電氣控制與機床電路檢修技術項目25-205T橋式起重機電氣控制原理分析

25.1橋式起重機的主要結(jié)構(gòu)和運動形式25.2橋式起重機電動機的電氣控制電路25.3橋式起重機常見電氣故障的檢修項目2520/5t橋式起重機電氣控制原理分析25.1橋式起重機的主要結(jié)構(gòu)和運動形式1.20/5t橋式起重機的主要結(jié)構(gòu)

橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，又稱天車。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運物料，不受地面設備的阻礙。這種起重機廣泛用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。

橋式起重機的結(jié)構(gòu)由主要由機械、電氣和金屬結(jié)構(gòu)三大部分組成。機械部分由主起升機構(gòu)、副起升機構(gòu)（15t以上才有）、小車運行機構(gòu)和大車運行機構(gòu)組成。其中包括：電動機、聯(lián)軸器、傳動軸、制動器、減速器、卷筒和車輪等。金屬結(jié)構(gòu)主要由橋架（主梁、端梁、欄桿、走臺、小車軌道）、司機室和小車架組成。電氣部分由電氣設備和電氣線路組成，包括橋吊的動力裝置和各機構(gòu)的起動、調(diào)速、換向、制動及停止等的控制系統(tǒng)。（1）20/5t橋式起重機主要結(jié)構(gòu)及作用1-導軌2-端梁3-登梯4-駕駛室5-電阻箱6-主梁7-控制柜8-起重電機9-起重小車10-供電滑觸線（2）運動形式大車運動橋架沿鋪設在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，采用制動器、減速器和電動機組合成一體的三合一驅(qū)動方式，驅(qū)動方式為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。小車運動起重小車沿鋪設在橋架上的軌道橫向運行，起升運動起升運動由兩臺異步電動機驅(qū)動，電動機通過減速器帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。通常在額定起重量超過10噸的普通橋式起重機上裝有主、副兩套起升機構(gòu)，副鉤的額定起重量一般為主鉤的15～20％。2.20/5t橋式起重機的電氣控制特點及要求20/5t橋式起重機共用5臺繞線式異步電動機拖動，它們分別是副鉤起重電動機M1、小車移動電動機M2、大車移動電動機M3和M4、主鉤起重電動機M5。（1）橋式起重機為適應在重載下頻繁起動、反轉(zhuǎn)、制動、變速等操作，主鉤、副鉤起重電動機應選用三相線式異步電動機，繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路串入適當電阻可達到最大起動轉(zhuǎn)矩，從而減小起動電流，調(diào)節(jié)電阻使電動機有一定的調(diào)速范圍，且用凸輪控制器進行操作。（2）為適應橋式起重機大車移動，供電方式采用安全滑觸線裝置硬線供、饋電線路，三相電源是從沿著平行于大車導軌方向安裝的廠房一側(cè)主滑觸線導管，通過受電器的電刷引入，在導管接線處設置三相電源指示燈。移動小車一般采用橡膠軟電纜供、饋電線路，使用的軟電纜常稱拖纜。在橋架上安裝鋼纜，并與小車運動方向平行，鋼纜從小車上支架孔內(nèi)穿過，電纜通過吊環(huán)與承力尼龍繩一起吊裝在鋼纜上。（3）主鉤、副鉤起重電動機要有合理的升降速度，空載、輕載速度快，減少升降時間，提高效率。重載要求速度慢，轉(zhuǎn)速可降低為額定速度的50%~60%，起動和制動停止前采用低速，以避免過大的機械沖擊，在30%的額定速度附近可分成幾個檔位，方便操作。（4）吊鉤下放重物時，是位能性負載力矩，電動機就可運行在電動狀態(tài)（輕載）、倒拉反轉(zhuǎn)狀態(tài)（重載）或再生發(fā)電制動狀態(tài)。（5）當橋式起重機運行停止時，分別由各相應運行機構(gòu)中的電磁制動器進行制動，以免發(fā)生事故。（6）20/5t橋式起重機必須有限位保護，限位開關包括小車前后極限限位開關，大車左右極限限位開關，主鉤上升極限限位開關，副鉤上升極限限位開關以及駕駛室門、艙蓋出入口、橋式欄桿出入口的聯(lián)鎖保護限位開關等。（7）起重機照明電源由380V電源電壓經(jīng)隔離變壓器取得220V和36V，其中220V用于橋下照明，36V用于橋箱控制室內(nèi)照明和橋架上維修照明，也作為警鈴電源及安全行燈電源。控制室(橋箱)內(nèi)電風扇和電熱取暖設備的電源也用220V電源。（8）有完備的零位、短路、接地和過載保護，為適應在頻繁起動、制動操作，過載保護采用過電流繼電器進行保護。25.2橋式起重機電動機的電氣控制電路1．凸輪控制器(1)凸輪控制器的型號及其含義：

(2)凸輪控制器的結(jié)構(gòu)（a）KT系列的凸輪控制器（b）凸輪控制器的結(jié)構(gòu)示意圖(3)橋式起重機的電氣控制原理20/5t橋式起重機主令控制回路(4)凸輪控制器的功能

控制電動機的起動與停止；改變電動機的運動方向；控制電阻器來限制電動機的起動電流并獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩；切換電阻器的電阻值調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速；可以適應起重機所要求的頻繁起動與變速要求；可以防止起重機運動機構(gòu)超過極限位置；保證在零位起動。(5)對于大車及吊鉤的運動，凸輪控制器所起的作用相同，但吊鉤下降沒有極限位置保護。2．電源控制電路的分析(1)凸輪控制器的電源由電源線2L1、2L3供電，由過電流繼電器KI的輸出端引入?？刂破鞯妮敵龆朔謩e接到小車電動機M3，而定子繞組的U3、V3，W3則不通過控制器，而是直接由過電流繼電器KI的輸出端供給。(2)控制器共分5擋，在控制器電路圖中，凡有黑色圓點“·”的表示觸點接通，否則表示斷開，控制器電源部分的4對觸點交叉連接以改變電源相序。當控制器手柄向左扳動時，控制器的轉(zhuǎn)軸帶動凸輪轉(zhuǎn)動，使其中控制電動機正轉(zhuǎn)的觸點2L3與W3接通、2L1與U3接通，電動機正轉(zhuǎn)。如控制器手柄向右扳動，這時2L3與U3接通、2L1與W3接通，電動機電源相序改變，電動機反轉(zhuǎn)。3．電阻器控制電路分析(1)凸輪控制器切換電阻器用5對觸點，它們的通斷情況由控制器的不同擋位來控制?？刂破魇直鈩訒r，其觸點的通斷狀態(tài)在左右方向時完全一致。(2)在手柄處于第一擋時，所有5對觸點都是斷開狀態(tài)，電動機轉(zhuǎn)子串聯(lián)所有的電阻，這時電動機起動，大電阻值限制了電動機的起動電流，并能獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩，電動機處于最低速的運行狀態(tài)。(3)當控制器手柄扳到第二擋時，R5至R6一段電阻被短接，串入電動機轉(zhuǎn)子繞組中的電阻值減小，速度上升。根據(jù)控制器的控制電路圖可以看出，在此后的幾擋位置，這一對觸點始終是閉合的。(4)如繼續(xù)升速，則將控制器手柄扳到第三擋，這時電阻器另一相電阻R4~R6被短接，電動機的轉(zhuǎn)速再次升高。這樣順序工作到第五擋時，電阻器完全被短接，電動機處于最高速運轉(zhuǎn)。4．安全保護用觸點控制電路分析(1)凸輪控制器的安全保護有極限位置(終端)限位保護和零位起動保護兩個方面。(2)零位起動保護是由控制器的觸點1~2來實現(xiàn)的。(3)極限位置(終端)限位保護有兩個開關，它們分別限制電動機正轉(zhuǎn)(即控制器手柄向右，小車運動向后)及反轉(zhuǎn)并串人對應的控制回路中，由控制器的兩對觸點4~5及4~3控制。5．保護配電柜(1)起重機的保護配電柜起安全保護及配電作用。(2)5t普通橋式起重機所用的保護配電柜一般為XQB1-150-3型。(3)柜中電器元件主要有：三相刀開關、供電用的主接觸器和總電源過電流繼電器及各傳動電動機保護用的過電流繼電器等。(4)控制回路工作原理起動按鈕與所有凸輪控制器的零位保護觸點串聯(lián)，只有保證所有凸輪控制器都處于零位時，才可能起動接觸器，實現(xiàn)零位保護功能。6．制動器(1)當橋式起重機運行停止時，分別由各相應運行機構(gòu)中的制動器進行制動，以免發(fā)生事故。(2)橋式起重機常用的制動器由電磁鐵與制動器組合而成。當電磁鐵失電時，制動電磁鐵的彈簧使制動閘剎住制動輪(裝在電動機轉(zhuǎn)軸上)而制動，當電磁鐵通電時，松開制動閘使電動機自由運轉(zhuǎn)。它的電源線直接接在所制動的電動機定子電源端子上。這種得電松開，失電制動的設計，起到很好的安全保障作用。7．電源饋線(1)橋式起重機的供電由滑觸線來實現(xiàn)。由于吊鉤與小車一起在橋架上行走運動，也需要用滑觸線饋電。(2)供電方式有兩種。移動小車一般采用橡膠軟電纜供、饋電線路，使用的軟電纜常稱拖纜。在橋架上安裝鋼纜，并與小車運動方向平行，鋼纜從小車上支架孔內(nèi)穿過，電纜通過吊環(huán)與承力尼龍繩一起吊裝在鋼纜上。電纜移動端與小車上支架固定連接以減少鋼纜受力，鋼纜上通常涂一層黏油進行潤滑、防銹。橋式起重機供電電源一般采用由安全供電滑觸線裝置構(gòu)成的硬線供、饋電線路，這種安裝方法安全、可靠、美觀、節(jié)能、節(jié)電。8．照明及橋廂內(nèi)電路(1)橋式起重機照明電源由380V電源經(jīng)變壓器取得220V和36V電壓，其中220V用于橋架下的照明，36V用于橋廂控制室內(nèi)照明和橋架上的維修照明，控制室內(nèi)電風扇和電熱取暖設備采用220V電源。36V也可作為警鈴電源及安全手提燈電源。(2)必須注意，該電路所取的220V、36V電源均不接地。嚴禁利用起重機機殼作為電源回路。嚴禁利用起重機機體或軌道作為工作零線。為了安全，除起重機要可靠接地外，還要保證起重機軌道必須接地或重復接地，接地電阻不得大于4Ω。25.3橋式起重機常見電氣故障的檢修1.控制電路故障及排除方法（1）合上保護盤上的刀開關QS時，操作電路的熔斷器FU1燒斷。故障原因可能是操作電路中與保護機構(gòu)相連接的一相接地，應檢查絕緣電阻，并消除接地現(xiàn)象。（2）按下起動按鈕SB1后，主接觸器KM不能接通。故障原因：可能是刀開關QS或緊急開關SA1未合上；也可能是線路無電壓，或操縱電路的熔斷器FU1燒斷；也可能是凸輪控制器放在工作位置上，或駕駛室門及頂蓋未關好(SQ1～SQ3未閉合)；再就是接觸器KM線圈壞了?？舍槍σ陨显蜻M行檢查，采取相應的措施進行處理。（3）當主接觸器KM接通后，引入線上的熔斷器FU1立即熔斷。這是由于這一相對地短路，應找出對地短路點予以排除。（4）當凸輪控制器合上后，過電流繼電器(KI，KI1、KI2、KI3)動作。這種現(xiàn)象可能是過電流繼電器的整定值不合適，應重新調(diào)整過電流繼電器的過電流保護值，使其為電動機額定電流的225%~250%；也可能是電動機定子線路有對地短路現(xiàn)象，可用絕緣電阻表找出絕緣損壞的地方進行處理；還可能是機械部分卡死，應檢查機械部分并消除故障。（5）當凸輪控制器合上時電動機不轉(zhuǎn)動。可能是電動機缺相，或線路上無電壓；也可能是控制器接觸指與銅片未接觸；還可能是電動機轉(zhuǎn)子電路斷線，或集電器發(fā)生故障?？勺鲞M一步的檢查，確定故障原因，并采取相應措施進行排除。（6）凸輪控制器合上后，電動機僅能朝一個方向轉(zhuǎn)動。檢查控制器中定子電路或終端開關電路中的接觸指與銅片之間的接觸是否良好，若接觸不好，可調(diào)整接觸指，使它與銅片接觸良好；檢查終端開關工作是否正常，如果工作不正常，應予以調(diào)整或更換；檢查接線是否有錯誤，找出故障并消除之。（7）電動機不能給出額定功率，速度減慢。此時，應檢查制動器是否完全松開，若沒有松開，可調(diào)整制動機構(gòu);檢查轉(zhuǎn)子或電樞電路中的起動電阻是否完全短接，可檢查控制器，并調(diào)整其接觸指；檢查電源線路電壓是否過低；檢查機械結(jié)構(gòu)是否卡住。（8）當終端開關（SQUP、SQFW、SQBW、SQL、SQR）動作時，相應的電動機不斷電。這種現(xiàn)象可能是終端開關電路有短路現(xiàn)象，或接到控制器的線路次序錯亂，可檢查有關的線路并排除故障。（9）起重機運行中接觸器KM有短時間斷電現(xiàn)象。其原因可能是接觸器線圈電路中聯(lián)鎖觸點的壓力不足，或電路中有接觸不良的地方，應進一步檢查確定故障原因并排除。（10）操作控制器切斷后，接觸器KM不釋放。故障原因可能是操作電路中有對地短路現(xiàn)象，找出短路點并排除之。2.交流制動電磁鐵(YA1、YA2、YA3)的故障及排除方法（1）線圈過熱故障。檢查電磁鐵的牽引力是否過載，可用調(diào)整彈簧壓力或重錘位置的方法解決；檢查在工作位置時電磁鐵可動部分與靜止部分之間是否有間隙，若有間隙則要進行調(diào)整，消除間隙；檢查制動器的線圈電壓是否與電源電壓相符；線圈的特性是否與制動器的工作條件相符，如果不符，應更換合適的線圈。（2）產(chǎn)生較大的響聲故障。可能是電磁鐵過載，可調(diào)整彈簧壓力或變更重錘的位置；也可能是磁導件的工作表面臟，應清除其表面的臟物；還可能是磁面彎曲，可調(diào)整機械部分，消除磁路彎曲現(xiàn)象。（3）電磁鐵不能克服彈簧的彈性及重錘的重量故障。其原因可能是電磁鐵過載，可調(diào)整制動器的機械部分；或是所用線圈電壓大于電源線路電壓，可更換線圈或?qū)⑿切温?lián)結(jié)改為三角形聯(lián)結(jié)；還可能是電源電壓過低而引起的。3.凸輪控制器的故障及排除方法（1）控制器在工作過程中產(chǎn)生卡住或沖動現(xiàn)象。產(chǎn)生原因一般為接觸指粘在銅片上，或定位機構(gòu)發(fā)生故障，可對接觸指的位置進行調(diào)整，或?qū)潭ㄤN進行檢查并修理。（2）接觸指與銅片之間打火故障。可能是接觸指與銅片之間接觸不良，或者是控制器過載所造成的。可相應調(diào)整接觸指對銅片的壓力(利用調(diào)整螺釘或彈簧來調(diào)整)，或改變工作方法或更換控制器。（3）控制器圓片和