课题六 20 5T桥式起重机电气控制线路

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起重机的工作条件十分恶劣,常处于多粉尘、高温、高湿度的环 境中,工作负载性质属于重复短时工作制,常处于频繁带负载起动、 制动、正反转状态,要承受较大过载和机械冲击。因而对电力拖动与 电气控制提出了较高的要求。 1.频繁起动 起重机经常带负载起动,要求电动机的起动电流小,起动转矩大。 因而常采用绕线转子式异步电动机拖动,在转子回路中串电阻进行起 动和调速。 2.速度可以调节 起重机的负载为恒定转矩,所以采用恒转矩调速。当改变转子外 接电阻时,电动机便可获得不同转速。注意,绕线式转子异步电动机 转子绕组中串接电阻后,其机械特性将改变。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 1.主接触器KM的控制
准备阶段:在起重机投入运行前, 应将所有凸轮控制器的手柄扳到 “0”位置,零位联锁触头AC1-7、 AC2-7、AC3-7处于闭合状态。 合上紧急开关QS4,并关好舱门、 栋梁栏杆门,使位置开关SQ7、SQ8 、SQ9的动合触头处于闭合状态。
技能目标
能正确、熟练分析20/5T桥式起重机电气控制线路。 能正确、熟练分析20/5T桥式起重机电气控制线路 的常见故障。 能排除20/5T桥式起重机电气控制线路的常见故障。 能完成工作记录、技术文件存档与评价反馈。
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 起重机是一种吊起或放下重物并使重物在短距离内水平移 动的起重设备。常见的起重机结构形式有桥式、塔式、门式、 旋转式、缆索式等。在工厂中常用的是桥式起重机,常见的有 5T、10T单钩及15/3T、20/5T双钩等。
M1正反转联锁触头,AC1-7为零位联锁触头。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 2.凸轮控制器的控制
在主接触器KM线圈获电吸合后,总电源接通的条件下,转动凸轮控制 器AC1的手轮到向上位置“1”时,AC1的主触头V13—1W和U13—1U闭合 ,触头AC1-5闭合,AC1-6和AC1-7断开,电动机M1接通三相电源正转( 此时电磁抱闸电磁铁YB1获电,闸瓦与闸轮已分开),由于5对动合辅助 触头均断开,所以电动机M1转子回路串接全部附加电阻1R起动,电动机 M1以最低转速带动副钩上升。转动AC1手轮,依次到向上的“2”— “5”位置时,5对动合辅助触头依次闭合,短接电阻1R5—1R1,电动机 M1的转速逐渐升高,直到预定转速。 当凸轮控制器AC1的手轮转到向下挡位时,这时,由于触头V13—1U和 U13—1W闭合,接入电动机M1的电源相序改变,电动机M1反转,带动副 钩下降。
(6)为保障维修人员的安全,在驾驶室舱门盖上装有 安全开关SQ7;在横梁两侧栏杆门上分别装有安全开关 SQ8、SQ9;为了在发生紧急情况时操行人员能立即切断 电源,防止事故扩大,在保护柜上还装有一只单刀单掷 的紧急开关QS4。 上述各开关在电路中均采用动合触头,与副钩、小车 、大车的过电流继电器及总过电流继电器的动断触头相 串联,当驾驶舱门或横梁栏杆门打开时,主接触器KM线 圈不能得电运行,或在运行中也会断电释放,使起重机 的全部电动机都不能起动运转,保证了人身安全。
20/5T桥式起重机电气设备及控制、保护装置
(5)起重机的保护环节由交流保护控制柜(GQR)和 交流磁力控制屏(PQR)来实现。各控制电路均用熔断 器FU1、FU2作为短路保护;总电源及各台电动机分别采 用过电流继电器KA0、KA1、KA2、KA3、KA4、KA5实现过 载和过流保护。
20/5T桥式起重机电气设备及控制、保护装置
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 一、20/5T桥式起重机的结构与运动形式
1-驾驶室 2-辅助滑线架 3-交流磁力控制屏 4-电阻箱 5-起重小车 6-大车拖动电动机 7-端梁 8-主滑线 9-主梁
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 二、20/5T桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 二、20/5T桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求
3.重复短时工作制 起重机为重复短时工作制,拖动起重机运动的电动机在工作中的 特点是:工作期内温度升高,由于时间短,来不及上升到稳定值;停 止期内温度下降,也来不及冷却到周围环境温度。所以,在同样功率 下,重复短时工作制比长期稳定的温升要低,允许过载运行。这种电 动机要采用YZR(绕线式)和YZ(笼型)系统,因为这类电动机具 有过载能力强、机械强度大、机械特性软的特点,能满足起重机负载 的要求。 4.下放重物与停车时制动 起重机的负载力矩为位能性反抗力矩,因而电动机可能运转在电 动状态或制动状态,为了设备与人身的安全,下放重物时应工作在制 动状态,停车时必须采用机械制动。 5.需要有保护措施 应具有必要的零位、短路、过载和终端保护功能。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 2.凸轮控制器的控制
若断电或将手轮转到“0”位时,电动机M1断电,同时电 磁抱闸制动器YB1也断电,电动机M1被迅速制动停转。副钩 带有重负载时,考虑到负载的重力作用,在下降负载时,应 先把手轮逐级扳到“下降”的最后一挡,然后根据速度要求 逐级退回升速,以免引起快速下降而造成事故。
20/5T桥式起重机电气设备及控制、保护装置
(7)电源总开关QS1、熔断器FU1、FU2、主接触器KM 、紧急开关QS4以及过电流继电器KA0~KA5都安装在保护 柜上。保护柜、凸轮控制器、主令控制器均安装在驾驶 室内,便于司机操作。 (8)起重机各移动部分均采用位置开关作为行程限位 保护。它们是:位置开关SQ1、SQ2作小车横向限位保护 ;位置开关SQ3、SQ4是大车纵向限位保护;位置开关SQ5 、SQ6分别作为主钩和副钩提升的限位保护。当移动部件 的行程超过极限位置时,利用移动部件上的挡铁压开位 置开关,使电动机断电并制动,保护设备的安全运行。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 4.主令控制器的控制主钩上升与下降 主钩电动机是桥式起重机容量最大的一台电动机, 一般采用主令控制器配合磁力控制屏进行控制,即用 主令控制器控制接触器,再由接触器控制电动机。为 提高主钩电动机运行的稳定性,在切除转子附加电阻 时,采取三相平衡切除,使三相转子电流平衡。 主钩运行有升、降两个方向,主钩上升与凸轮控制 器的工作过程基本相似,区别在于它是通过接触器来 控制。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 1.主接触器KM的控制 起动运行阶段:合上电源开关QS1,
按下保护控制柜上的起动按钮SB,主接 触器KM的线圈得电吸合,KM主触头闭合, 使两相电源(U12、V12)引入各凸轮控 制器,另一相电源(W13)直接引入各 电动机接线端。此时,由于各凸轮控制 器操作手柄均在零位,所以电动机不会 运转。同时主接触器KM两对动合辅助触 头闭合自锁。 当松开SB后,主接触器KM线圈通 1—2—3—4—5—6—7—14—18—17— 16—15—19—20—21—22—23—24到 FU1形成通路而得电。
(1)主钩上升“1”位——AC4的S3、S4、S6、S7闭合 触头S3闭合,将提升位置开关SQ5串入电路中,起到提 升限位保护作用; 触头S4闭合,将制动接触器KM3线圈接通,并吸合自 锁。制动电磁铁YB5、YB6通电,松开电磁抱闸,主钩电动 机M5即可自由转动; 触头S6闭合,将提升接触器KM2线圈接通,并自锁, 电动机M5定子绕组加正相序电压,KM2的辅助触头闭合, 为切除各级电阻和制动电磁铁的接触器通电作准备; 触头S7闭合,接触器KM4线圈得电,其常开触头闭合, 转子切除第一级电阻; 这时,电动机M5转子切除第一级5R6电阻,电磁抱闸 已松开,电动机M5定子加正相序电压低速启动,当电磁转 矩等于阻力转矩时,电动机M5作低速稳定运转。
中等职业教育国家规划教材配套教学用书 (电气运行与控制、电气技术应用)
《工厂电气控制技术》 电子教案
主 编 沈柏民
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路
知识目标
了解20/5T桥式起重机的主要结构及运动形式、 拖动特点及控制要求。 掌握20/5T桥式起重机对安全的特殊要求及 其联锁与保护环节。 掌握20/5T桥式起重机电气控制线路及其工作原理。
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 一、20/5T桥式起重机的结构与运动形式
1.桥架 桥架是起重机的基体,它包括主梁、端梁、桥上走道等部分。主梁横跨在 车间中间。主梁两端有端梁,组成箱式桥架。两侧设走道,一侧安装大车移 行机构的传动装置,使桥架可沿车间长度铺设的轨道上纵向移动(即左右移 动)。另一侧安装小车所有的电气设备。主梁上铺有小车移动的轨道,小车 可以前后(即横向)移动。 2.大车 大车移行机构由大车电动机、制动器、传动轴、万向联轴节、车轮等部分 组成。拖动方式有集中传动和分别传动两种,前者用一台电动机经减速装置 拖动大车的两个主动轮同时移动;后者采用两台电动机经减速装置分别拖动 大车的两个主动轮同时移。 3.小车 小车又称跑车,主要由小车架、提升机构、小车移动机构和限位开关等组 成。小车移动机构由小车行走电动机,经立式减速箱,拖动小车前后移动, 两端装有缓冲装置和限位开关保护。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 2.凸轮控制器的控制
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。 大车有两台电动机M3、M4同时拖动,所以大车凸轮控制器AC3比AC1、AC2 多用了5对动合触头,以供切除电动机M4的转子电阻4R1~4R5用。大车、小
车和副钩的控制过程基本相同。下面以副钩为例,说明控制过程。
副钩凸轮控制器AC1共有11个位置,中间位置是零位,左右各有5个位置, 用来控制电动机M1在不同转速下的正反转,即用来控制副钩的升、降。AC1
共用了12副触头,其中4对动合主触头控制电动机M1定子绕组的电源和换接
电源相序以实现电动机M1的正反转;5对动合辅助触头控制电动机M1转子电 阻1R的切换;3对动断辅助触头作为联锁触头,其中AC1-5和AC1-6为电动机
20/5T桥式起重机电气设备及控制、保护装置
(9)起重机上的移动电动机和提升电动机均采用电磁 抱闸制动器制动,它们分别是:副钩制动器YB1、小车 制动器YB2;大车制动器YB3、YB4;主钩制动器YB5、 YB6。其中YB1—YB4为两相电磁铁,YB5、YB6为三相电 磁铁。当电动机通电时,电磁抱闸制动器的线圈获电, 使闸瓦与闸轮分开,电动机可以自由旋转;当电动机断 电时,电磁抱闸制动器失电,闸瓦抱住闸轮,使电动机 被制动停转。 起重机轨道及金属桥架应进行可靠的接地保护。
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 三、20/5T桥式起重机的供电特点
桥式起重机的电源电压为380V,由公共的交流电源供给,由 于起重机在工作时经常移动,且大车与小车、小车与厂房之间 存在相对运动,因此,要采用可移动的电源设备供电。 一种是采用软电缆供电,软电缆可随着大、小车的移动而 伸展或叠卷,多用于小型起重机(10T以下); 另一种常用的方法是采用滑触线和集电刷供电。三根主滑 触线是沿着平行于大车轨道的方向敷设在车间厂房的一侧。三 相交流电源经由三根主滑触线与滑动的集电刷,引进起重机驾 驶室内的保护柜上,再从保护柜上引出两相电源到凸轮控制器, 另一相称为电源的公用相,它直接从保护控制柜接到各电动机 的定子绕组。
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 4.主令控制器的控制主钩上升与下降
主令控制器AC4手柄置于“0” 位置时,根据触头分合表可知,其 触头S1闭合,若电源电压正常,则 欠电压继电器KV线圈得电,其常开 触头闭合自锁,为主钩上升或下降 作准备
20/5T桥式起重机电气控制线路分析 4.主令Baidu Nhomakorabea制器的控制主钩上升与下降
课题六 20/5T桥式起重机电气控制线路 四、20/5T桥式起重机电气控制线路
20/5T桥式起重机电气设备及控制、保护装置
(1)桥式起重机的大车桥架跨度较大,两侧装置两个 主动轮,分别由两台同规格的电动机M3、M4拖动,沿大 车轨道纵向同速运动。 (2)小车移动机构由一台电动机M2拖动,沿固定在大 车桥架上的小车轨道横向运动。 (3)主钩升降由一台电动机M5拖动;副钩升降同一台 电动机M1拖动。 (4)电源总开关为QS1;凸轮控制器AC1、AC2、AC3分 别控制副钩电动机M1、小车电动机M2、大车电动机M3、 M4;主令控制器AC4配合交流磁力控制屏(PQR)完成对 主钩电动机M5的控制。
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