塔式起重机电气控制电路分析

1、塔式起重机电气控制电路分析由于塔式起重机电动机较多， 对应每一台电动机的控制电路也较复杂， 为了分析 电路图方便，我们用对应的方法进行标注，例如：M5的控制电器有KM5 , KM51 , KM52，KM53，SQ51，SQ52, SA5 等。（1）电源部分 三相四线制 380V 电源用一根四心重型橡套电缆（ 3* 1 6+ 1 *6 ）送到电缆卷筒的集 电环W1上。经过装在电缆卷筒旁的铁壳开关 QS、FU1,再用电缆送到装在驾 驶室内的自动开关 QF 上，然后分送给主电路、控制电路和信号测量电路。 集电环的结构与环线式转子的滑环和电刷相类似， 主要由滑环和碳刷等组成。 滑 环装在有关的转动部件

2、上， 碳刷装在不动的部件上， 转动部件上的电源可以通过 集电环装置与不动部件上的导线连接起来。 W1 用于行走机构， W2 用于变幅机 构的连线。铁壳开关 QS 是全机电源的隔离开关熔断器 EU1 作为全机的后备短路保护。本 机加装了一个具有电磁脱扣器和热脱扣器的自动开关 QF，脱扣电流为100A，作 为本机的适中和过载保护，是保护更加完善，故障跳闸后恢复供电更加迅速。 为了使司机和维修人员在检查和修理时有一个明亮和舒适的工作环境，照明灯E、电铃HA以及电炉和电扇的插座 XS1和XS2不受自动开关QF控制。还设有 电源指示灯HL、电流表A、电压表V、以便监视电源的工作情况。因起重机高度大，变幅

3、时不准提升，回转或行走，以保护安全。为此用两个接触 器 KM1 和 KM5 控制这两部分主电路的电源。 KM1 用按钮 SB1 操作。 KM5 用 按钮 SB5 操作。 KM1 和 KM5 之间不但有按钮互锁，而且有接触器触点互锁， 使两者不能同时动作，以满足变幅时不准提升、行走和回转的要求。（ 2）变幅部分各电气元件的作用 接触器 KM51 和 KM52 实现电动机的正反转，起重臂上仰或下俯。 两者之间有电气互锁，防止因故同时动作而造成电源相间短路。 接触器 KM53 起动结束后短接频敏电阻器， 以便提高电动机的转速， 减小损耗。 KM53 装在电动机 M5 旁，它的线圈有一端接在 M5 定

4、子 U 相上。这 样，KM53与转换开关SA5之间只要一根导线和一个集成环端子就够了。 频敏变阻器 RF5 限制启动电流，增大起动转矩。 三相电磁制动器 YB5 电动机断电时锁紧， 使起重臂固定于某一仰角。 万能转换开关 SA5 控制电动机正反转和起动。第一档是起动，第二 档是运行。 操作速度不可过快， 否则过早短接频敏变阻器会造成过大的电流冲击 和机械冲击。 过电流继电器 KC5 电动机是间断工作，故用两相式过电流继电器作 为瞬时过电流保护。 这是一种油阻尼式过电流继电器， 动作有一定的延时， 工作 可靠。 变幅限位开关SQ51和SQ52 把起重臂的仰视限制在63至10的安全 范围内，起重臂

5、上仰至 63时 SQ52.1 动作。 幅度指示装置 驾驶室壁上有一个幅度灯光信号盒，它由安装在起重和塔帽铰接处的幅度指示盘及 SQ51和SQ52.2控制，借以接通或断开6只信号 灯而实现幅度指示。 零位保护 目的是防止停产或停电后忘掉把转换开关手柄扳回零位， 再次工作或恢复供电时， 造成电动机直接启动或自行启动而可能引起的人身或设 备事故。原理是转换开关SA5.5只有手柄在零位时接通，并串接在 KM5的线圈回路中。如果送电前手柄不在零位，那么送电后即使操作SB5、KM5 也不会动作，必须把手柄扳回零位，重新操作 SB5才能使KM5动作，再操作SA5才能 使电动机 M5 起动，这样就实现了零位保

6、护。（ 3）行走和回转部分这两部分电路与变幅电路基本相同， 不再描述。 行走没有电磁制支器， 而回转不 需要限位保护。YB4是回转锁紧制动装置的电磁制动器， 用接触器KM44控制，按钮SB4操作, 以便在有风的情况下重物能准确就位。 因为只有回转电动机停止时才准许锁紧回 转机构，所以在 KM44 的线圈电路中串联了 KM41 和 KM42 的两个常闭联锁触 头。行走、回转和提升3个转换开关的零位保护触头 SA2.5、SA4.5和SA1.7串接在 KM1 的线圈电路中起零位保护作用。（ 1 ）提升部分 起动、调速和制动提升电动机M1用4段附加电阻R1R4进行起动、调速和制动，用主令控制 SA1

7、控制器控制，从第一档开始，每过一档短接一段 附加电阻，因此可得到 5 条机械特性曲线。在提升第一到第五档， 正转接触器 KM11 动作，第一挡接入全部附加电阻， 起动 转矩较小， 仅用来咬紧齿轮， 减小机械冲击。 若是轻载可能慢速提升。 若是重载， 重物又在空中悬着， 电动机会进入倒拉反接制动状态使重物下降， 操作时应较快 滑过。从第二挡至第五挡，加速接触 R4 逐段被短接，电动机逐挡加速。 在下降第二至第五挡，反转接触器 KM12 动作。若是重载则属回馈制动下降， 高速下放重物， 起动时应连续推向第五挡。 从第五挡返回器挡停留过久， 谨防超 速下降，若是空钩， 电动机必须克服系统的摩擦阻力才

8、能送出钢绳， 这时电动机 工作于电动状态，称为强力下降，第五挡速度是最高的。 电力液压制动器的机械制动 下降第一挡是用电力液压推杆制动器来 获得特别慢的安装用下降速度的。 M6 是推杆制动器中的小型鼠笼电动机。在其 他各挡时，中间继电器KA1释放，其常闭触头KA1.1使M6与M1的定子并联， 起普通的停电刹车和通电打开推杆制动器的作用。在下降第一挡（只有这一档） KM12 动作， KM13 释放， KA1 动作，其常闭触头 KA1.1 断开，使 M6 脱离定子 电源，常开触头KA1.2接通，使M5经过自耦变压器TC2、转换开关SA6并联 在 M1 的转子电路上。因为M1转子电势的频率与转差率成

9、正比，f 2=Sm f，所以M6的同步转速与 f=50Hz 时相比降低为：nM6=60f2 /PM 6=60SM f/PM6式中nM6推杆制动器电动机的同步转速；PM 6推杆制动器电动面的磁极对数；f电源频率；f2 提升电动机的转子频率；SM 提升电动机的转差率。这使 M6 的转速相应降低， 油的压力减少， 闸瓦松开程度减小而与闸轮发生摩擦， 产生机械制动转矩，可使重物下降速度减慢到额定值得1/41/8。M1 的转子电压比电源电压低，为了使 M6 的工作电压尽量接近于额定电压，故 用自耦变压器TC升压后供给M6，自耦变压器有3组抽头，可根据载荷情况用SA6 来选择。重装时选择变比较小的抽头，是

10、 M6 的电压较低，电磁转矩和转速 较低，机械制动转矩增大则进一步减重载下降速度。用推杆制动器进行机械制动时， 提升电动机输出的机械能和负载的位能都消耗在 闸瓦与闸轮之间的摩擦上而严重发热而烧坏，因此，重物距就位点的高度小于 2 米时才允许使用这样制动方法。 超重、超高和钢绳脱槽保护 提升重物超重时通过传动机构使限位行 程开关SQ13受压。提升重物吊钩超高时通过传动机构使限位行程开关SQ11受压。如提升钢绳脱离滑轮槽时通过压板使限位行程开关SQ12受压。3个限位开关串接在电源接触器 KM1 和 KM5 线圈电路中，任一个动作都回使两个接触器 释放，5 台电动机停止起到保护作用。 当主令控制器 SA1 的物柄在零位或下降一 边时，它们被SA1.8触头短接，以便把重物放下来。 过流保护、失压保护和事故开关 4 个两相式过流继电器 KC1KC4 的 常闭触头都串接在 KM1 和 KM5 的线圈电路中，任一个动作都使 KM1 和 KM5 释放， 5 台电动机都停止。它们的动作电流整定值应取电动机定子额定电流的 1