1、205t桥式起重机电气控制案例分析起重机是一种用来起吊和放卜重物并使重物在短距离内水平移动的起重设笛,起重机按结构分有桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等,不同形式的起重机分别应用在不同场合，如车站货场使用的门式：建筑工地使用的塔式起理机：码头、港口使用的旋转式起乘机：生产车间常用的是桥式起重机,又称为天车、行车或吊车.常见的桥式起重机5吨、10吨单钩及15/3fe.20/5吨双构等.20/5t桥式起跑机是一种电动双梁式吊车,广泛用于车间内乘物的起吊搬运.一、205t桥式起重机基本结构、运动形式和主要技术参数1 .主要结构及运动形式起重机虽然种类很多,但.在结构上看，都具有提升机构和运行机构，以
2、桥式起眼机为例，主要有桥架（大车、小车及提升机构三部分组成.大车的轨道敷设在沿车间两侧的立柱上.大车可以在轨道上沿车间纵向移动：大车上有小车轨道供小车横向移动，提升机构安袋在小车上上下运动。根据工作需要，可安装不同的取物装汽，例如吊钩、夫钳、抓斗起亮电段铁等.有的起重机根据需要，可以安装两个提升机构,分为主钩和副钩，主钩用来提升重物，副铜除可提升轻物外,可用来价同主管做转和翻倒工件用.但不允许两钩同时提升两个物件.姆个吊钩在单独工作时均只能起吊HU%不超过额定H1.般的重物，当两个吊钩同时工作时，物件重量不允许超过主钩起重用,这样，起氧机就Ur以在火车能第行走的整个年间数时内进行起重运输了.如
3、图I所示.1驾驶室2小车导电沿线3小车4掂梁5主滑线6主梁7副的8主钩图120/5I桥式起重机外形图2 .205t桥式起机的型号含义桥式起理机型号的含义为：20/5t王钩20吨hTF吨副掏5吨桥式起曳机的主要运动有大车的纵向运动、小车的检向运动及主钩、副的的升降运动.桥式起重机上各部件分布如图2所示。图220/5t桥式起重机各部件分布图3.桥式起重机的主要技术参数桥式起电机的主要技术费数行起至录、跨度、提升而度、移行速度和工作类里。（1）额定起重依是指起重机允许吊起的物品连同可分吊具重量的总和，以吨为单位。我国生产的桥式起田机起里盘有5t,10t,153t.205t.305t.5010t.75
4、20t.15030t.25030t等,其中,分子为主构起柬fit,分母为刷恂起杀奴（2跨度起球机主张两端车轮中心战间的距离，即大车轨道中心跷间的跳窗。（3）提升高度吊具的上极限位置与下极限位冏之间的跑离，以米为单位。（4）工作速度包括起升速度和及大、小车运行速度.起升速度是指吊物或取物装巴在稳定运动状态下，颔定我荷时的垂宜位移速僮，中小型起柬机的起升速度一般为82O11Vmino大、小车的运行速度为拖动电动机额定转速下运行的速度.小车运行速度一般为406011Vmin,大车运行速度一般为1.（X1-I35mmin.（5）工作类里起Hi机按其载正侦可分为三级：小型2I（X,中兴10-50b515
5、0（以上。按其负税率和繁忙程度可分为：轻级工作速度较低.使用次数也不多.满载机会比较少.负载持续率约为15%.如主电室,维修车间用的起农机.中级经常在不同负载条件下,以中等速度工作.使用不太施繁.负载持续率.约为25%,如一般机械加工和装配车间用起理机.正级经常处于额定负我下工作，Hf用频繁，负我持续率为40%以上.如冶金和铸造车同用的起重机.特曳级基本上处于制定负载下工作，使用更为领繁.环境温度高，保证冶金车间工艺过程进行的起曲:机，属于特弟级，二、桥式起重机的供电、电气控制的特点和要求1 .桥式起重机的供电三相电源是从沿箭平行于大车轨遒方向敷设在车间厂房一侧的三根主滑触发上,通过沿动集电刷
6、引入：小车上电气设备的供电以及电气设备之间的连接是通过在桥架的HW袋设的21根小车导电滑线并羟滑动集电刷引人.21根小车导电沿线的作用是：用于主钩部分IO根，其中3根连接主钩电动机M5的定子绕组（5U、5V,5W接线端.3根连接转子绕组与转子外接电FI15K5R.主钩电破抱向制动器YB5、YB6接交流电磁控制柜2根.IC钩上升位置开关SQ5接交流电磁控制柜与主令控制器2根；用于副钩部分6根，其中3根连接副钩电动机M1.的转子绕组与转子外接电阻器IR,2根连接定子绕组（1U、IW）接线端与凸轮控制器AC1.,另1根将副钩上升位置开关SQ6接在交流保护柜上：用于小车部分5根.其中3根连接小车电动机
7、M2的转子绕组与转子外接电阻器2R.2根连接M2定干跷组（2U、2W）接援端与凸轮控制器AC2.沿触战通常采用角钢、圆钢、V形钢或工字钢等刚性身体制成，2 .起重用电动机的特点桥式起曳机工作环境恶劣，工作性质为短时曳红工作制，拖动电动机经常处于起动、制动、调速和反转状态：负我很不规律，经常承受大的过我和机械冲击；要求有,定的调速范困：为此，专门设计制造了YZR系列起重及冶金用的三相礴应电动机.电动机按断续工作设计制造.其代号为S3.在断续工作状态下.用负载持续率FC%来表示.FC%=负软持续时间，周期时间100%一个周期通常为10.标准的负载持续率有15%、25%、40%、60%等几种。具有较
8、大的起动转矩和坡大转矩，适应更软下的起动、制动和反转.电动机转子制成细长型，转动惯破小，减小了起、制动时的能质损耗.制成封闭性，具有较强的机械结构，有较大的气隙，以适应较多的灰尘和较大机械冲击的工作环境：具有较高的耐热绝缘等级,允许温升较高.我国生产的冶金一起通用电动机.分交流和直流两大类.交流有JZR及JZ2两种型号，前者为块线型，后者为定型，由于机械强度大，过我能力强，定子与转子间隙大，所以，空我电流大，机械特性软.直流电动机行ZZK及ZZ系列.都有并励、申励和芟励：种方式.全封闭结构，额定电压有220V和440V两种.3 .提升机构与移动机构对电力推动自动控制的要求为提裔起重机的生产效率
9、和生产安全,对起重机提升机构电力推动自动控制提出如卜要求：(1具有合理的升降速度，空栽以快，轻我稍慢，额定位战时以慢，(2)具有一定的调速范用,普通起用机的调速范围一般为3:1.要求较高时为(510)。(3)提升第一挡作为欣备级,以消除传动间照,拉紫钢准绳.避免过大的机械冲击.该线起动转矩一般限制在额定转矩的一半以下.(4)下放至物时，依据仇鼓的大小，拖动电动机可运行在下放电动状态(轻轨下放)、倒拉反接制动状态(重载卜放)和再生发电制动状态,以满足时不同负载不同下降速度的要求“(5)为保证安全可喜地工作，必须使用机械抱闸制动实现机械制动，或同时使用电气制动，以减少池闸肝损.大车和小车的运行机构
10、对电力拖动自动控制的要求比较简单要求有一定的调速范围.分几挡进行控制：为实现准确停车，采用机械制动.桥式起JE机应用广泛，起机的电气控制设备己经系列化、标准化,常用的电气设笛有控制器、控制箱和控制站，可以依据拖动电机的容量:、工作顼繁程度及对可超性的要求来选择决定.4 .观摩操作为加深对桥式起用机的结构、元器件的位置、元器件的功能、桥式起用机的操作的认识，在教师的指导和收护下进行观摩操作。(I)识别桥式起加机的主要部件，清楚其作用.(2)弄清各限位开关、安全开关安装位置，弄清各电气设备的安装位置，熟悉保护控制柜、交流电破控制板中元器件位置，熟悉戏路布线走向.(3)观察大车、小车、吊钩的操作和运
11、行.提示桥式起重机属于高空作业，观摩和检修时必须确保安全,防止坠落事故发生：在起1R机移动时不准走动，停车时走动也应手扶栏杆，防止意外；在起立风上应防止而汽於物造成伤人事故：参观和检修时应在起重机停止作业并在切断电源下进行。三、205t桥式起重机电路工作原理20/5t桥式起型机的电路原理如图3所示:三rfp5iBaIKIDOC.,U11BBBOIC1强殳5p1mCc三三c门w*判:9trI上M1Ihhkbbpitm干J：i9；IO1.I1.1213MISHI?*P2tDD42526127MJ1.J1.WI图320/5t桥式起重机的电路原珅图1 .205t桥式起机电气设备及保护装桥式起理机的大车
12、桥架跆度较大，两侧袋置两个主动轮,分别由两台同型号、同规格的电动机M3和M4驱动，两台电动机的定子并联在同一电源上，由凸轮控制器AC3控制,沿火车轨迤双向两个方向同逑运动。位置开关SQ3和SQ4作为火车解后两个方向的终端限位保护，安装在大车端梁的两IW-YB3和YB4分别为大军两台电动机的电瞄抱屈制动涔，当电动机通电时，电段抱闸制动器的畿圈获电，使闸瓦与闸轮分开，电动机可以自由旋转：当电动机断电时，电描抱闸制动器失电，向瓦抱住闸轮使电动机被制动停行，小车移动机构由电动机M2动,由凸轮拽制器AC2控制,沿固定在大车桥架上的小车轨道横向两个方向运动.YB2为小车电磁池网制动器，位置开关SQ1.SQ
13、2为小车终谓限位提供保护，安装在小车轨道的两跳.副钩升降由电动机M1.驱动，由凸轮控制器AC1.控制.YB1.为副钩电磁抱制制动器,位度开关SQ6为副笆提供上升限位保护.主陶升降由电动机M5%动，主令控制器AC4配合交流电磁控制柜(PQR)完成对主的电动机M5的控制,YB5、YB6为主钩三和电底抱闸制动器，位置开关SQ5为主钩上升限位保护.起包机的保护环节由交流保护控制相(GQR)和交流电磁控制柜(PQR)来实现,各控制电路用熔断器FUKFU2作为短路保护。总电源及各台电动机分别采用过电流继电器KA0、KAI.KA2,KA3、KA4,KAS实现过载和过流保护,过电流级电器的第定值一般整定在被保
14、护的电动机额定电流的2.25-2.5倍.总电流过载保护的过电流继电器KAO串接在公用线的WI2相中，它的纹圜将流过所有电动机定子电流的和.它的整定值一般整定为全部电动机额定电流总和的15倍，为了保阳维修人员的安全.在驾驶室俄门旗卜.奘有安全开关SQ7：在横梁两侧栏杆门上分别笠有安全开关SQ8、SQ9；为了在发生紧急情况时振作人员能立即切断电源.防止事故扩大，在保护控制柜上装有一只单刀单掷的紧急开关QS，上述各开关在电路中均使用常开触头，与副钩、小车、大车的过电流维电器及总过流维电器的常闭触头相串联，这样，当驾驶室舱门或横梁E杆门开后时.主接触器KM线修不能获电运行,或在运行中也会断电择放，使起
15、坐:机的全部电动机都不能启动运转，保证了人身安全.电源总开关QS1、培断器FUI与FU2、主接触器KN1.紧急开关QS4以及过电流维电涔KAoKA5都安装在保护控制柜中。保护控制柜、凸轮控制器及主令控制罂均安装在驾驶室内,以便于M机操作.交流电磁控制柜、绕线转子异步电动机转子串联的电阻箱安装在大车桥架上.起Hi机的接胞保护接于大车轨道上.2 .主接触器KM的控制在启动接触器KM之前.应将副的、小车、大车凸轮控制湍的手柄置于“O”位,零位联锁触头AeI-7、AC27、AC37(9区)处于闭合状态：关好梁栏杆J(SQ8,SQQ闭合)及驾咬舱门盅（SQ7闭合）.合上紧急开关QS4.在各过电流继电器没
16、行保护动作KAO-KA4常闭触点处于闭合状态）的情况下，按下启动按钮SB,接触器KM线网得电.主触点闭合（2区），两副常开辅助触点（7区、9区）闭合自锁,KM线圈得电路径如下；FU11-SB11-AC1-7-12-AC2-7-13-AC3-7-14）I-SQ9-18SQ8-*17-SQ7-16-QS215-KAO-1.9一-1IfKA1.-20-KA2-21-KA3-22-KA4-23-KM-24-FUIKM线圈闭合自锄路径如下,W13SQ6-*8ACI-:FU11-KMAC1-6-3-AC2-6-SQ1-1.AC2-5ISQ2-I-SQ3-AC3-61.sQ4AC3-5J7-KM-18SQ8
17、I7SQ7I6-QS415-KAO-KA4-23-KM24FUiKM吸合，格两相电源（U1.2、V12）引入各凸轮控制器,另一相电源经总过电流继电叁KAO后（W出接引入各电动机定子接战端,此时由于各凸轮控制器手柄均在零位，电动机不会运转.3 .副钩控制电路副钩凸轮控制器ACI共有11个位置，中间位置是零位，左、右两边各有5个位区,用来控制电动机MI在不同转速卜的正、反转,即用来控制副钩的升、降。ACI共用了12副触头,其中4对常开主触头控制M1.定子浇组的电源,并换接电源相序以实现MI的正反转：5对常开辅助触头控制M1.转子电阻IR的切换：.对常闭辅助触头作为联锁触头，其中Ae1.-5和C-
18、6为M1.正反转联锁触头，ACI-7为零位岷锁触头，（1）副的上升控制在主接触器KM线廨获电吸合的情况下,转动凸轮控制器ACI的手轮至向I.T档,ACI的主触头VI3IW和U13IU闭合，触头ACI-5闭合、AC1.-6和AQ-7断开，电动机M1.接通三相电源正转,同时电磁抱闸制动器线IBYB1.获电,闸瓦与网轮分开,M1.转子回路中串接的全部外接电阻器IR自动,M1.以最低转速、较大的启动力矩带动刷钩上升.转动ACI手轮，依次到向上的“2-5档位时，AC1.的5对常开辅助触头（2区）依次闭合，短接电阻1RS1R1,电动机M1.的舞升转速逐渐升高,直到预定转速。由于Ae1.拨置向上格位.ACI
19、6触头断开,KM线圈自然回路电源通路只能通过串人副钩上升限位开关SQ6（8区）支路，副钩上升到调整的限位位置时SQ6被挡铁分断，KM战圈失电，切断M1.电源；同时YBI央电电谶拖网制动器在反作用弹簧的作用下对电动机M1.进行制动,实现终端限位保护.副钩下降控制凸轮控制ACI的手轮转至向下档位时,触头V13-1.1.和口31口闭合.改变接入电动机皿的电源的相序,XH反转，帝动副钩下降.依次转动手轮，AS的5对常开辅助触头（2区）依次闭合，短接电阻1R51R1,电动机Y1.的下降转速逐渐升高，H到预定转速.籽手轮依次回拨时,电动机游子回路小入的电阻墙加，筑速逐渐卜降。将手轮转至“0”位时,AC1.
20、的主触头切的电动机M1.电源，同时电磁触闸切动器YB1.也断电,M1.被迅速制动停转.提示终蛤限位位置应手动调整、试粉，避免发生顶撞事故。4 .小车控制电路小车的控制与副饱的控制相似.转动凸轮控制器AC2手轮，可控制小车在小车轨道上左右运行.H足示小车的左右两端装有终端限位保护,限位位置、方向应手动调整和检脸，确保正确可靠：小车轨道较短.陶控制小车速度,尤其是在吊构处于下放位置或吊有重物状态下.以防缆绳摔动发生危险，5 .大车控制电路大车的控制与副钩和小车的控制相似.由于大车由两台电动机驱动,因此,采用同时控制两台电动机的凸轮控制器AC3,它比小车凸轮控制器多五副触头，以供短接第二台大车电动机
21、的转子外接电阻.大车两台电动机的定子绕组是并联的，用AC3的四副触头进行控制.I提示两台大车电极抱间制动的抱同力度词成一致,短接的电阻保持一致,确保两台大军运行速度、运行方向一致：大强、更换电动机或凸轮控制器时应先网试好两台电动机传向，再将电动机与离合器相连，避免产生相反的扭力矩而发生危险。6 .主钩控制电路主随电动机是桥式起亚机齐城最大的台电动机,一般采用主令控制器配合电磁控制柜进行控捌，即用主令控制器控制接触器，再由接触器控制电动机。主令控制器类似凸轮控制器，不过它的他头小,操作较灵活，可操作频率高，其触头开合表如图I2-3fKM3线I将电一主触点（15区）闭合fYffi,YB6科电,松开
22、抱闸一q*M!（26I）OfKM4线IiM电*主域点（13、14区）闭合.短接段转子电阻5R6-1.se闭合27K）KM5线I得电一主触点（13、MK）闭合.短接转孑电阻5R51.ms运转在反转电动状毋.强力下降取物强力卜降”4”档主令捽制海AC4的触头在强力下降“3”档闭合的基础匕,触头S9乂闭合使接触器KM629区）税圈得电吸合，电动机转子网路电阻5R4被切除，电动机M5进一步加速反向旋转，下降速度加快，另外KM6辅助常开触点（30区）闭合，为接触器KM7U圈获电做好选备“强力下降“5”档主令控制器ACA的触头在覆力下降“4”档闭合的茶础上，又增加了触头SIO、S1.kS12闭合，接触器K
23、M7-KM9线BH依次得电吸合，电动机转子回路电阻5R3、SR2、SR1.依次逐级切除以避免过大的冲击电流,同时电动机M5旋转速度逐渐增加.待转子电阻全部切除后，电动机以最高转速运行，负载下降速度最快.此档若下降的负我很正，当实际下降速度断过电动机的同步转速时，电动机将会进入再生发电制动状态，电磁力矩变成制动力矩，由于转子回路未用任何电阻，保if了负我的下降速度不致太快,且在同一负载下“5”档下降速度要比“4”档和“3”档速度低.再生发电制动后，如果衢要降低下降速度,就倘要把主令控制器手柄板回到制动下降位置“I”档或“2”档,进行反接制动下降。这时必然要通过覆力下降“4”档和“3”档，由于“4
24、档、“3”档转子网路串联的电阻增加,根据绕线式电动机的机械特性可知,那么正在高速下降的负数速废不但得不到控制，反而使下降速度增加，很可能造成恶性事故.为了避免在主令控制器转换过程中或操作人员不小心，误把干柄停在了强力下降“3”档或“4”档，杼致发生过高的卜降逑度，在接触器KM9电路中刖辅助常开触点KM933区）自锁,同时在该支路中再串联一个常开辅助触点KMI（28区）.这样可以保证主令控制器手柄H1.强力下降位置向制动下降位比转换时.接触器KM9线圈始终斜电.切除所有转子回路电阻.另外,在主令控制器AC4触头分合表（见图8.3）中可以看到,强力下降位置“4”档、“3”档上有“0”的符号，表示
25、手柄由强力下降“5”档向制动下降“2”档回转时，触头SI2保持接通，只有手柄报至制动下降位置后,接触落KM9线圈才断电。以上联锁装置保证了在手柄由强力下降位置“5”向制动下降位置转换时，电动机转子网路电阻全部切除，下降速度不会进一步增岛.主钩电动机在不同档位时的机械特性如图4所示.图4主到电动机不同档位时的机械特性串接在接触器KM2支路中的KM2常开触点（23区）与KM9常闭触点（24区）并联.主要作用是当接触器KM1.战圈断电择放后，只有在KM9线圈断电择放的情况下，接触器KM2线圈才允许获电并自钺，保证了只有在转子电路中申接一定外接电阻的前提下，才能进行反接制动，以防止反接制动时造成直.接启动而产生过大的冲击电流.提示桥式起重机在实际生产工作中，操作人员应根据负我的具体情况合理选择不同档位。
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