起重机的电气控制系统

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起重机的电气控制系统

一、概述

起重机钢结构负责载荷支承；起重机机构负责动作运转；起重机机构动作的起动、运转、换向和停止等均由电气或液压控制系统来完成，为了起重机运转动作能平稳、准确、安全可靠是离不开电气有效的传动、控制与保护。

二、起重机电气传动

起重机对电气传动的要求有：调速、平稳或快速起制动、纠偏、同步保持、机构间的动作协调、吊重止摆等。其中调速常作为重要要求。一般起重机的调速性能是较差的，当需要准确停车时，司机只能采取“点车”的操纵方法，如果“点车”次数很多，不但增加了司机的劳动强度，而且由于电器接电次数和电动机起动次数增加，而使电器、电动机工作年限大为缩短，事故增多，维修量增大。

有的起重机对准确停车要求较高，必须实行调速才能满足停准要求。有的起重机要采用程序控制、数控、遥控等，这些技术的应用，往往必须在实现了调速要求后，才有可能。由于起重机调速绝大多数需在运行过程中进行，而且变化次数较多，故机械变速一般不太合适，大多数需采用电气调速。

电气调速分为两大类：直流调速和交流调速。

直流调速有以下三种方案：

固定电压供电的直流串激电动机，改变外串电阻和接法的直流调速；

可控电压供电的直流发电机——电动机的直流调速；

可控电压供电的晶闸管供电——直流电动机系统的直流调速。

直流调速具有过载能力大、调速比大、起制动性能好、适合频繁的起制动、事故率低等优点。缺点是系统结构复杂、价格昂贵、需要直流电源等。

交流调速分为三大类：变频、变极、变转差率。

变频调速技术目前已大量地应用到起重机的无级调速作业当中，电子变压变频

调速系统的主体——变频器已有系列产品供货。

变极调速目前主要应用在葫芦式起重机的鼠笼型双绕组变极电动机上，采用改

变电机极对数来实现调速。

变转差率调速方式较多，如改变绕线异步电动机外串电阻法、转子晶闸管脉冲

调速法等。

除了上述调速以外还有双电机调速、液力推动器调速、动力制动调速、转子脉冲调速、蜗流制动器调速、定子调压调速等等。

三、起重机的自动控制

（一）可编程控制器

程序控制装置一般由电子数字控制系统组成，其程序自动控制功能主要由可编程控制器来实现。

（二）自动定位装置

起重机的自动定位一般是根据被控对象的使用环境、精度要求来确定装置的结构形式。自动定位装置通常使用各种检测元件与继电接触器或可编程序控制器，相互配合达到

自动定位的目的。

（三）纠偏和电气同步

1．纠偏

纠偏分为人为纠偏和自动纠偏。人为纠偏是当偏斜超过一定值后，偏斜信号发生器发出信号，司机断开超前支腿侧的电机，接通滞后支腿侧的电机进行调整。自动纠偏是当偏斜超过一定值时，纠偏指令发生器发出指令，系统进行自动纠偏。电气同步是在交流传动中，常采用带有均衡电机的电轴系统，实现电气同步。

地面操纵、有线与无线遥控——地面操纵多为葫芦式起重机采用，其关键部件是手动按钮开关，即通常所称的手电门。有线遥控是通过专用的电缆或动力线作为载波体，对信号用调制解调传输方式，达到只用少通道即可实现控制的方法。无线遥控是利用当代电子技术，将信息以电波或光波为通道形式传输达到控制的目的。

起重电磁铁及其控制——起重电磁铁的电路，主要是提供电磁铁的直流电源及完成控制（吸料、放料）要求。其工作方式分为：定电压控制方式和可调电压控制方式。

3.起重机的电源引入装置

起重机的电源引入装置分为三类：硬滑线供电、软电缆供电和滑环集电器。

硬滑线电源引入装置有裸角钢平面集电器、圆钢（或铜）滑轮集电器和内藏式滑触线集电器进行电源引入。

软电缆供电的电源引入装置是采用带有绝缘护套的多芯软电线制成的，软电缆有圆电缆和扁电缆二种形式，它们通过吊挂的供电跑车进行引入电源。

4.起重机的电气设备与电气回路

不同类型的起重机的电气设备是多种多样的，其电气回路也不一样，但电气回路基本上还是由主回路、控制回路、保护回路等组成。在这里不必一一介绍，只简要地介绍一下电动起重机的典型产品通用桥式起重机的主要电气设备和基本电气回路。

1).通用桥式起重机的电气设备

通用桥式起重机的电气设备主要有各机构用的电动机、制动电磁铁、控制电器和保护电器。

电动机桥式起重机各机构应采用起重专用电动机，它要求具有较高的机械强度和较大的过载能力。应用最广泛的是绕线式异步电动机，这种电动机采用转子外接电阻逐级起动运转，既能限制起动电流确保起动平稳，又可提供足够的起动力矩，并能适应频繁起动、反转、制动、停止等工作的需要。要求较高容量大的场合可采用直流电动机。

制动电磁铁制动电磁铁是各机构常闭式制动器的打开装置。起重机常用的打开装置

有如下四种：单相电磁铁（MZD1系列）、三相电磁铁（MZS1系列）、液压推动器（TY1系列）和液压电磁铁（MY1系列）。

操作电器又称为控制电器，它包括控制器、接触器、控制屏和电阻器等。

主令控制器主要用于大容量电动机或工作繁重、频繁起动的场合（如抓斗操作）。它通常与控制屏中相应的接触器动作，实现主电动机的正、反转、制动停止与调速工作。其常用型号为LK4系列和LKI4系列。

凸轮控制器主要用于小起重量起重机的各机构的控制中，直接控制电动机的正、反转

和停止。要求控制器具有足够的容量和开闭能力、熄弧性能好、触头接触良好、操作应灵活、轻便、档位清楚、零位手感明确、工作可靠、便于安装、检修和维护。常用型号为KT10和KT12系列。

电阻器在起重机各机构中用于限制起动电流，实现平稳和调速之用。要求应有足够的导电能力，各部分连接必须可靠。

保护电器桥式起重机的保护电器有保护柜、控制屏、过电流继电器、各机构的行程限位、紧急开关、各种安全联锁开关及熔断器等。对于保护电器要求保证动作灵敏、工作安全可靠、确保起重机安全运转。

2).电气回路

桥式起重机电气回路主要有主回路、控制回路及照明信号回路等。

（1）主回路直接驱使各机构电动机运转的那部分回路称为主回路，如图2-18所示。它是由起重机主滑触线开始，经保护柜刀开关1QS保护柜接触器主触头，再经过各机构控制器定子触头至各相应电动机，即由电动机外接定子回路和外接转子回路组成。

（2）控制回路桥式起重机的控制回路又称为联锁保护回路，它控制起重机总电源的接通

与分断，从而实现对起重机的各种安全保护。由控制回路控制起重机总电源的通断，原理如图2-19所示。左边部分为起重机的主回路，即直接为各机构电动机供电并使其运转的那部分电路。右边部分则为起重机的控制回路。从图2-19中可知，在主回路刀开关1DK推合后，

控制回路于A;B处获得接电，而主回路因接触器KM主触头分断未能接电，故整个起