课题六--20-5T桥式起重机电气控制线路

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,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。,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。,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,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。,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。,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。,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。,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,（,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,（,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。,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。,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。,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,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。,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