吊车控制系统及故障检修

二、吊车电气控制原理
2.1 吊车基本电气设备
◆ 吊车的动力源为三相绕线式转子电动机，制动装置为电磁抱闸YB。 整个结构 由5个电机驱动，一个用于小车运行机构，两个用于大边运行机构，两个用于抓 斗的升降开闭，其具体型号为：小车电机Dx，YZR160L-6，7.5KW；大车电机 Dd1、Dd2，YZR180L-6，15KW；抓斗电机Dz1、Dz2，YZR315M-8，90KW。 其中小车电机联动台的凸轮控制器直接控制，大车和抓斗电机由于功率大，采用 联动台控制接触器开闭间接控制。
◆ 接地法 当怀疑一个较长支路线路有断线或查找线路断点时，在断电的情况下，可以将 线路的一端接地，逐级测量线路另一端是否也接也，从而得出准确结论。
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较小的启动力矩平稳启动。
◆ 操作室内装有QB28型联动台，由防护式的左、右控制箱，活动式坐椅入脚踏开 关组成。右箱装有信号灯、电锁和紧急开关，用于控制大、小车电动机。左箱装 有起动、停止按钮，用于控制抓斗升降开闭。
◆ 左右两箱中均有主令控制器和凸轮控制器。其中左箱一个手柄（即主令控制器） 驱动凸轮直接控制小车电机起动、正反转和调速，另一个手柄驱动凸轮控制接触 器Zcd、Fcd的通断来实现两台大车电机的正反转，同时还能实现起动和调速。 右箱两个手柄分别控制抓斗的升降、开闭以及调速，该控制系统由手柄、凸轮、 接触器组成。
将手柄打到正转1挡，触点2接通（即点37和81接通），ZC得电吸合，电动
机接入不平衡电阻正向起动。当手柄打到正转2、3、4、5各挡时，凸轮触
点4～11逐个闭合，两台电动机依次切除调速电阻，电动机转速上升达到最
高速。大车凸轮闭合表如图2.3所示。
◆ 当把手柄打到反转1挡时，触点3接通（即点37和87接通），FC得电吸合， 电动机接入不平衡电阻反向起动。其它情况与正转类似。（吊车一般是短时 或断续工作制，虽然不对称切除电阻，电流不平衡，但采用凸轮控制器直接 切换电阻，能获得较多的起动级数，线路简单，节省投资。）
1.2 吊车的基本结构
◆ 吊车一般由操作室、桥架、大车运行机构、小车运行机构、起升开闭机构等组 成。桥架由主梁、端梁和走台构成。大小车运行机构由相应的电动机、制动器、 减速装置和车轮组成。起升开闭机构由电动机、减速装置、卷筒、制动器和抓斗 等组成，它的控制较为复杂。
◆ 抓斗是吊车重要的部件，由主卷（升降）、副卷（开闭）驱动钢丝绳来控制。 其操作过程可分为四个步骤：①降斗，张开的抓斗下降到物料堆上。此时主 副卷钢绳组以相同的速度下降，抓斗自重主要由主卷来承受。②闭斗，这时 抓斗已抓入物料，主卷不动，副卷钢绳向上，使抓斗闭合③升斗，抓斗抓满 物料后，主副卷钢绳以相同的速度上升，直到抓斗到预定高度止④开斗，抓 斗运行到卸载点上空，主卷不动，副卷钢绳下降，抓斗张开，卸出物料。
◆ 将手柄打到反转各挡时，情况与打在正转各挡时类似（XC经触点3、极限 2Xx和自锁触点通电）。
2.2.3 大车控制系统
◆
大车控制系统与小车的类似，由左箱中的一个手柄转动凸轮控制接触器
ZC和FC间接实现正反转，大车电机三相中也有一相D2直接与定子绕组连接。
当大车控制手柄在零位时，按下启动按钮，接触器XC吸合，控制回路得电。
⑤门安全开关MK和AK：装于门栏杆处，防止有人上下吊车或在吊车上工作时， 岗位工人误送电发生事故。
⑥过流继电器GLJ：当电动机过载或线路出现短路时，切断主接触器XC，断开 吊车电源。
⑦行程限位开关Xx、Xd、Xcz：分别控制小车前后行程、大车左右行程及抓斗 主副卷的上升行程。
2.2.2 小车控制系统
◆ 由于采用了时间继电器控制主副卷电动机，因此不同步误差很小，不影响 抓斗的升降，电机由低速逐步达到最高速，电流由小到大，使得电机起动转 矩特性较软，对电机冲击较小。
图2.4 抓斗电气原理图
三、吊车故障检修
◆ 吊车控制系统采用的是有触点的交流继电器-接触器控制。由于触点受其因有机 械寿命和恶劣工作环境的影响，以及很高的工作频率，故发生故障的频率也相对 较高，所以对其进行日常维护和检修工作很重要。我公司对吊车的设备利用率要 求较高，检修人员必须加强日常维护，另外，设备发生故障时，必须尽可能缩短 检修时间，以保证生产的顺行。这都要求检修人员具有较强的技能，并掌握一定 的方式方法。下面介绍几种快捷有效的检修方法和技巧，以供参考。
②启动按钮QA：用于接通主接触器XC。
③急停按钮JK：在事故状态下紧急切断XC，从而断开吊车电源。
④ 零位联锁触点Kx、Kd：要使XC接通，左箱手柄必须在中间零位，否则控制 回路不能形成回路，XC不能接通，所有电机就不能起动。避免了手柄置于工 作位置时接通电源发生危险动作而造成的伤害，故而对起动机起到零位保护作 用。
◆ 小车由左箱手柄转动凸轮直接控制电动机正反转。如图所示,DX是小车电机， TX是电磁抱闸装置，ZX是调整电阻，KX是小车凸轮控制器。其凸轮触点闭合 表如图2.2所示。其中触点1用于零位保护，触点2只在零位和正转（向前）时 接通；触点3只在零位和反转（向后）时接通；中间四副触点（4～7）用来控 制电动机的正反转；最后四副触点（8～11）用来切换电动机转子所串电阻， 以启动电动机和调节转速。
2.2.1 照明讯号配电保护系统 ◆ 该系统主要是对总电源进行分配、变换，供电组主回路、控制回路和照明回路。
其电气原理图如2.1所示。 1.照明讯号系统 ◆ 从主电路取380V的电，经变压器降压后得到220V和36V的电，其中220V电 供给桥架底下照明和插座，30V电供给操作室照明和脚踏开关JTK（吊车起动前 报警）。
吊车控制系统及故障检修
电气作业区 许怡锋
主要内容
◆ 吊车概述 ◆ 吊车电气控制原理 ◆ 吊车故障检修
一、吊车概述
1.1 吊车的作用
◆ 本文所指的吊车就是2#炉两台15t的抓斗式桥式起重机，它担负着球团原料倒 运和输送的重任，是竖炉球团生产中一个重要的环节。但吊车电气故障率较高， 处理费时，影响生产的稳定。现对吊车电气控制系统进行简单地分析，希望能对 检修人员迅速处理故障带来帮助。
图2.2 小车凸轮触点闭合表
图2.3 大车凸轮触点闭合表
◆
当左箱手柄 （Kd、Kx）在零位，停止按钮TA、急停按钮JK、电锁HA、
门极限MK与AK、大小车极限和所有过流继电器（GLJ）处于闭合状态时，
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按下启动按钮QA，主接触器XC通电吸合并自锁，控制回路得电。三相电中
有一相D2直接与电动机定子绕组连接。若将手柄打到正转1位，触点2、4、
图2.1 配电保护照明讯号系统
2.配电保护系统
◆
主要采用三个控制屏BG、PZ1、PZ2作为吊车的配电保护装置。三相电经
保护柜BG内的隔离开关DK和主接触器XC到各机构的主电路和控制电路。在
XC控制回路和抓斗控制回路中有下列控制和保护机构：
①电锁HA：是一个带钥匙的元件，确保只有岗位工人才能启动吊车。
2.2.4 抓斗控制系统
◆
抓斗由操作室内的右箱控制，其中一个手柄驱动凸轮控制接触器1ZCZ、
1FCZ的吸合来实现主卷的升降，另外一个手柄驱动凸轮控制接触器2ZCZ、
2FCZ的吸合来实现副卷开闭。其电气原理图如图2.4所示。
◆
当各保护电路正常时，按下启动按钮QA，接触器XC吸合，其常开触点
接通KM线圈，送上PZ2内的断路器2ZK，把右箱手柄打到零位K1，则零位
6闭合（此时XC触点2、极限1Xx和自锁触点通电），定子绕组通电，TX得
电松开，转子接入全部电阻，小车电动启动在最低转速档。
◆ 当手柄打在正转2、3、4、5各挡时，触点8～11逐个闭合，依次短接转子 电阻，小车电动机转速由低到高。在运行中，若行程开关被触动，则XC失 电断开主回路和控制回路，TX失电，在强力弹簧作用下对电动机进行制动， 迅速停车。
继电器LYJZ通电并自锁，抓斗控制回路得电。同时断电延时继电器1LSJZ～
6LSJZ得电吸合，其常闭触点断开，故交流接触器1JSCZ～6JSCZ处于释放
状态。
◆ 为了避免主副卷不同步，右箱两个手柄一般同时操作，只在抓料时，单独 操作控制抓斗开闭的手柄，使斗抓满料。
◆ 当同时操作手柄向前时，触点K2闭合，接触器1ZCZ、2ZCZ通电吸合，则 主副卷定子绕组得电，转子绕组接入全部电阻低速起动。因1ZCZ、2ZCZ常 闭触点断开，断电延时继电器1LSJZ、2LSJZ失电释放，其常闭触点延时 0.2秒吸合，使得交流接触器1JSCZ、2SJCZ得电切除第一段电阻，电机第 一次加速；因1JSCZ、2JSCZ常闭触点断开，使3LSJZ、4LSJZ失电释放， 其常闭触点延时0.4S后，使3JSCZ、4JSCZ得电切除第二段电阻，电机第 二次加速；同理，延时0.6后5JSCZ、6JSCZ得电切除第三段电阻，电机第 三次加速达到最高速。
◆ 绕线式异步电动机转子绕组同定子绕组一样接成星型，敏相绕组的始端联接在 三个铜人民警察的滑环上，滑环固定在转轴上，环与环，环与轴之间都是互相绝 缘的，在上用弹簧压着碳刷，起动和调整电 阻通过电刷和转子绕组联接。如下 图所示：
◆
绕线式转子异步电机在转子中串电阻启动，能改善电动机的机械特性，减
少电动机在启动过程中的启动电流，增大启动转矩，起到平稳调速的作用。
◆
吊车所用的电阻器有三种类型：①小车电阻器，型号为RK54-160M2-
6/1C3 ②大车电阻器RK54-180L-6/2C3 ③抓斗电阻器RZ56-315M-8/9C3 。其
中RK型电阻，在控制器处于第一挡时，有一相电阻是开路的，没有串接在电
机转子回路中，只有两相电阻串接在回路中，因而启动电阻较大，使电动机以
◆ 吊车采用的接触器主要有：①主接触器XC，型号为CJ35-400②大车接触器Zcd、 Fcd，型号为CJ35-115③抓斗升降开闭接触器，型号为CJ35-400④抓斗电阻切换 接触器，型号为CJ35-265。
2.2 吊车电气控制系统
◆ 吊车电气控制系统主要由以下几部分组成：照明讯号配电保护系统、小车控制 系统、大车控制系统和抓斗控制系统等。
◆ 试车法 就是在保证不会导致故障扩大地前提下，通过送电试车，反复观察元器件的动 作情况，发现异常，排队故障或帮助进一步查找故障。
◆ 电压法 这是一种直接有效的快捷方法，当发现一个元器件该动作而未动作时，我们就 可以用万用表从线圈两端开始，逐个量取线圈和线圈支路中各元件的电压，最 终找出故障点，排除故障。
◆ 感观法
就是通过人的眼睛、耳朵、鼻子以及手等感觉器官，感知故障状况，获取故障信 息，对故障做出初步判断。比如：当发生某一故障时，了解故障现象后，我们可 以通过眼睛观察，看有明显的故障点；也可以用耳朵听故障声音，判断是机械还 是电气故障；也可以用鼻子闻，判断是否有元件烧毁等情况；还可以用手感觉电 动机等部件的温度，帮助我们对故障做出正确判断。