桥式起重机的电气控制

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提升机构磁力控制器控制系统电路图
图中,主令控制 器SA有12对触点。 提升下降各有6个 工作位置。 1.启动过程分析。 2.上升1档分析。
3.制动下降1档分 析。
4.强力下降1档
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5.2.3 制动器与制动电磁铁
• 起重机械是一种间歇工作的设备,经常处 在启动和制动状态,因此制动器在起重机 中既是工作装置又是安全装置。
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5.1.3 桥式起重机对电力拖动的要求
• 1.桥式起重机的工作状况 • 当桥式起重机处于重复短时工作状态时,常要求拖动 电动机能够完成启动、制动、正反转等运行状态;且 起重机的负载没有规律,时重时轻,并经常承受过载 和机械冲击;另外起重机一般工作在环境恶劣的情况 下,多数在粉尘大、高温、高湿度或室外露天场所等 环境中使用。 • 因此,桥式起重机工作状况比较复杂,所以对起重用 电动机、提升机构及移动机构等的电力拖动要求较高。
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• 如图5.8所示的10、11区为15/3t桥式起重机保护环节。图中QS 为电源总开关,KI0为总过载保护用的过电流继电器, KI1~KI4 为各相应电动机过载保护用的过电流继电器。
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• QS4为急停开关,在紧急情况下切断QS4则各电机均立即停止。 SQc,SQd,SQe分别为驾驶舱门、顶盖出入口、桥架栏杆出入口 等连锁开关。
• 1.起重量又称额定起重量,以t为单位。依据起重 量大小,起重机可划分为三级:5t~10t为小型, 10t~50t为中型, 50t为重型。 • 2.跨度(大车轨道中心线间的距离)有 10.5m~30.5m共8个档次。
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5.1.2 桥式起重机的主要技术参数
• 3.起重机的各部分运行速度为: • 大车68m/min~120m/min, • 小车30m/min~45m/min, • 主钩3.5m/min~20m/min, • 副钩7m/min~25m/min。
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1.主令控制器
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2.交流磁力控制盘
• 将控制用接触器、继电器、刀开关等电器 元件按一定电路接线,组装在一块盘上, 称为磁力控制盘。
• 交流磁力控制盘按控制对象可分为平移机 构控制盘与升降机构控制盘,前者为PQY 系列,后者为PQS系列。
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3.主令控制器控制线路分析
• 磁力控制器由主令控制器与磁力控制盘组 成。采用磁力控制器控制时,只有尺寸较 小的主令控制器安装在驾驶室内,其余电 气设备安装在桥架上的控制盘中。 • 一般桥式起重机同时采用凸轮控制器与磁 力控制器控制,前者用于平移机构与副钩 提升机构,后者用于主钩提升机构。
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• 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。其中以吊钩桥式起重机 应用最广。
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5.1.1 桥式起重机的结构及运动形式
• 桥式起重机主 要由大车和小 车组成的桥架 机构,主钩和 副钩组成的提 升机构。
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5.1.2 桥式起重机的主要技术参数
• 起重量、跨度、起升高度、运行速度、提升速度、 工作类型及通电持续率等。
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5.2.3 制动器与制动电磁铁
• 起重机上常用的制动器,有电磁铁式和液 压式两种。 • 电磁机构有单相和三相两种,单相制动器 是短行程的,其磁铁行程为10mm~16mm, 三相制动器是长行程的,行程为45mm。
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5.2.4 电气保护设备
• 主要有电动机的过电流保护、短路保护、
控制器的零位保护、各运动方向的极限位 置保护、舱门、端梁及栏杆门安全保护、 紧急操作保护及必要的报警及指示信号等。
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(1)电路特点
• ①可逆对称电路。凸轮控制器左右各有5个档位,采用对称接法, 即控制器手柄处在正转和反转的相应位置时,电动机工作情况 完全相同。
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(1)电路特点
• ②为减少转子电阻段数及控制转子电阻的触点数,绕线电 动机转子串接不对称电阻。
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(1)电路特点
• ③在提升重物时,控制器第一档位为预备级,第二~五档 位将逐级提高提升速度,电动机工作在电动状态。
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(2)电路分析
起重机工作过程分析:零位准备,上升分析(含1档预备级、 其他档位),下降分析。
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(2)电路分析
操作凸轮控制器时应注意:当将控制器手柄由左扳到右,或由 右到左时,中间必须通过零位,为减小反向冲击电流,应在零 位档稍作停留,同时也使传动机构获得平稳的反向过渡。
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(2)电路分析
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2.桥式起重机对电力拖动及电气控制的要求
• 起重机的控制设备有两种: • 一种是采用凸轮控制器直接控制电动机的启停、正反转、 调速和制动。这种控制方式由于受到控制器触点容量的限 制,故只适用于小容量起重机的控制。 • 另一种是采用主令控制器与磁力控制屏配合的控制方式, 适用于容量较大、调速要求较高的起重机和工作繁重的起 重机。对于15t以上的桥式起重机,一般同时采用两种控 制方式,主提升机构采用主令控制器配合控制屏控制的方 式,移动机构和副提升机构采用凸轮控制器控制方式。
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• SA1-7、 SA2-7、 SA3-7分别为小车、提升机构、大车控制器的 零位触点;SB为控制按钮。以上几部分串联后共同控制接触器 KM的吸合与释放。
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保护柜、凸轮控制器及主令控制器均安装在驾驶室内, 便于司机操作。
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• 起重机各移动部分均采用限位开关作为行程限位保护。 SQa,SQb分别为主钩副钩上升限位开关; SQ1,SQ2为小车横向 限位开关; SQ3,SQ4为大车纵向限位开关。 图中少SQa
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重点和难点
• 重点:起重机的结构、运动及电气控制特 点;凸轮控制器、主令控制器的电气控制; 起重机电气控制系统图分析。
• 难点:起重机的供电、电气控制、电气保 护特点;平移机构与提升机构的不同电气 控制方法。
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5.1 桥式起重机概述
• 桥式起重机又称“天车”或“行车”,是一种在固定跨 度上空用来吊运各种物体的设备。
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(1)电路特点
• ③在重物下放时,电动机工作在再生发电制动状态。此时,应 将控制器手柄由零位直接扳至下降第五档位,而且途经中间档 位不许停留。往回操作时,也应从下降第五档位快速扳回零位, 不然将引起重载高速下降。
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(2)电路分析
• 由图可知,凸轮控制器SA在零位时有9对常开触点,3对 常闭触点。其中4对主触点用于电动机正反转控制;另5对 主触点用于接入与切除电动机转子不对称电阻。
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5.3.1 主接触器的控制
2.启动运行阶段:
此时由于各凸轮控制器手柄均在零位,故电动机 不会运转。同时,主接触器KM两常开辅助触头 闭合自锁(7区和9区)。
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5.3.2 凸轮控制器的控制
• 桥式起重机的大车、小车和 副钩电动机容量较小,一般 采用凸轮控制器控制。由于 大车为两台电动机同时拖动, 故大车凸轮控制器SA3比 SA1和SA2多了5个转子电 阻控制触头,以供切除第二 台电动机的转子电阻用。
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2.桥式起重机对电力拖动及电气控制的要求
• (1)电动机选择专用起重电动机。目前多选用线绕式异 步电动机。 • (2)要有合理的升降速度。空载、轻载时要求速度快, 以减小辅助工时;重载要求速度慢。
• (3)具有一定的调速范围。对于普通起重机调速范围一 般为3:1,要求较高的地方可以达到(5~10):1。
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• 当机构运行至某个极限位置时,相应的限位开关断开使KM断电, 整个起重机停止工作。此后必须将控制器置于零位,重新按SB 送电后机构才可以向另一方向运行。
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• 起重机设备上移动电动机和提升电动机均采用电磁抱闸断电制动。
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5.3 桥式起重机控制电路分析
• 以15/3t交流桥式起重机为例分析。 • 共5台电机:其中,大车移动电机2台,小 车移动电机1台,主钩升降电机1台,副钩 升降电机1台。 • 整机线路由主电路和控制电路两部分组成。 控制电路又分为凸轮控制器控制和主令控 制器控制两种。
• 在进行重载下降操作时,应先将手柄直接扳至下降速度的 档位。
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5.2.2 主令控制器及其控制线路
• 凸轮控制器控制电路具有结构简单、维修方便、 经济等优点。但由于它直接控制主电路,所以要 求触点容量大、控制器体积大。 • 因此,当电动机容量较大,工作繁重,调速性能 要求较高时往往采用主令控制器。由主令控制器 的触点来控制接触器,再由接触器来控制电动机。
• 1.凸轮控制器 • 凸轮控制器是一种大型手动控制 电器。用以直接操作与控制电动 机的正反转、调速、启动与停止, 广泛用于中小型起重机的平移机 构和小型起重机提升机构的电动 机控制。
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凸轮控制器的图形符号及含义
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2.凸轮控制器控制电路
用来控制起重机的平移或提升机构电动机
书中错误: 缺一根线。
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(2)电路分析
• 控制器的3对常闭触点用来实现零位保护、并配合两个运 动方向限位开关(SQ1、SQ2)实现安全保护。
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零位保护的例子
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(2)电路分析
• YA为电磁制动器,当其电磁线圈通电时,依靠电磁力将制 动器松开;当断电时,制动器将电动机刹住。
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(2)电路分析
• 控制电路中设有过电流继电器KI1~KI3,实现电动机过电流 保护。紧急事故开关SQ3实现事故保护,操纵室顶端舱口开 关SQ4实现大车无人且舱口关好才可开车的安全保护等。
• (4)提升开始或重物下降至预定位置时,都需要低速。 为满足要求,桥式起重机在30%额定速度内应分成几档, 以便灵活操作。
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2.桥式起重机对电力拖动及电气控制的要求
• (5)提升的第一级为预备级。这是为了消除传动间隙, 张紧钢丝绳,以避免过大的机械冲击。所以启动转矩不能 大,一般限制在额定转矩的一半以下。 • (6)当下放重物时,根据负载大小,拖动电动机的转矩 可以是电动转矩,也可以是制动转矩,两者之间的转换是 自动进行的。 • (7)制动装置采用电气和机械双重制动。 • (8)有完善的电气保护和连锁环节。
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5.1.2 桥式起重机的主要技术参数
• 4. 起重机的工作方式属于短时工作制,对电气影 响最大的是它的负载持续率JC%(工作时间与周 期时间之比)及每小时接通的次数(N)。由这 两个指标可以看出起重机的忙闲长度。 • 较轻工作制的起重机,其JC%=15%,N<30。 • 中级工作制,其JC%=25%,N=30~90。 • 重级工作制,其JC%=40%,N>90。 • 特重级工作制,其JC%=60%。
第5章
桥式起重机的电气控制
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学习目标
• 知识目标:了解起重机的结构、运动及电气控 制、保护环节的基本知识,掌握凸轮控制器、 主令控制器、电磁制动器的应用及起重机的电 气控制分析。 • 能力目标:能独立阅读以起重机为典型代表的 生产机械电气控制原理图。结合实际初步了解 起重机的结构、运动及电气控制特点。
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5.1.4 桥式起重机的供电特点
• 交流起重机电源由公共交流电网供电。由 于起重机的工作是经常移动的,因此其与 电源之间不能采用固定连接方式。
• 对于小型起重机供电方式采用软电缆供电,
随着大车或小车的移动,供电电缆随之伸
展和叠卷。
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• 对于一般桥式起重机常 用滑线和电刷供电。三 相交流电源接到沿车间 长度方向架设的三根主 滑线上,再通过电刷引 到起重机的电气设备上, 首先进入驾驶室中保护 盘上的总电源开关,然 后再向起重机各电气设 备供电。
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5.1.4 桥式起重机的供电特点
• 对于小车及提升机构等电气, 由位于桥架另一侧的辅助滑 线来供电。 • 滑线通常用角钢、圆钢、V 形钢或钢轨来制成。当电流 值很大或滑线太长时,为减 小滑线电压,常将角钢与铝 排逐段并联,以减小电阻。
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5.2 桥式起重机的电器设备及控制保护装置
• 5.2.1 凸轮控制器及其控制线路
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5.3 桥式起重机控制电路分析
• 5.3.1 主接触器的控制 • 5.3.2 凸轮控制器的控制 • 5.3.3 主令控制器的控制
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5.3.1 主接触器的控制
1.准备阶段: 在起重机投入运行前应当将所有凸轮控制器手柄置于“零 位”,零位连锁触头SA1-7,SA2-7,SA3-7(9区)处于 闭合状态。
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5.3.1 主接触器的控制
1.准备阶段:
合上紧急开关QS4,关好舱门和横梁栏杆门,使 开关SQc,SQd,SQe也处于闭合状态(10区)。
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5.3.1 主接触器的控制
2.启动运行阶段:
当操作人员按下启动按钮SB(9区),主接触器 KM线圈即获电吸合(11区),3个常开主触头 KM闭合,使两相电源(V2,W2)进入各凸轮控制 器,一根电源(U3)直接引入各电动机定子接线端。
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