190283. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés féktárcsák idő előtti kopásának megszüntetéséhez, előnyösen kikötői portáldarukhoz
1 .190 283 2 A találmány kapcsolási elrendezés féktárcsák idő előtti kopásának megszüntetéséhez előnyösen kikötői portáldarukhoz, melynek alkalmazása lehetővé teszi elsődlegesen a daruk emelő és forgató műveinek nagy sebességgel történő megbízható üzemeltetését, összhangban a féktárcsa és fékpofa kopások miatti javítások, cserék állásidejének ngymértékű csökkentésével, s így a daruk megbízhatósági tényezőjének jelentős növelését eredményezi. Ismert, hogy kikötői portáldaruk üzemében legjelentősebb funkcióval és így legnagyobb igénybevétellel az emelő és forgatómű bír. A nagy rakodási teljesítmények biztosítása érdekében ezen daruk emelési sebességei igen magasak 1-1,5 m/s közötti értékűek. A kikötői portáldaruk mozgatómüveit gazdaságosan általában háromfázisú aszinkronmotorok működtetik, a fékezés pedig mechanikus úton súly, vagy rugóerövel történik. Ez azt jelenti, hogy valamennyi mozgatómű leállításánál a rendszer mozgási energiája a mechanikusan működő fékeken (féktárcsákon) hővé alakul. Ez az igen nehéz üzemmód erősen koptatja a fékbetéteket és a féktárcsákat. Általában 3^1 hónapi üzem után a fékbetéteket, a féktárcsákat pedig 6-8 hónap után cserélni kell, ami túlmenően a költségeken jelentősen növeli a daruk állásidejét. Ezen káros, költséges követelmények megelőzésére különféle villamos fékezési módokat alkalmaznak. Ilyen alkalmazott megoldás a generátoros fékezés, melynél mint ismeretes negatív slip esetén vagyis a motor szinkronfordulatszámnál ngyobb fordulatszámon generátorként dolgozik (teher süllyesztés esete) fékező nyomaték keletkezik. Ez a fékezés szinkron fordulatnál kisebb fordulatszámok beállítására nem alkalmas. Ismertek azonban olyan speciális pólusváltás csúszógyűrűs aszinkron motorok is, ahol a sebesség pólusszám átkapcsolással akár !4-re vagy még jobban is (pólusszámoktól függően) csökkenthető a mozgatómű leállásakor. Az ismertetett megoldásnak hátránya, hogy a megoldáshoz speciális kivitelű csúszógyűrűs pólusváltós aszinkron motor szükséges. A darukon általánosan alkalmazott motorok erre nem alkalmasak. További hátránya, hogy a több pólusszám variáció miatt a motor mérete lényegesen nagyobb az azonos teljesítményű egy adott pólusszámú motorénál. További hátránya, hogy a szinkron feletti fékezési mód sajátosságából adódóan nem lehet megállásig (zérus illetve közel zérus forduiatszámig) fékezni, valamint az, hogy az egyes pólusszámokról a többire történő átkapcsolás automatikus megoldása rendkívül költséges és hosszú időt vesz igénybe. Ezen hátrányok miatt ezt a megoldást leállási fékezésként kikötői portáldaruknál szinte soha nem alkalmazzák. További ismert megoldásokat jelentenek az aszimmetrikus fékkapcsolások, ahol a nulla fordulatszámnál nulla nyomaték adó fékkapcsolások kifejlesztését az tette szükségessé, hogy ne jöjjön létre ellentétes irányú felgyorsulás, mint például az ellenáramú fékezés esetén. Az említett egyfázisú fékkapcsolás lényege, hogy süllyesztéskor a motor forgórészkörébe megfelelő nagyságú ellenállást iktatnak be, s a motor állórészét egy fázisról táplálják. Ez a kapcsolás következő hátrányokkal rendelkezik. Kicsi a billenőnyomaték (motor normál üzemállapotú értékének kb. harmada), s igen rosszak az energiaviszonyok és a fékezés erősen terhelésfüggő és igen nehezen állítható be a kívánt fordulatszám. További hátránya a megoldásnak, hogy leállási fékezésre éppen a 0-fordulat melletti 0 féknyomaték miatt nem alkalmas. Az említett és egyéb hátrányok miatt a megoldást csak igen ritkán alkalmazzák. Ismert és alkalmazott megoldásként mutatható be az ellenáramú fékezés. A fékezés lényege, hogy az s = 0 slippel járó háromfázisú motor 2 fázisát felcserélve a forgómágnesmező iránya megfordul (s = 2 lesz) s a keletkező féknyomaték hatására a motor lelassul, ill. megáll. Az ellenáramú fékezés hátránya egyrészt, hogy terhelésfüggő ezért általában több ún. kézbentartott fokozatot igényel, mely egyrészt a vezérlést bonyolulttá, másrészt darukezelőtől teszi függővé. Ez ergonómiai szempontból is igen hátrányos, mivel a darukezelő figyelmét elvonja a tényleges manőverezéstől. További hátránya, hogy null# fordulatszámra érkezve, amennyiben a fékezés valóban hatásosan bekövetkezett, a motor ellenkező irányban indul el, ami rendkívül balesetveszélyes. Ezt a balesetveszélyes helyzetet természetesen számos módon sikerült kiküszöbölni (például motortengelyre szerelt centrifugai-kapcsolókkal), azonban ezen megoldások költségesek és nem állnak arányban a megoldás értékével. Összességében ezen hátrányok miatt igen korlátozottan alkalmazzák az ellenáramú féküzemet emelőművi vezérléseknél. A találmány célja, hogy a kikötői portáldaruknál, az adott műszaki és üzemeltetési körülményeinél, adottságainál, valamint azok emelő és forgatómüveinél egy olyan villamos, illetve más mozgásoknál olyan kombinált villamos és mechanikus fékezési rendszer legyen megvalósítható, mely egyértelműen felhasználja az eddig említett megoldások műszaki előnyeit és ugyanakkor lehetőség szerint teljes mértékben kiküszöböli azok hátrányait. A találmány célja továbbá olyan megoldást kialakítani, mely a darukezelőtől független automatikus fékezési módban egyrészt lehetővé teszi az eddigi bevált, megbízható és üzembiztos csúszógyürüs aszinkronmotorok alkalmazását, így a daruk alapvető paramétereinek változatlanul hagyását, másrészt jelentős mértékben megnövekszik a daruk üzembiztonsága. Célja továbbá a fékbetét és féktárcsák cseréje miatti állásidők drasztikus csökkentése révén, mindig a tényleges terhelésnek megfelelő optimális féknyomatékot biztosítani és a vezérlési rendszer hatékonyságát növelni. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a tehertől és az üzemi állapottól, tehermozgás irányából adódó kötélerőt érzékeljük és ennek megfelelő legkedvezőbb féknyomatékot automatikusan hozzuk létre, amely a fék belső szerkezeti elemeire és a daru szerkezetére kedvezően hat. A találmány kapcsolási elrendezés féktárcsák idő előtti kopásának megszüntetéséhez előnyösen kikötői portáldarukhoz. Az alkalmazott kapcsolási módnál a terhelés jeladó kimenete és az üzemmód 5 ’0 15 20 25 30 35 40 45 50 65 60 65
