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1、电气控制技术与技能训练,电气控制技术与技能训练 电子教案,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.1 桥式起重机概述起重机分类：桥式、门式、塔式、旋转式。桥式起重机又称行车、天车，尤以吊钩桥式起重机多用。 4.1.4 桥式起重机的主要机构及运动形式 结构：1.桥架 2.大车移行机构 3.小车 4.提升机构 5.驾驶室 桥式起重机的运动形式：起重机由大车电动机驱动沿车间 两边轨道作纵向（前后）运动。小车及提升机构由小车电动机驱 动沿桥架主梁上的轨道作横向（左右） 运动。提升电动机驱动重物作升降运动。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.1.2 桥式起重机的主要技术参数1.起重量单钩：5t、10t双钩
2、：15/3t、20/5t、30/5t、50/10t、75/20t、100/20t、 125/30t、150/30t、200/30t、250/30t，分子为主钩起重量，分母为 副钩起重量。2.跨度 3.提升高度 4.运行速度 5.提升速度提升速度30m/min 空钩速度：高达提升速度两倍着陆低速46m/min6.负载持续率工作时间与工作周期时间之比，用Fs%表示。标准负载持续率：15%、 25%、40%、60%。7.工作类型 有轻级、中级、重级和特重级四种。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.1.3 桥式起重机的电力拖动特点及控制要求 1.电力拖动系统的构成小车电动机一台、大车电动机一至二台、
3、提升电动机一至二台。 2.对起重电动机的要求起重机负载图如右提升机构四个工作阶段：升降重物及空钩。大、小车二个工作阶段：平移重物及空钩。停歇二个阶段：装卸货一个工作周期10min。三台电动机均为断续周期工作方式，电动机启制动频繁，为缩短启 制动时间，减少启动、制动损耗，起重机转子制成细长形，使飞轮惯 量GD2减少。,第4章 桥式起重机电气控制系统,(1)起重机宜选用起重型断续周期工作制电动机，该机应启动电流小， 启动转矩大。(2)能电气调速 选用绕线型异步电动机转子串电阻调速。(3)能适应较恶劣的工作环境和机械冲击。 3.对电气控制系统的要求(1)具有合适的升降速度，空钩能快速升降。(2)调速
4、范围 3：1，高者510：1。(3)有适当的低速区(4)提升第一档为预备级，用于消除传动系统齿轮间隙，张紧钢丝绳。(5)起重机负载为位能性恒转矩负载，要有电动下放（强力下放）、倒 拉反接制动下放及发电反馈制动下放三种下放负载方式。(6)电气与机械双重制动。(7)要有完备的电气保护与联锁环节。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.2 起重电动机的工作状态大车、小车移行机构的电动机其负载为反抗性恒转矩负载Tf（摩 擦转矩负载），电动机工作在正向电动与反向电动状态。提升机构电动机其负载为位能性恒转矩负载Tw与反抗性恒转矩负载 Tf之综合。 4.2.1 提升负载时电动机的工作状态T=TL= Tf+Tw
5、 正向电动状态T为电动机电磁转矩，TL为负载转矩。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.2.2 下放负载时电动机的工作状态下放负载时电动机的三种工作状态 1.反转电动状态TfTw，负载很轻，不能依靠自重下降，而电动下放，称强力下放。T=TL= Tf-Tw Tf= T+Tw,第4章 桥式起重机电气控制系统,2.发电反馈制动状态轻载高速下放T=TL=Tw-Tf ， T+Tf=Tw ，此时Tw为原动转矩。 要点：电源相序反接，产生顺时针方向的旋 转磁场。Tw拉着电动机反转其转速超过反向同步转 速，与旋转磁场同向。按相对运动原理决定某一时刻N.S极下转 子导体切割磁力线方向，N极下导体向左，S极下 导
6、体向右。按右手定则决定转子导体感应电动势和电 流方向。按左手定则决定转子导体受力方向，即可 知电磁转矩T方向与转子转速n相反。,第4章 桥式起重机电气控制系统,3.倒拉反接制动状态中载、重载的低速下放T=TL=Tw-Tf ，T+Tf=Tw ，Tw为原动转矩 要点：电动机定子电源相序与提升时相序同，产 生逆时针方向的旋转磁场。 为限制制动电流，转子串大电阻。 Tw拉着电动机反转，与旋转磁场方向相反。 按相对运动原理决定某一时刻N.S极下转子导体 切割磁力线方向，N极下导体向左，S极下导体向右。 按右手定则决定转子导体感应电动势和电流的方 向。 按左手定则决定转子导体受力方向，即可知电磁 转矩T方
7、向与转子转速n相反。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.3 凸轮控制器的控制电路 4.3.1 电路特点 1.可逆对称电路凸轮控制器左右各档其触点通断 情况对称，故电动机正反转工作情 况完全相同。 2.绕线型异步电动机转子在每一档 均串接三相不对称电阻。 3.用于控制提升机构时(1)提升负载第一档为预备级，消 除齿轮间隙，二至五档转速逐渐升 高，电动机工作于正向电动状态。(2)下放负载，电动机工作于反向 发电反馈制动状态，只能在下放第五 档工作。(3)轻载下放Tw Tf 时，电动机工 作于反向电动状态强力下放，可在下 放第一至五档工作,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.3.2 主电路分析各电
8、器作用介绍在凸轮控制器手柄不同位置，电 动机转子各相接入的电阻均不相同， 可得不同的转速。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.3.3 控制电路的分析注意：下放重载时，凸轮控制器手柄应由零位直接扳至下放第五 档，中间不得停留。为使下放负载时准确定位，将手柄在下放第一档与零位间来回操 作，由电磁抱闸配合便可获得下放低速。 4.3.4 保护电路分析1.欠电压保护2.失电压保护与零位保护3.过电流保护与短路保护4.行程终端限位保护5.安全保护,第4章 桥式起重机电气控制系统,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.4 主令控制器的控制电路 4.4.1 电路特点1.主令控制器上升与下放各档，其触点通断情况
9、是不对称的，使负 载获得不同的上升和下放速度。2.绕线型异步电动机转子在每一档均串接三相对称电阻。3.提升负载第一档为预备级，消除齿轮间隙，二至六档转速逐渐升 高，电动机工作于正向电动状态。4.下放降J档亦为预备级，电磁制动器未松开，将电动机刹住，防 止重物溜钩，并可在空中平移。5.下放第一、二档用于下放重载，电动机工作于倒拉反接制动状 态，获得稳定下放低速。6.下放第三至五档用于轻载下放，且其位能转矩小于摩擦转矩，电 动机工作于反向电动状态，强力下放负载。7.轻载下放，但其位能转矩大于摩擦转矩，电动机工作于反向发电 反馈状态，只可在下放第五档工作。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.4.2
10、 提升重物的控制电路分析各电器作用介绍图4-14 PQR10B 主令控制器控制提升机构电动机机械转性,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.4.3 下放重物的控制电路分析特点：1.降J档及下放一、二档，绕线型异步电动机定子按上升相 序接通三相电源，电动机均工作于倒拉反接制动状态。但降J档电磁 制动器无电，将电动机刹死。从降J至下放二档，转子外接电阻越来越 大，电动机下放重载的转速越来越高，但均低于同步转速。2.若下放空钩或空载时误将主令控制器手柄置于下放第一、二档， 如果此时电动机的启动转矩比负载转矩还大，将出现负载不降反升的 现象。此时应立即将手柄扳至下放各档，就可避免此现象的发生。3.下放第
11、三、四、五档为强力下放，电动机工作于反向电动状态， 从下放第三至第五档，转子外接电阻越来越小，电机下放轻载的转速 越来越高，但不超过同步转速。4.下放第五档亦可用于轻载下放高速，此时电动机工作于反向发电 反馈制动状态，电动机转速稍高于同步转速。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.4.4 保护电路分析1.由强力下放过渡到反接制动下放时，避免重载时高速下放的保 护环节重载高速下降的成因：重载时手柄却置于下放五档。手柄从 下五档推回下二档时，在换挡过程中产生更高的重载下放速度。消除方法：将触点KM217-24与KM924-25串联后跨接于触点SA8与线圈 KM9之间构成自锁电路，使得手柄通过下四、
12、下三档时，电动机仍在下 五档工作，不会出现换挡时的高速。2.保证转子串入反接制动电阻的情况下，电动机才进入倒拉反接 制动下放的联锁环节。3.制动下放档位（下二档）与强力下放档位（下三档）相互转换 时防止出现机械制动的保护环节。4.顺序联锁保护环节。5.完善的保护环节：过电流保护、零电压保护与零位保护、短路 保护、限位保护等。,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.5 15/3t 桥式起重机电气控制系统 简单介绍 4.5.1 供电特点,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.5.2 15/3t 桥式起重 机各运动机构的电气控制,第4章 桥式起重机电气控制系统,表4-1 副钩小车凸轮控制器2SA-3SA触点工作状态表,表4-2 大车凸轮控制器4SA触点工作状态表,第4章 桥式起重机电气控制系统,4.5.3 电气控制系统的保护、照明及信号电路 1.电气控制系统的保护 2.电气控制系统的照明及信号电路,
