項目4橋式起重機電氣控制線路

項目四橋式起重機電氣控制線路分析電氣控制與PLC技術應用CompanyLogo職業(yè)核心能力培養(yǎng)探索項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．1項目描述圖4-1橋式起重機結構示意圖CompanyLogo職業(yè)核心能力培養(yǎng)探索項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．1項目描述本項目以10t橋式起重機電氣控制為例學習凸輪控制器、主令控制器、電磁抱閘器結構和工作原理，學習電流繼電器和電壓繼電器的結構、工作原理及用途。掌握電流繼電器和電壓繼電器動作值整定及返回系數(shù)測量，并熟悉繞線轉子異步電動機的起動及調(diào)速控制。

起重機是一種專門用來起吊或放下重物，并使重物在短距離內(nèi)水平移動的一種大型起重機械，其工作特點是：工作頻繁，具有周期性和間歇性，要求工作可靠并確保安全。CompanyLogo職業(yè)核心能力培養(yǎng)探索項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．1項目描述1．起重機用途和分類按其結構可分為橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、旋轉起重機及纜索起重機等；按起吊的重量可分為小型5～10t，中型10～50t，重型50t以上三級，其中以橋式起重機的應用最為廣泛并具有一定的代表性。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．1項目描述2．橋式起重機的結構及運動情況（1）橋架由主梁、端梁等幾部分組成。（2）大車移行機構大車移動行走機構是由驅動電動機、制動器、傳動軸（減速器）和車輪等幾部分組成。（3）小車運行機構由小車架、小車移動行走機構和提升機構組成。

運動形式有由大車拖動電動機驅動的前后運動，由小車拖動電動機驅動的左右運動以及由提升電動機驅動的重物的升降運動三種形式，每種運動都要求有極限位置保護。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．1項目描述3．橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求（1）空鉤能快速升降，以減少上升和下降時間，輕載的提升速度應大于額定負載的提升速度。（2）具有一定的高速范圍，對于普通起重機調(diào)速范圍一般為3∶1，而要求高的地方則要求達到5∶1～10∶1。（3）在開始提升或重物接近預定位置附近時，都需要低速運行。因此應將速度分為幾擋，以便靈活操作。（4）提升第一擋的作用是為了消除傳動間隙，使鋼絲繩張緊，為避免過大的機械沖擊，這一擋的電動機的啟動轉矩不能過大，一般限制在額定傳矩的一半以下。（5）在負載下降時，根據(jù)重物的大小，拖動電動機的轉矩可以是電動轉矩，也可以是制動轉矩，兩者之間的轉換是自動進行的。（6）為確保安全，要采用電氣與機械雙重制動，既減小機械抱閘的磨損，又可防止突然斷電而使重物自由下落造成設備和人身事故。（7）要有完備的電氣保護與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2相關知識4．2．1電氣控制器件1．凸輪控制器凸輪控制器就是利用凸輪來操作動觸頭動作的控制器。（1）凸輪控制器的型號及含義CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析（2）凸輪控制器的結構及工作原理1．凸輪控制器

凸輪控制器的工作原理：動觸頭與凸輪固定在轉軸上，每個凸輪控制一個觸頭。當轉動手柄時，凸輪隨軸轉動，當凸輪的凸起部分頂住滾輪時，動、靜觸頭分開；當凸輪的凹處與滾輪相碰時，動觸頭受到觸頭彈簧的作用壓在靜觸頭上，動、靜觸頭閉合，在方軸上疊裝形狀不同的凸輪片，可使各個觸頭按預定的順序閉合或斷開，從而實現(xiàn)不同的控制目的（a）實物圖（b）結構圖圖4-2KTJ1系列凸輪控制器

CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2相關知識4．2．1電氣控制器件2.主令控制器

主令控制器是用于頻繁地按照預定程序操縱多個控制電路的主令電器，用它通過控制接觸器來實現(xiàn)電動機的啟動、制動、調(diào)速和反轉，其觸點的工作電流不大。（1）主令控制器的型號及含義CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析2.主令控制器（2）主令控制器的結構及工作原理主令控制器的外形及結構如圖4-4所示。（a）外形（b）結構1，7－凸輪塊；2－接線柱；3－靜觸點；4－動觸點；5－支架；6－軸；8－小輪；9－彈簧；10－手柄圖4-4主令控制器的外形及結構

主令控制器的工作原理：轉動手柄→方形轉軸帶動凸輪塊轉動→凸輪塊的凸出部分壓動小輪8，使動觸頭4離開掙觸頭3，分斷電路。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析2.主令控制器（3）凸輪控制器的選擇與使用①主令控制器主要根據(jù)使用環(huán)境、所需控制的電路數(shù)、觸點閉合順序進行選擇。②主令控制器投入運行前，應使用500V或1000V兆歐表測量其絕緣電阻，絕緣電阻一般應大于0.5MΩ，同時根據(jù)接線圖檢查接線是否正確。③主令控制器外殼上的接地螺栓應與接地網(wǎng)可靠連接。④主令控制器不使用時手柄應停在零位。

CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2相關知識4．2．1電氣控制器件3．電磁抱閘器

電磁鐵是利用電磁吸力來操縱牽引機械裝置，以完成預期的動作，或用于鋼鐵零件的吸持固定、鐵磁物體的起重搬運等，因此它是將電能轉化為機械能的一種低壓電器。電磁鐵主要由鐵心、銜鐵、線圈和工作機構四部分組成。按線圈中通過電流的種類，電磁鐵可分為交流電磁鐵和直流電磁鐵。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析3．電磁抱閘器

（a）結構（b）電磁鐵的一般符號（c）電磁制動器符號圖4-5MZDI型制動電磁鐵與制動器1－線圈；2－銜鐵；3－鐵心；4－彈簧；5－閘輪；6－杠桿；7－閘瓦；8－軸

CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析（1）電磁抱閘制動器斷電制動控制線路3．電磁抱閘器圖4-6電磁抱閘制動器斷電制動控制的電路圖1－線圈；2－銜鐵；3－彈簧；4－閘輪；5－閘瓦；6－杠桿CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析（2）電磁抱閘制動器通電制動控制線路圖4-6電磁抱閘制動器通電制動控制的電路圖1－彈簧；2－銜鐵；3－線圈；4－鐵心；5－閘輪；6－閘瓦；7－杠桿CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2相關知識4．2．1電氣控制器件4．電流繼電器電流繼電器是反映電流變化的控制電器。使用時，電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測電路中，根據(jù)通過線圈電流值的大小而動作。為了使串入電流繼電器線圈后不影響電路正常工作，電流繼電器線圈的匝數(shù)要少，導線要粗，阻抗要小。電流繼電器分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．電流繼電器（1）過電流繼電器當繼電器中的電流超過預定值時，引起開關電器有延時或無延時動作的繼電器叫過電流繼電器。它主要用于頻繁啟動和重載啟動的場合，作為電動機和主電路的過載和短路保護。（a）外形（b）結構圖（c）符號圖4-7JT4系列過電流繼電器1－鐵心；2－磁軛；3－反作用彈簧；4－銜鐵；5－線圈；6－觸頭

CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．電流繼電器（2）欠電流繼電器當通過繼電器的電流減小到低于其整定值時動作的繼電器稱為欠電流繼電器。在線圈電流正常時這種繼電器的銜鐵與鐵心是吸合的。它常用于直流電動機勵磁電路和電磁吸盤的弱磁保護。圖4-9欠電流繼電器的符號CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析5．電壓繼電器4．2相關知識4．2．1電氣控制器件反映輸入量為電壓的繼電器叫電壓繼電器。使用時電壓繼電器的線圈并聯(lián)在被測量的電路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開電路。因此這種繼電器線圈的導線細、匝數(shù)多、阻抗大。電壓繼電器分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。圖4-10電壓繼電器的符號CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2相關知識4．2．2電氣控制線路1．按鈕操作控制線路圖4-12按鈕操作轉子繞組串接電阻啟動的電路圖CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析2．時間繼電器自動控制線路4．2．2電氣控制線路圖4-13時間繼電器自動控制電路圖CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．2．2電氣控制線路3．電流繼電器自動控制線路圖4-14電流繼電器自動控制電路圖CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3項目實施4．3．1橋式起重機凸輪控制器控制線路分析1．電動機的工作特點下放重物時，由于負載較重，電動機工作在發(fā)電制動狀態(tài)，為此操作重物下降時應將控制器手柄從0位迅速扳至第5擋，中間不允許停留。往回操作時也應從下降第5擋快速扳至零位，以免引起重物的高速下落而造成事故。對于輕載提升，第1擋為起動級，第2、3、4、5擋提升速度逐漸提高，但提升速度變化不大，下降時若吊物太輕而不足以克服摩擦轉矩時，電動機工作在強力下降狀態(tài)，即電磁轉矩與重物重力矩方向一致。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3．1橋式起重機凸輪控制器控制線路分析圖4-15凸輪控制器控制起重機電路原理圖CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3．1橋式起重機凸輪控制器控制線路分析2．控制電路分析（1）主電路分析QS為電源開關，KI為過電流繼電器，用于過載保護，YA為三相電磁制動抱閘的電磁鐵，YA斷電時，在強力彈簧作用下制動器抱閘緊緊抱住電動機轉軸進行制動，YA通電時，電磁鐵吸動抱閘使之松開，三相電動機由接觸器KM進行起動和停止控制，電動機轉子回路串聯(lián)了幾段三相不對稱電阻，在控制器的不同控制位置，凸輪控制器控制轉子各相電路接入不同的電阻，以得到不同的轉速，實現(xiàn)一定范圍的調(diào)速。（2）控制電路分析凸輪控制器的另外三對觸點串接在接觸器KM的控制回路中，當操作手柄處于零位時，觸點1‐2、3‐4、4‐5接通，此時若按下SB則接觸器得電吸合并自鎖，電源接通，電動機的運行狀態(tài)由凸輪控制器控制。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析2．控制電路分析4．3．1橋式起重機凸輪控制器控制線路分析（3）保護聯(lián)鎖環(huán)節(jié)分析本控制電路有過電流、失電壓、短路、安全門、極限位置及緊急操作等保護環(huán)節(jié)，其中主電路的過電流保護由串接在主電路中的過電流繼電器KI來實現(xiàn)，其控制觸點串接在接觸器KM的控制回路中，一旦發(fā)生過電流，KI動作，KM釋放而切斷控制回路電源，起重機便停止工作。由接觸器KM線圈和0位觸點串聯(lián)來實現(xiàn)失電壓保護。操作中一旦斷電，接觸器釋放，必須將操作手柄扳回零位，并重新按起動按鈕方能工作?？刂齐娐返亩搪繁Ｗo是由FU實現(xiàn)的，串聯(lián)在控制電路的SA1、SQ1、SQ2及SQ3分別是緊急操作、安全門開關及提升機構上極限位置與下極限位置保護行程開關。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3項目實施4．3．2橋式起重機主令控制器控制線路分析1．主電路分析圖4-17（a）中QS1為主電路的開關，KM0與KM1為吊鉤電動機正反轉控制接觸器（控制吊鉤升降），YA為三相制動電磁鐵，KI1為過電流保護繼電器，電動機轉子電路中共有7段對稱連接的電阻，其中前2段為反接制動電阻，由接觸器KM3、KM4控制，后4段為起動加速調(diào)速電阻，分別由接觸器KM5～KM8控制；最后一段為固定的軟化特性電阻，一直串接在轉子電路中；當KM3～KM8依次閉合時，電動機的轉子回路中串入的電阻依次減小，與主令控制器的各控制位置相對應的電動機的機構特性如圖4-18所示。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3．2橋式起重機主令控制器控制線路分析圖4-17（a）主令控制器與磁力控制屏相配合的主電路CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3．2橋式起重機主令控制器控制線路分析圖4-17（b）主令控制器與磁力控制屏相配合的控制電路CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3項目實施4．3．2橋式起重機主令控制器控制線路分析2．控制電路分析（1）正轉提升控制先合上QS1、QS2，主電路、控制電路上電，當主令控制器操作手柄置于零位時，SA－1（表示SA的第1對觸點，以下類同）閉合，使電壓繼電器KV吸合并自鎖，控制電路便處于準備工作狀態(tài)。當控制手柄處于工作位置時，雖然SA－1斷開，但不影響KV的吸合狀態(tài)，但當電源斷電后，卻必須使控制手柄回到零位后才能再次起動，這就是零位保護作用。CompanyLogo項目四橋式起重機電氣控制線路分析4．3項目實施4．3．2橋式起重機主令控制器控制線路分析2．控制電路分析（2）下降操作控制由圖4-18可知，下降控制也有6個位置，根據(jù)吊鉤上負載的大小和控制要求，分三種情況。