eliberării leăturilor

încărcăturii0 1t > timpul ridicării c'rliului ol de către vinciul doi +primul vinci

recuperează fără efort propria par'mă0 4t - timpul transferării c'rliului ol de la navă

la mal de către vinciul ( +vinciul ! filează par'ma0 Bt - timpul de cobor're al

c'rliului ol de către primul vinci +al doilea vinci filează par'ma proprie0 %Bt - timpulde leare a încărcăturii.

3naliza raficelor de lucru a vinciurilor de încărcare arată că reimurilor delucru le corespund un număr mare de porniri şi opriri şi de asemenea că în cea maimare parte din durata unui ciclu motorul lucrează în reim de mers în ol.

5alculul vinciului de încărcare se face pentru reimul cel mai reu, în carelucrează un sinur vinci.

3tunci c'nd lucrează două vinciuri cuplate la acelaşi c'rli, reimul de lucru al

unui vinci este mai uşor întruc't sarcina pe durata unui ciclu se mută de la un vincila celălalt.


19/53

MIRCEA MARIAN

entru funcţionarea cu un sinur vinci durata relativă de funcţionare este/

O(%%O ⋅=#

t D

în care/1$!( t t t t t +++=, reprezintă timpul de lucru în cadrul ciclului cu durata

totală # +cf. fi. nr.B.;eimurile de funcţionare ale vinciurilor de încărcare şi macaralelor sunt

asiurate de motoare electrice cu serviciul intermitent de funcţionare cu O!4= D

pentru reim uşor de lucru, sau cu O1%= D pentru reim reu de lucru + $S .entru unele vinciuri, la care ciclurile nu se repetă, de exemplu vinciurile

pentru ridicarea şalupelor, bărcilor de salvare sau scara de bord, motorul electric de

acţionare se alee din cateoria celor cu funcţionare de scurtă durată + !S .

entru construc ia diaramei reale +exacteț ( )t I sau ( )t M este necesarădeterminarea timpilor de accelerare, fr'nare i reim sta ionar pentru cele patruș țetape ale ciclului de încărcare > descărcare a navei conform diaramei de sarcinisimplificată din fiura nr.B. 3cest lucru se realizează cu ajutorul ecua ieițfundamentale a mi cării aplicate fiecăreia din cele patru etape componente aleșciclului de lucru.

În perioada de funcţionare a vinciului, de exemplu la ridicarea încărcăturii,timpul t . se compune din/

f sa t t t t (((( ++=

în care/ at ( - este timpul de accelerare0 st ( - timpul de funcţionare în reim staţionar

cu viteză constantă0 f t ( - timpul de fr'nare.

În acelaşi mod se calculează şi celelalte durate de funcţionare/ !t % $t şi 1t &În fiura nr. F se prezintă raficul de variaţie a vitezei în funcţie de timp la

ridicarea încărcăturii.

Fig. nr. #. – raficul ( )t f v = la ridicarea încărcăturii.

+(%

+((


20/53

MIRCEA MARIAN

entru construcţia raficului din fiura nr.F. s-a aproximat că în perioadeletranzitorii de accelerare şi de fr'nare variaţia vitezei este liniară.

7uprafaţa trapezului din fiura nr.F reprezintă înălţimea de ridicare $ .

&in rafic rezultă/

s f sa t v $ t v

t vt v

$ (((((

((((

!!⋅+=+⋅+⋅=

Înălţimea parcursă pe duratele accelerării şi fr'nării este/

[ ]mt t v

$ f a

B%!

((((

+⋅=

unde/

[ ]min(( mi

n Dv #

⋅⋅= π

-reprezintă viteza de ridicare a sarcinii în reim

sta ionar0ț [ ]m D# > diametrul tamburului de sarcină0

i > raportul de transmisie a reductorului0

[ ]min( rot n > viteza de rota ie a motorului electric.ț&in relaţiile +(! şi +($ rezultă timpul de funcţionare în reim staţionar/

[ ] sv

$ $ t s B%

(

(( ⋅

−=

&urata reimurilor tranzitorii de accelerare at ( şi de fr'nare f t ( se deduc dinecuaţia fundamentală a mişcării. &in aceasta rezultă/

s

e

M M

dn"Ddt

−⋅=

$E4

!

5onsider'nd constante cuplurile M şi s M în perioada reimului de accelerare

şi inter'nd ecuaţia în limitele de la starea iniţială %=t , %=in la starea finală

considerată la terminarea perioadei de accelerare, at t (= % (nn f = % rezultă pentrutimpul de accelerare expresia/

d

ea

M

n"Dt

(

(!

($E4

⋅=,unde/ [ ] 0m M M M s pd −=( .

roced'nd în acelaşi mod se determină şi timpul de fr'nare, sc2imb'ndu-sedatele iniţiale.

8impii deplasării pe orizontală a încărcăturii, %(t şi a c'rliului ol, %$t % se pot

determina lu'nd în considerare viteza un2iulară de rotire sau viteza lineară dedeplasare pe orizontală.

+(!

+($

+!.(1

+(4

+(B


21/53

MIRCEA MARIAN

În primul caz rotirea se execută de obicei cu viteza un2iulară

( )[ ] srad (CB÷=Ω % pentru un2iuri maxime%% (C%(!% ÷=β & *ărimea un2iului

de rotire depinde de locul de dispunere al vinciului sau macaralei pe punte faţă de

c2epenuri.În al doilea caz, pe baza datelor de exploatare se adoptă pentru viteza lineară dedeplasare pe orizontală valorile/ %,B "m)s# pentru deplasarea cu încărcătură şi ( "m)s# pentru deplasarea c'rliului ol. &istanţa de deplasare pe orizontală se consideră, în

funcţie de dimensiunile navei, [ ]m 1l ⋅= E4,% ,

în care/ [ ]m 1 - lăţimea navei.5u aceste valori şi lu'nd în considerare şi duratele de accelerare şi fr'nare, pentru

timpii de deplasare pe orizontală, rezultă/

• deplasarea cu încărcătură, ( )[ ] s 1t 4!4,(%( += +

• deplasarea c'rliului ol, ( )[ ] s 1t !E4,%%$ += &

8impul de dezleare a sarcinii, %!t şi timpul de leare a sarcinii, %1t , nu pot fideterminaţi din datele acţionării vinciurilor sau macaralelor. 3ceşti timpi depind deoranizarea lucrului, mijloacele de mică mecanizare şi numărul persoanelor care participă la aceste operaţiuni, precum şi de felul mărfurilor. 8impii acestor

operaţiuni se determină practic prin cronometrare pentru mai multe situaţiiconcrete.entru mărfurile enerale, suma timpilor de leare şi dezleare a încărcăturii,

determinată experimental, reprezintă/ ( )[ ] st t (!%C%%1%! ÷=+ &

legerea puterii motorului electric de acţionare.

3leerea puterii motorului electric de acţionare a instalaţiei de încărcare >

descărcare se efectuează în funcţie de datele stabilite iniţial.7e consideră cunoscute sarcina nominală, viteză nominală de ridicare şi

celelalte date enumerate în exemplul de calcul, iar mecanismul de transmisie a fostales în prealabil.

În cazul motorului de acţionare a vinciului de încPrcare > descPrcare cu bii de

marfP, a cPrei diaramP simplificată de sarcinP ( )t f M = este prezentatP în fiuranr. B., se procedeazP astfel/

(. e baza datelor te2nice ale mecanismului se determinP puterea staticP de ridicare a

sarcinii nominale, funcţie de care se face aleerea preliminarP a motorului deacţionare din cataloul de motoare destinate serviciului intermitent, corespunzPtor


22/53

MIRCEA MARIAN

unei durate relative de acţionare O1%= D în cazul unui reim de lucru intens,

respectiv O!4= D în cazul unui reim de lucru uşor0!. entru motorul electric ales din catalo se calculeazP caracteristica mecanicP

naturalP ( ) M f n = pentru treapta de bază +a-JJJ-a0$. 7e calculeazP sub formP tabelarP şi se construieşte diarama reală de sarcinP a

motorului lu'ndu-se în considerare şi procesele tranzitorii01. 7e verificP motorul electric ales din punct de vedere al productivitPţii impuse04. 7e verificP motorul electric ales la încPlzire prin metoda cuplului sau curentului

ec2ivalent.

7arcina nominală+masa +se impune [ ]t 2n $=

*asa c'rliului ol +se alee [ ]'g 3 B%=

&iametrul de calcul al tamburului +se alee [ ]m D# 4,%=

;andamentul total al mecanismului +s-a calculat C,%= 0 η

5oeficientul de transmisie total +se alee 11=i

Viteza de ridicare a sarcinii nominale +se alee

=min

4% m

vn

Viteza de aşezare a sarcinii nominale +se adoptă ≤ minC m

va

Înălţimea de ridicare +depinde de navă [ ]m $ (4=

Numărul de cicluri impuse intr-o oră (4= 4

7ursa de alimentare [ ] [ ] $z ) 4%0$C%$× .

A. Alegerea preliminară a motorului electric

(. 5uplul static la axul motorului electric la ridicarea sarcinii nominale/

( ) [ ] 0mi

D32 g M 0

# 0 !%,!($!C,%11

4,%B%$%%%+C(,F

!( =⋅⋅

⋅+=⋅⋅

⋅+=η

!. 5uplul static la axul motorului electric la cobor'rea sarcinii nominale/

( )[ ] 0m

i

D32 g M

0

# 0 F%,(!EC,%

(!+

11!

4,%B%$%%%+C(,F(!

!! =−⋅⋅

⋅+=

−⋅

⋅⋅+

=η

$. 8uraţia la arborele motorului electric, pe treapta de turaţie ridicată, necesară pentru asiurarea vitezei impuse de ridicarea sarcinii nominale.

[ ]min(1%%4,%(1,$114% rot

Divn#

n =⋅⋅=⋅ ⋅= π


23/53

MIRCEA MARIAN

în care/ [ ]minmvn .1. 8uraţia la arborele motorului electric, pe treapta de turaţie cobor'tă,

necesară pentru asiurarea vitezei impuse de aşezare a sarcinii.

[ ]min!114,%(1,$11C rot

Divn#

aa =⋅⋅=⋅ ⋅= π [ ]

min!114,%(1,$

11C rot Di) n#

aa =⋅⋅=⋅ ⋅= π

în care/ [ ]minmva .4. uterea de calcul la ridicarea sarcinii nominale pe treapta de turaţie ridicată/

[ ]'! n M

P !4,$(F44%

(1%%!,!($

F44%

(( =

⋅=

⋅=

B. uterea de calcul la cobor'rea sarcinii nominale pe treapta de turaţiecobor'tă/

[ ]'! n M

P a %,$F44%

!11F,(!E

F44%

!! =

⋅=⋅=

E. 7e alee un motor asincron de tip !1)(!)1B((−−Π M , cu trei trepte deviteză cu rotorul în scurtcircuit, av'nd trei înfăşurări statorice distincte înconexiunea stea, ai cărui parametrii nominali, indicaţi în tabelul nr.!. satisfaccondi iile/ț

P P 0III (≥ respectiv nn 0III ≥

P P 0I !≥ respectiv nn a 0I ≥5uplul nominal al motorului pe treapta a treia de viteză va fi/

[ ] 0mn

P M

0

0 0 FB,!(!

(1$4

$!F44%F44% =⋅=⋅=

în care/ [ ]'! P n % iar [ ]minrot n 0 &5aracteristica mecanică naturală corespunzătoare treptei de turaţie ridicată,

luată din catalo, se prezintă în fiura nr. (%.


24/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 1$. – 5aracteristica mecanică naturalăcorespunzătoare treptei de turaţie ridicată.

8abel nr. !.

%arametrii motorului&rea'ta de vite(

* ** ***

Numărul de poli p! !1 (! 1

uterea nominală [ ]'! P n 4 ($ $!

8uraţia nominală [ ]minrot n 0 (F4 1$% (1$4

5urentul nominal [ ] I 0 ( 4( $C,4 4F

5urentul de pornire [ ] I p E% ((4 1E%

5uplul critic [ ] 0m M ' 4!% 4CC C(1

5uplul de pornire[ ] 0m M p 4!% 4BF B(C

;andamentul nominal 0 η %,$$ %,BC %,CE

?actorul de putere ϕ cos %,14 %,E4 %,F4&urata relativă de acţionare

[ ]O D(4 !4 1%

*omentul de volant!! 0m"D M 44,$


25/53

MIRCEA MARIAN

8ensiunea nominală [ ]) 5 0 ( $C%

radul de protecţie J 4B

B. Calculul diagramei reale de sarcină+ ( )t f I =

1.&Ridicarea sarcinii nominale

C. *omentul de volant ec2ivalent raportat la arborele motorului electric seobţine în baza relaţiei/

[ ]!!

0msv

m 6 6 M e

Ω+⋅=σ

,

în care/ $,((,( ÷=σ .

Înmul ind rela ia anterioară cuț ț g 1 vom ob ine relaţiile se obţineț :

( ) [ ]!!

!!

!1 0m

n

v32 g "D"D n 0 M e

⋅+⋅+⋅=

π σ

,

unde/ [ ]minmvn şi [ ]minrot n .;ezultă deci/

( ) [ ]!!

! %B,E%(1$4(1,$!

4%B%$%%%C(,F1$,44!,( 0m"De =

⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅=

0

unde/[ ]min(1$4 rot nn

0 III ==

.F. 5uplul dinamic la accelerare/

[ ] 0m M M M pd C%,1%1!%,!($B(C(( =−=−=

(%. 8impul de accelerare +pornire/

[ ] s

M

n"Dt

d

e

a E%,%

$E4

(1$!

$E4

%B.E%

$E4 (

(

!

( =⋅=⋅=

unde/ turaţia [ ]min(1$!( rot n = se citeşte din caracteristica mecanică naturală( ) M f n = corespunzătoare cuplului/ [ ] 0m M !%,!($( = , sau se calculează cu

rela ia/ț

( )(%( ( snn −= , unde /( )

(

(

!

((( 0( M

M s s ' ' =−−= α α α

respectiv ( ) 0 ' 0 '

M

M s s =−+= λ λ λ ,(

!

.


26/53

MIRCEA MARIAN

((. *otorul ales este prevăzut cu fr'nă electromanetică de tip 8*8-B, av'nd

[ ] 0m M f 11(=

(!. ierderile constante ale motorului se determină din condiţia ca la sarcină

nominală, pierderile constante ' p să fie eale cu cele variabile v p

[ ]'! P

p 0

0 ' 1,!(

CE.%

(

!

$!(

(

!=

−=

−=

η

($. 5uplul de fr'nare +pierderi determinate de pierderile constante din motor/

[ ] 0mn

p M ' fM (B

(1$4

1,!F44%F44%

(

=⋅=⋅=

(1. 5uplul de fr'nare +rezistent total/

[ ] 0m M M M M fM f tf !,BE%(B11(!,!($( =++=++=(4. 8impul de fr'nare la ridicarea sarcinii nominale, în cazul decuplării

motorului de la reţea/

[ ] s M

n"Dt

tf

f e 1,%

!,BE%

(1$4

$E4

B%,E%

$E4(

!

( =⋅=⋅=

(B. Viteza in reim staţionar la ridicarea sarcinii nominale/

[ ]min(%,4(11

(1$!4,%(1,$(( m

i

n Dv # =

⋅⋅=

⋅⋅= π

(E. Înălţimea parcursă de sarcină la pornire şi fr'nare/

( ) ( ) [ ]mt t v $ f a 1E,%1,%E,%B%!

(%,4(

B%!((

(( =+⋅

=+⋅⋅

=

(C.8impul de ridicare a sarcinii în reim staţionar/

[ ] sv

$ $ t s (%,(EB%

(%,4(

1E,%(4B%

(

(( =⋅

−=⋅−=

(F. 5urentul absorbit de motor, admiţ'nd proporţionalitatea între curent şi

cuplu, va fi/

[ ] M

M I I

0

0 (%,4FF,!(!

!,!($4F((( =⋅=⋅=

1&7& (o8or,rea cu fr,nare a sarcinii nominale

!%. 5onsider'nd maşina funcţion'nd pe porţiunea liniară a caracteristicii

mecanice naturale( ) M f n =

, valabil în cazul sarcinilor aflate în limitele admise de puterea motorului, turaţia de la care începe fr'narea cu recuperare de enerie va fi/


27/53

MIRCEA MARIAN

( )[ ]min%%! rot nnnnn s 1 −+== ; ( )[ ]min! %! rot nnn s−=

Fig. nr. 11. – 5aracteristica mecanică naturală.

unde/ [ ]min(1B( rot n s = se determină din caracteristica mecanică naturală( ) M f n = trasată în fiura nr. (%, corespunzător cuplului [ ] 0m M F%,(!E! = &

;ezultă deci/ [ ]min(4$F(1B((4%%!! rot n =−⋅=

!(. 5urentul debitat de maşină în reim de fr'nare cu recuperare de enerie,

corespunzător cuplului ! M va fi/ [ ]

M

M I I

0

0 1%,$4F,!(!

F,(!E4F!(! =⋅=⋅=

!!. 8impul de accelerare, de la turaţia %=n la!nn =, la cobor'rea sarcinii

nominale în reim de fr'nare cu recuperare de enerie/

[ ] s M M

n"Dt

p

ea 1,%

F,(!EB(C

(4$F

$E4

%B.E%

$E4!

!

!

! =

+

⋅=

+

⋅=

!$. 5uplul de fr'nare la cobor'rea sarcinii nominale, în cazul decuplăriimaşinii de la reţea/

[ ] 0m M M M M fM f f (,$!FF,(!E(B11(!! =−+=−+=

!1. 8impul de fr'nare la cobor'rea sarcinii cu maşina decuplată de la reţea/

[ ] s M

n"Dt

f

f e F,%

(,$!F

(4$F

$E4

B%,E%

$E4 !

!

!

! =⋅=⋅=

!4. Viteza de cobor're a sarcinii/


28/53

MIRCEA MARIAN

[ ]min%%,4411

(4$F4,%(1,$!! m

i

n Dv # =

⋅⋅=

⋅⋅= π

!B. Înălţimea parcursă de sarcină la accelerare şi fr'nare/

( ) ( ) [ ]mt t v $ f a B%,%1,%F,%B%!

44B%!

!!!

! =+⋅=+⋅

⋅=

!E. 8impul de cobor're a sarcinii în reim staţionar/

[ ] sv

$ $ t s E(,(4B%

44

B,%(4B%

!

!! =⋅

−=⋅

−=

1&9& Ridicarea c,rligului gol

!C. 5uplul de sarcină la axul motorului electric la ridicarea c'rliului ol/

[ ] 0mi

D3 g M # $%,!!

(4,%11!

4,%B%C(,F

! %$ =⋅⋅

⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅

=η

unde/ (4,%% =η , pentru%!,%=

0 2

3

.

!F. 5uplului de sarcină

[ ] 0m M $%,!!$ =îi corespunde din caracteristica

mecanică ( ) M f n = turaţia [ ]min(1CB$ rot n =

$%. *omentul de volant ec2ivalent raportat la arborele motorului electric/!!!

% $B,BB$,44!,( 0m"D"D M e =⋅=⋅=σ

$(. 5uplul dinamic la accelerare/

[ ] 0m M M M pd E%,4F4$,!!B(C$$ =−=−=

$!. 8impul de accelerare la ridicarea c'rliului ol/

[ ] s M n"Dt

d

ea 11,%

E%,4F4(1CB

$E4$B,BB

$E4 $

$

!

%$ =⋅=⋅=

$$. 5uplul de fr'nare +rezistent total/[ ] 0m M M M M fM f f $%,1EF(B11($,!!$$ =++=++=

$1. 8impul de fr'nare la ridicarea c'rliului ol, în cazul decuplării motoruluide la reţea/

[ ] s M

n"Dt

f

f e 44,%

$,1EF

(1CB

$E4

$B,BB

$E4 $

$

!

$% =⋅=⋅=

$4. Viteza de ridicare a c'rliului ol/


29/53

MIRCEA MARIAN

[ ]min%!,4$11

(1CB4,%(1,$$$ m

i

n Dv # =

⋅⋅=

⋅⋅= π

$B. Înălţimea parcursă de c'rli la accelerare şi fr'nare/

( ) ( ) [ ]mt t v $ f a 11,%44,%11,%B%!%!,4$

B%! $$

$! =+⋅

=+⋅⋅

=

$E. 8impul de ridicare a c'rliului ol în reim staţionar/

[ ] sv

$ $ t s 4%,(BB%

%!,4$

11,%(4B%

$

$$ =⋅

−=⋅

−=

$C. 5urentul absorbit de motor la ridicarea c'rliului ol, se calculează curelaţia/

!

$

!

($

(

(

+

+

=

s

s

s

s

I I

'

0

'

0

în care/

-

%1$,%(4%%

(1$4(4%%

%

% =−

=−

=n

nn s 0 0

-alunecarea nominală0- [ ]min(4%%% rot n = - turaţia de sincronism 0

-C!,$

F,!(!

C(1===

0

'

M

M λ

- coeficientul de suprasarcină0

- $!,%(C!,$C!,$%1$,%( !! =−+=−+= λ λ 0 ' s s -alunecarea critică0

-%%F$,%

(4%%

(1CB(4%%

%

$%$ =

−=

−=

n

nn s

- alunecarea corespunzătoare cuplului de

sarcină [ ] 0m M $%,!!$ = .Înlocuind aceste valori în expresia curentului statoric se obţine/

[ ] I C%,(!

%%F$,%

$!,%(

%1$,%

$!,%(

4F !

!

$ =

+

+=


30/53

MIRCEA MARIAN

1&:& (o8or,rea forţată a c,rligului gol

$F. 5uplul de sarcină la arborele motorului electric la cobor'rea c'rliului ol/

[ ] 0mi D3

M #

B%,(4(4,%

(!11!

4,%B%C(,F(!!

C(,F

%

1 −=

−⋅

⋅⋅=

−⋅⋅

⋅⋅= η

;8servaţie+ semnul minus al cuplului 1 M indică necesitatea cobor'rii în forţă ac'rliului ol.

1%. 5uplul de sarcină [ ] 0m M B%,(41 = îi corespunde din caracteristica

mecanică ( ) M f n = turaţia/ [ ]min(1F(1 rot n =

1(. 5uplul dinamic la accelerare/

[ ] 0m M M M pd 1%,B%!B%,(4B(C11 =−=−=

1!. 8impul de accelerare la cobor'rea c'rliului ol/

[ ] s M

n"Dt

d

ea 11,%1%,B%!

(1F(

$E4

$B,BB

$E4 1

1!%

1 =⋅=⋅=

1$. 5uplul de fr'nare +rezistent total/

[ ] 0m M M M M M M M fM f fM f f B%,1E!%%,(B%%,11(B%,(4111 =++=++=−+=

11. 8impul de fr'nare la cobor'rea c'rliului ol în cazul deconectăriimotorului de la reţea/

[ ] s M

n"Dt

f

f e 4B,%

B,1E!

(1F(

$E4

$B,BB

$E4 1

1

!

1% =⋅=⋅=

14. Viteza de cobor're a c'rliului ol/

[ ]min$%,4$11

(1F(4,%(1,$11 m

i

n Dv # =

⋅⋅=

⋅⋅= π

1B. Înălţimea parcursă de c'rliul ol la accelerare şi fr'nare/( ) ( ) [ ]mt t v $ f a 11,%4B,%11,%

B%!

$%,4$

B%! 11

11 =+⋅

=+⋅⋅

=

1E.8impul de cobor're a c'rliului în reim staţionar/

[ ] sv

$ $ t s 1%,(BB%

$%,4$

11,%(4B%

1

11 =⋅

−=⋅

−=

1C. 5urentul absorbit de motor la cobor'rea c'rliului ol/


31/53

MIRCEA MARIAN

#"$%,C

%%B,%

$!,%(

%1$,%

$!,%(

4F

(

(!

!

!

!

1

(1

s

s

s

s

I I

'

0

'

0 =

+

+=

+

+

=

în care/%%B,%

(4%%

(1F((4%%

%

1%1 =

−=

−=

n

nn s

- alunecarea corespunzătoare cuplului

de sarcină [ ] 0m M B%,(41 =

Fig. nr. 12.a. > &iarama de sarcină ( )t f I = .C. Verificarea motorului din punct de vedere al productivităţii

4%. &urata unui ciclu/ [ ] st t t iic ∑∑ +=

1

(%

1

( , unde / if isiai t t t t ++=

,se va ob ine/ț


32/53

MIRCEA MARIAN

[ ] st t t t f sa !%,(C1,%(,EE,%(((( =++=++=

8abel nr. $.

-egimul de lucruCurentul

/0

&im'ul

s0 Ridicarea

sarcinii

nominale

3ccelerare 1E%= p I E,%( =at

;eim staţionar (%,4F( = I (,(E( = st

?r'nare - 1,%( = f t

eplasarea pe ori!ontală a sarcinii !%%( =t Co"or#rea cu

fr#nare a

sarcinii

nominale

3ccelerare 1E%= p I 1,%! =at

;eim staţionar 1%,$4! = I E,(4! = st

?r'nare - F,%! = f t Eli"erarea c#rligului B%%! =t

Ridicarea

c#rligului gol

3ccelerare 1E%= p I 11,%$ =at

;eim staţionar C%,(!$ = I 4,(B$ = st

?r'nare - 44,%$ = f t

eplasarea pe ori!ontală a c#rligului gol !%%$ =t

Co"or#rea

forţată ac#rligului gol

3ccelerare 1E%= p I 11,%1 =at

;eim staţionar $%,C1 = I 1,(B1 = st ?r'nare - 4B,%1 = f t

Agăţarea sarcinii în c#rlig B%%1 =t [ ] st t t t f sa %%,(EF,%E,(41,%!!!! =++=++=

[ ] st t t t f sa 1F,(E4B,%1,(B11,%$$$$ =++=++=

[ ] st t t t f sa 1%,(E4B,%1,(B11,%1111 =++=++= .

;ezultă deci/ [ ] st t t t t i %F,E%1%,(E1F,(E%,(E!,(C1$!(

1

(=+++=+++=∑[ ] st t t t t i (B%B%!%B%!%%1%$%!%(

1

(

% =+++=+++=∑

respectiv/[ ] st t t iic %F,!$%(B%%F,E%

1

(

%

1

(

=+=+= ∑∑.

&atorită timpilor de accelerare foarte mici, curentul se poate consideraconstant în aceste perioade, eal cu o valoare medie i diarama din fiura nr. (!.așse substituie cu diarama din fiura nr. (!.b.


33/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 12. b) > &iarama de sarcină ( )t f I = , pentru med I .

4(. Numărul de cicluri într-o oră/(4B4,(4

%F,!$%

$B%%$B%% =>=== 4 t

4 c

c

7e observă că motorul corespunde din punct de vedere al productivităţii,

numărul de cicluri rezultat din diarama exactă de sarcină c 4 , fiind mai mare dec't

cel impus iniţial/ (4= 4 .

. Verificarea motorului ales la încăl!ire

4!. &urata relativă de acţionare reală/

( )(%%(%%

1

(

1

(

1

( ⋅−

=⋅+

=∑ ∑∑

c

if i

c

isia

r

t

t t

t

t t

D


34/53

MIRCEA MARIAN

( )(%%

%F,!$%

1(,!%F,E%(%%

%F,!$%

4B,%44,%F,%1,%%F,E%⋅

−=⋅

+++−=r D

[ ]O1%,!F(%%%F,!$%

BC,BE=⋅=r D

.4$. 6tiliz'nd metoda curentului ec2ivalent, pe baza datelor din tabelul nr.!.$.i a diaramei de sarcină din fiura nr. !.(!.b se poate scrie/ș

∑ ∑

∑ ∑

+⋅

⋅+⋅= 1

(

1

(

1

(

1

(

!!

isia

isiiai

e

t t

t I t I

I med

β

,

în care/ !i p

i

I I

I med

+

= - reprezintă valoarea medie a curentului în perioada de

accelerare iat 0

i I - reprezintă valoarea curentului din perioada de reim sta ionar ț ist 04,%=β - reprezintă un coeficient ce ine seama de înrăută irea condi iilorț ț ț

de răcire +ventilare din perioadele de accelerare.Înlocuind datele din tabelul nr. $ se ob ine/ț

( ) ( ) s s s saaaa

sa

p

sa

p

sa

p

sa

p

et t t t t t t t

t I t I I t I t I I t I t I I t I t I I

I 1$!(1$!(

1

!

11

!

1

$

!

$$

!

$

!

!

!!

!

!

(

!

((

!

(

!!!!

+++++++⋅

+

+++

+++

+++

+

=β

.........11,%11,%1,%E,%+4,%

E,(41,$41,%!

1,$41E%(,(E(,4FE,%

!

(,4F1E% !!

!

!

++++

+⋅+⋅

++⋅+⋅

+

=e I

!(

!!

!!

1,(B4,(BE,(4(,(E

1,(B$,C11,%!

$,C1E%4,(BC,(!11,%

!

C,(!1E%

........

++++

⋅+⋅

++⋅+⋅

++

E,B4FF,%

C,((!FC,!4(B11,!E%$4,!4B1%B,(FBE1F,!441!(,4FE!EE,1CFF%

++++++++

=e I

#"F,44BF,BB

C,!%C4E$ I e ==


35/53

MIRCEA MARIAN

41. 5urentul nominal corectat corespunzător duratei de acţionare reale, în bazarelaţiei +!.BC/

#"B1!F1,%

1,%4FF$,%

D

D I I

r

0 0S 0( =⋅=⋅= χ

,unde/ F$,%= χ se reăse te înștabelul nr. !.4.

4$. 7e verifică relaţia/ [ ] [ ] I I 0( e B14B =≤= &3şa cum se observă, motorul ales corespunde şi din punct de vedere al

încălzirii, cu aceasta aleerea şi verificarea motorului electric de acţionare avinciului de marfă fiind înc2eiată.

!. Sc"eme electrice de comandă a acţionării instalaţiilor deîncărcare – descărcare

Scheme electrice de comand cu controler

7c2emele de comandă cu controler se folosesc pentru sarcini şi puteri mici alemotorului de acţionare corespunzătoare unor vinciuri de încărcare cu productivitatemică.

entru deservirea lor este necesar personal calificat. =a manevrareacontrolerului de comandă operatorul depune eforturi fizice relativ mari care îlobosesc. 6n alt dezavantaj al lor îl constituie uzura într-un timp relativ scurt a pieselor de contact ale controlerului, care sunt supuse pe timpul exploatării unor solicitări mecanice şi electrice mari.

În fiura nr.($ este reprezentată sc2ema electrică de comandă cu controler avinciului de încărcare acţionat cu motor asincron în scurtcircuit cu două trepte deviteză.

?uncţionarea sc2emei electrice de comandă se înţelee urmărindu-se tabelul cuînc2iderea contactelor controlerului de comandă şi nu necesită explicaţiisuplimentare.


36/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 13. – 7c2ema electrică de comandă cu controler a vinciului de încărcareacţionat cu motor asincron

în scurtcircuit cu două trepte de viteză.

entru protecţia la suprasarcină în sc2emă se prevăd releele termice t e , iar

pentru limitarea deplasării sunt folosite contactele limitatoarelor de cursă ( L( şi! L( .

rotecţia la tensiune minimă sau nulă este realizată de bobina contactorului ( .

Scheme electrice de comand cu relee i contactoare

7c2emele electrice de comandă cu relee şi contactoare cunosc o larărăsp'ndire şi sunt folosite frecvent la navele de mărfuri de diferite tonaje.

?olosirea sc2emelor electrice cu relee şi contactoare permite realizareacontrolului automat al acceleraţiei la pornire şi fr'nare, folosirea interală a puteriimotorului la pornire şi fr'nare, preînt'mpinarea suprasarcinilor prin comutareautomată pe treptele inferioare de viteză.


37/53

MIRCEA MARIAN

3ceste sc2eme oferă posibilitatea conducerii de la distanţă şi a dispunerii c'tmai potrivită a controlerului de comandă pentru urmărirea şi conducereaoperaţiunilor de încărcare.

7c2emele cu relee şi contactoare prezintă siuranţă mare în exploatare şi

pentru deservirea lor nu este necesar personal cu calificare deosebită. Nu necesitărevizii şi reparaţii dese şi sunt rare cazurile de avarie.

cţionarea electrică cu motor asincron cu două viteze

În fiura nr. (1. se prezintă sc2ema electrică de comandă cu relee şicontactoare a vinciului de încărcat acţionat cu motor asincron în scurtcircuit cudouă viteze.

7c2ema electrică se compune din următoarele elemente/

m - motor asincron cu rotor în scurtcircuit. e stator sunt dispuse douăînfăşurări cu numere de poli diferite corespunzătoare pentru viteza mică şi vitezamare0

!,( ( ( - contactoare de sens, respectiv pentru ridicare sau cobor're0$( - contactor de linie0

!,( d d - relee de control a accelerării. *enţin armătura atrasă !,4 secunde dupăîntreruperea tensiunii de alimentare a bobinei releului0

$d - releu de fr'nare. Îşi eliberează armătura cu înt'rziere de !,4 secunde de laîntreruperea alimentării0


38/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 14. – 7c2ema electrică de comandă cu relee i contactoare a vinciului deș

încărcare acţionatcu motor asincron în scurtcircuit cu două trepte de viteză.

$( et et ÷ - relee termice pentru protecţie la suprasarcină. entru o depăşire a

sarcinii n I ⋅O(%% acţionează după (%% secunde, iar pentru o depăşire de n I ⋅O4%%

acţionează după (4 secunde0!,( L( L( - limitatori de cursă0

( ) ( )!((!$$ ′−÷′− 88 - contactele controlerului de comandă.5u controlerul pe poziţia zero, la aplicarea tensiunii de la reţea sunt alimentate

releele (d şi !d care îşi acţionează fără temporizare contactele.

rin înc2iderea contactelor (d +!-1, !d +!-1 este şuntat contactul ( )$$ ′−8 şi pe celelalte poziţii ale controlerului alimentarea sc2emei de comandă se menţine prin aceste contacte.

7c2ema are o funcţionare simetrică pe cele două poziţii, aşa înc't estesuficientă prezentarea funcţionării, de exemplu pe poziţiile de ridicare.


39/53

MIRCEA MARIAN

e poziţia ( Q;idicareI se desc2ide contactul ( )$$ ′−8 şi sunt înc2ise

contactele ( )44 ′−8 , ( )EE ′−8 , ( )!((! ′−8 . 9ste alimentat comutatorul (( şi prin

contactul (( +!-1 este alimentat şi contactorul $( . rin desc2iderea contactului(( +E-F se întrerupe alimentarea releului de timp (d . *otorul porneşte cu viteza

mică rotindu-se în sensul de ridicare a reutăţii. &upă scurerea timpului de înt'rziere

al releului (d , se înc2ide contactul (d +$-4 permiţ'nd trecerea pe treaptaurmătoare de viteză.

e poziţia ! Q;idicareI se înc2ide contactul controlerului ( )FF ′−8 şi este

alimentat contactorul 1( . rin acţiunea contactelor 1( se deconecteazăînfăşurarea de viteză mică şi se conectează înfăşurarea de viteză mare.

?uncţionarea pe poziţiile de cobor're este identică cu deosebirea că în loculcontactorului (( şi releului (d , acţionează contactorul !( pentru inversarea

sensului de rotaţie şi releul !d .

;eleele de accelerare (d , !d asiură o pornire uşoară şi o acceleraţie moderată prin menţinerea automată, o anumită durată, pe treapta de viteză mică.

;eleul de fr'nare $d este alimentat în poziţia ! a controlerului, atunci c'nd

motorul funcţionează cu viteză mare şi desc2ide contactul $d +$-4. =a revenirea

controlerului pe poziţia zero se întrerupe alimentarea releului $d , însă contactulacestuia se înc2ide cu înt'rziere. e durata înt'rzierii la înc2idere a contactului $d

+$-4 este interzisă o nouă pornire. 3ceastă înt'rziere este necesară pentru ca

motorul sub acţiunea fr'nei electromanetice să se oprească. În absenţa releului $d

ar fi posibilă contraconectarea motorului însoţită de şocuri mari de curenţi în reţeaşi şocuri mecanice asupra încărcăturii.

rotecţia la suprasarcină este asiurată de releele termice $( et et ÷ , iar

protecţia la tensiune minimă este realizată de bobina contactorului $( .7c2ema prezentată în fiura nr. (1. se foloseşte pentru vinciuri de încărcare cusarcina nominală mică, iar la macarale de puteri medii este utilizată pentruacţionarea mecanismelor de rotire şi de înclinarea braţului.

cţionarea electrică cu motor asincron cu trei viteze

7c2ema se foloseşte pentru acţionarea electrică a vinciurilor de încărcare de

( )t 4$÷ . *otorul asincron cu rotorul în scurtcircuit cu trei viteze are următoarele

caracteristici te2nice/ numărul de poli $!)C)1! = p , puterea nominală


40/53

MIRCEA MARIAN

corespunzătoare celor trei înfăşurări independente ( )'! 4,1)!!)14 , durata relativă

de funcţionare, ( )O(%)(%)!%= D , turaţia nominală( )

=min

(1$%)E%%)(B% rot

n 0 .

Ventilaţia motorului este independentă şi asiurată de un electroventilator caremenţine constant fluxul aerului de răcire indiferent de turaţia motorului c't şi pedurata pauzelor din cadrul ciclului de încărcare.

5aracteristicile mecanice ale acţionării sunt prezentate în fiura nr. (4.

Fig. nr. 15. – 5aracteristicile mecanice ale ac ionării cu motor asincronțîn scurtcircuit cu trei trepte de viteză.

5elor trei trepte de turaţii ale motorului le corespund următoarele viteze pentru

ridicarea încărcăturii nominale a vinciului/ viteza mare (,$

s

m

, viteza medie %,B4

s

m

şi viteza mică %,(4

s

m

. < astfel de sc2emă de acţionare este prezentată înfiura nr. (B.

9lementele componente ale sc2emei sunt/(m - motor asincron cu trei viteze0!m - motor electric pentru ventilaţie independentă0

!,( ( ( - contactoare de sens04,1,$ ( ( ( - contactoare de accelerare0

B(

- contactor pentru cuplarea electroventilatorului0E( - contactor de fr'nare0


41/53

MIRCEA MARIAN

(d - releu de tensiune minimă0$,! d d - relee de accelerare04,1 d d - relee de fr'nare0

1( et et ÷ - relee termice pentru protecţie la suprasarcini01,$ mm - transformatoare0

!,( nn - punţi redresoare0

( ) ( )!((!(( ′−÷′− 88 - contactele controlerului de comandă.7c2ema este simetrică, de aceea funcţionarea se descrie numai pentru reimul

de ridicare a încărcăturii.În poziţia zero a controlerului, la aplicarea tensiunii de la reţea este alimentat

contactorul B( care porneşte electroventilatorul şi prin contactele normal înc2iseale controlerului este alimentat releul de tensiune minimă (d . 7e înc2ide contactul

(d +B-C, se aplică tensiunea sc2emei de comandă şi sunt alimentate releele de

accelerare $,! d d .*otorul vinciului se află în repaus, preătit pentru funcţionare.e poziţia ( Q;idicareI situaţia contactelor controlerului de comandă este

conform tabelului. rin contactele E( +$-4, ( )11 ′−8 este alimentat contactorul (( .

7e înc2ide contactul (( +!-1 care preăteşte circuitul de alimentare al

contactorului (( prin contactul ( )!! ′−8 . rin contactele (( +B-C, ( )44 ′−8 este

alimentat contactorul $( şi prin contactele ( )CC ′−8 , $( +!-1 este alimentat

contactorul E( . &esc2iderea contactului E( +$-4 întrerupe circuitul de alimentare

a contactorului (( prin ( )11 ′−8 , acesta continu'nd să fie alimentat prin circuitul

E( +B-C, ( )!! ′−8 , (( +!-1.


42/53

MIRCEA MARIAN


43/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 1. – 7c2ema electrică de comandă cu relee i contactoare a vinciului deșîncărcare acţionat

cu motor asincron în scurtcircuit cu trei trepte de viteză.

5ontactorul E( înc2ide circuitul de alimentare al bobinei fr'neielectromanetice şi axul motorului este eliberat de fr'na mecanică.

rin acţionarea contactelor principale ale contactoarelor (( şi $( motoruleste alimentat de la reţea şi funcţionează cu turaţia mică în sensul de ridicare a

încărcăturii.e această poziţie se întrerupe alimentarea releului !d prin desc2iderea

contactului $( +$-4 şi contactul acestuia !d +$-4 se va înc2ide cu temporizare preătind treapta următoare de funcţionare.

e poziţia ! Q;idicareI se desc2id contactele ( )44 ′−8 , ( )%((% ′−8 şi se înc2ide

contactul ( )BB ′−8 . rin contactul ( )BB ′−8 după expirarea timpului de înt'rziere la

înc2idere a contactului !d +$-4 este alimentat contactorul 1( care întrerupe

funcţionarea contactorului $( prin desc2iderea contactului 1( +$-4 şi prinînc2iderea contactelor principale conectează înfăşurarea de turaţie medie.


44/53

MIRCEA MARIAN

*otorul se accelerează p'nă la valoarea turaţiei medie.

În acelaşi timp cu alimentarea contactorului 1( este alimentat şi releul de fr'nare1d prin dioda $n . Înc2iderea contactului 1d +!-1 bloc2ează desc2iderea contactului

$( +!-1 şi menţine alimentarea contactorului E( .&easemenea prin înc2iderea contactului 1d +B-C se bloc2ează contactul E( +B-

C.

=a întreruperea alimentării releului !d , cu temporizare se desc2ide contactul!d +!-1 şi în circuitul bobinei fr'nei electromanetice se introduce o rezistenţă

pentru consum economic şi limitarea încălzirii bobinei.

rin desc2iderea contactului 1( +E-F se întrerupe alimentarea releului $d ,

care cu temporizare înc2ide contactul$d

+$-4 preătind pentru funcţionare treaptaurmătoare.

e poziţia $ Q;idicareI se înc2ide contactul ( )EE ′−8 şi după trecerea timpului

de reţinere al contactului $d +$-4 se stabileşte alimentarea contactorului 4( .

5ontactorul 4( întrerupe alimentarea contactorului 1( prin desc2iderea contactului4( +E-F şi prin contactele principale conectează înfăşurarea de turaţie mare. *otorul

de acţionare se accelerează p'nă la obţinerea valorii mari a turaţiei.

Împreună cu contactorul4(

se alimentează şi al doilea releu de fr'nare4d

şise menţine alimentarea releului 1d prin dioda 1n . 7e înc2ide contactul 4d +!-1

care şuntează contactele ( )BB ′−8 şi !d +$-4.

3cţiunea releelor de accelerare !d , $d de fixare automată a unei durate minime defuncţionare pe treptele de viteză mică şi medie, asiură o acceleraţie moderată amotorului, fără şocuri, la ridicarea încărcăturilor.

&e asemenea la mutarea rapidă a manetei controlerului de pe poziţia $ pe poziţia

zero fr'narea este moderată cu ajutorul releelor de fr'nare 1d , 4d . &upă

deconectarea contactorului 4( , primeşte alimentare contactorul 1( prin contactul4d +!-1. 3limentarea contactorului 1( durează un timp eal cu temporizarea la

desc2idere a contactului 4d +!-1.e parcursul acestui timp motorul trece automat de la turaţia mare la turaţia

medie. &upă întreruperea alimentării contactorului 1( este întreruptă şi alimentarea

releului 1d . În perioada de înt'rziere la desc2idere a contactului 1d +B-C, continuă să

fie alimentate contactoarele 5( şi$(

, motorul trec'nd pe această durată la vitezaminimă.


45/53

MIRCEA MARIAN

Înt'rzierile la desc2idere a releelor 1d , 4d sunt, aproximativ, de %,$ "s#,realiz'ndu-se o durată totală pe treptele de fr'nare de circa %,B"s#. 3limentarea bobineifr'nei electromanetice este întreruptă imediat după trecerea controlerului în poziţia

zero prin desc2iderea contactuluiE(

+!-1 însă ca urmare a inerţiei proprii fr'namecanică acţionează asupra axului după circa %,1-%,4 "s#, adică atunci c'nd motorulaflat în reim de fr'nare cu recuperare are turaţie mică. În acest fel acţiunea fr'neimecanice este uşurată şi se asiură o fr'nare fără şocuri a motorului şi a sarcinii.

rotecţia motorului la suprasarcini este realizată de releele termice $( et et ÷ .

&upă acţionarea releelor !et şi $et motorul poate lucra în continuare cu viteza

mică. &acă, ca urmare a suprasarcinii, acţionează şi releul (et , atunci motorul estedecuplat de la reţea şi îşi întrerupe funcţionarea.

cţionarea electrică a macaralei.5aracteristicile te2nice ale motoarelor electrice folosite în sc2emele care se

prezintă sunt date în tabelul nr. !.1. entru acţionarea mecanismului de ridicare seutilizează un motor asincron cu trei viteze realizate cu două înfăşurări statorice dincare una cu numărul de poli comutabil. 5omanda acestui motor se realizează cucontactoare şi relee av'nd o sc2emă asemănătoare celei folosite pentru vinciul deîncărcare prezentat în fiura nr. !.(B.

8abel nr. 1.

ecanism&i' motor

electric

umr

'oli

%uterea

"GR#

/

"O#

&uraţia

"rot)min#*3Π B $! 1% F14;idicare B(!-B)(!)!1 (! (B !4 1!%

!1 B (4 (F%;otire *3Π B F,4 !4 F!%

1((-B)(B (B !,4 (4 $%4Înclinarea *3Π B F,4 !4 F!% braţului 1((-B)(B (B !,4 (4 $%4

3cţionarea mecanismelor de rotire şi înclinare a braţului se face cu motoareasincrone cu două viteze comandate direct prin controler, av'nd puterea mică.


46/53

MIRCEA MARIAN

7c2ema de comandă a acţionării mecanismului de ridicat al macaralei este prezentată în fiura nr. (E.

9lementele care compun sc2ema sunt/(m - motor asincron în scurtcircuit cu trei viteze0

!,( ( ( - contactoare de sens0$( - contactor pentru turaţia mică0

1(,1 ( ( - contactoare pentru turaţia medie04( - contactor pentru turaţia mare0B( - contactor de fr'nare0(d - releu de tensiune minimă0

$,! d d - relee de accelerare01d - releu de fr'nare04d - releu pentru controlul interităţii contactelor contactoarelor de

turaţie0

( ) ( )(((($$ ′−÷′− 88 - contactele controlerului de comandă.7c2ema este simetrică astfel înc't este suficientă explicarea funcţionării pe una din

cele două poziţii.=a aplicarea tensiunii, prin înc2iderea întrerupătorului a , de la redresorul n

sunt alimentate releele $,! d d şi prin contactele acestora !d +B-C, $d +B-C este

alimentat releul 4d . 7e înc2id contactele 4d +B-C din circuitul contactorului de

fr'nare B( şi 4d +!-1 din circuitul releului de tensiune minimă (d . În situaţia

iniţială, maneta controlerului fiind pe poziţia zero, este alimentat releul (d şi se

înc2ide contactul (d +!-1 prin care se şuntează contactul controlerului ( )$$ ′−8

asiur'ndu-se aplicarea în continuare a tensiunii de comandă după desc2iderea

contactului ( )$$ ′−8 pe poziţiile de funcţionare ale controlerului.


47/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 1!. – 7c2ema electrică de comandă cu relee i contactoare pentrușmecanismul


48/53

MIRCEA MARIAN

de ridicare al macaralei acţionat cu motor asincron cu trei trepte de viteză.

e poziţia ( Q;idicareI se înc2id contactele ( )11 ′−8 , ( )BB ′−8 şi ( )EE ′−8 . 7untalimentate contactoarele (( , $( şi 5B. 7e debloc2ează fr'na mecanică şi motorul

porneşte cu turaţia mică. rin desc2iderea contactului (( +E-F se întrerupe

alimentarea releului !d şi contactele acestuia vor fi acţionate cu temporizare.

Înfă urarea comutabilă este conectată în triun2iș ( )∆− I cu tura ia joasă.ț

e poziţia ! Q;idicareI se desc2ide contactul( )EE ′−8 şi se înc2ide contactul

( )CC ′−87e întrerupe alimentarea contactorului $( şi sunt alimentate contactorele1(,1 ( ( .

*otorul este conectat pentru funcţionare cu turaţia medie, înfăşurarea

comutabilă este conectată în dublă stea ( )


49/53

MIRCEA MARIAN

&upă expirarea timpului de înt'rziere al releului !d se înc2ide contactul !d

+$-4 şi este alimentat contactorul 4( care conectează motorul pentru funcţionare

cu turaţia mare , înfă urarea distinctă în steaș ( )


50/53

MIRCEA MARIAN

motorul răm'ne conectat pentru acelaşi sens de rotaţie şi se fr'nează prin recuperarela trecerea automată de la turaţia mare la turaţia medie şi mecanic prin acţiunea fr'nei

electromanetice. &upă expirarea timpului de reţinere al releului 1d , primeşte

alimentare contactorul!(

şi motorul porneşte în sens invers, acceleraţia fiindcontrolată de releul $d .

;eleele !d , $d , 1d asiură protecţia acţionării la acceleraţii şi fr'nări bruşte,în cazul mutării rapide a manetei controlerului de comandă.

;eleul 4d controlează interitatea funcţionării contactoarelor de accelerare pentru turaţiile medie şi mare. &acă unul din contactoare nu lucrează, prin

contactele lui normal desc2ise, este întreruptă alimentarea releului 4d care

deconectează alimentarea releului (d şi întrerupe funcţionarea motorului.

rotecţia la suprasarcină este realizată de releele termice 1( et et ÷ .

=imitatoarele de cursă !,( L( L( limitează ridicarea şi cobor'rea c'rliului.

=imitatorul $ L( se desc2ide în cazul în care reutatea încărcăturii depăşeştevaloarea nominală.

În fiura nr. !.(C se prezintă sc2emele de acţionare a mecanismelor de rotire şi bascularea braţului macaralei.


51/53

MIRCEA MARIAN

Fig. nr. 1". – 7c2ema electrică pentru /a pentru mecanismul de rotire al macaralei0 b pentru mecanismul de înclinare a bra ului macaralei.ț


52/53

*otoarele electrice !m , $m de antrenare a celor două mecanisme fiind de acelaşi tip şisc2emele de comandă a celor două motoare sunt identice. În continuare se prezintă funcţionareaacţionării electrice pentru mecanismul de rotire.

=a trecerea manetei controlerului din poziţia zero în prima poziţie Q&reaptaI, se înc2id

contactele ( )11 ′−8 , ( )CC ′−8 şi se desc2ide contactul ( )!! ′−8 . 9ste alimentată înfăşurarea deturaţie mică şi motorul funcţionează cu această turaţie.

=a trecerea manetei controlerului pe poziţia ! Q&reaptaI se desc2id contactele ( )EE ′−8 ,( )FF ′−8 , ( )(((( ′−8 şi se înc2id contactele ( )$$ ′−8 , ( )44 ′−8 , ( )!((! ′−8 . 9ste alimentată

înfăşurarea de turaţie mare şi motorul funcţionează cu această turaţie. 7c2ema fiind simetricăfuncţionarea pe poziţiile Q7t'naI este asemănătoare.

rotecţia la suprasarcină pentru motorul de rotire se realizează cu relee termice 1( et et ÷ , iar

protecţia de tensiune minimă

Actionarea Electrica a Motorului

Documents

Transcript of Actionarea Electrica a Motorului