塔機(jī)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(shí)電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及要求1、重復(fù)短期工作制，起制動(dòng)頻繁，有正反向運(yùn)動(dòng)因各工作機(jī)構(gòu)在一個(gè)工作循環(huán)中持續(xù)通電時(shí)間較短，起制動(dòng)頻繁，電機(jī)來不及在任何一個(gè)工作期間達(dá)到穩(wěn)定值，也來不及在任何一個(gè)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(shí)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(dòng)機(jī)在每一次循環(huán)中總工作時(shí)間∑T—電動(dòng)機(jī)在每次循環(huán)中總停歇時(shí)間負(fù)載持續(xù)率JC和每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)Z在塔機(jī)電氣傳動(dòng)中具有非常重要的作用。電動(dòng)機(jī)必須符合規(guī)定的JC、Z值，還要求啟動(dòng)力矩要大，啟動(dòng)和停止要平穩(wěn)，而且正反方向都運(yùn)行可靠。電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及要求2、要有較好的調(diào)速性能因塔機(jī)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(jī)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(diǎn)及要求4、各機(jī)構(gòu)負(fù)載特點(diǎn)不同塔機(jī)有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、運(yùn)行、頂升、電纜卷放等機(jī)構(gòu)，個(gè)機(jī)構(gòu)的負(fù)載特點(diǎn)區(qū)別很大。如起升機(jī)構(gòu)為位能負(fù)載，負(fù)荷不變時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩，上升時(shí)為阻力負(fù)載，下降時(shí)為動(dòng)力負(fù)載；回轉(zhuǎn)、變幅則主要傳遞水平負(fù)荷，起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)要客服較大的慣性。負(fù)載特點(diǎn)不同，在選擇電機(jī)、確定傳動(dòng)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(duì)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(jī)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(jī)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(jì)算：IP=KeIem+Iei式中Ke—電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)；

Iem—功率最大的機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)額定電流（A）；Iei—其他機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)額定電流（A）；—功率因素，繞線電機(jī)為0.65，鼠籠電機(jī)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(zhǎng)度（m）；電氣保護(hù)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(hù)等級(jí)不低于IP44。非快裝塔在司機(jī)室內(nèi)射聯(lián)動(dòng)操縱臺(tái)。操縱盒和操縱臺(tái)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(dòng)空氣開關(guān)作為短路保護(hù)。3、繞線電機(jī)應(yīng)設(shè)有過電流繼電器保護(hù)，其動(dòng)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(bào)警裝置。5、主電路和控制電路中，對(duì)地絕緣電阻不小于0.5兆歐。電阻箱防護(hù)等級(jí)不低于IP23，配電箱防護(hù)等級(jí)不低于IP44。6、主體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)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(jī)主要機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)起升分類1、帶渦流的繞線電動(dòng)機(jī)2、變級(jí)多速電動(dòng)機(jī)3、兩個(gè)相同型號(hào)帶常閉制動(dòng)器的繞線電機(jī)4、交流變頻調(diào)速電機(jī)5、其他調(diào)速方式

起升機(jī)構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)起升機(jī)構(gòu)常用的調(diào)速方法：雙速繞線電機(jī)帶渦流制動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)雙速繞線電機(jī)有兩種形式，一種是低速是繞線電機(jī)，高速作鼠籠電機(jī)運(yùn)行，通常稱為單滑環(huán)的雙速繞線電機(jī)；另一種是低速和高速均是繞線電機(jī)運(yùn)行，通常稱為雙滑環(huán)的雙速繞線電機(jī)，這種電機(jī)高速和低速轉(zhuǎn)子均可串入電阻。適用于125T-M以上的塔機(jī)。三速電機(jī)調(diào)速：即電動(dòng)機(jī)本身就是三速鼠籠電機(jī)，通過改變電機(jī)定子極對(duì)數(shù)而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。一般極對(duì)數(shù)比有：2/4/8，4/6/24，4/8/32等，適用于80T-M以下的塔機(jī)。起升機(jī)構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)起升機(jī)構(gòu)常用的調(diào)速方法：兩個(gè)相同型號(hào)帶常閉制動(dòng)器的繞線電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)該調(diào)速系統(tǒng)采用兩個(gè)相同型號(hào)帶常閉制動(dòng)器的繞線電機(jī)，以不同速比與減速器輸入軸齒合（RCS）。其微動(dòng)速度（MV）是由能耗制動(dòng)得到的，一個(gè)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)電機(jī)用來減速。低速（PV）由速比大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)；高速（GV）由速比小的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。變頻調(diào)速：交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為其中f—電源頻率，P—電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)，S—轉(zhuǎn)差率從上式看出，在極對(duì)數(shù)固定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。改變供給電動(dòng)機(jī)的電源頻率，就成比例的改變了電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此使用一種適用于起重機(jī)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(shí)，采用發(fā)電制動(dòng)方式，配備制動(dòng)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、雙雙速繞繞線電電機(jī)帶帶渦流流制動(dòng)動(dòng)器調(diào)調(diào)速及及控制制系統(tǒng)統(tǒng)分析析：工作原原理：：以武武漢長(zhǎng)長(zhǎng)輪電電機(jī)廠廠生產(chǎn)產(chǎn)的單單滑環(huán)環(huán)雙速速繞線線電機(jī)機(jī)為例例，該該電機(jī)機(jī)在低低速運(yùn)運(yùn)行時(shí)時(shí)，要要求將將高速速繞組組短接接。這這種單單滑環(huán)環(huán)的雙雙速繞繞線電電機(jī)是是一種種特殊殊的繞繞線電電機(jī)，，定子子有兩兩套繞繞組，，一般般速比比為4/8極，，轉(zhuǎn)子子采用用特殊殊接線線方式式：在在8極極運(yùn)行行時(shí)，，與普普通的的繞線線電機(jī)機(jī)一樣樣，可可以配配合渦渦流制制動(dòng)器器得到到低速速；而而在4極運(yùn)運(yùn)行時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子自自動(dòng)短短接，，相當(dāng)當(dāng)于一一個(gè)鼠鼠籠電電機(jī)運(yùn)運(yùn)行，，主回回路見見下圖圖，控控制回回路原原理與與三速速電機(jī)機(jī)控制制回路路相似似。更更通過過切換換串聯(lián)聯(lián)在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上上的電電阻來來改變變轉(zhuǎn)子子電樞樞電流流，從從而達(dá)達(dá)到調(diào)調(diào)速的的目的的。雙速繞繞線電電機(jī)帶帶制動(dòng)動(dòng)器起起升主主回路路圖起升機(jī)機(jī)構(gòu)的的電氣氣控制制系統(tǒng)統(tǒng)雙速繞繞線電電機(jī)帶帶制動(dòng)動(dòng)器起起升控控制工工作原原理：：起升升一檔檔接觸觸器KHU,KHE,KHL,KHJ,KHB吸合合；起升二二檔：：接接觸器器KHU,KHL,KHE,KHJ,KH1，，KHB吸吸合；；起升三三檔:接接觸器器KHU，，KHL，，KHJ，，KH1，，KHB吸吸合;起升四四檔：：接接觸器器KHU，，KHL，，KHJ,KHB吸吸合，，接觸觸器KH1→KH2→KH3依次次吸合合；起升五五檔：：接接觸器器KHU，，KHH，，KHB吸吸合雙速繞繞線電電機(jī)帶帶制動(dòng)動(dòng)器起起升控控制回回路圖圖2、三三速電電機(jī)工工作原原理：：外電源源接好好后，，按下下啟動(dòng)動(dòng)按鈕鈕，接接通QFH，然然后視視需要要上升升或下下降，，上升升時(shí)KHU接通通，下下降時(shí)時(shí)KHD接接通，，當(dāng)操操作手手柄放放在上上升或或者下下降一一檔時(shí)時(shí),KHL接通通，電電機(jī)以以低速速啟動(dòng)動(dòng)運(yùn)行行；當(dāng)當(dāng)操作作手柄柄放在在二檔檔時(shí)，，KHJ、、KHM接接通，，電機(jī)機(jī)以中中速運(yùn)運(yùn)行；；當(dāng)操操作手手柄放放在三三檔時(shí)時(shí)，KHH接通通，電電機(jī)以以高速速運(yùn)行行。在在KHU或或者KHD接通通時(shí)，，通過過KHB使使制動(dòng)動(dòng)器通通電松松閘。。其間間每檔檔均有有時(shí)間間繼電電器延延時(shí)（（在PLC中實(shí)實(shí)現(xiàn)）），以以免司司機(jī)誤誤操作作(如如從0檔直直接操操作到到第三三檔)而造造成速速度沖沖擊。?？刂浦苹鼗芈仿芬娨娤孪聢D圖:聯(lián)動(dòng)動(dòng)臺(tái)臺(tái)起起升升檔檔位位開開關(guān)關(guān)信信號(hào)號(hào)及及起起升升限限位位等等信信號(hào)號(hào)由由可可編編程程控控制制器器PLC的的輸輸入入端端輸輸入入可可編編程程控控制制器器，，PLC通通過過邏邏輯輯運(yùn)運(yùn)算算、、分分析析后后發(fā)發(fā)出出指指令令，，由由輸輸出出端端子子輸輸出出相相關(guān)關(guān)信信號(hào)號(hào)，，使使有有關(guān)關(guān)接接觸觸器器通通電電或或者者斷斷電電，，從從而而操操縱縱起起升升機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)按按照照需需要要的的速速度度工工作作。。三速速電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)調(diào)調(diào)速速及及控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析在中中、、小小型型塔塔機(jī)機(jī)的的起起升升機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)上上，，最最常常用用的的是是三三速速電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)三速速電電機(jī)機(jī)起起升升控控制制回回路路3、、兩兩個(gè)個(gè)相相同同型型號(hào)號(hào)帶帶常常閉閉制制動(dòng)動(dòng)器器的的繞繞線線電電機(jī)機(jī)調(diào)調(diào)速速系系統(tǒng)統(tǒng)GV與與PV轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換時(shí)時(shí)，，必必須須保保證證斷斷電電的的電電機(jī)機(jī)制制動(dòng)動(dòng)器器仍仍要要釋釋放放，，即即由由閉閉合合回回路路產(chǎn)產(chǎn)生生一一感感應(yīng)應(yīng)電電流流供供給給此此制制動(dòng)動(dòng)器器線線圈圈。。使用用鼠鼠籠籠電電機(jī)機(jī)，，具具有有可可靠靠性性高高，，體體積積小小，，重重量量輕輕的的特特點(diǎn)點(diǎn)。。GV與與PV轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換時(shí)時(shí)，，換換擋擋時(shí)時(shí)間間由由時(shí)時(shí)間間繼繼電電器器控控制制，，時(shí)時(shí)間間過過長(zhǎng)長(zhǎng)易易溜溜鉤鉤，，時(shí)時(shí)間間過過短短容容易易導(dǎo)導(dǎo)致致機(jī)機(jī)械械損損壞壞。。GV運(yùn)行行時(shí)時(shí)，，由由于于此此時(shí)時(shí)PV電電機(jī)機(jī)為為增增速速，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)可可達(dá)達(dá)到到3000R/min，，故故電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子繞繞組組機(jī)機(jī)械械強(qiáng)強(qiáng)度度要要高高。。由于于換換擋擋完完全全由由電電氣氣控控制制，，控控制制線線路路中中的的接接觸觸器器、、繼繼電電器器失失效效，，電電氣氣接接點(diǎn)點(diǎn)松松脫脫易易使使換換擋擋動(dòng)動(dòng)作作順順序序混混亂亂，，造造成成機(jī)機(jī)械械傳傳動(dòng)動(dòng)零零部部件件的的嚴(yán)嚴(yán)重重?fù)p損壞壞。。這這一一點(diǎn)點(diǎn)必必須須充充分分注注意意。。4、交流流變頻調(diào)調(diào)速速度平穩(wěn)穩(wěn)、無沖沖擊，極極大地改改善了機(jī)機(jī)構(gòu)和鋼鋼結(jié)構(gòu)的的使用情情況。慢就位速速度可以以設(shè)置得得很低，，而且長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間慢慢速工作作，電機(jī)機(jī)也不會(huì)會(huì)過載、、過熱，，有利于于減少操操作者的的緊張情情緒，提提高吊重重的定位位精度。。使用鼠籠籠電機(jī)，，具有可可靠性高高，體積積小，重重量輕的的特點(diǎn)。。啟動(dòng)、變變速時(shí)，，電流變變化不大大，對(duì)工工地電網(wǎng)網(wǎng)沖擊小小50HZ（基頻頻）以下下恒轉(zhuǎn)矩矩，50HZ（（基頻））以上恒恒功率，，真正實(shí)實(shí)現(xiàn)輕載載高速，，重載低低速的性性能。它的缺點(diǎn)點(diǎn)是成本本較高，，特別是是用于起起升機(jī)構(gòu)構(gòu)的大功功率變頻頻器，這這是影響響變頻器器迅速推推廣的主主要原因因，相信信隨著科科技的不不斷發(fā)展展和進(jìn)步步及成本本的降低低，變頻頻交流調(diào)調(diào)速電控控系統(tǒng)，，一定會(huì)會(huì)成為市市場(chǎng)的主主流。變頻起升升控制回回路圖變頻起升升控制回回路圖回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)的電氣氣控制系系統(tǒng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)是塔機(jī)機(jī)三大機(jī)機(jī)構(gòu)中工工況最為為復(fù)雜的的一個(gè)，，它不但但受到吊吊重大小小的影響響，還要要受到慣慣性力、、風(fēng)力的的影響，，特別是是現(xiàn)在塔塔機(jī)起重重臂設(shè)計(jì)計(jì)得越來來越長(zhǎng)，，所以對(duì)對(duì)調(diào)速和和控制系系統(tǒng)的性性能要求求也就更更高?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)是塔機(jī)機(jī)三大機(jī)機(jī)構(gòu)中工工況最為為復(fù)雜的的一個(gè)，，它不但但受到吊吊重大小小的影響響，還要要受到慣慣性力、、風(fēng)力的的影響，，特別是是現(xiàn)在塔塔機(jī)起重重臂設(shè)計(jì)計(jì)得越來來越長(zhǎng)，，所以對(duì)對(duì)調(diào)速和和控制系系統(tǒng)的性性能要求求也就更更高?；鼗剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)常用的的調(diào)速系系統(tǒng)有：：鼠籠式或或繞線電電機(jī)加液液力耦合合器：使使起動(dòng)、、換速和和停車減減小沖擊擊，但順順風(fēng)時(shí)停停車不方方便，要要打反車車，這是是最常用用的一種種調(diào)速方方式。鼠籠式或或繞線電電機(jī)加渦渦流制動(dòng)動(dòng)器：這這種調(diào)速速方式適適用于一一個(gè)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上上，對(duì)兩兩個(gè)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由由于渦流流制動(dòng)器器的特性性差異較較大，往往往容易易造成一一個(gè)電機(jī)機(jī)過載而而損壞電電機(jī)。鼠籠式電電機(jī)加電電磁聯(lián)軸軸節(jié)（OMD））采用調(diào)壓壓調(diào)速：：電機(jī)需需采用力力矩型電電機(jī)定子子調(diào)壓或或繞線電電機(jī)轉(zhuǎn)子子串電阻阻，可以以實(shí)現(xiàn)無無級(jí)調(diào)速速。FU變頻頻調(diào)速：：通過改改變電源源頻率來來改變電電機(jī)轉(zhuǎn)速速，可以以實(shí)現(xiàn)無無級(jí)調(diào)速速?；剞D(zhuǎn)電機(jī)機(jī)控制及及制動(dòng)變幅機(jī)構(gòu)構(gòu)的電氣氣控制系系統(tǒng)小車變幅幅機(jī)構(gòu)是是塔機(jī)三三大機(jī)構(gòu)構(gòu)中對(duì)調(diào)調(diào)速性能能要求較較低的一一個(gè)機(jī)構(gòu)構(gòu)。因?yàn)闉槭瞧揭埔茩C(jī)構(gòu)，，所以一一般以起起重臂的的長(zhǎng)短來來確定不不同的調(diào)調(diào)速方式式。起重臂較較短的，，如30m以內(nèi)內(nèi)一般用用單速電電機(jī)，只只有一個(gè)個(gè)速度。。臂長(zhǎng)在在30——50m的采用用雙速電電機(jī)，小小車有兩兩個(gè)速度度。臂長(zhǎng)長(zhǎng)在50m以上上的，則則最好采采用變頻頻無級(jí)調(diào)調(diào)速雙速電機(jī)機(jī)小車變變幅工作作原理：：外電源接接好后，，按下啟啟動(dòng)按鈕鈕，接通通QFV，然后后視需要要向內(nèi)或或向外變變幅，向向外變幅幅時(shí)KVFW接接通，向向內(nèi)變幅幅時(shí)KVBW接接通，當(dāng)當(dāng)操作手手柄放在在第一檔檔時(shí)，KVL接接通，電電機(jī)以低低速運(yùn)行行；當(dāng)操操作手柄柄放在二二檔時(shí)，，KVJ、KVH接通通，電機(jī)機(jī)以高速速運(yùn)行，，YBV為常閉閉盤式制制動(dòng)器，，只有在在KVB接通時(shí)時(shí)才被打打開。雙速電機(jī)機(jī)小車變變幅控制主回回路見下下圖雙速電機(jī)機(jī)變幅機(jī)機(jī)構(gòu)控制主回回路駕配箱駕配箱主主要用于于（通過過變頻器器）給回回轉(zhuǎn)電機(jī)機(jī)、變幅幅電機(jī)供