桥式起重机的电气控制

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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。
• 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。
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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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（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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• 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。
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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%。
• （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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• 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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（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.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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（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。
• 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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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。
• 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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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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• 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。
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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
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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（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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提升机构磁力控制点。 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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5.3.1 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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