起重机械配套教学课件文豪第十五章

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1、,主 编 ： 文 豪,起重机械,第十五章,起重机械电气系统与设备,目 录 / CONTENTS,15.1 起重机械电力装备的技术要求,15.2 起重机械电气设备,15.3 起重机械调速及电气传动控制系统,第1节 起重机械电力装备的技术要求,第一节 起重机械电力装备的技术要求,起重机械电力装备的技术要求,起重机械对电气系统及设备的技术要求集中反映在GB/ T 38112008 起重机设计规范、GB 6067.12010 起重机械安全规程 第1 部分: 总则等相关国家标准中。,一、起重机械一般使用要求,1 环境条件,1）起重机械电气设备一般要求在环境温度0 +40范围内能正常工作。 2）周围空气温

2、度在+40的最高温度时，其相对湿度不超过50%；周围空气温度在不超过+25时，相对湿度允许短时高达100%。 3）起重机械的电气设备一般使用地点的海拔不超过1000m。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,4）起重机械的电气设备应采取与工作环境相适应的防护等级，以防止固体物和液体侵入。 5）当起重机械工作在有爆炸和火灾危险的环境时，电气设备的选择、管线配置敷设等应符合GB 500581992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。 6）任何润滑系统、液压系统或其他含油装置在运行和安装时，应保证不会使油液滴落到电气设备上，否则电气设备应加以保护，不致因油滴而损坏。 7）当电气设备受到辐射（如

3、微波、紫外线、激光、射线）时，应采取附加措施，以避免设备误动作和加速绝缘老化。 8）起重机械的电气设备不应产生高于使用场合约定的或相应的电磁骚扰等级。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,2 电源和压降,1）起重机械的电源通常为不高于1000V、三相（3 + PE）、50/60Hz 的交流电。 2）交流电源供电，自供电变压器的低压母线至起重机械任何一台电动机端子上的总电压降，在尖峰电流时最大不得超过额定电压的15%，起重机械内部（即自起重机械供电点至各机构电动机端子）的电压降应不超过5%。 3）起重机械常用的供电方式有电源滑触线、电缆卷筒或悬挂电缆小车。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,3

4、 使用要求,1）起重机械的起重能力应达到额定起重量。 2）与起重机械使用有关的性能参数，应符合有关标准和合同中的相关要求： 四绳双颚板抓斗的抓满率应不小于90%； 双小车起重机中，两个小车相同机构的操纵应是既可联动，也可单动。 3）对于起升机构工作级别为M4、M5 和M6 的吊钩起重机，当额定起升速度等于或高于5m/ min 时，应采用电气制动的方法使重物平稳制动；在（0.2 1.0）PQRC 范围内下降时，应保证制动前电动机转速降至同步转速的1/3 以下，且能稳定运行。 4）对于下降最低挡稳定运行的吊钩起重机，当主令回零位后，从制动器断电至重物停止，其下滑距离1min 内应不大于稳定起升距离

5、的1/65。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,4 其他,长期在高温环境下工作的起重机械，其司机室应采取隔热措施，电控设备需要采取降温措施。 根据环境条件和用户要求设置取暖设备时，应采用固定的且不发光的防护式发热器。 对于在特殊环境和工况下（如室外、高温、湿热带、干热带、有爆炸危险介质、有腐蚀性介质等）使用的起重机械电气设备，其设计和选用应满足相应要求。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,1 传动系统,起重机械传动控制系统是根据负载特点、使用条件和工艺要求而设计的。 一般起重机械对传动控制系统的要求是：起动、制动及各挡位之间的切换要平稳，停车时能停稳、停准。 调速要求较高的起重机或工作机构

6、，通常要求有一挡或一挡以上较稳定的低速。起重机械传动控制系统所采用的调速方案应当是：经济可靠、操作方便、确保安全。,二、起重机械传动控制的技术要求,第一节 起重机械电力装备的技术要求,2 调速方案,1）起重机械一般采用交流传动系统。 2）由控制屏控制的绕线转子异步电动机驱动的起升机构，下降时至少有一挡低速, 下降减速过程应有电气制动，除非另有要求。 3）桥式起重机运行机构一般要求能进行反接制动或其他电气制动，以保证在正常运行速度时也能迅速、平稳地制动。 4）交流调速系统。 起重机采用交流传动调速系统时应考虑以下情况： 一般采用变频、晶闸管定子调压、自激能耗制动、涡流制动器等调速系统； 变频调速

7、驱动系统可实现额定频率以下的恒转矩调速及额定频率以上的恒功率调速，一般恒功率调速的弱磁升速最高频率宜不大于2 倍的额定频率。 5）直流传动调速系统。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,3 传动控制系统性能,起重机传动控制系统的性能应能满足以下要求： 1）在110%的起重机械额定载荷下应能可靠工作。 2）在供电系统电压波动为额定值的-10% 时，起重机械起升额定载荷无论处于什么位置，系统都应保证机构正常工作且不出现溜钩。 3）除非控制方案允许，否则无论控制手柄处于什么位置， 正常工作时满载下降速度不应超过额定速度的120%。 4）对于大车运行机构和回转机构，两个方向的起动和停车应渐进控制。,第

8、一节 起重机械电力装备的技术要求,4 控制方式,起重机的控制方式包括司机室控制、地面有线控制、无线遥控和多点控制。控制方式应按传动系统对操作性能和方法的要求、电动机类型及容量大小、接电持续率、通断次数、期望的控制器工作寿命、操纵装置形式和位置等来选择。 （1）司机室控制 （2）地面有线控制 （3）无线遥控 （4）多点控制,第一节 起重机械电力装备的技术要求,1 电控设备的选用,起重电控设备作为电控产品的一个大类，一般选用原则为： 1） 起重机械一般应采用交流传动交流控制系统，在使用频繁或工作条件恶劣的情况下，宜采用交流传动直流控制系统。 2）宜采用标准的起重机械电气控制设备，如有特殊需要，也可

9、由制造厂自行设计，但必须符合GB/ T 38112008 起重机设计规范和JB/ T 43151997 起重机电控设备的有关规定。 3）其他电气设备和元件应选用起重机械专用或能满足起重机械要求的产品。 4）电气配套产品要有生产许可证或型号使用证以及产品合格证。,三、电气设备及元器件的选用和安装,第一节 起重机械电力装备的技术要求,2 起重机械常用低压元器件的选用,（1）一般要求 起重机械常用的低压电器从应用角度一般可分为配电电器和控制电器两大类。 配电电器主要应用于配电系统，对配电线路和用电设备起着保护作用。 控制电器主要用于电力拖动控制系统和用电设备，起着控制和调节作用。 （2）低压配电电器

10、的选用 1）电器应适应所在场所的环境条件。 2）电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。 3）电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。 （3）控制电器的选用 控制电器是用来控制在正常工作条件下的用电设备的接通和分断，因此，接通和分断能力及使用寿命是控制电器重要的使用参数。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,3 驱动设备的选用,（1）电动机 1）电动机的类型。电动机应依据其类型及结构形式，供电形式，工作制及接电持续率，功率，额定转矩、堵转转矩及最大转矩，额定转速，调速方式，防护等级，环境温度、湿度和海拔等进行选择。 2）防护等级。户内使用时，至少不低于IP23；多尘环境下，至少不低于IP

11、44；户外使用时，至少不低于IP54。在可能出现冷凝水的情况下，要确保冷凝水出水孔保持畅通。 3）容量校验。除主机的工作载荷和速度要求外，决定电动机容量的因素还有电动机的发热与温升，以及电动机的起动能力和允许的短时过载能力。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,（2）制动器驱动元件 1）选型。制动器驱动元件应按电源电压和频率、环境条件及其对应机构的工况（接电持续率、每小时工作次数）来选定。 2）制动器的控制。对有独立回路的制动器的控制应保证起动、制动过程中机构不出现失控运动。 （3）电阻器 1）起动用电阻器各级电阻选用值与计算值允差为 5%。 2）电阻器发热容量一般按重复短时工作制选择，一个循

12、环周期时间为60s，接电持续率分别为：100%、70%、50%、35%、25%、17.5%、12.5%、8.8%、6.25% 和4.4%。 3）起升机构不应选用频敏变阻器。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,4）晶闸管定子调压调速系统电阻器的接电持续率应按100% 来选用，且电阻元件在JC =100%的电流值应不小于电动机的工作电流。 5）变频调速系统采用制动单元时，起升机构电阻器的接电持续率应按100% 选用，电阻器的功率值应不小于下降时的额定回馈功率。 （4）起重电磁铁 1）起重电磁铁电源严禁接入其他设备, 以免影响电磁铁正常工作。 2）起重电磁铁可分为电磁式和电控永磁式两种。 3）绕组

13、绝缘等级应按功率损失、环境温度及被吸物料所产生的热辐射来选择。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,4）通常起重电磁铁按接电持续率50%设计制造。 5）起重电磁铁的拉脱力应不小于额定起重能力的两倍。 6）起重电磁铁的馈电移动式电缆应卷绕在专门的电缆卷筒上，要求电缆卷筒上缠绕的电缆不要碰到起升钢丝绳。 7）对于采用反向电流去磁卸载的起重电磁铁，其去磁电流一般按其线圈冷态时工作电流的15% 20%选取。 8）起重电磁铁放电电阻，其阻值一般按线圈冷态阻值的3 4 倍选择。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,4 馈电装置,起重机械常用的馈电方式有电源滑触线、电缆卷筒和悬挂电缆小车等。对馈电装置的一般

14、要求为: （1）电源滑触线 1）对于交流电源，当采用滑触线、电缆卷筒或悬挂电缆小车供电时，应提供用于保护接地的滑触线、集电环或接地线。 2）电源滑触线通常采用角钢（或轻轨）、铜质刚性滑触线或安全滑触线。 3）滑触线或软电缆的截面应满足其载流量不小于负荷计算电流的要求，也应满足机械强度的要求。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,（2）集电器 刚性滑触线的集电器用自重或弹簧加压。 （3）电缆卷筒 1）电缆卷筒应能自动收缠电缆。 2）在放电缆过程中，作用在电缆导线上的牵引力应尽可能地小。 3）电缆卷筒的集电滑环应满足相应的电压等级和电流容量的要求，每个滑环至少有一对电刷。 （4）悬挂电缆小车 1）

15、采用悬挂电缆小车时， 应防止电缆在运动过程中磨损和发生过度弯曲，其电缆悬挂弯板的曲率半径应不小于电缆外径的5 倍。 2）电缆排布时应保证各电缆长度相等，压板压接牢靠，同一层电缆外径尽可能接近，要避免某一根或少数几根电缆受力过度。 3）牵引杆的安装位置应使得当所有悬挂电缆小车退回到起始位置时。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,5 电气设备安装的一般要求,1）电气设备应安装牢固。 2）安装在电气室内的电气设备，其防护等级可以为IP00，应有适当的防护措施。 3）安装在起重机各部位的电气设备，应能方便、安全地维修。 4）对于室内使用的起重机械，最低防护等级为IP10。对于室外使用的起重机，壳防护等级不应低于IP33。 5）起重机大、小车上馈电装置的裸露带电部分与金属结构之间的最小距离应大于30mm；起重机运行产生相对晃动时，其间距应大于最大晃动量加30mm。 6）在安装和使用的过程中，如电气设备存在振动、冲击或碰撞的可能时，应采取必要的减振安装措施，保证电气设备的正常使用。,第一节 起重机械电力装备的技术要求,1 供配电系统的安全保护,1）配电系统应设短路保护，并应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前分断短路线路。 2）配电系统应设过载保护，并应在过载电流引起的温升对导体的绝缘、接头、端子或