项目25 205T桥式起重机电气控制原理分析

桥式起重机的结构由主要由机械、电气和金属结构三 大部分组成。
机械部分由主起升机构、副起升机构（15t以上才有）、 小车运行机构和大车运行机构组成。其中包括：电动机、 联轴器、传动轴、制动器、减速器、卷筒和车轮等。 金属结构主要由桥架（主梁、端梁、栏杆、走台、小车 轨道）、司机室和小车架组成。
电气部分由电气设备和电气线路组成，包括桥吊的动力 装置和各机构的起动、调速、换向、制动及停止等的控制 系统。
项目25 20/5t桥式起重 机电气控制原理分析
项目25 20/5t桥式起重机 电气控制原理分析

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常见起重机的类型
25.1 桥式起重机的主要结构和运动形式 25.2 桥式起重机电动机的电气控制电路 25.3 桥式起重机常见电气故障的检修
桥式类型起重机
桥式类型起重机是指有能运行的 桥架结构和设置在桥架上能运行 的起升机构组成的起重机械。
（7）起重机照明电源由380V电源电压经隔离变压器取得220V和36V， 其中220V用于桥下照明，36V用于桥箱控制室内照明和桥架上维修照 明，也作为警铃电源及安全行灯电源。控制室(桥箱)内电风扇和电热 取暖设备的电源也用220V电源。
（8）有完备的零位、短路、接地和过载保护，为适应在频繁起动、 制动操作，过载保护采用过电流继电器进行保护。
（3）当主接触器KM接通后，引入线上的熔断器FU1立即熔断。这是由 于这一相对地短路，应找出对地短路点予以排除。
（4）当凸轮控制器合上后，过电流继电器(KI，KI1、KI2、KI3)动作。这 种现象可能是过电流继电器的整定值不合适，应重新调整过电流继电器的过 电流保护值，使其为电动机额定电流的225%~250%；也可能是电动机定子 线路有对地短路现象，可用绝缘电阻表找出绝缘损坏的地方进行处理；还可 能是机械部分卡死，应检查机械部分并消除故障。
3．电阻器控制电路分析
(1) 凸轮控制器切换电阻器用5对触点，它们的通断情况由控制器的不同挡 位来控制。控制器手柄扳动时，其触点的通断状态在左右方向时完全一致。 (2) 在手柄处于第一挡时，所有5对触点都是断开状态，电动机转子串联所 有的电阻，这时电动机起动，大电阻值限制了电动机的起动电流，并能获得 较大的起动转矩，电动机处于最低速的运行状态。 (3) 当控制器手柄扳到第二挡时，R5至R6一段电阻被短接，串入电动机转 子绕组中的电阻值减小，速度上升。根据控制器的控制电路图可以看出，在 此后的几挡位置，这一对触点始终是闭合的。 (4) 如继续升速，则将控制器手柄扳到第三挡，这时电阻器另一相电阻 R4~R6被短接，电动机的转速再次升高。这样顺序工作到第五挡时，电阻器 完全被短接，电动机处于最高速运转。
臂架类起重机
1)固定式起重机 2)移动式起重机 3)浮式起重机
1)固定式 起重机
图5－12 桅杆动臂起重机
移动式起重机
(1）汽 车起重机
在通用或 专用的载货 汽车底盘上， 装上起重工 作装置及设 备的起重机 称为汽车起
移动式起重机
(2）轮胎式起 重机 将起重工作装 置和设备装设在 专门设计的自行 轮胎底盘上的起 重机，称为轮胎 起重机
5．保护配电柜
(1) 起重机的保护配电柜起安全保护及配电作用。
(2) 5t普通桥式起重机所用的保护配电柜一般为XQB1-150-3型。
(3) 柜中电器元件主要有：三相刀开关、供电用的主接触器和总电源 过电流继电器及各传动电动机保护用的过电流继电器等。 (4) 控制回路工作原理 起动按钮与所有凸轮控制器的零位保护触点串联，只有保证所有凸 轮控制器都处于零位时，才可能起动接触器，实现零位保护功能。
为了安全，除起重机要可靠接地外，还要保证起重机轨道必须接地或重 复接地，接地电阻不得大于4Ω。
25.3 桥式起重机常见电气故障的检修
1. 控制电路故障及排除方法
（1）合上保护盘上的刀开关QS时，操作电路的熔断器FU1烧断。故障原 因可能是操作电路中与保护机构相连接的一相接地，应检查绝缘电阻，并 消除接地现象。 （2）按下起动按钮SB1后，主接触器KM不能接通。故障原因：可能是 刀开关QS或紧急开关SA1未合上；也可能是线路无电压，或操纵电路的熔 断器FU1烧断；也可能是凸轮控制器放在工作位置上，或驾驶室门及顶盖未 关好(SQ1～SQ3未闭合)；再就是接触器KM线圈坏了。可针对以上原因进 行检查，采取相应的措施进行处理。
• 起升运动 起升运动由两台异步电动机驱动，电动机通过 减速器带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下， 以升降重物。通常在额定起重量超过10吨的普通桥式起重 机上装有主、副两套起升机构，副钩的额定起重量一般为 主钩的15～20％。
2. 20/5t桥式起重机的电气控制特点及要求
20/5t桥式起重机共用5台绕线式异步电动机拖动，它们分别是副钩起 重电动机M1、小车移动电动机M2、大车移动电动机M3和M4、主钩起重电 动机M5。 （1）桥式起重机为适应在重载下频繁起动、反转、制动、变速等操作，主钩、 副钩起重电动机应选用三相线式异步电动机，绕线式电动机转子回路串入适 当电阻可达到最大起动转矩，从而减小起动电流，调节电阻使电动机有一定 的调速范围，且用凸轮控制器进行操作。 （2）为适应桥式起重机大车移动，供电方式采用安全滑触线装置硬线供、馈 电线路，三相电源是从沿着平行于大车导轨方向安装的厂房一侧主滑触线导 管，通过受电器的电刷引入，在导管接线处设置三相电源指示灯。移动小车 一般采用橡胶软电缆供、馈电线路，使用的软电缆常称拖缆。在桥架上安装 钢缆，并与小车运动方向平行，钢缆从小车上支架孔内穿过，电缆通过吊环 与承力尼龙绳一起吊装在钢缆上。
4．安全保护用触点控制电路分析
(1) 凸轮控制器的安全保护有极限位置(终端)限位保 护和零位起动保护两个方面。 (2) 零位起动保护是由控制器的触点1~2来实现的。 (3) 极限位置(终端)限位保护有两个开关，它们分别
限制电动机正转(即控制器手柄向右，小车运动向后)及 反转并串人对应的控制回路中，由控制器的两对触点 4~5及4~3控制。
轮胎起重机
移动式起重机
(3）履带式起 重机 把起重工作装 置和设备装设 在履带式底盘 上的起重机.
移动式起重机
(4）门座起重机 装在沿地面轨道 行走的门形底座上 的全回转臂架起重 机，它是码头前沿 的通用起重机械之 一。门座起重机的 工作地点相对比较 固定，可以较高的
图5－16 门Leabharlann 起重机示意图25.2 桥式起重机电动机的电气控制电路
1．凸轮控制器
(1)凸轮控制器的型号及其含义：
(2) 凸轮控制器的结构
（a）KT系列的凸轮控制器
（b）凸轮控制器的结构示意图
凸轮控制器的结构
(3)桥式起重机的电气控制原理
20/5t桥式起重机主令控制回路
(4) 凸轮控制器的功能
控制电动机的起动与停止；改变电动机的运动方向；控制电 阻器来限制电动机的起动电流并获得较大的起动转矩；切换电
阻器的电阻值调节电动机的转速；可以适应起重机所要求的频
繁起动与变速要求；可以防止起重机运动机构超过极限位置； 保证在零位起动。
(5) 对于大车及吊钩的运动，凸轮控制器所 起的作用相同，但吊钩下降没有极限位置保 护。
2．电源控制电路的分析
(1) 凸轮控制器的电源由电源线2L1、2L3供电，由过电流继电器KI的输 出端引入。控制器的输出端分别接到小车电动机M3，而定子绕组的U3、 V3，W3则不通过控制器，而是直接由过电流继电器KI的输出端供给。 (2) 控制器共分5挡，在控制器电路图中，凡有黑色圆点“· ”的表示触 点接通，否则表示断开，控制器电源部分的4对触点交叉连接以改变电源 相序。当控制器手柄向左扳动时，控制器的转轴带动凸轮转动，使其中 控制电动机正转的触点2L3与W3接通、2L1与U3接通，电动机正转。如 控制器手柄向右扳动，这时2L3与U3接通、2L1与W3 接通，电动机电源 相序改变，电动机反转。
（5）当凸轮控制器合上时电动机不转动。可能是电动机缺相，或线路上 无电压；也可能是控制器接触指与铜片未接触；还可能是电动机转子电路断 线，或集电器发生故障。可做进一步的检查，确定故障原因，并采取相应措 施进行排除。
（6）凸轮控制器合上后，电动机仅能朝一个方向转动。检查控制器中定 子电路或终端开关电路中的接触指与铜片之间的接触是否良好，若接触不好， 可调整接触指，使它与铜片接触良好；检查终端开关工作是否正常，如果工 作不正常，应予以调整或更换；检查接线是否有错误，找出故障并消除之。
6．制动器
(1) 当桥式起重机运行停止时，分别由各相应运行机构中的制动器进行制 动，以免发生事故。 (2) 桥式起重机常用的制动器由电磁铁与制动器组合而成。当电磁铁失电 时，制动电磁铁的弹簧使制动闸刹住制动轮(装在电动机转轴上)而制动，当 电磁铁通电时，松开制动闸使电动机自由运转。它的电源线直接接在所制动 的电动机定子电源端子上。这种得电松开，失电制动的设计，起到很好的安 全保障作用。
桥式起重机供电电源一般采用由安全供电滑触线装置构成的硬线供、 馈电线路，这种安装方法安全、可靠、美观、节能、节电。
8．照明及桥厢内电路
(1) 桥式起重机照明电源由380 V电源经变压器取得220 V和36 V电压， 其中220 V用于桥架下的照明，36 V用于桥厢控制室内照明和桥架上的 维修照明，控制室内电风扇和电热取暖设备采用220 V电源。36 V也可 作为警铃电源及安全手提灯电源。 (2) 必须注意，该电路所取的220 V、36 V电源均不接地。 严禁利用起重机机壳作为电源回路。严禁利用起重机机体或轨道作为工 作零线。
（1）20/5t桥式起重机主要结构及作用
1-导轨 2-端梁 3-登梯 4-驾驶室 5-电阻箱 8-起重电机 9-起重小车 10-供电滑触线
6-主梁
7-控制柜
（2）运动形式
• 大车运动 桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，采 用制动器、减速器和电动机组合成一体的三合一驱动方式， 驱动方式为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机 驱动。 • 小车运动 起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，
7．电源馈线
(1) 桥式起重机的供电由滑触线来实现。由于吊钩与小车一起在桥架 上行走运动，也需要用滑触线馈电。 (2) 供电方式有两种。 移动小车一般采用橡胶软电缆供、馈电线路，使用的软电缆常称拖缆。 在桥架上安装钢缆，并与小车运动方向平行，钢缆从小车上支架孔内穿 过，电缆通过吊环与承力尼龙绳一起吊装在钢缆上。电缆移动端与小车 上支架固定连接以减少钢缆受力，钢缆上通常涂一层黏油进行润滑、防 锈。
1)梁式起重机 2)门式起重机 3)岸边集装箱装卸桥
1)梁式 起重机
2)龙门式 起重机
Ｌ型龙门起重机
单梁式龙门起重机
它主要用在港口码头、车站等场 合进行货物的装卸和搬运。特点 是装卸效率高，通常以生产率来 衡量和选择装卸桥，一般生产率 达500t/h～1000t/h以上
3)岸边 集装箱 装卸桥
图5－11 轻型岸边集装箱装卸桥示意图 1－前伸（悬）臂；2－主梁；3－后伸臂；4－门架
25.1 桥式起重机的主要结构和运动形式
1. 20/5t桥式起重机的主要结构
桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天 车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车 沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分 利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。这种起重机广泛 用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。
（3）主钩、副钩起重电动机要有合理的升降速度，空载、轻载速度快，减 少升降时间，提高效率。重载要求速度慢，转速可降低为额定速度的 50%~60%，起动和制动停止前采用低速，以避免过大的机械冲击，在30% 的额定速度附近可分成几个档位，方便操作。 （4）吊钩下放重物时，是位能性负载力矩，电动机就可运行在电动状 态（轻载）、倒拉反转状态（重载）或再生发电制动状态。 （5）当桥式起重机运行停止时，分别由各相应运行机构中的电磁制动器 进行制动，以免发生事故。 （6）20/5t桥式起重机必须有限位保护，限位开关包括小车前后极限限 位开关，大车左右极限限位开关，主钩上升极限限位开关，副钩上升极 限限位开关以及驾驶室门、舱盖出入口、桥式栏杆出入口的联锁保护限 位开关等。