桥式起重机电气控制系统
桥式起重机电气控制系统设计
1 引言(或绪论）1．1 课题简介本次毕业设计课题为“20/5t桥式起重机电气控制系统设计”。
其主要任务是将接触—继电器控制的传统桥式起重机利用PLC进行改造.用到的实验台是THJPES-2型机床PLC电气控制实训考核装置,所以本次任务的重点是完成模拟实验.本次设计的控制部分主要是西门子S7—200 PLC系统，并结合STEP7软件进行了简单的控制编程。
1．2桥式起重机在现代工业中的发展情况桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化重要的工具和设备.所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。
经过多年的发展,我国桥式起重机的应用不断扩大，随着技术进步，针对实际中桥式起重机的恶劣工作坏境及长时间超负荷作业而导致的事故，为桥式起重机改造提出了新的要求，以便在实际操作更加安全、更加高效。
1．3PLC在工业自动控制中的应用可编程程序控制器简称PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微机处理器为核心用作数字控制的专用计算机。
它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很简单。
PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能等优异性能,日益取代由大量中间继电器组成的传统继电—接触器控制系统在机械、化工、冶金等行业中的重要作用。
PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一.微电子技术与计算机技术的结合,使PLC 的功能变得更加强大，通过可编程控制的实现，为PLC 增添了使用上的灵活性。
桥式抓斗起重机电气控制系统
本单 位 的桥 式起 重机 系统 采用 接触 器来控 制 主 回路 的启 动 、 停 止 、限 位 开关 限位 。使 用 凸 轮控 制 器控 制转 子 回路 所 串 电阻 的大小及定子 回路的正反转控制来实现大车 、小 车、的前进 、 后退 、零 位 、加 速 、减 速 。主 令控 制 器 的控制 是 由主 接触 器 通 过时 间继 电器逐 级 的改变 所 串 电阻 的 大小来 实 现抓 斗 的 提 升下 降及 开合 的加 速 及减 速等 动 作 。并 且各 电机 均 设 电磁 抱 闸装 置 刹车 。其 中抓 斗 电机 串有 ３ 级 电阻 （ 分别由 ３ 个 时 间 继 电器 与 接触器 配合 进 行 ） 。大 车小 车行 走 电机 串有 ５ 级 电阻 （ 凸轮 控制 器的触 点转 换 实 现的 ） 。 由于 电动机 的工作 电流 直接 通 过 凸轮控 制器 的触 点 ， 所 以开 合 时容 易 出现 冲 击 电流 ， 极 大 的减 少 了接 触器 触点 的寿 命 。转 子 串 电阻 的调 速 方式 也使 所 串 电阻 长 期发 热， 极易烧断 ， 极 大 地浪 费 了 电能 的 同时 也降 低 了 效率 。再 因 工作的环境差 ， 粉尘 、腐蚀性气体极易对电动机转子回路滑环、 碳刷 及 主 回路 接 触 器触 点进 行 腐蚀 及 增 大接触 面 的 电阻等 。 随 之而来的故障率高更换频繁。而且操作面板上 的控制开关种类 繁多 ， 很 容 易出 现误操 作 。 我厂 的桥 式 起重 机 电气 部 分 主要 由 ５ 台 电机 组 成 ： 大 车行 走 电机 （ １ ｌ ｋ Ｗ× ２） 、 小 车行走 电机 （ ３ ． ７ ｋ Ｗ） 、 抓 斗起 升 电机 （ ２ ２ ｋ Ｗ ）及 抓斗 开合 电机 （ ２ ２ ｋ Ｗ） ｃ经分 析改造 后 可 以用 ４台变频 器 传动 ， 并 由 ４台 Ｐ Ｌ Ｃ分 别 加 以控 制 （ 可 编程 控制 器 控 制 电动 机 的 正 、反 转 、调 速等 控 制 信 号进 入 Ｐ Ｌ Ｃ ， 经程序处理后 ， 向 变频器发 出起停 、调速等信号 ， 使电动机工作 ， 是系统的核心。 变频 器是 为 改变 电动机 电源 的频 率从 而实现 电动 机 的调 速 ） 。制 动电 阻是 起 重机 放 下 重物 时 ， 由于重 力 加速 度 的原 因电 动机 将 处于再 生 制 动 状态 ， 拖 动 系统 的动 能要 反馈 到 变频 器 直 流 电路 中， 使 直 流 电 压不 断 上升 ， 甚 至达 到危 险 的地 步 。 因此 ， 必 须 将 再生 到 直 流 电路 里 的能 量 消耗 掉 ， 使 直流 电 压保 持 在 允许 范 围内 。制 动 电阻 就是 用来 消耗这 部分 能量 的。 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 的桥式起 重机 变频 调速 系统框 图如 图所 示 。 从 技 术改 造 的 目的 出发 ， 首先 要 考 虑最 大 限度 地 利用 原 有 设 备 和 器件 ， 用 最 小 的投 入 产生 最大 的经济 效 益 。原 有 系统 中
桥式起重机控制系统设计毕业论文
桥式起重机控制系统设计毕业论文目录1绪论 (1)1.1传统桥式起重机控制系统存在的问题 (1)1.2桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况 (1)1.3本课题的研究意义及主要内容 (2)2矢量控制变频调速 (4)2.1变频调速的基本原理 (4)2.2变频器的基本结构 (6)2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式 (6)3 变频调速桥式起重机系统总体方案设计和部件选型 (8)3.1桥式起重机系统 (8)3.1.1各机构组成和特点 (8)3.1.2传统桥式起重机机的电气控制系统 (8)3.2本系统总体方案设计 (9)3.3系统的部件设计 (10)3.3.1电机的选用 (10)3.3.2变频器的选用 (12)3.3.3常用辅件的选择 (16)4可编程序控制器在桥式起重机变频控制系统中的应用 (19)4.1 PLC的系统组成与各部分的作用 (19)4.2可编程序控制器 (19)4.3变频调速起重机控制系统设计 (20)4.3.1系统控制的要求 (20)4.3.2控制系统的I/O点及地址分配 (20)4.3.3 PLC配置 (22)4.3.4.电气控制系统原理图 (23)4.3.5各机构的安全保护及检测 (25)5桥式起重机变频调速系统软件设计 (27)5.1 S7一200PLC网络的通信协议及本系统采用的通信协议 (27)5.1.1 S7-200PLC网络的通信协议 (27)5.1.2本系统采用的通信协议 (27)5.1.3上位机和PLC之间的通信 (27)5.2 PLC程序设计 (29)5.2.1 PLC编程软件概述 (29)5.2.2 程序设计 (30)5.3系统抗干扰措施 (37)6全文总结及其展望 (38)6.1全文总结 (38)6.2研究展望 (39)参考文献 (40)致谢 (41)1绪论1.1传统桥式起重机控制系统存在的问题桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。
但在实际使用中，结构开裂仍时有发生。
桥式起重机电气控制系统改造
通过对通用变频器运行过程中存在问题的分 析， 提出了解决这些问题的实际对策 ， 实践证明控制 稳定 ， 运行效果明显 ， 有力地促进了生产 ， ６ 机组 对２ ０ 各项生产指标的完成做出了很大贡献， 产品产量和质 量得到大幅度提高， 创造了可观的经济效益。
（０ ８ １ — ２ ２ Ｏ ～ ２ ３收 稿 ）
第 ２ 卷 ２ １ 年第 ２ 总第 １６ ） ８ ００ 期（ ４期
・
冶金设备管理与维修
技 术改造 与 改进 ・
桥式起重机 电气控制 系统 改造
祝 跃
（ 重庆 钢铁集 团机 械制 造有 限责任 公 司
摘 要
重庆
４ ０８ ） ０ ０４
介绍 了２ ／ｔ 式起重机原 电气控制 系统存在的 问题 ， 据相关行业标准和 吊车 的实际使 用情 况， ０ ５桥 根
３ — ４－ —
冶金设备管理与维修
２ 故障原 因
第 ２ 卷 ２ １年第 ２ （ ８ ００ 期 总第 １６ ４ 期）
（） １在调运钢水进行浇铸过程中， 主钩电动机 工 作 电 流 大 ， 由于 频 繁地 正 、 向启 动 ， 易 产 又 反 更 生瞬间大电流。交 流电动机属于恒功率负载 ， 在 凸轮控 制器控制 电阻进行调速的过程 中， 机械 特 性较 软 ， 要控制主钩平稳升 、 降运行较困难 ， 电流 变化 大 。另 一 方 面 ， 钢包 和钢 水 的重 量 时 常 变 因 化， 有时还可能 出现超载现象 ， 导致电动机在大于 额定 电流状 态 下运 行 。上 述 原 因都 容 易导 致过 流 继 电器 动作 ， 导致 吊车 断 电。 （） ２ 大车凸轮控制器虽然有灭弧罩 ， 但触点在 长时间不间断地闭合 、 断开 的过程 中， 弧光产生 的 高温 ， 将导致触点烧损 ， 使大车行走无法控制。 （ ） 车 电动 机在 长 时 间不 问 断地 正 、 向启 ３大 反 动 过程 中 ， 导致 电动机 启 动 电流 增 大 ， 会 当启 动 电 流大于过流继 电器整定值时 ， 过流继电器常闭触 点将 断开 ， 产生 “ 电 ” 象 。 跳 现 （） 轮控 制 器 左 右 各 分 ５ 档位 ， ４凸 个 曾出 现 过 有几个档位无法控制相应 电动机运行的情况 ， 原 因是车 间灰尘 大 、 温度 高 、 车震动严重 和频繁 行 正、 反车产生的大电流 ， 造成铁铬铝电阻器发热 、 散 热 不 好 、 化 加 剧 ， 震 动 而 断 裂 导 致 档 位 老 因
桥式起重机电气控制线路运行介绍
桥式起重机电气控制线路运行介绍
1.主控制电路：
主控制电路是控制起重机主梁上电动机运行的关键电路。
它通常包括控制主电动机的起动、制动、正反转等功能。
起动电路通过起动接触器将电动机与电源连接，使电动机转动起来。
制动电路通过制动接触器将电动机与电源断开，使电动机停止转动。
正反转电路通过正反转接触器控制电动机正反转运动，实现起重机的前进和后退。
2.限位保护电路：
限位保护电路是用来保护起重机行走机构的电路。
它通常包括起重机左右行走限位、前后行走限位等功能。
当起重机的行走到达限位位置时，限位保护电路会自动切断电动机电源，停止起重机的行走，以保护机械结构的安全。
3.紧急停止电路：
紧急停止电路是在紧急情况下，迅速切断电动机电源，停止起重机运行的电路。
一般情况下，紧急停止按钮会放置在机械操作员容易触及到的位置，如操作台、控制箱等处。
当发生紧急情况时，操作员可以按下紧急停止按钮，即可使起重机立即停止运行，确保操作人员的安全。
4.着陆线控制电路：
着陆线控制电路是用来控制起重机的货物吊取和放下的电路。
它通常包括启动按钮、停止按钮、上升按钮、下降按钮等功能。
通过按下相应的按钮，操作员可以控制货物的运动，完成起重任务。
以上是桥式起重机电气控制线路运行的简要介绍。
桥式起重机的电气控制线路具有复杂性和安全性要求高的特点，要求电路设计合理、可靠，并符合相关的安全标准。
对于操作人员来说，熟悉电气控制线路的原理和工作方式，掌握正确的操作方法，能够保证起重机安全、高效地运行。
第五章桥式起重机电气控制线路
3、5、6、7、8号触点闭合，与“上升1”档比 较，KM5吸合，切掉第二段电阻，电动机转速更 高。1档主要用来绷紧起升钢索，低速起升，减 少冲击。
大车限位保护 SA4：是同一个凸轮控制器的不同触点。假设 KM10前进，KM11后退，前进时上边支路SA4触 点闭合，下边支路触点断开。后退时，上边支路 SA4触点断开，下边支路触点闭合。若，前进中达 到限位位置，KM10断，把凸轮控制器打到后退档 上，下边SA4触点闭合，大车可以后退。
主起升电动机旋转控制线路
通过控制接触器KM的通断来保护电动机。 按钮SB：控制线路上电按钮，按下SB，KM自
锁，自锁回路中有两个辅助触点。
SA2、SA3、SA4：凸轮控制器在保护电路中的 触点。SA2辅助起升；SA3小车行走；SA4大车 行走。当它们都在零位时，保护电路中的对应触 点闭合，这时才允许系统上电，防止电动机误启 动。
SA1位于“下降3”档 2、4、6、7、8号触点闭合。 2号：不需要引入上升限位保护； 4号：电动机力矩反转，与重物下放方向一致； 6号：电磁抱闸松开； 7、8号：切掉头两组电阻。 空钩和轻载时，下降力矩不足以克服摩擦力，所以 需要增加下降力矩才能使空钩或轻的重物下降。下 降4、下降5档位下降速度更快。
SA：应急开关 KA0：主供电线路过流保护。 KA2、3、4、5：各个电动机拖动支路过流保护
SQ5：副起升位置开关。当副钩起升时，SA2在 自锁回路中的触点断开，若起升达到极限高度， SQ5断开，自锁被破坏。（接触器自锁回路中另 一个辅助触点的作用）
桥式起重机电路设计中PLC控制技术的应用
桥式起重机电路设计中PLC控制技术的应用电气控制系统、金属结构和传动机构是桥式起重机的三大组成部分。
其中传动结构主要是升降及大小车运行的机构,像卷筒、减速、钢丝绳等装置;电气控制则包括电器元件、供电系统和电控系统三部分。
一、起重机总体系统设计桥式起重机的PLC控制系统主要包括限位器、主令控制器、PLC、5台电动机(两台大车电动机)、4台变频器和保护输入等内容。
此系统有28个输出点, 25个输入点,I/O接口共53个。
控制核心选用西门子S7-224,通信接口为选用通信能力较强的RS-485接口。
连接外部数字量的扩展模块有7个,其输出方变压器为式为晶体管和继电器两种方式,控制能力较强。
其中晶体管输出更能适应频繁开合的运行节奏,使用寿命相对较长。
其系统具体设计如下:1.安全设计要求桥式起重机PLC信号输入方式是通过控制台或控制手柄来完成各种动作的信号输入。
如主副钩的起降、小车后退及前进、打车的左右行等,并且互锁同一动作的不同运动方向及执行装置的速度。
设置报警或电铃装置一旦出现故障可自动启动报警。
报警应在起重机启动之前,必须是电铃未响前起重机绝对不运行。
同时应设置各种限位开关、限制器和紧急断电开关,以满足各种情况下电源报警或自动切断的需要。
还应在通道口设置联锁保护电路,以控制门栏。
2.设计控制信号控制信号的设计应在桥式起重机的运行结构及情况和主电路分析的基础上进行。
控制信号主要包括:主副钩速度、升、降控制信号;大车及小车速度、前、后控制信号;运行的启、止及安全栏的开关;主副升限位、小车前进与后退限位、大车左右行限位等限位信号;超载限动、过流继电器和电铃信号等。
共有35个输入信号和反馈信号。
输出信号包括:主副钩降、升及其速度,小车高、低速、前、后和高速自保;大车速度、左、右和两个高速自保以及启动信号的输出,紧急停止和电铃输出等共计22个。
(其控制功能见下图1.)上述数据均是确定PLC的依据。
二、控制系统的设计与确定1.PLC设计确定PLC设计必须按照以下原则进行:符合控制分析系统要求,按照被控对象的情况来确定动作及其完成的顺序,并概括出顺序的功能;PLC类型的确定应适合工艺要求,确定I/O点类型及点数,估计其内存存量;而后选取相应硬件设计,了解所选PLC产品功能,并根据实际需要对其进行软件编程和设计外电路,绘制出控制系统接线原理图;按照控制系统要求把功能顺序图转为梯形图,并应用软元件列表将其程序用途详细标明,以供设计、维护、调试和检修使用;对PLC控制系统进行模拟调试和现场调试,检查各种外接信号源及控制信号的运行情况,并观察其输入、输出间的变化是否符合要求,并进行调整修改。
桥式抓斗起重机电气控制系统
桥式抓斗起重机电气控制系统机（简称桥抓）把各种辅材抓到各自的小仓，桥抓中各电动机使用凸轮操作控制接触器及变阻器的方式，问题很多，大大影响了正常生产。
笔者根据变频器、PLC广泛使用所表现出的优良性能，并考察某厂小型桥式起重机改造的方法，对我公司5000t/d生产线生料调配站的16t大型桥式抓斗起重机电气控制系统进行了改造。
关键词：桥式；抓斗起重机；电气；控制系统1原控制方式存在的问题1.1桥抓的结构组成桥抓结构主要由4部分组成：大车及行走机构（15kW2）、小车及行走机构（7.5kW）、抓斗起升机构(90kW)及抓斗开合机构(90kW)。
其中，大车及小车机构属于平移机构，主要带动起升机构及物料进行平移行走，抓斗起升机构主要是拖动物料上下运动，而抓斗开合机构主要作用是抓取及释放物料。
1.2传统电力拖动系统的缺点该桥抓电气拖动系统采用绕线式异步电动机转子回路串接电阻调速方式，是起重机械中最常见的调速方法。
该方法在使用中存在以下问题：1）设备故障率高：因工作环境差，粉尘、腐蚀性气体极易对电动机滑环、碳刷及接触器等造成不良影响，加之电动机启动频繁，电流及机械冲击大，因此日平均故障率可高达数次。
2）控制线路复杂：电动机调速级数越多，需要接入的接触器与变阻器就越多，这使得控制线路十分庞大复杂，故障点多。
3）功率损耗大：转子回路串入电阻后，电动机转差变大，机械特性变软，以热能形式释放的电动机损耗功率增多。
4）机械方面：由于电动机启动频繁，电流及机械冲击大，造成桥抓钢丝绳经常断裂。
主梁及导轨振幅增大，设备人员极其不安全。
5）调速范围窄：由于调速范围小，从而造成速度稳定性差，无法长时间低速下放重物。
1.3实际生产中存在的问题生料调配站中的桥抓在运行过程中负载的变化十分复杂，在拖动过程中对转矩要求高，特别要求调速系统在低速包括零速时应能输出较大转矩（150%额定力矩），动态响应快，能承受四象限力矩的变化。
尤其是抓斗的卷扬和开闭电动机在使用过程中反复承受无数次的倒顺转操作，经常受强电流、大力矩冲击，对电动机和机械部件损伤较为严重，故障率高，严重影响生产。
桥式起重机电器控制线路图
停止
门开关
KA4
KA3
KA2
KA1
KA0
SQ7
SQ8
SQ9
启动
凸轮零位保护
AC1-7
AC2-7
AC3-7
KM
W11
KM
AC1-6
AC2-6Байду номын сангаасSQ1
AC3-6 SQ3
W13
SQ6
SQ2
SQ4
副钩限位
AC1-5
AC2-5
小车限位
大车限位 AC3-5
主钩
AC4
S1
S2 S3
KA5
S5 S6
S4 S7 S8
I>
KA2 过流继电器
U14
AC1
AC2
V12
U13
AC3 凸轮控制器
KM2 上升
W13
KM1 下降
KM3
KM4 S7 KM5 S8 KM6 S9 KM7 S10 KM8 S11 KM9 S12 0 0
0表示零位时闭合
凸轮控制器
凸轮控制器
YB1 液压制动
W13 1U 1V 1W
M1
YB2 液压制动
W13 2U 2V 2W
3R
4R1 4R2 4R3 4R4 4R5
4R
副钩凸轮控制器
小车凸轮控制器
大车凸轮控制器
提升开始和重物下降到预定位置附近时，需要低速，因此 在30％额定速度内应分为几挡，以便灵活操作。
提升的第一挡作为预备级，是为了消除传动的间隙和张紧 钢丝绳，以避免过大的机械冲击，所以启动转矩不能太大。
为了避免在转换的过程中发生过高的下降速度,在KM9电路中, 常用辅助常开触点KM9自锁,同时为了不影响提升的速度,在该 支路中在串联一个常开辅助触点KM1,这样可以保证主令控制 手柄由强力下降位置向制动下降位置转换前,接触器KM9始终 有电,只有手柄扳至下降的位置时,接触器KM9才断电。
起重机的电气控制系统
起重机的电气控制系统 The manuscript was revised on the evening of 2021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。
桥式起重机电气控制线路资料
§3 桥架金属结构
桥架的构造型式主要取 决于主梁的结构型式，比 较典型的结构有四桁架式 和箱型截面的双腹板梁式 两种。
一、四桁架式桥架 桥架的两根主梁都是由 四个平面桁架组合成的封 闭型空间结构。 主桁架和副桁架； 上、下水平桁架连接之。
*提升机构与移动机构对电力拖动自动控制的要求
1、具有合理的升降速度。 2、具有一定的高速范围（2-3） 3、为消除传动间隙，将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲出，提升的第一档应作 为预备级，该级起动转矩一般限制在额定转矩的一半以下。 4、下放重物时，依据负载大小，拖动电动机可运行在下放电动状态、倒拉反接制 动状态、超同步制动状态或单相制动状态。 5、必须设有机械抱闸以实现机械制动
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起重机电动机的工作状态分析
*提升物品时电动机的工作状态 *下降物品时电动机的工作状态 1、反转电动状态 2、再生制动状态 3、倒拉反接制动状态 4、单相制动状态
提升物品时的电动状态
下放物品时的三种工作状态
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第二节 起升机构的电气控制
*凸轮控制器的起升机构控制电路
*主令控制器起升机构的电路
起重量 又称额定起重量，是指起重机实际允许起吊的 最大负荷量，以吨（t）为单位。 国产的桥式起重机系列其起重量有5、10（单钩）、15/3、 20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、 200/30、250/30（双钩）等多种。数字的分子为主钩起 重量，分母为副钩起重量。
二、20/5t桥式起重机对电力拖动的要求
1. 桥式起重机的工作环境较恶劣，经常需带载启动，要求电 动机的启动转矩大，启动电流小，且有一定的调速要求，因 此多选用绕线转子异步电动机拖动，用转子绕组串电阻实现 调速。 2. 要有合理的升降速度，空载、轻载速度要快，重载速度要 慢。 3. 提升开始和重物下降到预定位置附近时，需要低速，因此 在30％额定速度内应分为几挡，以便灵活操作。 4. 提升的第一挡作为预备级，是为了消除传动的间隙和张紧 钢丝绳，以避免过大的机械冲击，所以启动转矩不能太大。 5. 为保证人身和设备安全，停车必须采用安全可靠的制动方 式，因此采用电磁抱闸制动。 6.具有完备的保护环节：短路、过载、终端及零位保护。
桥式起重机教程——桥式起重机电气控制系统
32/5桥式起重机电气控制
第一节 配电
1.配电主电路
电源由集电器取自滑线，380V，50Hz。 引到主断路器Q001上口，再由下口连接到 主接触器K001，再由主接触器下口连接到 各运行机构的断路器上口。 有些电源取自主断路器上口，例如：司 机室空调，电源指示灯。 变压器一次侧取自主断路器上口，二次 侧用于照明和电源插座等用电。 注意：配电主电路主要表示的是起重机 电源的分配，和电源的来源，主要是主断 路器1 识图
由控制线路的线号可知，其电源取自主断路 器上口，所以，在对配电控制线路进行检修时， 一定要将断路器Q007断开，防止触电。另外， Q007断开也是造成起重机不能启动故障的原因 之一。 S003为司机室急停开关，与主断路器脱口线 圈串联，闭合时脱口线圈得电。它是天车出现操 作失灵时紧急停止时使用，用于断开主断路器用。 Q001为主断路器脱扣线圈。 S001为司机室电锁开关，起重机启动时，应 处于闭合状态。起重机断电时，将电锁拧到断开 位置
1.3 断电过程 将电锁拧至断开状态或按下停止按钮，主接 触器线圈断电，主接触器断开。 注意：不建议将急停按钮用于频繁断电，建议 只用于紧急情况下的断电。急停按钮按下后，主 断路器处于跳闸状态，再次启动起重机时，必须 先将主断路器闭合。并且影响断路器使用寿命。 1.4 常见故障 起重机不启动： 检查Q001、Q007是否处于闭合状态，检查 重锤限位开关触点是否闭合，检查主接触器线圈 接线是否牢固，线圈是否损坏，检查停止按钮、 电锁开关接线是否牢固，其闭点是否接触良好， 检查主接触器自保点K001是否闭合正常。等等
S002为司机室启动按钮，S004为电气室启 动按钮，规定都为绿色按钮。S005为电气室停止 按钮，为红色。 S191、S291分别为主起升和副起升的重锤 限位开关，使用常闭点，当钩头撞击重锤时，重 锤限位开关常闭点断开，主接触器线圈失电，主 接触器断开。 1.2 启动过程 在主断路器Q001和控制回路断路器Q007闭 合的情况下，将电锁S001拧到闭合位置，按下启 动按钮S002或S004，此时，主接触器K001线 圈得电，主接触器吸合，带动自保触点K001闭合， 主接触器线圈保持闭合状态。各机构断路器上口 得电。
桥式起重机电气控制系统
第4章 桥式起重机电气控制系统
4 1.2 桥式起重机的主要技术参数
1.起重量 单钩：5t 10t 双钩：15/3t、20/5t、30/5t、50/10t、75/20t、100/20t、
125/30t、150/30t、200/30t、250/30t;分子为主钩起重量，分母 为
副钩起重量; 2.跨度 3.提升高度 4.运行速度 5.提升速度 提升速度≤30m/min 空钩速度：高达提升速度两倍 着陆低速≤4～6m/min 6.负载持续率 工作时间与工作周期时间之比，用Fs%表示。标准负载持续率： 15%、
平移重物及空钩。 停歇二个阶段：装卸货 一个工作周期≤10min。 三台电动机均为断续周期工作方式;电动机启制动频繁，为缩短启 制动时间，减少启动、制动损耗，起重机转子制成细长形，使飞轮惯 量GD2减少。
第4章 桥式起重机电气控制系统
1起重机宜选用起重型断续周期工作制电动机;该机应启动电流小， 启动转矩大; (2)能电气调速 选用绕线型异步电动机转子串电阻调速。 (3)能适应较恶劣的工作环境和机械冲击。 3 对电气控制系统的要求 (1)具有合适的升降速度，空钩能快速升降。 (2)调速范围 3：1，高者5～10：1。 (3)有适当的低速区 (4)提升第一档为预备级，用于消除传动系统齿轮间隙，张紧钢丝绳。 (5)起重机负载为位能性恒转矩负载，要有电动下放强力下放 倒 拉反接制动下放及发电反馈制动下放三种下放负载方式。 (6)电气与机械双重制动。 (7)要有完备的电气保护与联锁环节。
25%、40%、60%。 7.工作类型 有轻级、中级、重级和特重级四种。
第4章 桥式起重机电气控制系统
4 1.3 桥式起重机的电力拖动特点及控制要求
1.电力拖动系统的构成 小车电动机一台 大车电动机一至二台、提升电动机一至二台; 2.对起重电动机的要求 起重机负载图如右 提升机构四个工作阶段：
5t桥式起重机电气控制电路
电流继电器KIl,KI2,KI3分别作电动机Ml、M2、M3的过电流保护。电源电路则采用电流继电器KI。实现过电流保 护。
大车、小车及提升凸轮控制器触点。Cl/0、。Cl-Ik。C2-lk。C3/0、。C3-U和大车、小车及提升机构的限位开 关S。4~S。8接成串并联电路与接触器KM辅助触点构成自锁电路使大车、小车等到了极限位置，相应限位开关断开 ，凸轮控制器归‘'0''再次反向运动，即可限出极限。
.小车控制(见图1-8及图1-9)
1、。C2-10(自锁)
2、。C2(36-37)
3、。C2(38-39)
4、。C2-5
以上情况：第1、2、3种情况-M2；第4种一短接电阻R5-M2加速，小车向前加快移动
图1-9凸轮控制器触点工作状态
把。C2手柄在“向前”从“2”转到“3”、“4”、“5”位时，其触点。C2(36-37)[5h。C2(38∙39)[5]和。C2∙5继续保持闭合 ,而在“3”、“4”、“5”位时，触点。C2S。C2-5~。C2-6∖。C2-5~。C2・7、。C2-5~。C2-9分别接通,相应短接电阻 2R5,2R4、2R3、2R2、2R1,小车速度逐渐加快。
电源电源开关髀大乍电动机电磁抱削 小车电动机
电更抱第
吊置电动机电Imlfl
i1112R1
图1-85t桥式起重机电气控制电路
三、控制电路分析
.准备工作
合上开关。Sl,把凸轮控制器。C1、。C2、。C3的手柄置于零位，把驾驶室上的舱口门和桥架两端的门关好， 合上紧急开关SA。按下启动按钮SB［11］,使交流接触器KMU0］得电吸合，其辅助动合触点KM(21-22)、KM(1721)闭合自锁，其主触点［2］闭合，接通总电源，为各电动机的启动作好准备。・
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10t桥式起重机典型电路
主电路介绍：
Q1~Q3为凸轮控制器 YB为断电抱闸制动装置电磁铁线圈
KM用于电路保护 合上QF →凸轮控制器Q1~Q3均在零位时，按 动启动按钮→ KM线圈通电、触点闭合; 通过操作Q1~Q3可分别驱动电动机M1~M4工作 ，实现大、小车的移动和吊钩的提升/下降。
卷扬机主电路
桥式起重机电气控制系统
单梁桥式起重机
双梁桥式起重机
桥式起重机
单主梁吊钩门式起重机
汽车起重机
旋转起重机
缆索起重机
桥式起重机的结构
桥式起重机一般由桥架（又称大车）、装有提升机构的 吊运车、大车移行机构、操纵室、小车导电装置（辅助滑线）、 起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。
桥式起重机概述
1、主钩提升运动：
① 预备级：
Q1在向上位置1→ 触点1、3闭合→提升电 机M1正转（触点4~8均不 闭合）→电动机转子全 电阻，工作在机械特性1 。
用于绷紧钢丝绳的 预备级或提升空钩和轻 载。以及在倒拉反接制 动状态下，低速下放位 能负载。
1、主钩提升运动：
② 重物提升
Q1转至向上位 置2、3、4、5时， 转子电阻依次减小 ，提升速度依次提 高。（负载转矩加 大）
倒拉制动：
Q1手柄在上升位置1，由 工件拖动电动机反转，在 倒拉制动状态下低、匀速 下放重物。
断续点动：
Q1在下降1~5与0位之间 往返操作，电动机在下放 与抱闸运动之间点动继续 工作，重物低速下放。
桥架、大车及小车移行机构、 提升机构（主钩、副钩）等。
桥式起重机主要技术参数： 起吊重量、跨度、提升速度、提升高度等。 电力拖动要求： 重载起动；电气调速；断电抱闸制动；设置预备级（张紧钢丝）； 保护： 零压、过载、短路、限位等安全措施。 控制方式：中小型 凸轮控制器、变频调速； 大中型 ① 主钩主令控制器+磁力控制屏，其余凸轮控制器 ② 变频调速。
1-驾驶室
3 2 4 5 6
2-辅助滑线架
7
3-交流磁力控制盘 4-电阻箱 5-起重小车 6-大车拖动电动机 7-端梁
9 8 1
8-主滑线
9-主梁 桥式起重机示意图
桥式起重机概述 一、桥式起重机的构造与分类
起重机种类： 门式、塔式、桥式、汽车吊（小型）、吊葫芦（小型）。 广泛应用于车间、仓库内部、码头、车站、建筑工地、港口等场所。 桥式起重机组成：
二、桥式起重机的主要技术参数
三、桥式起重机对电力拖动和电气 控制的要求
• （一）起重用电动机的特点
• （二）提升机构与移动机构对电力拖动自动控制的要求
四、 起重机电动机的工作状态
（一）提升物品时电动机的工作状态
提升物品时，电动机负载 转矩 T L 由重力转矩 T W 及提升 机构摩擦阻转矩 T f 两部分组 成，当电动机电磁转矩T克服 T L 时，重物被提升；当 T= TL 时，重物以恒定速度提升。 由此出发，可作出如图4.3所 示特性，此时电动机处于正 向电动状态。
1、主钩提升运动：
③ 低速提升重物的方法 点动断续操作，将 操作手柄往返于提升与 零位之间，电动机工作 在正向启动与抱闸制动 的交替工作状态，可低 速断续提升负Байду номын сангаас。
2、重物(含空钧)下放的方法
① 空钩下放
（摩擦性恒转矩负载）：
Q1置于向下位置， Q1触点Q10、Q12闭合， M1接入反相序电源反转 ，Q1在下降位置1~5。 电动机工作在第三象限 的机械特性， Q1 从向 下1 ~ 5挡调节时，空 钩下降速度依次提高。
2.再生制动状态
在中载或重载长距离下降重物 时，可将提升电动机按反转相序 接线，产生下降方向的电磁转矩 T ，使电动机很快加速并超过电 动机的同步转速。此时，转子绕 组内感应电动势和电流均改变方 向，产生阻止重物下降的电磁转 矩。当 T=T W -T f 时，电动机以高 于同步转速的速度稳定运行，所 以可称为超同步制动。
2、重物(含空钧)下放的方法
② 高速下放重物
（位能性负载）： 将Q1手柄经1~4工位， 迅速板至下降位置5，电动 机转子不串电阻的回馈状 态，转速略高于同步转速 运行。 Q1由下降位置1 ~ 5 移动时，重物下放速度依 次降低。 操作注意：速度过高 时，注意操作安全
2、重物(含空钧)下放的方法
③ 低速下放重物
卷扬机为位能 性负载。采用绕线 式异步电动机转子 串五级不对称电阻 ，以满足起动和调 速的基本要求。 凸轮控制器Q1 有零位，左、右各 五档工作位置；12 对触头。 触头Q10~Q13 用于正反转控制。
卷扬机主电路
触点Q14~Q18 用于短接转子电阻 。 手柄的1~5档操作工 位，转子电阻从大 到小切除。 触点Q19、Q1A 用于限位保护. 触点Q1B用于零 位起动（多条件启 动控制）。
3.倒拉反接制动状态
在下放重型载荷时，电动机定子仍 按正转提升相序接线，但在转子电 路中串接较大电阻，这时电动机起 动转矩小于负载转矩TL ，因此电动 机就被载荷拖动，迫使电动机反转， 反转以后电动机的转差率增大，转 子的电动势和电流都加大，转矩也 随之加大，直至T=TL ，在nc稳定运 行。此时若处于轻载下放<T’W时， 将会出现不但不下降反而上升之后 果，如图中d点工作，以nd上升。
• 4.单相制动状态
主令控制器工作原理
一、主令控制器的结构
图中 1 与 7 为固定于方轴上 的凸轮块； 3 是静触头； 4 是动 触头，固定于绕轴6转动的支杆 5上。当转动方轴时，凸轮块随 之转动，当凸轮块的凸起部分 转到与小轮8接触时，推动支杆 5 向外张开，使动触头 4 离开静 触头3，将被控回路断开。当凸 轮的凹陷部分与小轮8接触时， 支杆5在反力弹簧作用下复位， 使动、静触头闭合，从而接通 被控回路。这样安装一串不同 形状的凸轮，可使触头按一定 顺序闭合与断开。
（二）下降物品时电动机工作状态
1.反转电动状态
当空钩或轻载下放时，由于 负载重力转矩小于提升机构摩 擦阻转矩，此时依靠重物自身 重量不能下降。为此，电动机 必须向着重物下降方向产生电 磁转矩，并与重力转矩一起共 同克服摩擦阻转矩，强使空钩 或轻载下放，这在起重机中常 叫做强力下降。电动机运行在 na下，以na速度下放重物。