塔機電氣系統(tǒng)

中聯(lián)重科電氣分公司建起研究所電氣系統(tǒng)知識電氣控制系統(tǒng)的特點及要求1、重復(fù)短期工作制，起制動頻繁，有正反向運動因各工作機構(gòu)在一個工作循環(huán)中持續(xù)通電時間較短，起制動頻繁，電機來不及在任何一個工作期間達(dá)到穩(wěn)定值，也來不及在任何一個停歇期內(nèi)冷卻到周圍介質(zhì)的溫度，故而引入負(fù)載持續(xù)率JC來表示通電時間在全部工作循環(huán)所占的比例，用于衡量溫升情況：其中∑t—電動機在每一次循環(huán)中總工作時間∑T—電動機在每次循環(huán)中總停歇時間負(fù)載持續(xù)率JC和每小時啟動次數(shù)Z在塔機電氣傳動中具有非常重要的作用。電動機必須符合規(guī)定的JC、Z值，還要求啟動力矩要大，啟動和停止要平穩(wěn)，而且正反方向都運行可靠。電氣控制系統(tǒng)的特點及要求2、要有較好的調(diào)速性能因塔機作業(yè)空間大，只有采用較高的工作速度才能滿足工作效率，但在起吊重物前拉緊鋼絲繩和安裝就位后，又要求有穩(wěn)定的緩慢速度，避免引起過大的沖擊和就位困難，因此塔機的調(diào)速性能極為重要。另外為了節(jié)省能耗，合理利用功率，在負(fù)荷經(jīng)常變化的情況下，也必須具有輕載高速，重載低速的性能。3、在建筑工地戶外使用建筑工地戶外條件惡劣，電源質(zhì)量不佳，外部環(huán)境影響大，檢查維修較困難，因此電氣系統(tǒng)的可靠性即為重要。

電氣控制系統(tǒng)的特點及要求4、各機構(gòu)負(fù)載特點不同塔機有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、運行、頂升、電纜卷放等機構(gòu)，個機構(gòu)的負(fù)載特點區(qū)別很大。如起升機構(gòu)為位能負(fù)載，負(fù)荷不變時為恒轉(zhuǎn)矩，上升時為阻力負(fù)載，下降時為動力負(fù)載；回轉(zhuǎn)、變幅則主要傳遞水平負(fù)荷，起動、制動時要客服較大的慣性。負(fù)載特點不同，在選擇電機、確定傳動方案和調(diào)速方法，操作使用方面也要有不同的要求。5、經(jīng)常轉(zhuǎn)移、拆卸、安裝因其經(jīng)常隨工地轉(zhuǎn)移，拆卸安裝頻繁，對電氣系統(tǒng)提出了特殊要求，如電纜線的布置、接頭方式、控制箱的安裝，都要考慮安裝拆卸的方便快捷。

電源和電纜起重機一般采用380V、50HZ三相交流電源。電源電壓變化不超過額定值的±10%，電源應(yīng)設(shè)置電路總開關(guān)，以便于接通和切斷整機電源。導(dǎo)線截面積要求根據(jù)載流量不小于導(dǎo)線負(fù)載電流及最大允許電壓降來決定。導(dǎo)線上的尖峰電流IP、電壓損失△U按下列公式計算：IP=KeIem+Iei式中Ke—電動機啟動電流倍數(shù)；

Iem—功率最大的機構(gòu)的電動機額定電流（A）；Iei—其他機構(gòu)的電動機額定電流（A）；—功率因素，繞線電機為0.65，鼠籠電機為0.50；Ae—電纜芯線截面積（mm2）；—導(dǎo)電率（m/*）；Ue—額定電壓（V）；le—電纜長度（m）；電氣保護和操縱控制1、快裝塔一般用攜帶式操縱盒，控制電路電壓不高于48V，防護等級不低于IP44。非快裝塔在司機室內(nèi)射聯(lián)動操縱臺。操縱盒和操縱臺上都必須有能切斷總電源的緊急按鈕。2、總電源電路必須設(shè)置自動空氣開關(guān)作為短路保護。3、繞線電機應(yīng)設(shè)有過電流繼電器保護，其動作電流為額定電流的2.5～3倍。4、為保證正常工作，應(yīng)設(shè)置過欠壓報警裝置。5、主電路和控制電路中，對地絕緣電阻不小于0.5兆歐。電阻箱防護等級不低于IP23，配電箱防護等級不低于IP44。6、主體結(jié)構(gòu)、電動機底座、電氣設(shè)備的金屬外殼等都應(yīng)可靠接地，接地電阻不大于4歐，重復(fù)接地電阻不大于10歐。塔機主要機構(gòu)起升機構(gòu)變幅機構(gòu)回轉(zhuǎn)機構(gòu)起升分類1、帶渦流的繞線電動機2、變級多速電動機3、兩個相同型號帶常閉制動器的繞線電機4、交流變頻調(diào)速電機5、其他調(diào)速方式

起升機構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)起升機構(gòu)常用的調(diào)速方法：雙速繞線電機帶渦流制動器調(diào)速系統(tǒng)雙速繞線電機有兩種形式，一種是低速是繞線電機，高速作鼠籠電機運行，通常稱為單滑環(huán)的雙速繞線電機；另一種是低速和高速均是繞線電機運行，通常稱為雙滑環(huán)的雙速繞線電機，這種電機高速和低速轉(zhuǎn)子均可串入電阻。適用于125T-M以上的塔機。三速電機調(diào)速：即電動機本身就是三速鼠籠電機，通過改變電機定子極對數(shù)而實現(xiàn)調(diào)速。一般極對數(shù)比有：2/4/8，4/6/24，4/8/32等，適用于80T-M以下的塔機。起升機構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)起升機構(gòu)常用的調(diào)速方法：兩個相同型號帶常閉制動器的繞線電機調(diào)速系統(tǒng)該調(diào)速系統(tǒng)采用兩個相同型號帶常閉制動器的繞線電機，以不同速比與減速器輸入軸齒合（RCS）。其微動速度（MV）是由能耗制動得到的，一個電機用于驅(qū)動，另一個電機用來減速。低速（PV）由速比大的電機驅(qū)動；高速（GV）由速比小的電機驅(qū)動。變頻調(diào)速：交流異步電機的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為其中f—電源頻率，P—電動機極對數(shù)，S—轉(zhuǎn)差率從上式看出，在極對數(shù)固定的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。改變供給電動機的電源頻率，就成比例的改變了電機轉(zhuǎn)速，因此使用一種適用于起重機的變頻器，設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)，就可以達(dá)到改變速度的目的。重物下放時，采用發(fā)電制動方式，配備制動單元和電阻，其能量在電阻上消耗掉。它能做到真正的無極調(diào)速，是目前世界上最好的交流調(diào)速方式。1、雙速繞線電機帶渦流制動器調(diào)速及控制系統(tǒng)分析：工作原理：以武漢長輪電機廠生產(chǎn)的單滑環(huán)雙速繞線電機為例，該電機在低速運行時，要求將高速繞組短接。這種單滑環(huán)的雙速繞線電機是一種特殊的繞線電機，定子有兩套繞組，一般速比為4/8極，轉(zhuǎn)子采用特殊接線方式：在8極運行時，與普通的繞線電機一樣，可以配合渦流制動器得到低速；而在4極運行時，轉(zhuǎn)子自動短接，相當(dāng)于一個鼠籠電機運行，主回路見下圖，控制回路原理與三速電機控制回路相似。更通過切換串聯(lián)在轉(zhuǎn)子上的電阻來改變轉(zhuǎn)子電樞電流，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

雙速繞線電機帶制動器起升主回路圖起升機構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)

雙速繞線電機帶制動器起升控制工作原理：起升一檔接觸器KHU,KHE,KHL,KHJ,KHB吸合；起升二檔：接觸器KHU,KHL,KHE,KHJ,KH1，KHB吸合；起升三檔:接觸器KHU，KHL，KHJ，KH1，KHB吸合;起升四檔：接觸器KHU，KHL，KHJ,KHB吸合，接觸器KH1→KH2→KH3依次吸合；起升五檔：接觸器KHU，KHH，KHB吸合雙速繞線電機帶制動器起升控制回路圖2、三速電機工作原理：

外電源接好后，按下啟動按鈕，接通QFH，然后視需要上升或下降，上升時KHU接通，下降時KHD接通，當(dāng)操作手柄放在上升或者下降一檔時,KHL接通，電機以低速啟動運行；當(dāng)操作手柄放在二檔時，KHJ、KHM接通，電機以中速運行；當(dāng)操作手柄放在三檔時，KHH接通，電機以高速運行。在KHU或者KHD接通時，通過KHB使制動器通電松閘。其間每檔均有時間繼電器延時（在PLC中實現(xiàn)），以免司機誤操作(如從0檔直接操作到第三檔)而造成速度沖擊?？刂苹芈芬娤聢D:聯(lián)動臺起升檔位開關(guān)信號及起升限位等信號由可編程控制器PLC的輸入端輸入可編程控制器，PLC通過邏輯運算、分析后發(fā)出指令，由輸出端子輸出相關(guān)信號，使有關(guān)接觸器通電或者斷電，從而操縱起升機構(gòu)按照需要的速度工作。三速電動機調(diào)速及控制系統(tǒng)分析在中、小型塔機的起升機構(gòu)上，最常用的是三速電動機三速電機起升控制回路3、兩個相同型號帶常閉制動器的繞線電機調(diào)速系統(tǒng)GV與PV轉(zhuǎn)換時，必須保證斷電的電機制動器仍要釋放，即由閉合回路產(chǎn)生一感應(yīng)電流供給此制動器線圈。使用鼠籠電機，具有可靠性高，體積小，重量輕的特點。

GV與PV轉(zhuǎn)換時，換擋時間由時間繼電器控制，時間過長易溜鉤，時間過短容易導(dǎo)致機械損壞。

GV運行時，由于此時PV電機為增速，轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)到3000R/min，故電機轉(zhuǎn)子繞組機械強度要高。由于換擋完全由電氣控制，控制線路中的接觸器、繼電器失效，電氣接點松脫易使換擋動作順序混亂，造成機械傳動零部件的嚴(yán)重?fù)p壞。這一點必須充分注意。4、交流攻變頻調(diào)速速度平穩(wěn)業(yè)、無沖擊毫，極大地桑改善了機俱構(gòu)和鋼結(jié)嶄構(gòu)的使用棵情況。慢就位魄速度可因以設(shè)置儲得很低仁，而且版長時間獄慢速工壩作，電畝機也不舍會過載顛、過熱猛，有利凍于減少飲操作者遺的緊張盟情緒，逆提高吊紀(jì)重的定鄰位精度叔。使用鼠籠莫電機，具辮有可靠性侍高，體積鄉(xiāng)豐小，重量北輕的特點政。啟動、時變速時猾，電流搬變化不悼大，對垂工地電鮮網(wǎng)沖擊堡小50HZ含（基頻）蘿以下恒轉(zhuǎn)衣矩，50活HZ（基理頻）以上稅恒功率，話真正實現(xiàn)哭輕載高速遙，重載低拾速的性能洞。它的缺點吉是成本較插高，特別龜是用于起北升機構(gòu)的挎大功率變拔頻器，這棕是影響變烈頻器迅速非推廣的主遇要原因，證相信隨著汗科技的不鋼斷發(fā)展和菊進(jìn)步及成增本的降低隨，變頻交熱流調(diào)速電工控系統(tǒng)，南一定會成橋為市場的場主流。變頻起振升控制戶回路圖變頻起烤升控制趣回路圖回轉(zhuǎn)機構(gòu)喂的電氣控壟制系統(tǒng)回轉(zhuǎn)機題構(gòu)是塔同機三大釘機構(gòu)中老工況最也為復(fù)雜厲的一個擊，它不賤但受到躁吊重大墊小的影紅響，還歐要受到希慣性力哭、風(fēng)力露的影響撤，特別悉是現(xiàn)在宜塔機起晶重臂設(shè)努計得越輪來越長桃，所以森對調(diào)速煤和控制慣系統(tǒng)的跳性能要密求也就鴿更高?；剞D(zhuǎn)機速構(gòu)是塔尖機三大州機構(gòu)中于工況最蚊為復(fù)雜特的一個橡，它不漿但受到聲吊重大育小的影念響，還毯要受到局慣性力紗、風(fēng)力仍的影響做，特別伸是現(xiàn)在軌塔機起稅重臂設(shè)蕩計得越累來越長困，所以駕對調(diào)速像和控制催系統(tǒng)的橡性能要伐求也就癥更高。枝回轉(zhuǎn)機伍構(gòu)常用剩的調(diào)速窩系統(tǒng)有翼：鼠籠式撇或繞線階電機加岔液力耦振合器：堆使起動鳥、換速蔬和停車貪減小沖叔擊，但椅順風(fēng)時浩停車不材方便，自要打反脈車，這廚是最常煎用的一劣種調(diào)速驢方式。鼠籠式貼或繞線警電機加晨渦流制弊動器：裝這種調(diào)責(zé)速方式應(yīng)適用于攝一個回磨轉(zhuǎn)機構(gòu)迫上，對預(yù)兩個回?fù)妻D(zhuǎn)機構(gòu)換由于渦腐流制動紋器的特襯性差異繼較大，豪往往容恥易造成陽一個電亞機過載雖而損壞回電機。鼠籠式電攀機加電磁劣聯(lián)軸節(jié)（蚊OMD）采用調(diào)范壓調(diào)速蛾：電機抽需采用勿力矩型施電機定績子調(diào)壓拴或繞線權(quán)電機轉(zhuǎn)表子串電天阻，可歇以實現(xiàn)冤無級調(diào)肅速。FU變頻討調(diào)速：通弟過改變電使源頻率來羅改變電機碑轉(zhuǎn)速，可旦以實現(xiàn)無朝級調(diào)速?；剞D(zhuǎn)電機襲控制及制術(shù)動變幅機辰構(gòu)的電周氣控制申系統(tǒng)小車變?nèi)龇鶛C構(gòu)害是塔機息三大機協(xié)構(gòu)中對根調(diào)速性皺能要求滔較低的川一個機銅構(gòu)。因柔為是平疫移機構(gòu)膛，所以鎮(zhèn)一般以竊起重臂點的長短未來確定碌不同的韻調(diào)速方宏式。起重臂較軋短的，如刺30m以處內(nèi)一般用凝單速電機臟，只有一放個速度。撒臂長在3應(yīng)0—50寺m的采用頓雙速電機逆，小車有字兩個速度恨。臂長在鄙50m以賞上的，則扇最好采用兵變頻無級游調(diào)速雙速電覆機小車血變幅工戒作原理香：外電源體接好后誤，按下竊啟動按棕鈕，接胖通QF盲V，然膽后視需膀要向內(nèi)論或向外涂變幅，窮向外變由幅時K遮VFW上接通，錯向內(nèi)變胸幅時K柏VBW綠接通，鵲當(dāng)操作屠手柄放更在第一瞎檔時，陪KVL則接通，單電機以莫低速運律行；當(dāng)篇操作手挺柄放在擦二檔時夕，KV喉J、K右VH接盒通，電靠機以高禽速運行紹，YB各V為常坊閉盤式狡制動器吩，只有酒在KV羅B接通啦時才被拾打開。雙速電機韻小車變幅控制主回弦路見下圖雙速電君機變幅竭機構(gòu)控制主回黑路駕配箱駕配箱主插要用于（蕉通過變頻治器）給回苦轉(zhuǎn)電機、濱變幅電機峽供電；（稀通過三聯(lián)傭翹板開關(guān)都）司機室捧電燈、風(fēng)灘扇供電；午（通過P娛LC和中火間繼電器運）處理主鞭令開關(guān)傳慶回的動作瓶命令；（森通過插座牽）給外接府設(shè)備供電覺；（通過耐總斷路器貨）給整個返塔機供電璃；（通過嘆相序繼電血器）保護優(yōu)三相電源們平衡；（沃通過矩形匠插頭）與及主控柜控罪制線路相敬連；（通杠過端子）副給主控柜度供電；通躍過主斷路邊器延長手會柄保證柜雹門打開時來電控柜內(nèi)養(yǎng)處于斷電矩狀態(tài)。并班且各條線仆