桥式起重机电气控制系统

电气控制技术与技能训练电气控制技术与技能训练电子教案第4章桥式起重机电气控制系统4.1桥式起重机概述起重机分类：桥式、门式、塔式、旋转式。桥式起重机又称行车、天车，尤以吊钩桥式起重机多用。4.1.4桥式起重机的主要机构及运动形式结构：1.桥架2.大车移行机构3.小车4.提升机构5.驾驶室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主梁上的轨道作横向（左右）运动。＊提升电动机驱动重物作升降运动。第4章桥式起重机电气控制系统4.1.2桥式起重机的主要技术参数1.起重量单钩：5t、10t双钩：15/3t、20/5t、30/5t、50/10t、75/20t、100/20t、125/30t、150/30t、200/30t、250/30t，分子为主钩起重量，分母为副钩起重量。2.跨度3.提升高度4.运行速度5.提升速度提升速度≤30m/min空钩速度：高达提升速度两倍着陆低速≤4～6m/min6.负载持续率工作时间与工作周期时间之比，用Fs%表示。标准负载持续率：15%、25%、40%、60%。7.工作类型有轻级、中级、重级和特重级四种。第4章桥式起重机电气控制系统4.1.3桥式起重机的电力拖动特点及控制要求1.电力拖动系统的构成小车电动机一台、大车电动机一至二台、提升电动机一至二台。2.对起重电动机的要求起重机负载图如右提升机构四个工作阶段：升降重物及空钩。大、小车二个工作阶段：平移重物及空钩。停歇二个阶段：装卸货一个工作周期≤10min。三台电动机均为断续周期工作方式，电动机启制动频繁，为缩短启制动时间，减少启动、制动损耗，起重机转子制成细长形，使飞轮惯量GD2减少。第4章桥式起重机电气控制系统(1)起重机宜选用起重型断续周期工作制电动机，该机应启动电流小，启动转矩大。(2)能电气调速选用绕线型异步电动机转子串电阻调速。(3)能适应较恶劣的工作环境和机械冲击。3.对电气控制系统的要求(1)具有合适的升降速度，空钩能快速升降。(2)调速范围3：1，高者5～10：1。(3)有适当的低速区(4)提升第一档为预备级，用于消除传动系统齿轮间隙，张紧钢丝绳。(5)起重机负载为位能性恒转矩负载，要有电动下放（强力下放）、倒拉反接制动下放及发电反馈制动下放三种下放负载方式。(6)电气与机械双重制动。(7)要有完备的电气保护与联锁环节。第4章桥式起重机电气控制系统4.2起重电动机的工作状态大车、小车移行机构的电动机其负载为反抗性恒转矩负载Tf（摩擦转矩负载），电动机工作在正向电动与反向电动状态。提升机构电动机其负载为位能性恒转矩负载Tw与反抗性恒转矩负载Tf之综合。4.2.1提升负载时电动机的工作状态T=TL=Tf+Tw正向电动状态T为电动机电磁转矩，TL为负载转矩。第4章桥式起重机电气控制系统4.2.2下放负载时电动机的工作状态下放负载时电动机的三种工作状态1.反转电动状态Tf＞Tw，负载很轻，不能依靠自重下降，而电动下放，称强力下放。T=TL=Tf-TwTf=T+Tw第4章桥式起重机电气控制系统2.发电反馈制动状态轻载高速下放T=TL=Tw-Tf，T+Tf=Tw，此时Tw为原动转矩。要点：①电源相序反接，产生顺时针方向的旋转磁场。②Tw拉着电动机反转其转速超过反向同步转速，与旋转磁场同向。③按相对运动原理决定某一时刻N.S极下转子导体切割磁力线方向，N极下导体向左，S极下导体向右。④按右手定则决定转子导体感应电动势和电流方向。⑤按左手定则决定转子导体受力方向，即可知电磁转矩T方向与转子转速n相反。第4章桥式起重机电气控制系统3.倒拉反接制动状态中载、重载的低速下放T=TL=Tw-Tf，T+Tf=Tw，Tw为原动转矩要点：①电动机定子电源相序与提升时相序同，产生逆时针方向的旋转磁场。②为限制制动电流，转子串大电阻。③Tw拉着电动机反转，与旋转磁场方向相反。④按相对运动原理决定某一时刻N.S极下转子导体切割磁力线方向，N极下导体向左，S极下导体向右。⑤按右手定则决定转子导体感应电动势和电流的方向。⑥按左手定则决定转子导体受力方向，即可知电磁转矩T方向与转子转速n相反。第4章桥式起重机电气控制系统4.3凸轮控制器的控制电路4.3.1电路特点1.可逆对称电路凸轮控制器左右各档其触点通断情况对称，故电动机正反转工作情况完全相同。2.绕线型异步电动机转子在每一档均串接三相不对称电阻。3.用于控制提升机构时(1)提升负载第一档为预备级，消除齿轮间隙，二至五档转速逐渐升高，电动机工作于正向电动状态。(2)下放负载，电动机工作于反向发电反馈制动状态，只能在下放第五档工作。(3)轻载下放Tw＜Tf时，电动机工作于反向电动状态强力下放，可在下放第一至五档工作第4章桥式起重机电气控制系统4.3.2主电路分析各电器作用介绍在凸轮控制器手柄不同位置，电动机转子各相接入的电阻均不相同，可得不同的转速。第4章桥式起重机电气控制系统4.3.3控制电路的分析注意：下放重载时，凸轮控制器手柄应由零位直接扳至下放第五档，中间不得停留。为使下放负载时准确定位，将手柄在下放第一档与零位间来回操作，由电磁抱闸配合便可获得下放低速。4.3.4保护电路分析1.欠电压保护2.失电压保护与零位保护3.过电流保护与短路保护4.行程终端限位保护5.安全保护第4章桥式起重机电气控制系统第4章桥式起重机电气控制系统4.4主令控制器的控制电路4.4.1电路特点1.主令控制器上升与下放各档，其触点通断情况是不对称的，使负载获得不同的上升和下放速度。2.绕线型异步电动机转子在每一档均串接三相对称电阻。3.提升负载第一档为预备级，消除齿轮间隙，二至六档转速逐渐升高，电动机工作于正向电动状态。4.下放降J档亦为预备级，电磁制动器未松开，将电动机刹住，防止重物溜钩，并可在空中平移。5.下放第一、二档用于下放重载，电动机工作于倒拉反接制动状态，获得稳定下放低速。6.下放第三至五档用于轻载下放，且其位能转矩小于摩擦转矩，电动机工作于反向电动状态，强力下放负载。7.轻载下放，但其位能转矩大于摩擦转矩，电动机工作于反向发电反馈状态，只可在下放第五档工作。第4章桥式起重机电气控制系统4.4.2提升重物的控制电路分析各电器作用介绍图4-14PQR10B主令控制器控制提升机构电动机机械转性第4章桥式起重机电气控制系统4.4.3下放重物的控制电路分析特点：1.降J档及下放一、二档，绕线型异步电动机定子按上升相序接通三相电源，电动机均工作于倒拉反接制动状态。但降J档电磁制动器无电，将电动机刹死。从降J至下放二档，转子外接电阻越来越大，电动机下放重载的转速越来越高，但均低于同步转速。2.若下放空钩或空载时误将主令控制器手柄置于下放第一、二档，如果此时电动机的启动转矩比负载转矩还大，将出现负载不降反升的现象。此时应立即将手柄扳至下放各档，就可避免此现象的发生。3.下放第三、四、五档为强力下放，电动机工作于反向电动状态，从下放第三至第五档，转子外接电阻越来越小，电机下放轻载的转速越来越高，但不超过同步转速。4.下放第五档亦可用于轻载下放高速，此时电动机工作于反向发电反馈制动状态，电动机转速稍高于同步转速。第4章桥式起重机电气控制系统4.4.4保护电路分析1.由强力下放过渡到反接制动下放时，避免重载时高速下放的保护环节重载高速下降的成因：①重载时手柄却置于下放五档。②手柄从下五档推回下二档时，在换挡过程中产生更高的重载下放速度。消除方法：将触点KM217-24与KM924-25串联后跨接于触点SA8与线圈KM9之间构成自锁电路，使得手柄通过下四、下三档时，电动机仍在下五档工作，不会出现换挡时的高速。2.保证转子串入反接制动电阻的情况下，电动机才进入倒拉反接制动下放的联锁环节。3.制动下放档位（下二档）与强力下放档位（下三档）相互转换时防止出现机械制动的保护环节。4.顺序联锁保护环节。5.完善的保护环节：过电流保护、零电压保护与零位保护、短路保护、限位保护等。第4章桥式起重机电气控制系统4.515/3t桥式起重机电气控制系统简单介绍4.5.1供电特点第4章桥式起重机电气控制系统4.5.215/3t桥式起重机各运动机构的电气控制第4章桥式起重机电气控制系统表4-1副钩小车凸轮控制器2SA-3SA触点工作状态表表4-2大车凸轮控制器4SA触点工作状态表第4章桥式起重机电气控制系统4.5.3电气控制系统的保护、照明及信号电路1.电气控制系统的保护2.电气控制系统的照明及信号电路