橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)PPT課件

1、 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)橋式起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 1.1.起重量起重量 單鉤：單鉤：5t5t、10t10t 雙鉤：雙鉤：15/3t15/3t、20/5t20/5t、30/5t30/5t、50/10t50/10t、75/20t75/20t、100/20t100/20t、125/30t125/30t、150/30t150/30t、200/30t200/30t、250/30t250/30t，分子為主鉤起重量，分子為主鉤起重量，分母為分母為副鉤起重量。副鉤起重量。 2.2.跨度跨度 3.3.提升高度提升高度 4.4.運(yùn)行速度運(yùn)行速度 5.5

2、.提升速度提升速度 提升速度提升速度30m/min 30m/min 空鉤速度：高達(dá)提升速度兩倍空鉤速度：高達(dá)提升速度兩倍 著陸低速著陸低速4 46m/min6m/min 6. 6.負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率 工作時間與工作周期時間之比，用工作時間與工作周期時間之比，用Fs%Fs%表示。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率：表示。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率：15%15%、25%25%、40%40%、60%60%。 7.7.工作類型工作類型 有輕級、中級、重級和特重級四種。有輕級、中級、重級和特重級四種。第1頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)的電力拖動特點(diǎn)及控制要求橋式起重機(jī)的電力拖動特

3、點(diǎn)及控制要求1.1.電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成 小車電動機(jī)一臺、大車電動機(jī)一至二臺、提升電動機(jī)一至二臺。小車電動機(jī)一臺、大車電動機(jī)一至二臺、提升電動機(jī)一至二臺。2.2.對起重電動機(jī)的要求對起重電動機(jī)的要求 起重機(jī)負(fù)載圖如右起重機(jī)負(fù)載圖如右 提升機(jī)構(gòu)四個工作階段：提升機(jī)構(gòu)四個工作階段： 升降重物及空鉤。升降重物及空鉤。 大、小車二個工作階段：大、小車二個工作階段： 平移重物及空鉤。平移重物及空鉤。 停歇二個階段：裝卸貨停歇二個階段：裝卸貨 一個工作周期一個工作周期10min10min。 三臺電動機(jī)均為斷續(xù)周期工作方式，電動機(jī)啟制動頻繁，為三臺電動機(jī)均為斷續(xù)周期工作方式，電動機(jī)啟制動頻繁

4、，為縮短啟縮短啟制動時間，減少啟動、制動損耗，起重機(jī)轉(zhuǎn)子制成細(xì)長形，使飛制動時間，減少啟動、制動損耗，起重機(jī)轉(zhuǎn)子制成細(xì)長形，使飛輪慣輪慣量量GDGD2 2減少。減少。第2頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng) (1) (1)起重機(jī)宜選用起重型斷續(xù)周期工作制電動機(jī)，該機(jī)應(yīng)啟動電流起重機(jī)宜選用起重型斷續(xù)周期工作制電動機(jī)，該機(jī)應(yīng)啟動電流小，小，啟動轉(zhuǎn)矩大。啟動轉(zhuǎn)矩大。 (2)(2)能電氣調(diào)速能電氣調(diào)速 選用繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。選用繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。 (3)(3)能適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境和機(jī)械沖擊。能適應(yīng)較惡劣的工作環(huán)境和機(jī)械沖擊。3.3.對

5、電氣控制系統(tǒng)的要求對電氣控制系統(tǒng)的要求 (1)(1)具有合適的升降速度，空鉤能快速升降。具有合適的升降速度，空鉤能快速升降。 (2)(2)調(diào)速范圍調(diào)速范圍 3 3：1 1，高者，高者5 51010：1 1。 (3)(3)有適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū)有適當(dāng)?shù)牡退賲^(qū) (4)(4)提升第一檔為預(yù)備級，用于消除傳動系統(tǒng)齒輪間隙，張緊鋼絲提升第一檔為預(yù)備級，用于消除傳動系統(tǒng)齒輪間隙，張緊鋼絲繩。繩。 (5)(5)起重機(jī)負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要有電動下放（強(qiáng)力下放）、起重機(jī)負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，要有電動下放（強(qiáng)力下放）、倒倒拉反接制動下放及發(fā)電反饋制動下放三種下放負(fù)載方式。拉反接制動下放及發(fā)電反饋制動下放三種下放負(fù)

6、載方式。 (6)(6)電氣與機(jī)械雙重制動。電氣與機(jī)械雙重制動。 (7)(7)要有完備的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。要有完備的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。第3頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)4.2 4.2 起重電動機(jī)的工作狀態(tài)起重電動機(jī)的工作狀態(tài) 大車、小車移行機(jī)構(gòu)的電動機(jī)其負(fù)載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載大車、小車移行機(jī)構(gòu)的電動機(jī)其負(fù)載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tf（摩（摩擦轉(zhuǎn)矩負(fù)載），電動機(jī)工作在正向電動與反向電動狀態(tài)。擦轉(zhuǎn)矩負(fù)載），電動機(jī)工作在正向電動與反向電動狀態(tài)。 提升機(jī)構(gòu)電動機(jī)其負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載提升機(jī)構(gòu)電動機(jī)其負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載Tw與反抗性恒轉(zhuǎn)與反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載矩負(fù)

7、載Tf之綜合。之綜合。提升負(fù)載時電動機(jī)的工作狀態(tài)提升負(fù)載時電動機(jī)的工作狀態(tài) T=TL= Tf+Tw 正向電動狀態(tài)正向電動狀態(tài) T為電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，為電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 第4頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)下放負(fù)載時電動機(jī)的工作狀態(tài)下放負(fù)載時電動機(jī)的工作狀態(tài) 下放負(fù)載時電動機(jī)的三種工作狀態(tài)下放負(fù)載時電動機(jī)的三種工作狀態(tài)1.1.反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)反轉(zhuǎn)電動狀態(tài) TfTw，負(fù)載很輕，不能依靠自重下降，而電動下放，稱強(qiáng)，負(fù)載很輕，不能依靠自重下降，而電動下放，稱強(qiáng)力下放。力下放。 T=TL= Tf-Tw Tf= T+Tw 第5頁/共20頁 第

8、第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)2.2.發(fā)電反饋制動狀態(tài)發(fā)電反饋制動狀態(tài) 輕載高速下放輕載高速下放 T=TT=TL L=T=Tw w-T-Tf f ， T+TT+Tf f=T=Tw w ，此時，此時T Tw w為原動轉(zhuǎn)矩。為原動轉(zhuǎn)矩。要點(diǎn)：電源相序反接，產(chǎn)生順時針方向的旋要點(diǎn)：電源相序反接，產(chǎn)生順時針方向的旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)磁場。 T Tw w拉著電動機(jī)反轉(zhuǎn)其轉(zhuǎn)速超過反向同步轉(zhuǎn)拉著電動機(jī)反轉(zhuǎn)其轉(zhuǎn)速超過反向同步轉(zhuǎn)速，與旋轉(zhuǎn)磁場同向。速，與旋轉(zhuǎn)磁場同向。 按相對運(yùn)動原理決定某一時刻按相對運(yùn)動原理決定某一時刻N(yùn).SN.S極下轉(zhuǎn)極下轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線方向，子導(dǎo)體切割磁力線方向，N

9、N極下導(dǎo)體向左，極下導(dǎo)體向左，S S極下極下導(dǎo)體向右。導(dǎo)體向右。 按右手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電按右手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流方向。流方向。 按左手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力方向，即可按左手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力方向，即可知電磁轉(zhuǎn)矩知電磁轉(zhuǎn)矩T T方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n相反。相反。第6頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)3.3.倒拉反接制動狀態(tài)倒拉反接制動狀態(tài) 中載、重載的低速下放中載、重載的低速下放 T=TT=TL L=T=Tw w-T-Tf f ，T+TT+Tf f=T=Tw w ，T Tw w為為原動轉(zhuǎn)矩原動轉(zhuǎn)矩要點(diǎn)：電動機(jī)定子電源

10、相序與提升時相序同，產(chǎn)要點(diǎn)：電動機(jī)定子電源相序與提升時相序同，產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)磁場。生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)磁場。為限制制動電流，轉(zhuǎn)子串大電阻。為限制制動電流，轉(zhuǎn)子串大電阻。T Tw w拉著電動機(jī)反轉(zhuǎn)，與旋轉(zhuǎn)磁場方向相反。拉著電動機(jī)反轉(zhuǎn)，與旋轉(zhuǎn)磁場方向相反。按相對運(yùn)動原理決定某一時刻按相對運(yùn)動原理決定某一時刻N(yùn).SN.S極下轉(zhuǎn)子導(dǎo)體極下轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線方向，切割磁力線方向，N N極下導(dǎo)體向左，極下導(dǎo)體向左，S S極下導(dǎo)體向右。極下導(dǎo)體向右。按右手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流的方按右手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流的方向。向。按左手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力方向，即可知電磁按左手定則決定轉(zhuǎn)子導(dǎo)體

11、受力方向，即可知電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T T方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n相反。相反。第7頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)4.3 4.3 凸輪控制器的控制電路凸輪控制器的控制電路電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)1.1.可逆對稱電路可逆對稱電路 凸輪控制器左右各檔其觸點(diǎn)通斷凸輪控制器左右各檔其觸點(diǎn)通斷情況對稱，故電動機(jī)正反轉(zhuǎn)工作情情況對稱，故電動機(jī)正反轉(zhuǎn)工作情況完全相同。況完全相同。2.2.繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子在每一檔繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子在每一檔均串接三相不對稱電阻。均串接三相不對稱電阻。3.3.用于控制提升機(jī)構(gòu)時用于控制提升機(jī)構(gòu)時 (1)(1)提升負(fù)載第一檔為預(yù)備級，消提升

12、負(fù)載第一檔為預(yù)備級，消除齒輪間隙，二至五檔轉(zhuǎn)速逐漸升除齒輪間隙，二至五檔轉(zhuǎn)速逐漸升高，電動機(jī)工作于正向電動狀態(tài)。高，電動機(jī)工作于正向電動狀態(tài)。 (2)(2)下放負(fù)載，電動機(jī)工作于反向下放負(fù)載，電動機(jī)工作于反向發(fā)電反饋制動狀態(tài)，只能在下放第五發(fā)電反饋制動狀態(tài)，只能在下放第五檔工作。檔工作。 (3)(3)輕載下放輕載下放Tw Tf 時，電動機(jī)工時，電動機(jī)工作于反向電動狀態(tài)強(qiáng)力下放，可在下作于反向電動狀態(tài)強(qiáng)力下放，可在下放第一至五檔工作放第一至五檔工作第8頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)主電路分析主電路分析 各電器作用介紹各電器作用介紹 在凸輪控制器手柄不同

13、位置，電在凸輪控制器手柄不同位置，電動機(jī)轉(zhuǎn)子各相接入的電阻均不相同，動機(jī)轉(zhuǎn)子各相接入的電阻均不相同，可得不同的轉(zhuǎn)速?？傻貌煌霓D(zhuǎn)速。第9頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)控制電路的分析控制電路的分析 注意：下放重載時，凸輪控制器手柄應(yīng)由零位直接扳至下放注意：下放重載時，凸輪控制器手柄應(yīng)由零位直接扳至下放第五第五檔，中間不得停留。檔，中間不得停留。 為使下放負(fù)載時準(zhǔn)確定位，將手柄在下放第一檔與零位間來為使下放負(fù)載時準(zhǔn)確定位，將手柄在下放第一檔與零位間來回操回操作，由電磁抱閘配合便可獲得下放低速。作，由電磁抱閘配合便可獲得下放低速。保護(hù)電路分析保護(hù)電路分析

14、1.1.欠電壓保護(hù)欠電壓保護(hù) 2.2.失電壓保護(hù)與零位保護(hù)失電壓保護(hù)與零位保護(hù) 3.3.過電流保護(hù)與短路保護(hù)過電流保護(hù)與短路保護(hù) 4.4.行程終端限位保護(hù)行程終端限位保護(hù) 5.5.安全保護(hù)安全保護(hù)第10頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)第11頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)4.4 4.4 主令控制器的控制電路主令控制器的控制電路電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 1.1.主令控制器上升與下放各檔，其觸點(diǎn)通斷情況是不對稱的，主令控制器上升與下放各檔，其觸點(diǎn)通斷情況是不對稱的，使負(fù)使負(fù)載獲得不同的上升和下放速度。載獲得不同的上升和下放

15、速度。 2.2.繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子在每一檔均串接三相對稱電阻。繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子在每一檔均串接三相對稱電阻。 3.3.提升負(fù)載第一檔為預(yù)備級，消除齒輪間隙，二至六檔轉(zhuǎn)速提升負(fù)載第一檔為預(yù)備級，消除齒輪間隙，二至六檔轉(zhuǎn)速逐漸升逐漸升高，電動機(jī)工作于正向電動狀態(tài)。高，電動機(jī)工作于正向電動狀態(tài)。 4.4.下放降下放降J J檔亦為預(yù)備級，電磁制動器未松開，將電動機(jī)剎住，檔亦為預(yù)備級，電磁制動器未松開，將電動機(jī)剎住，防防止重物溜鉤，并可在空中平移。止重物溜鉤，并可在空中平移。 5.5.下放第一、二檔用于下放重載，電動機(jī)工作于倒拉反接制下放第一、二檔用于下放重載，電動機(jī)工作于倒拉反接制動狀動狀態(tài)，獲得

16、穩(wěn)定下放低速。態(tài)，獲得穩(wěn)定下放低速。 6.6.下放第三至五檔用于輕載下放，且其位能轉(zhuǎn)矩小于摩擦轉(zhuǎn)下放第三至五檔用于輕載下放，且其位能轉(zhuǎn)矩小于摩擦轉(zhuǎn)矩，電矩，電動機(jī)工作于反向電動狀態(tài)，強(qiáng)力下放負(fù)載。動機(jī)工作于反向電動狀態(tài)，強(qiáng)力下放負(fù)載。 7.7.輕載下放，但其位能轉(zhuǎn)矩大于摩擦轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)工作于反輕載下放，但其位能轉(zhuǎn)矩大于摩擦轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)工作于反向發(fā)電向發(fā)電反饋狀態(tài)，只可在下放第五檔工作。反饋狀態(tài)，只可在下放第五檔工作。第12頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)提升重物的控制電路分析提升重物的控制電路分析 各電器作用介紹各電器作用介紹 圖4-14 PQR10B

17、 主令控制器控制提升機(jī)構(gòu)電動機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)性第13頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)下放重物的控制電路分析下放重物的控制電路分析 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.降降J J檔及下放一、二檔，繞線型異步電動機(jī)定子按上檔及下放一、二檔，繞線型異步電動機(jī)定子按上升相升相序接通三相電源，電動機(jī)均工作于倒拉反接制動狀態(tài)。但降序接通三相電源，電動機(jī)均工作于倒拉反接制動狀態(tài)。但降J J檔檔電磁電磁制動器無電，將電動機(jī)剎死。從降制動器無電，將電動機(jī)剎死。從降J J至下放二檔，轉(zhuǎn)子外接電阻至下放二檔，轉(zhuǎn)子外接電阻越來越越來越大，電動機(jī)下放重載的轉(zhuǎn)速越來越高，但均低于同步轉(zhuǎn)速。大，電動機(jī)下放

18、重載的轉(zhuǎn)速越來越高，但均低于同步轉(zhuǎn)速。 2.2.若下放空鉤或空載時誤將主令控制器手柄置于下放第一、若下放空鉤或空載時誤將主令控制器手柄置于下放第一、二檔，二檔，如果此時電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩還大，將出現(xiàn)負(fù)載不降反如果此時電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩還大，將出現(xiàn)負(fù)載不降反升的升的現(xiàn)象。此時應(yīng)立即將手柄扳至下放各檔，就可避免此現(xiàn)象的發(fā)生?，F(xiàn)象。此時應(yīng)立即將手柄扳至下放各檔，就可避免此現(xiàn)象的發(fā)生。 3.3.下放第三、四、五檔為強(qiáng)力下放，電動機(jī)工作于反向電動下放第三、四、五檔為強(qiáng)力下放，電動機(jī)工作于反向電動狀態(tài)，狀態(tài)，從下放第三至第五檔，轉(zhuǎn)子外接電阻越來越小，電機(jī)下放輕載的從下放第三至第五檔，轉(zhuǎn)子外

19、接電阻越來越小，電機(jī)下放輕載的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速越來越高，但不超過同步轉(zhuǎn)速。越來越高，但不超過同步轉(zhuǎn)速。 4.4.下放第五檔亦可用于輕載下放高速，此時電動機(jī)工作于反下放第五檔亦可用于輕載下放高速，此時電動機(jī)工作于反向發(fā)電向發(fā)電反饋制動狀態(tài)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速稍高于同步轉(zhuǎn)速。反饋制動狀態(tài)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速稍高于同步轉(zhuǎn)速。第14頁/共20頁 第第4 4章章 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)保護(hù)電路分析保護(hù)電路分析 1.1.由強(qiáng)力下放過渡到反接制動下放時，避免重載時高速下放由強(qiáng)力下放過渡到反接制動下放時，避免重載時高速下放的保的保護(hù)環(huán)節(jié)護(hù)環(huán)節(jié) 重載高速下降的成因：重載時手柄卻置于下放五檔。手重載高速下降的成因：

20、重載時手柄卻置于下放五檔。手柄從柄從下五檔推回下二檔時，在換擋過程中產(chǎn)生更高的重載下放速度。下五檔推回下二檔時，在換擋過程中產(chǎn)生更高的重載下放速度。 消除方法：將觸點(diǎn)消除方法：將觸點(diǎn)KM2KM217-2417-24與與KM9KM924-2524-25串聯(lián)后跨接于觸點(diǎn)串聯(lián)后跨接于觸點(diǎn)SA8SA8與線圈與線圈KM9KM9之間構(gòu)成自鎖電路，使得手柄通過下四、下三檔時，電動機(jī)之間構(gòu)成自鎖電路，使得手柄通過下四、下三檔時，電動機(jī)仍在下仍在下五檔工作，不會出現(xiàn)換擋時的高速。五檔工作，不會出現(xiàn)換擋時的高速。 2.2.保證轉(zhuǎn)子串入反接制動電阻的情況下，電動機(jī)才進(jìn)入倒拉保證轉(zhuǎn)子串入反接制動電阻的情況下，電動機(jī)才進(jìn)入倒拉反接反接制動下放的