К рабочим механизмам башенного крана, выполняющего строительно-монтажные работы, предъявляются требования обеспечения определенного диапазона регулирования скорости. У механизма подъема груза кроме номинальной скорости подъема и спуска должна быть малая скорость подъема и спуска (2—5 м/мкн) для точной установки груза. У механизмов передвижения, поворота и изменения вылета наряду с номинальной скоростью нужна пониженная скорость для перемещения грузов на небольшие расстояния. Пуск и остановка механизмов должны быть достаточно плавными, чтобы не вызывать динамических ударов и раскачивания груза.

На башенных кранах рабочие механизмы приводятся в действие электродвигателями переменного и постоянного тока. Механические характеристики двигателей (зависимость частоты вращения п от момента нагрузки на валу) подразделяются на три категории (рис. 89, а): абсолютно жесткую (прямая 1 на графике); жесткую, при которой скорость двигателя незначительно изменяется при допустимых изменениях момента на его валу (кривая 11); мягкую, при которой скорость двигателя значительно изменяется при изменении момента на его валу (кривая 111).

Различают естественные и искусственные механические характеристики электродвигателей. Естественной механической характеристикой называется зависимость оборотов двигателя от момента на палу при номинальных условиях работы двигателя в отношении его параметров (номинальные напряжение, частота, сопротивление и т. п.). Изменение одного или нескольких параметров вызывает соответствующее изменение механической характеристики двигателя. Такая механическая характеристика называется искусственной.

Рис. 89. Механические характеристики электродвигателей: а — категории механических характеристик, б, в, г — механические характеристики асинхронного двигателя при изменении электрических параметров, д — механические характеристики асинхронного электродвигателя, работающего в режиме динамического торможения; Мг — момент сопротивления, п.г—частота вращения электродвигателя при данном моменте сопротивления

На рис. 89 показаны искусственные механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором при изменении частоты тока (рис. 89, б), величины напряжения питающей сети (рис. 89, в) и при изменении сопротивления цепи ротора (рис. 89, г).

Момент вращения двигателя может быть направлен по отношению к направлению движения механизма по-разному. В соответствии с этим различают двигательный и тормозной режим работы двигателя. В двигательном режиме работы направление движения механизма совпадает с направлением действия момента двигателя. В тормозных режимах момент двигателя направлен против направления движения механизма. Двигатель в этом случае оказывает тормозящее действие. Асинхронный двигатель может работать в трех тормозных режимах: генераторном, противовключения и динамического торможения.

Для перехода из двигательного режима в режим динамического торможения статор асинхронного двигателя отключают от сети переменного тока и подключают к сети постоянного тока. Проходя по обмотке статора, постоянный ток образует неподвижное магнитное поле. При этом в обмотке вращающегося ротора будет наводиться Естественная Искусственные ЭДС, которая вызовет ток в роторе. Взаимодействие неподвижного поля статора с током ротора создаст тормозной момент, величина которого зависит от тока статора (тока возбуждения), сопротивления ротора и частоты вращения электродвигателя. На рис. 89, д показаны механические характеристики Rl, R2, R3 асинхронного двигателя, работающего в режиме динамического торможения при постоянном токе возбуждения и различных сопротивлениях в цепи ротора.

Скорости крановых механизмов регулируются одним из следующих методов:

использованием нерегулируемого двигателя, работающего на естественной механической характеристике совместно со специальной механической или электрической частью (редукционной или электромагнитной муфтой, планетарным редуктором); использованием искусственных механических характеристик двигателя, работающего в двигательном и тормозном режимах;

комбинированным использованием первого и второго методов.

Ниже рассмотрены способы регулирования скорости механизмов, используемые на башенных кранах.