橋式起重機(jī)的電氣控制資料----41頁

1、案例：三峽1200/125t橋式起重機(jī)是世界上單鉤起重量最大的起重機(jī)。三峽工程1200/125t橋式起重機(jī)主要用于吊裝發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子(直徑18.4米、重量1900噸)、定子等大型關(guān)鍵部件,,第一節(jié)：橋式起重機(jī)概述,通用的橋式起重機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)中最廣泛使用的起重機(jī)械，又稱“天車”或“行車”，它是一種橫架在固定跨間上空用來吊運(yùn)各種物件的設(shè)備。橋式起重機(jī)按起吊裝置不同，可分為吊鉤橋式起重機(jī)、電磁盤橋式起重機(jī)和抓斗橋式起重機(jī)。其中尤以吊鉤橋

2、式起重機(jī)應(yīng)用最廣 。,,第一節(jié)：橋式起重機(jī)概述,,,起重機(jī)是一種用來起重與空中搬運(yùn)重物的機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、車站、港口、倉庫、建筑工地等部門。它對減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、促進(jìn)生產(chǎn)過程機(jī)械化起著重要作用，是現(xiàn)代化生產(chǎn)中不可缺少的工具。起重機(jī)包括橋式、門式、梁氏和旋轉(zhuǎn)式等多種，其中以橋式起重機(jī)的應(yīng)用最廣。橋式類起重機(jī)又分為通用橋式起重機(jī)、冶金專用起重機(jī)、龍門起重機(jī)與纜索起重機(jī)等。,一、橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式,一

3、、橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式,橋式起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式,二、橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),,（一）起重量 又稱額定起重量，是指起重機(jī)實(shí)際允許起吊的最大負(fù)荷量，以噸（t）為單位。國產(chǎn)的橋式起重機(jī)系列其起重量有5、10（單鉤）、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30（雙鉤）等多種。數(shù)字的分子為主鉤起重量，分母為副鉤起重量。,二、橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),（二）跨度

4、 起重機(jī)主梁兩端車輪中心線間的距離，即大車軌道中心線間的距離稱為跨度，以米（m）為單位。國產(chǎn)橋式起重機(jī)的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等，每3m為一個(gè)等級(jí)。,（三）提升高度 起重機(jī)吊具或抓取裝置的上極限位置與下極限位置之間的距離，稱為起重機(jī)的提升高度，以m為單位。常用的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、2

5、2/26、24/26m等幾種。其中分子為主鉤提升高度，分母為副鉤提升高度。,二、橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),（四）運(yùn)行速度 運(yùn)行機(jī)構(gòu)在拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的速度，以m/min為單位。小車運(yùn)行速度一般為40～60m/min，大車運(yùn)行速度一般為100～135m/min。（五）提升速度提升機(jī)構(gòu)的提升電動(dòng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速取物上升的速度，以m/min為單位。一般提升速度不超過30m/min,依貨物性質(zhì)、重量、提升要求來決定。,（六）通電持

6、續(xù)率由于橋式起重機(jī)為斷續(xù)工作，其工作的繁重程度用通電持續(xù)率JC%表示。通電持續(xù)率為工作時(shí)間與周期時(shí)間之比，一般一個(gè)周期通常定為10min。標(biāo)準(zhǔn)的通電持續(xù)率規(guī)定為15%、25%、40%、60%四種。,二、橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù),（七）工作類型起重機(jī)按其載荷率和工作繁忙程度可分為輕級(jí)、中級(jí)、重級(jí)和特重級(jí)四種工作類型。,①輕級(jí)：工作速度低，使用次數(shù)少，滿載機(jī)會(huì)少，通電持續(xù)率為15%。用于不需緊張及繁重工作的場所，如在水電站、發(fā)電廠中用作安

7、裝檢修用的起重機(jī)。②中級(jí)：經(jīng)常在不同載荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通電持續(xù)率為25%，如一般機(jī)械加工車間和裝配車間用的起重機(jī)。,,③重級(jí)：工作繁重，經(jīng)常在重載荷下工作，通電持續(xù)率為40%，如冶金和鑄造車間內(nèi)使用的起重機(jī)。④特重級(jí)：經(jīng)常起吊額定負(fù)荷，工作特別繁忙，通電持續(xù)率為60%，如冶金專用的橋式起重機(jī)。,三、橋式起重機(jī)對電力拖動(dòng)的要求,（一）對起重電動(dòng)機(jī)的要求,1. 起重電動(dòng)機(jī)為重復(fù)短時(shí)工作制。所謂“重復(fù)短時(shí)工作制”，即FC

8、介于25%～40％。電動(dòng)機(jī)較頻繁地通、斷電，經(jīng)常處于起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)狀態(tài)，而且負(fù)載不規(guī)律，時(shí)輕時(shí)重，因此受過載和機(jī)械沖擊較大；同時(shí)，由于工作時(shí)間較短，其溫升要比長期工作制的電動(dòng)機(jī)低(在同樣的功率下)，允許過載運(yùn)行。因此，要求電動(dòng)機(jī)有較強(qiáng)的過載能力。,2. 有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。起重電動(dòng)機(jī)往往是帶負(fù)載起動(dòng)，因此要求有較好的起動(dòng)性能，即起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小。3. 能進(jìn)行電氣調(diào)速。由于起重機(jī)對重物停放的準(zhǔn)確性要求較高，在起吊和下降重物時(shí)要進(jìn)行

9、調(diào)速，且調(diào)速大多數(shù)是在運(yùn)行過程中進(jìn)行，而且變換次數(shù)較多，所以不宜采用機(jī)械調(diào)速，而應(yīng)采用電氣調(diào)速。因此，起重電動(dòng)機(jī)多采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，且采用轉(zhuǎn)子電路串電阻的方法起動(dòng)和調(diào)速。,4. 為適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境和機(jī)械沖擊，電動(dòng)機(jī)采用封閉式，要求有堅(jiān)固的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用較高的耐熱絕緣等級(jí)。,,起重用的交流異步電動(dòng)機(jī)：YZR(繞線型)和YZ(籠型)系列起重電動(dòng)機(jī)。在銘牌上標(biāo)出的功率均為FC＝25％時(shí)的輸出功率,（一）對起重電動(dòng)機(jī)的要求,（二）電力

10、拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成及電氣控制要求,,,,,,,,第一節(jié)： 凸輪控制器及其控制線路,一、凸輪控制器的結(jié)構(gòu),凸輪控制器是一種大型手動(dòng)控制電器，是起重機(jī)上重要的電氣操作設(shè)備之一，用以直接操作與控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、起動(dòng)與停止。,一、凸輪控制器的結(jié)構(gòu),二、凸輪控制器的型號(hào)與主要技術(shù)參數(shù),,國產(chǎn)凸輪控制器有KT10、KT12、KT14、KT16等系列，以及KTJ1-50/1、KTJ1-50/5、KTJ1-80/1等型號(hào),三、凸輪控制

11、器控制的電路,,小車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),,,轉(zhuǎn)子回路串入不對稱電阻,,,,制動(dòng)電磁鐵,,,過流繼電器,三、凸輪控制器控制的電路,（一）電動(dòng)機(jī)定子電路,,零位：起動(dòng)位置,,,,,,,,,,,,,,,,,,,零位時(shí)抱閘制動(dòng),零位時(shí)，M2不通電,按下起動(dòng)按鈕SB2,三、凸輪控制器控制的電路,（一）電動(dòng)機(jī)定子電路,,,,,,,,,,,,手柄向右旋，觸點(diǎn)2、4接通，電磁抱閘松開,M2正轉(zhuǎn),,

12、,,,,,手柄向左旋，觸點(diǎn)1、3接通，電磁抱閘松開,M2反轉(zhuǎn),三、凸輪控制器控制的電路,（二）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路,,觸點(diǎn)5～9用以控制M2轉(zhuǎn)子外接電阻器R2，以實(shí)現(xiàn)對M2起動(dòng)和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),,三、凸輪控制器控制的電路,（二）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路,用于控制起重機(jī)吊鉤的升降,1.提升重物,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一檔是作為預(yù)備級(jí)，在二至五檔提升速度逐漸

13、提高 。最后運(yùn)行于第五檔,（二）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路,用于控制起重機(jī)吊鉤的升降,2．輕載下放重物,,運(yùn)行于第三象限。不同的檔位可獲得不同的下降速度,（二）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路,用于控制起重機(jī)吊鉤的升降,3．重載下放重物,可采用點(diǎn)動(dòng)操作的方式，即將控制器的手輪在下降（反轉(zhuǎn)）第一檔與零位之間來回扳動(dòng)以點(diǎn)動(dòng)起重電動(dòng)機(jī)，并配合制動(dòng)器便能實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的定位。,（三）保護(hù)電路,電路有欠壓、零壓、零位、過流、行程終端限位保護(hù)和安全保護(hù)共六種保護(hù)功能,1．欠壓

14、保護(hù)接觸器KM本身具有欠電壓保護(hù)的功能，當(dāng)電源電壓不足時(shí)（低于額定電壓的85%），KM因電磁吸力不足而復(fù)位，其動(dòng)合主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)都斷開，從而切斷電源。,2．零壓保護(hù)與零位保護(hù)采用按鈕SB起動(dòng)，SB動(dòng)合觸點(diǎn)與KM的自鎖動(dòng)合觸點(diǎn)相并聯(lián)的電路，都具有零壓（失壓）保護(hù)功能，在操作中一旦斷電，必須再次按下SB才能重新接通電源。采用凸輪控制器控制的電路在每次重新起動(dòng)時(shí)，還必須將凸輪控制器旋回中間的零位，這一保護(hù)作用稱為“零位

15、保護(hù)”,（三）保護(hù)電路,電路有欠壓、零壓、零位、過流、行程終端限位保護(hù)和安全保護(hù)共六種保護(hù)功能,3．過流保護(hù)如上所述，起重機(jī)的控制電路往往采用過流繼電器作過流（包括短路、過載）保護(hù)，過流繼電器KA0、KA2的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在KM線圈支路中，一旦出現(xiàn)過電流便切斷KM，從而切斷電源。此外，KM的線圈支路采用熔斷器FU作短路保護(hù)。,4．行程終端限位保護(hù)行程開關(guān)SQ1、SQ2分別提供M2正、反轉(zhuǎn)（如M2驅(qū)動(dòng)小車，則分別為小車的右行

16、和左行）的行程終端限位保護(hù)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在KM的自鎖支路中。,5．安全保護(hù)在KM的線圈支路中，還串入了艙口安全開關(guān)SQ6和事故緊急開關(guān)SA1。在平時(shí)，應(yīng)關(guān)好駕駛艙門，使SQ6被壓下（保證橋架上無人），才能操縱起重機(jī)運(yùn)行；一旦發(fā)生事故或出現(xiàn)緊急情況，可斷開SA1緊急停車。,,第三節(jié) : 主令控制器的控制線路,利用主令控制器發(fā)出動(dòng)作指令，使磁力控制屏中各相應(yīng)接觸器動(dòng)作，來換接電路，控制起升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)按與之相應(yīng)的運(yùn)

17、行狀態(tài)來完成各種起重吊運(yùn)工作，,由于主令控制器與磁力控制屏組成的控制電路較復(fù)雜，使用元件多，成本高，故一般在下列情況下才采用：,拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量大，凸輪控制器容量不夠。操作頻率高，每小時(shí)通斷次數(shù)接近或超過600次。起重機(jī)工作繁重，操作頻繁，要求減輕司機(jī) 勞動(dòng)強(qiáng)度要求電氣設(shè)備具有較高壽命。起重機(jī)要求有較好的調(diào)速、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行性能。,,,,,,提升機(jī)構(gòu)PQRl0B主令控制電路,,零電壓繼電器，實(shí)現(xiàn)零壓保護(hù)，并為起動(dòng)作準(zhǔn)備,,

18、,,一、提升重物的控制,二、下降重物的控制,二、下降重物的控制,,PQR10B型主令控制器控制電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性,三、電路的聯(lián)鎖與保護(hù),①由強(qiáng)力下降過渡到倒拉反接制動(dòng)下降，避免重載時(shí)高速的保護(hù)。對于輕型載荷，允許將控制器手柄置于下降“4”、“5”、“6”檔位進(jìn)行強(qiáng)力下降。若此時(shí)重物并不是輕型載荷，由于司機(jī)估計(jì)失誤，將控制器手柄扳在下降“6”檔位，此時(shí)電動(dòng)機(jī)在重力轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩共同作用下，運(yùn)行在再生制動(dòng)狀態(tài)。為此，應(yīng)將控制器手柄從下降“

19、6”位扳回至下降“3”，位，在這過程中，工作點(diǎn)將由a-b-c-d-e-f-B，最終在B點(diǎn)以低速穩(wěn)定下降。,為避免中間的高速，在控制器手柄由下降“6”扳回至下降“3”時(shí)，應(yīng)躲開下“5”、下“4”兩條特性。為此，在控制電路中將觸點(diǎn)KM2(16-24)、KM9(24-23)串聯(lián)后接在控制器觸點(diǎn)SA8與接觸器KM9線圈之間，當(dāng)控制器手柄由下降“6”扳回至下降“3”或下降“2”檔時(shí)，接觸器KM9仍保持通電吸合狀態(tài)，轉(zhuǎn)子中始終串入常串電阻R7，電動(dòng)

20、機(jī)仍運(yùn)行在特性6/上，由a點(diǎn)經(jīng)b’點(diǎn)平穩(wěn)過渡到B點(diǎn)，不致產(chǎn)生高速下降。,三、電路的聯(lián)鎖與保護(hù),②確保反接制動(dòng)電阻串入情況下進(jìn)行制動(dòng)下降的環(huán)節(jié)。當(dāng)控制器手柄由下降“4”扳到下降“3”時(shí)，觸點(diǎn)SA5斷開，SA6閉合，接觸器KM2斷電釋放，而KMl通電吸合，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)，為避免反接時(shí)過大的沖擊電流，應(yīng)使接觸器KM9斷電釋放，以便接入反接電阻，且只有在KM9斷電后才使KMl吸合。,為此，一方面在控制器觸點(diǎn)閉合順序上保證在SA8斷開后，

21、SA6才閉合；另一方面增設(shè)了KMl（11—12）與KM9（11-12）常閉觸點(diǎn)相并聯(lián)的聯(lián)鎖觸點(diǎn)。這就保證在KM9斷電釋放后KMl才能通電并自鎖工作。此環(huán)節(jié)還可防止由于KM9主觸點(diǎn)因電流過大而發(fā)生熔焊使觸點(diǎn)分不開、將轉(zhuǎn)子電阻R1～R6短接，只剩下常串電阻R7，此時(shí)若將控制器手柄扳于提升檔位將造成轉(zhuǎn)子只串R7發(fā)生直接起動(dòng)事故。,三、電路的聯(lián)鎖與保護(hù),③在制動(dòng)下降檔位與強(qiáng)力下降檔位相互轉(zhuǎn)換時(shí)斷開機(jī)械制動(dòng)的環(huán)節(jié)。在控制器下降“3”檔位與下降“4

22、”檔位轉(zhuǎn)換時(shí)，接觸器KM1、KM2之間設(shè)有電氣互鎖，在這換接過程中，必有一瞬間其兩個(gè)接觸器均處于斷電狀態(tài)，將使制動(dòng)接觸器KM3斷電釋放，造成電動(dòng)機(jī)在高速下進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。為此，在KM3線圈電路中設(shè)有KMl、KM2、KM3三對觸點(diǎn)構(gòu)成的并聯(lián)電路。這樣，由KM3實(shí)現(xiàn)自鎖，確保在KMl、KM2換接過程中，KM3始終通電，避免了發(fā)生換接時(shí)的機(jī)械制動(dòng)。,三、電路的聯(lián)鎖與保護(hù),④順序聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)。在加速接觸器KM6、KM7、KM8、KM9線圈電路中串

23、接了前一級(jí)加速接觸器的常開輔助觸點(diǎn)，確保轉(zhuǎn)子電阻R3～R6按順序依次短接，實(shí)現(xiàn)特性平滑過渡，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)提高。⑤完善的保護(hù)。由過電流繼電器KA1、KA2實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)；零電壓繼電器KA3與主令控制器SA實(shí)現(xiàn)零電壓保護(hù)與零位保護(hù)；行程開關(guān)SQ實(shí)現(xiàn)上升的限位保護(hù)等。,,第四節(jié)：起重機(jī)的電氣保護(hù)設(shè)備,,第四節(jié)：起重機(jī)的電氣保護(hù)設(shè)備,一、交流起重機(jī)保護(hù)箱,采用凸輪控制器控制的交流橋式起重機(jī)，廣泛使用保護(hù)箱。保護(hù)箱由刀開關(guān)、接觸器、過電流繼

24、電器等組成，用于控制和保護(hù)起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過流保護(hù)、失壓保護(hù)以及零位限位保護(hù)。起重機(jī)上用的標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)盤為XQB1系列。,二、制動(dòng)器與制動(dòng)電磁鐵,制動(dòng)器是保證起重機(jī)安全、正常工作的重要部件。在橋式起重機(jī)上常用塊式制動(dòng)器,它是一種簡單、可靠的制動(dòng)器。塊式制動(dòng)器又可分為短行程、長行程和液壓推桿塊式制動(dòng)器。短行程的制動(dòng)器多使用單相電源，長行程的制動(dòng)器多使用三相電源。長行程制動(dòng)器由于其杠桿具有較長的力臂，因此有較大的制動(dòng)力矩，而短行程制動(dòng)器的制動(dòng)

25、力相對較小。它們都有動(dòng)作時(shí)沖擊力大的缺點(diǎn)，需經(jīng)常維護(hù)和檢修。,,型號(hào)含義,,液壓推桿式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡圖,三、其它安全裝置,（一）緩沖器,用來吸引大車或小車運(yùn)行到終點(diǎn)與軌端檔板相撞(或兩臺(tái)起重機(jī)相撞)的能量,達(dá)到減緩沖擊的目的。在橋式起重機(jī)上常用的有橡膠緩沖器、彈簧緩沖器、液壓緩沖器和聚脂發(fā)泡塑料緩沖器等。其中，彈簧緩沖器使用較多。近年來，越來越多地采用聚脂發(fā)泡塑料緩沖器和液壓緩沖器。,三、其它安全裝置,（二）起升高度限位器,用來防止由

26、于司機(jī)操作失誤或其它原因引起的吊鉤過卷揚(yáng)，從而可能造成拉斷起升鋼絲繩、鋼絲繩固定端板開裂脫落或擠碎滑輪等造成吊鉤與重物一起下落的重大事故。為此起重機(jī)必須裝有起升高度限位器，當(dāng)?shù)蹉^起升到一定高度時(shí)能自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源而停止起升。常用的有壓繩式限位器、螺桿式限位器與重錘式限位器。,三、其它安全裝置,（三）載荷限制器及稱量裝置,載荷限制器,是控制起重機(jī)起吊極限載荷的一種安全裝置。,稱量裝置,是用來顯示起重機(jī)起吊物品具體重量數(shù)字的裝置,簡稱

27、電子秤。目前在橋式起重機(jī)上應(yīng)用越來越廣泛。,電子秤主要由載荷傳感器、電子放大器和數(shù)字顯示裝置等組成。載荷傳感器的作用是將物品重量的變化直接轉(zhuǎn)換為電量的變化，并由數(shù)字顯示裝置顯示出來。,載荷傳感器的安裝位置根據(jù)不同場合來決定?？砂惭b在起重小車的定滑輪支架上，起重小車起升卷筒軸支承座上或起重小車的吊鉤和鋼絲繩之間,,第五節(jié)：10t交流橋式起重機(jī)控制線路分析,一、起重機(jī)的供電特點(diǎn),交流起重機(jī)電源由公共的交流電網(wǎng)供電，由于起重機(jī)的工作是經(jīng)常