桥式起重机的电气控制资料(第八章)

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1、案例：三峡1200/125t桥式起重机是世界上单钩起重量最大的起重机。三峡工程1200/125t桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子(直径18.4米、重量1900吨)、定子等大型关键部件,第一节：桥式起重机概述,起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机械设备，广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械化起着重要作用，是现代化生产中不可缺少的工具。起重机包括桥式、门式、梁氏和旋转式等多种，其中以桥式起重机的应用最广。 桥式类起重机又分为通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。,通用的桥式起重机是机械制造工业中最广泛

2、使用的起重机械，又称“天车”或“行车”，它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。 桥式起重机按起吊装置不同，可分为吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机。其中尤以吊钩桥式起重机应用最广 。,第一节：桥式起重机概述,一、桥式起重机的主要结构和运动形式,一、桥式起重机的主要结构和运动形式,桥式起重机的运动形式,二、桥式起重机主要技术参数,（一）起重量 又称额定起重量，是指起重机实际允许起吊的最大负荷量，以吨（t）为单位。国产的桥式起重机系列其起重量有5、10（单钩）、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、2

3、50/30（双钩）等多种。数字的分子为主钩起重量，分母为副钩起重量。,二、桥式起重机主要技术参数,（二）跨度起重机主梁两端车轮中心线间的距离，即大车轨道中心线间的距离称为跨度，以米（m）为单位。国产桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等，每3m为一个等级。,（三）提升高度起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限位置之间的距离，称为起重机的提升高度，以m为单位。常用的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等几种。其中分子为主钩提升高度，分母为副钩提升高度。

4、,二、桥式起重机主要技术参数,（四）运行速度运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度，以m/min为单位。小车运行速度一般为4060m/min，大车运行速度一般为100135m/min。 （五）提升速度 提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的速度，以m/min为单位。一般提升速度不超过30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。,（六）通电持续率 由于桥式起重机为断续工作，其工作的繁重程度用通电持续率JC%表示。通电持续率为工作时间与周期时间之比，一般一个周期通常定为10min。标准的通电持续率规定为15%、25%、40%、60%四种。,二、桥式起重机主要技术参数,（七）工作类型 起重

5、机按其载荷率和工作繁忙程度可分为轻级、中级、重级和特重级四种工作类型。,轻级：工作速度低，使用次数少，满载机会少，通电持续率为15%。用于不需紧张及繁重工作的场所，如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重机。 中级：经常在不同载荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通电持续率为25%，如一般机械加工车间和装配车间用的起重机。,重级：工作繁重，经常在重载荷下工作，通电持续率为40%，如冶金和铸造车间内使用的起重机。 特重级：经常起吊额定负荷，工作特别繁忙，通电持续率为60%，如冶金专用的桥式起重机。,三、桥式起重机对电力拖动的要求,（一）对起重电动机的要求,1. 起重电动机为重复短时工作制。所谓“重

6、复短时工作制”，即FC介于25%40。电动机较频繁地通、断电，经常处于起动、制动和反转状态，而且负载不规律，时轻时重，因此受过载和机械冲击较大；同时，由于工作时间较短，其温升要比长期工作制的电动机低(在同样的功率下)，允许过载运行。因此，要求电动机有较强的过载能力。,2. 有较大的起动转矩。起重电动机往往是带负载起动，因此要求有较好的起动性能，即起动转矩大，起动电流小。 3. 能进行电气调速。由于起重机对重物停放的准确性要求较高，在起吊和下降重物时要进行调速，且调速大多数是在运行过程中进行，而且变换次数较多，所以不宜采用机械调速，而应采用电气调速。因此，起重电动机多采用绕线转子异步电动机，且采

7、用转子电路串电阻的方法起动和调速。,4. 为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，电动机采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。,起重用的交流异步电动机：YZR(绕线型)和YZ(笼型)系列起重电动机。在铭牌上标出的功率均为FC25时的输出功率,（一）对起重电动机的要求,（二）电力拖动系统的构成及电气控制要求,第一节： 凸轮控制器及其控制线路,一、凸轮控制器的结构,凸轮控制器是一种大型手动控制电器，是 起重机上重要的电气操作设备之一，用以 直接操作与控制电动机的正反转、调速、 起动与停止。,一、凸轮控制器的结构,二、凸轮控制器的型号与主要技术参数,国产凸轮控制器有KT10、KT12、

8、KT14、KT16等系列，以及KTJ1-50/1、KTJ1-50/5、KTJ1-80/1等型号,三、 凸 轮 控 制 器 控 制 的 电 路,小车驱动电动机,转子回路串入 不对称电阻,制动电磁铁,过流继电器,三、 凸 轮 控 制 器 控 制 的 电 路,（一）电动机定子电路,零位： 起动位置,零位时抱闸制动,零位时，M2不通电,按下起 动按钮 SB2,三、 凸 轮 控 制 器 控 制 的 电 路,（一）电动机定子电路,手柄向右旋，触点 2、4接通，电磁抱 闸松开,M2正转,手柄向左旋，触点 1、3接通，电磁抱 闸松开,M2反转,三、 凸 轮 控 制 器 控 制 的 电 路,（二）电动机转子电路

9、,触点59用以控制M2转子外接电阻器R2，以实现对M2起动和转速的调节,三、 凸 轮 控 制 器 控 制 的 电 路,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,1.提升重物,第一档是作为预备级，在二至五档提升速度逐渐提高 。最后运行于第五档,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,2轻载下放重物,运行于第三 象限。不同的 档位可获得不 同的下降速度,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,3重载下放重物,可采用点动操作的方式，即将控制器的手轮在下降（反转）第一档与零位之间来回扳动以点动起重电动机，并配合制动器便能实现较准确的定位。,（三）保护电路,电路有欠压、零压、零位、

10、过流、行程终端限位保护和安全保护共六种保护功能,1欠压保护 接触器KM本身具有欠电压保护的功能， 当电源电压不足时（低于额定电压的85%）， KM因电磁吸力不足而复位，其动合主触点 和自锁触点都断开，从而切断电源。,2零压保护与零位保护 采用按钮SB起动，SB动合触点与KM的自 锁动合触点相并联的电路，都具有零压（失 压）保护功能，在操作中一旦断电，必须再 次按下SB才能重新接通电源。 采用凸轮控制器控制的电路在每次重新起动 时，还必须将凸轮控制器旋回中间的零位， 这一保护作用称为“零位保护”,（三）保护电路,电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护共六种保护功能,3过流保护

11、如上所述，起重机的控制电路往往采用过流 继电器作过流（包括短路、过载）保护，过 流继电器KA0、KA2的动断触点串联在KM 线圈支路中，一旦出现过电流便切断KM， 从而切断电源。此外，KM的线圈支路采用 熔断器FU作短路保护。,4行程终端限位保护 行程开关SQ1、SQ2分别提供M2正、反转 （如M2驱动小车，则分别为小车的右行和 左行）的行程终端限位保护，其动断触点 分别串联在KM的自锁支路中。,5安全保护 在KM的线圈支路中，还串入了舱口安全开 关SQ6和事故紧急开关SA1。在平时，应 关好驾驶舱门，使SQ6被压下（保证桥架 上无人），才能操纵起重机运行；一旦发 生事故或出现紧急情况，可断开

12、SA1紧急 停车。,第三节 : 主令控制器的控制线路,利用主令控制器发出动作指令，使磁力 控制屏中各相应接触器动作，来换接电 路，控制起升机构电动机按与之相应的 运行状态来完成各种起重吊运工作，,由于主令控制器与磁力控制屏组成的控 制电路较复杂，使用元件多，成本高， 故一般在下列情况下才采用：,拖动电动机容量大，凸轮控制器容量不够。 操作频率高，每小时通断次数接近或超过600次。 起重机工作繁重，操作频繁，要求减轻司机劳动强度要求电气设备具有较高寿命。 起重机要求有较好的调速、点动等运行性能。,提升机构PQRl0B 主令控制电路,零电压继电器，实 现零压保护，并为 起动作准备,一、提升重物的控

13、制,二、下降重物的控制,二、下降重物的控制,PQR10B型主 令控制器控制 电动机机械特性,三、电路的联锁与保护,由强力下降过渡到倒拉反接制动下降，避免重载时高速的保护。对于轻型载荷，允许将控制器手柄置于下降“4”、“5”、“6”档位进行强力下降。若此时重物并不是轻型载荷，由于司机估计失误，将控制器手柄扳在下降“6”档位，此时电动机在重力转矩与电磁转矩共同作用下，运行在再生制动状态。 为此，应将控制器手柄从下降“6”位扳回至下降“3”，位，在这过程中，工作点将由a-b-c-d-e-f-B，最终在B点以低速稳定下降。,为避免中间的高速，在控制器手柄由下降“6”扳回至下降“3”时，应躲开下“5”、

14、下“4”两条特性。为此，在控制电路中将触点KM2(16-24)、KM9(24-23)串联后接在控制器触点SA8与接触器KM9线圈之间，当控制器手柄由下降“6”扳回至下降“3”或下降“2”档时，接触器KM9仍保持通电吸合状态，转子中始终串入常串电阻R7，电动机仍运行在特性6/上，由a点经b点平稳过渡到B点，不致产生高速下降。,三、电路的联锁与保护,确保反接制动电阻串入情况下进行制动下降的环节。当控制器手柄由下降“4”扳到下降“3”时，触点SA5断开，SA6闭合，接触器KM2断电释放，而KMl通电吸合，电动机处于反接制动状态，为避免反接时过大的冲击电流，应使接触器KM9断电释放，以便接入反接电阻，

15、且只有在KM9断电后才使KMl吸合。,为此，一方面在控制器触点闭合顺序上保证在SA8断开后，SA6才闭合；另一方面增设了KMl（1112）与KM9（11-12）常闭触点相并联的联锁触点。这就保证在KM9断电释放后KMl才能通电并自锁工作。此环节还可防止由于KM9主触点因电流过大而发生熔焊使触点分不开、将转子电阻R1R6短接，只剩下常串电阻R7，此时若将控制器手柄扳于提升档位将造成转子只串R7发生直接起动事故。,三、电路的联锁与保护,在制动下降档位与强力下降档位相互转换时断开机械制动的环节。在控制器下降“3”档位与下降“4”档位转换时，接触器KM1、KM2之间设有电气互锁，在这换接过程中，必有一

16、瞬间其两个接触器均处于断电状态，将使制动接触器KM3断电释放，造成电动机在高速下进行机械制动。为此，在KM3线圈电路中设有KMl、KM2、KM3三对触点构成的并联电路。这样，由KM3实现自锁，确保在KMl、KM2换接过程中，KM3始终通电，避免了发生换接时的机械制动。,三、电路的联锁与保护,顺序联锁保护环节。在加速接触器KM6、KM7、KM8、KM9线圈电路中串接了前一级加速接触器的常开辅助触点，确保转子电阻R3R6按顺序依次短接，实现特性平滑过渡，电动机转速逐级提高。完善的保护。由过电流继电器KA1、KA2实现过电流保护；零电压继电器KA3与主令控制器SA实现零电压保护与零位保护；行程开关SQ实现上升的限位保护等。,第四节：起重机的电气保护设备,第四节：起重机的电气保护设备,一、交流起重机保护箱,采用凸轮控制器控制的交流桥式起重机，广泛使用保护箱。保护箱由刀开关、接触器、过电流继电器等组成，用于控制和保护起重机，实现电动机过流保护、失压保护以及零位限位保护。起重机上用的标准保护盘为XQB1系列。,