电气控制与机床电路检修技术项目25-205T桥式起重机电气控制原理分析

25.1桥式起重机的主要结构和运动形式25.2桥式起重机电动机的电气控制电路25.3桥式起重机常见电气故障的检修项目2520/5t桥式起重机电气控制原理分析25.1桥式起重机的主要结构和运动形式1.20/5t桥式起重机的主要结构

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。这种起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。

桥式起重机的结构由主要由机械、电气和金属结构三大部分组成。机械部分由主起升机构、副起升机构（15t以上才有）、小车运行机构和大车运行机构组成。其中包括：电动机、联轴器、传动轴、制动器、减速器、卷筒和车轮等。金属结构主要由桥架（主梁、端梁、栏杆、走台、小车轨道）、司机室和小车架组成。电气部分由电气设备和电气线路组成，包括桥吊的动力装置和各机构的起动、调速、换向、制动及停止等的控制系统。（1）20/5t桥式起重机主要结构及作用1-导轨2-端梁3-登梯4-驾驶室5-电阻箱6-主梁7-控制柜8-起重电机9-起重小车10-供电滑触线（2）运动形式大车运动桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，采用制动器、减速器和电动机组合成一体的三合一驱动方式，驱动方式为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。小车运动起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，起升运动起升运动由两台异步电动机驱动，电动机通过减速器带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。通常在额定起重量超过10吨的普通桥式起重机上装有主、副两套起升机构，副钩的额定起重量一般为主钩的15～20％。2.20/5t桥式起重机的电气控制特点及要求20/5t桥式起重机共用5台绕线式异步电动机拖动，它们分别是副钩起重电动机M1、小车移动电动机M2、大车移动电动机M3和M4、主钩起重电动机M5。（1）桥式起重机为适应在重载下频繁起动、反转、制动、变速等操作，主钩、副钩起重电动机应选用三相线式异步电动机，绕线式电动机转子回路串入适当电阻可达到最大起动转矩，从而减小起动电流，调节电阻使电动机有一定的调速范围，且用凸轮控制器进行操作。（2）为适应桥式起重机大车移动，供电方式采用安全滑触线装置硬线供、馈电线路，三相电源是从沿着平行于大车导轨方向安装的厂房一侧主滑触线导管，通过受电器的电刷引入，在导管接线处设置三相电源指示灯。移动小车一般采用橡胶软电缆供、馈电线路，使用的软电缆常称拖缆。在桥架上安装钢缆，并与小车运动方向平行，钢缆从小车上支架孔内穿过，电缆通过吊环与承力尼龙绳一起吊装在钢缆上。（3）主钩、副钩起重电动机要有合理的升降速度，空载、轻载速度快，减少升降时间，提高效率。重载要求速度慢，转速可降低为额定速度的50%~60%，起动和制动停止前采用低速，以避免过大的机械冲击，在30%的额定速度附近可分成几个档位，方便操作。（4）吊钩下放重物时，是位能性负载力矩，电动机就可运行在电动状态（轻载）、倒拉反转状态（重载）或再生发电制动状态。（5）当桥式起重机运行停止时，分别由各相应运行机构中的电磁制动器进行制动，以免发生事故。（6）20/5t桥式起重机必须有限位保护，限位开关包括小车前后极限限位开关，大车左右极限限位开关，主钩上升极限限位开关，副钩上升极限限位开关以及驾驶室门、舱盖出入口、桥式栏杆出入口的联锁保护限位开关等。（7）起重机照明电源由380V电源电压经隔离变压器取得220V和36V，其中220V用于桥下照明，36V用于桥箱控制室内照明和桥架上维修照明，也作为警铃电源及安全行灯电源。控制室(桥箱)内电风扇和电热取暖设备的电源也用220V电源。（8）有完备的零位、短路、接地和过载保护，为适应在频繁起动、制动操作，过载保护采用过电流继电器进行保护。25.2桥式起重机电动机的电气控制电路1．凸轮控制器(1)凸轮控制器的型号及其含义：

(2)凸轮控制器的结构（a）KT系列的凸轮控制器（b）凸轮控制器的结构示意图(3)桥式起重机的电气控制原理20/5t桥式起重机主令控制回路(4)凸轮控制器的功能

控制电动机的起动与停止；改变电动机的运动方向；控制电阻器来限制电动机的起动电流并获得较大的起动转矩；切换电阻器的电阻值调节电动机的转速；可以适应起重机所要求的频繁起动与变速要求；可以防止起重机运动机构超过极限位置；保证在零位起动。(5)对于大车及吊钩的运动，凸轮控制器所起的作用相同，但吊钩下降没有极限位置保护。2．电源控制电路的分析(1)凸轮控制器的电源由电源线2L1、2L3供电，由过电流继电器KI的输出端引入。控制器的输出端分别接到小车电动机M3，而定子绕组的U3、V3，W3则不通过控制器，而是直接由过电流继电器KI的输出端供给。(2)控制器共分5挡，在控制器电路图中，凡有黑色圆点“·”的表示触点接通，否则表示断开，控制器电源部分的4对触点交叉连接以改变电源相序。当控制器手柄向左扳动时，控制器的转轴带动凸轮转动，使其中控制电动机正转的触点2L3与W3接通、2L1与U3接通，电动机正转。如控制器手柄向右扳动，这时2L3与U3接通、2L1与W3接通，电动机电源相序改变，电动机反转。3．电阻器控制电路分析(1)凸轮控制器切换电阻器用5对触点，它们的通断情况由控制器的不同挡位来控制。控制器手柄扳动时，其触点的通断状态在左右方向时完全一致。(2)在手柄处于第一挡时，所有5对触点都是断开状态，电动机转子串联所有的电阻，这时电动机起动，大电阻值限制了电动机的起动电流，并能获得较大的起动转矩，电动机处于最低速的运行状态。(3)当控制器手柄扳到第二挡时，R5至R6一段电阻被短接，串入电动机转子绕组中的电阻值减小，速度上升。根据控制器的控制电路图可以看出，在此后的几挡位置，这一对触点始终是闭合的。(4)如继续升速，则将控制器手柄扳到第三挡，这时电阻器另一相电阻R4~R6被短接，电动机的转速再次升高。这样顺序工作到第五挡时，电阻器完全被短接，电动机处于最高速运转。4．安全保护用触点控制电路分析(1)凸轮控制器的安全保护有极限位置(终端)限位保护和零位起动保护两个方面。(2)零位起动保护是由控制器的触点1~2来实现的。(3)极限位置(终端)限位保护有两个开关，它们分别限制电动机正转(即控制器手柄向右，小车运动向后)及反转并串人对应的控制回路中，由控制器的两对触点4~5及4~3控制。5．保护配电柜(1)起重机的保护配电柜起安全保护及配电作用。(2)5t普通桥式起重机所用的保护配电柜一般为XQB1-150-3型。(3)柜中电器元件主要有：三相刀开关、供电用的主接触器和总电源过电流继电器及各传动电动机保护用的过电流继电器等。(4)控制回路工作原理起动按钮与所有凸轮控制器的零位保护触点串联，只有保证所有凸轮控制器都处于零位时，才可能起动接触器，实现零位保护功能。6．制动器(1)当桥式起重机运行停止时，分别由各相应运行机构中的制动器进行制动，以免发生事故。(2)桥式起重机常用的制动器由电磁铁与制动器组合而成。当电磁铁失电时，制动电磁铁的弹簧使制动闸刹住制动轮(装在电动机转轴上)而制动，当电磁铁通电时，松开制动闸使电动机自由运转。它的电源线直接接在所制动的电动机定子电源端子上。这种得电松开，失电制动的设计，起到很好的安全保障作用。7．电源馈线(1)桥式起重机的供电由滑触线来实现。由于吊钩与小车一起在桥架上行走运动，也需要用滑触线馈电。(2)供电方式有两种。移动小车一般采用橡胶软电缆供、馈电线路，使用的软电缆常称拖缆。在桥架上安装钢缆，并与小车运动方向平行，钢缆从小车上支架孔内穿过，电缆通过吊环与承力尼龙绳一起吊装在钢缆上。电缆移动端与小车上支架固定连接以减少钢缆受力，钢缆上通常涂一层黏油进行润滑、防锈。桥式起重机供电电源一般采用由安全供电滑触线装置构成的硬线供、馈电线路，这种安装方法安全、可靠、美观、节能、节电。8．照明及桥厢内电路(1)桥式起重机照明电源由380V电源经变压器取得220V和36V电压，其中220V用于桥架下的照明，36V用于桥厢控制室内照明和桥架上的维修照明，控制室内电风扇和电热取暖设备采用220V电源。36V也可作为警铃电源及安全手提灯电源。(2)必须注意，该电路所取的220V、36V电源均不接地。严禁利用起重机机壳作为电源回路。严禁利用起重机机体或轨道作为工作零线。为了安全，除起重机要可靠接地外，还要保证起重机轨道必须接地或重复接地，接地电阻不得大于4Ω。25.3桥式起重机常见电气故障的检修1.控制电路故障及排除方法（1）合上保护盘上的刀开关QS时，操作电路的熔断器FU1烧断。故障原因可能是操作电路中与保护机构相连接的一相接地，应检查绝缘电阻，并消除接地现象。（2）按下起动按钮SB1后，主接触器KM不能接通。故障原因：可能是刀开关QS或紧急开关SA1未合上；也可能是线路无电压，或操纵电路的熔断器FU1烧断；也可能是凸轮控制器放在工作位置上，或驾驶室门及顶盖未关好(SQ1～SQ3未闭合)；再就是接触器KM线圈坏了。可针对以上原因进行检查，采取相应的措施进行处理。（3）当主接触器KM接通后，引入线上的熔断器FU1立即熔断。这是由于这一相对地短路，应找出对地短路点予以排除。（4）当凸轮控制器合上后，过电流继电器(KI，KI1、KI2、KI3)动作。这种现象可能是过电流继电器的整定值不合适，应重新调整过电流继电器的过电流保护值，使其为电动机额定电流的225%~250%；也可能是电动机定子线路有对地短路现象，可用绝缘电阻表找出绝缘损坏的地方进行处理；还可能是机械部分卡死，应检查机械部分并消除故障。（5）当凸轮控制器合上时电动机不转动。可能是电动机缺相，或线路上无电压；也可能是控制器接触指与铜片未接触；还可能是电动机转子电路断线，或集电器发生故障。可做进一步的检查，确定故障原因，并采取相应措施进行排除。（6）凸轮控制器合上后，电动机仅能朝一个方向转动。检查控制器中定子电路或终端开关电路中的接触指与铜片之间的接触是否良好，若接触不好，可调整接触指，使它与铜片接触良好；检查终端开关工作是否正常，如果工作不正常，应予以调整或更换；检查接线是否有错误，找出故障并消除之。（7）电动机不能给出额定功率，速度减慢。此时，应检查制动器是否完全松开，若没有松开，可调整制动机构;检查转子或电枢电路中的起动电阻是否完全短接，可检查控制器，并调整其接触指；检查电源线路电压是否过低；检查机械结构是否卡住。（8）当终端开关（SQUP、SQFW、SQBW、SQL、SQR）动作时，相应的电动机不断电。这种现象可能是终端开关电路有短路现象，或接到控制器的线路次序错乱，可检查有关的线路并排除故障。（9）起重机运行中接触器KM有短时间断电现象。其原因可能是接触器线圈电路中联锁触点的压力不足，或电路中有接触不良的地方，应进一步检查确定故障原因并排除。（10）操作控制器切断后，接触器KM不释放。故障原因可能是操作电路中有对地短路现象，找出短路点并排除之。2.交流制动电磁铁(YA1、YA2、YA3)的故障及排除方法（1）线圈过热故障。检查电磁铁的牵引力是否过载，可用调整弹簧压力或重锤位置的方法解决；检查在工作位置时电磁铁可动部分与静止部分之间是否有间隙，若有间隙则要进行调整，消除间隙；检查制动器的线圈电压是否与电源电压相符；线圈的特性是否与制动器的工作条件相符，如果不符，应更换合适的线圈。（2）产生较大的响声故障。可能是电磁铁过载，可调整弹簧压力或变更重锤的位置；也可能是磁导件的工作表面脏，应清除其表面的脏物；还可能是磁面弯曲，可调整机械部分，消除磁路弯曲现象。（3）电磁铁不能克服弹簧的弹性及重锤的重量故障。其原因可能是电磁铁过载，可调整制动器的机械部分；或是所用线圈电压大于电源线路电压，可更换线圈或将星形联结改为三角形联结；还可能是电源电压过低而引起的。3.凸轮控制器的故障及排除方法（1）控制器在工作过程中产生卡住或冲动现象。产生原因一般为接触指粘在铜片上，或定位机构发生故障，可对接触指的位置进行调整，或对固定销进行检查并修理。（2）接触指与铜片之间打火故障。可能是接触指与铜片之间接触不良，或者是控制器过载所造成的。可相应调整接触指对铜片的压力(利用调整螺钉或弹簧来调整)，或改变工作方法或更换控制器。（3）控制器圆片和