,电机与电气控制技术,桥,式,起,重,机,的,电,气,控,制,学习目标,:,熟悉桥式起重机的基本结构、运动形式、主要技术参数及对电力拖动的要求,掌握凸轮控制器控制的线路的组成、工作原理及保护环节,了解,PQR10B,型主令控制器控制的线路的基本工作原理及联锁和保护,熟悉桥式起重机常用的保护方法，会分析,10t,交流桥式起重机控制电路原理,第八章：桥式起重机的,电气控制,案例：,三峡,1200/125t,桥式起重机是世界上单钩起重量最大的起重机。三峡工程,1200/125t,桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子,(,直径,18.4,米、重量,1900,吨,),、定子等大型关键部件,第一节：,桥式起重机概述,起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机械设备，广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械化起着重要作用，是现代化生产中不可缺少的工具。起重机包括桥式、门式、梁氏和旋转式等多种，其中以桥式起重机的应用最广。,桥式类起重机又分为,通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。,通用的桥式起重机是机械制造工业中最广泛使用的起重机械，又称“天车”或“行车”，它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。,桥式起重机按起吊装置不同，可分为,吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机,。其中尤以吊钩桥式起重机应用最广。,第一节：,桥式起重机概述,一、桥式起重机的主要结构和运动形式,一、桥式起重机的主要结构和运动形式,桥式起重机的运动形式,起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；,小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动,在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动,实现重物在,垂直、横向、,纵向三个方向,的运动,二、桥式起重机主要技术参数,（一）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。,小型：,510t,中型：,1050t,重型：,50t,以上,按起重量,分类,二、桥式起重机主要技术参数,（二）跨度,起重机主梁两端车轮中心线间的距离，即大车轨道中心线间的距离称为跨度，以米（,m,）为单位。国产桥式起重机的跨度有,10.5,、,13.5,、,16.5,、,19.5,、,22.5,、,25.5,、,28.5,、,31.5m,等，每,3m,为一个等级。,（三）提升高度,起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限位置之间的距离，称为起重机的提升高度，以,m,为单位。常用的起升高度有,12,、,16,、,12/14,、,12/18,、,16/18,、,19/21,、,20/22,、,21/23,、,22/26,、,24/26m,等几种。其中分子为主钩提升高度，分母为副钩提升高度。,二、桥式起重机主要技术参数,（四）运行速度,运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度，以,m/min,为单位。小车运行速度一般为,40,60m/min,，大车运行速度一般为,100,135m/min,。,（五）提升速度,提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的速度，以,m/min,为单位。一般提升速度不超过,30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。,（六）通电持续率,由于桥式起重机为断续工作，其工作的繁重程度用通电持续率,JC%,表示。通电持续率为工作时间与周期时间之比，一般一个周期通常定为,10min,。标准的通电持续率规定为,15%,、,25%,、,40%,、,60%,四种。,二、桥式起重机主要技术参数,（七）工作类型,起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为,轻级、中级、重级和特重级,四种工作类型。,轻级：,工作速度低，使用次数少，满载机会少，通电持续率为,15%,。用于不需紧张及繁重工作的场所，如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重机。,中级：,经常在不同载荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通电持续率为,25%,，如一般机械加工车间和装配车间用的起重机。,重级：,工作繁重，经常在重载荷下工作，通电持续率为,40%,，如冶金和铸造车间内使用的起重机。,特重级：,经常起吊额定负荷，工作特别繁忙，通电持续率为,60%,，如冶金专用的桥式起重机。,三、桥式起重机对电力拖动的要求,（一）对起重电动机的要求,1.,起重电动机为重复短时工作制。,所谓“重复短时工作制”，即,FC,介于,25%,40,。电动机较频繁地通、断电，经常处于起动、制动和反转状态，而且负载不规律，时轻时重，因此受过载和机械冲击较大；同时，由于工作时间较短，其温升要比长期工作制的电动机低,(,在同样的功率下,),，允许过载运行。因此，,要求电动机有较强的过载能力。,2.,有较大的起动转矩。,起重电动机往往是带负载起动，因此要求有较好的起动性能，即起动转矩大，起动电流小。,3.,能进行电气调速。,由于起重机对重物停放的准确性要求较高，在起吊和下降重物时要进行调速，且调速大多数是在运行过程中进行，而且变换次数较多，所以不宜采用机械调速，而应采用电气调速。因此，起重电动机多采用绕线转子异步电动机，且采用转子电路串电阻的方法起动和调速。,4.,为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，电动机采用,封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。,起重用的交流异步电动机：,YZR(,绕线型,),和,YZ(,笼型,),系列起重电动机。在铭牌上标出的功率均为,FC,25,时的输出功率,（一）对起重电动机的要求,（二）电力拖动系统的构成及电气控制要求,小车驱动电动机一台,大车驱动电动机一至两台：集中或分别驱动,起重电动机一至两台：,15t,以上两台,电力拖动系统,的组成,空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。,有一定的调速范围，普通的起重机调速范围,(,高低速之比,),一般为,31,，要求较高的则要达到,(5,10)1,有适当的低速区，要求在,30,额定速度内分成若干低速挡以供选择。同时要求由高速向低速过渡时应逐级减速以保持稳定运行。,对电力拖,动及控制,的主要要,求,提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击,负载是位能性反抗力矩，因此要求在下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制动状态，以满足对不同下降速度的要求,为确保安全，要求采用电气和机械双重制动，既可减轻机械抱闸的负担，又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。,要求有完备的电气保护与联锁环节，由于热继电器的热惯性较大，因此起重机电路多采用过流继电器作过载保护；要有零压保护；行程终端限位保护等等。,第一节：,凸轮控制器及其控制线路,一、凸轮控制器的结构,凸轮控制器是一种大型手动控制电器，是,起重机上重要的电气操作设备之一，用以,直接操作与控制电动机的正反转、调速、,起动与停止。,一、凸轮控制器的结构,结构外形图,动作原理示意图,二、凸轮控制器的型号与主要技术参数,国产凸轮控制器有,KT10,、,KT12,、,KT14,、,KT16,等系列，以及,KTJ1-50/1,、,KTJ1-50/5,、,KTJ1-80/1,等型号,三、,凸,轮,控,制,器,控,制,的,电,路,小车驱动电动机,转子回路串入,不对称电阻,制动电磁铁,过流继电器,三、,凸,轮,控,制,器,控,制,的,电,路,（一）电动机定子电路,零位：,起动位置,反转自锁回路,正转自锁回路,零位时抱闸制动,零位时，,M2,不通电,按下起,动按钮,SB2,三、,凸,轮,控,制,器,控,制,的,电,路,（一）电动机定子电路,手柄向右旋，触点,2,、,4,接通，电磁抱,闸松开,M2,正转,手柄向左旋，触点,1,、,3,接通，电磁抱,闸松开,M2,反转,三、,凸,轮,控,制,器,控,制,的,电,路,（二）电动机转子电路,触点,5,9,用以控制,M2,转子外接电阻器,R2,，以实现对,M2,起动和转速的调节,三、,凸,轮,控,制,器,控,制,的,电,路,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,1.,提升重物,第一档是作为预备级，在二至五档提升速度逐渐提高。最后运行于第五档,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,2,轻载下放重物,运行于第三,象限。不同的,档位可获得不,同的下降速度,（二）电动机转子电路,用于控制起重机吊钩的升降,3,重载下放重物,运行于第四象。速度较高。操作时应将凸轮控制器的手轮从零位迅速扳至第五档，中间不允许停留，在往回操作时也一样，以免引起重物高速下降而造成事故,可采用点动操作的方式，即将控制器的手轮在下降（反转）第一档与零位之间来回扳动以点动起重电动机，并配合制动器便能实现较准确的定位。,（三）保护电路,电路有,欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护,共六种保护功能,1,欠压保护,接触器,KM,本身具有欠电压保护的功能，,当电源电压不足时（低于额定电压的,85%,），,KM,因电磁吸力不足而复位，其动合主触点,和自锁触点都断开，从而切断电源。,2,零压保护与零位保护,采用按钮,SB,起动，,SB,动合触点与,KM,的自,锁动合触点相并联的电路，都具有零压（失,压）保护功能，在操作中一旦断电，必须再,次按下,SB,才能重新接通电源。,采用凸轮控制器控制的电路在每次重新起动,时，还必须将凸轮控制器旋回中间的零位，,这一保护作用称为,“零位保护”,（三）保护电路,电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护共六种保护功能,3,过流保护,如上所述，起重机的控制电路往往采用过流,继电器作过流（包括短路、过载）保护，过,流继电器,KA0,、,KA2,的动断触点串联在,KM,线圈支路中，一旦出现过电流便切断,KM,，,从而切断电源。此外，,KM,的线圈支路采用,熔断器,FU,作短路保护。,4,行程终端限位保护,行程开关,SQ1,、,SQ2,分别提供,M2,正、反转,（如,M2,驱动小车，则分别为小车的右行和,左行）的行程终端限位保护，其动断触点,分别串联在,KM,的自锁支路中。,5,安全保护,在,KM,的线圈支路中，还串入了舱口安全开,关,SQ6,和事故紧急开关,SA1,。在平时，应,关好驾驶舱门，使,SQ6,被压下（保证桥架,上无人），才能操纵起重机运行；一旦发,生事故或出现紧急情况，可断开,SA1,紧急,停车。,第三节,:,主令控制器的控制线路,利用主令控制器发出动作指令，使磁力,控制屏中各相应接触器动作，来换接电,路，控制起升机构电动机按与之相应的,运行状态来完成各种起重吊运工作，,由于主令控制器与磁力控制屏组成的控,制电路较复杂，使用元件多，成本高，,故一般在下列情况下才采用：,拖动电动机容量大，凸轮控制器容量不够。,操作频率高，每小时通断次数接近或超过,600,次。,起重机工作繁重，操作频繁，要求减轻司机,劳动强度要求电气设备具有较高寿命。,起重机要求有较好的调速、点动等运行性能。,提升机构,PQRl0B,主令控制电路,反接制动电阻,起动加速电阻,软化特性用电阻,零电压继电器，实,现零压保护，并为,起动作准备,一、提升重物的控制,提升档,预备档,从“,2”,位至上升“,6”,位时，,SA8SA12,依次,相继闭合，,R2,R6,各段转子电阻逐级短接,正转,抱闸松开,二、下降重物的控制,倒拉反接制动,强力下放,预备档。制动器未打开。,R1,、,R2,被短接。该档不能停留,二、下降重物的控制,适用于重载低速下放。电动,机运行于倒拉反接制动。,适用于中载低速下放。电动,机运行于倒拉反接制动。,在下降前,3,档接入。对由于重,量估计不准，出现不下降，,反而上升的情况进行保护。,强迫下放。从,4,5,6,转速