起重機械第十五章課件

1、第十五章起重機械電氣系統(tǒng)與設備目 錄 / CONTENTS 15.1 起重機械電力裝備的技術要求 15.2 起重機械電氣設備 15.3 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng)第1節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求起重機械電力裝備的技術要求 起重機械對電氣系統(tǒng)及設備的技術要求集中反映在GB/ T 38112008 起重機設計規(guī)范、GB 6067.12010 起重機械安全規(guī)程第1 部分: 總則等相關國家標準中。一、起重機械一般使用要求1 環(huán)境條件 1）起重機械電氣設備一般要求在環(huán)境溫度0 +40范圍內(nèi)能正常工作。2）周圍空氣溫度在+40的最高溫度時，其相對濕度不超過50%；周

2、圍空氣溫度在不超過+25時，相對濕度允許短時高達100%。3）起重機械的電氣設備一般使用地點的海拔不超過1000m。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求 4）起重機械的電氣設備應采取與工作環(huán)境相適應的防護等級，以防止固體物和液體侵入。5）當起重機械工作在有爆炸和火災危險的環(huán)境時，電氣設備的選擇、管線配置敷設等應符合GB 500581992 爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定。6）任何潤滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)或其他含油裝置在運行和安裝時，應保證不會使油液滴落到電氣設備上，否則電氣設備應加以保護，不致因油滴而損壞。7）當電氣設備受到輻射（如微波、紫外線、激光、射線）時，應采取附加措施，以避免設備誤動

3、作和加速絕緣老化。8）起重機械的電氣設備不應產(chǎn)生高于使用場合約定的或相應的電磁騷擾等級。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求2 電源和壓降 1）起重機械的電源通常為不高于1000V、三相（3 + PE）、50/60Hz 的交流電。2）交流電源供電，自供電變壓器的低壓母線至起重機械任何一臺電動機端子上的總電壓降，在尖峰電流時最大不得超過額定電壓的15%，起重機械內(nèi)部（即自起重機械供電點至各機構(gòu)電動機端子）的電壓降應不超過5%。3）起重機械常用的供電方式有電源滑觸線、電纜卷筒或懸掛電纜小車。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求3 使用要求 1）起重機械的起重能力應達到額定起重量。2）與起重機械使用有關

4、的性能參數(shù)，應符合有關標準和合同中的相關要求： 四繩雙顎板抓斗的抓滿率應不小于90%； 雙小車起重機中，兩個小車相同機構(gòu)的操縱應是既可聯(lián)動，也可單動。3）對于起升機構(gòu)工作級別為M4、M5 和M6 的吊鉤起重機，當額定起升速度等于或高于5m/ min 時，應采用電氣制動的方法使重物平穩(wěn)制動；在（0.2 1.0）PQRC 范圍內(nèi)下降時，應保證制動前電動機轉(zhuǎn)速降至同步轉(zhuǎn)速的1/3 以下，且能穩(wěn)定運行。4）對于下降最低擋穩(wěn)定運行的吊鉤起重機，當主令回零位后，從制動器斷電至重物停止，其下滑距離1min 內(nèi)應不大于穩(wěn)定起升距離的1/65。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求4 其他 長期在高溫環(huán)境下工作的起

5、重機械，其司機室應采取隔熱措施，電控設備需要采取降溫措施。 根據(jù)環(huán)境條件和用戶要求設置取暖設備時，應采用固定的且不發(fā)光的防護式發(fā)熱器。 對于在特殊環(huán)境和工況下（如室外、高溫、濕熱帶、干熱帶、有爆炸危險介質(zhì)、有腐蝕性介質(zhì)等）使用的起重機械電氣設備，其設計和選用應滿足相應要求。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求1 傳動系統(tǒng) 起重機械傳動控制系統(tǒng)是根據(jù)負載特點、使用條件和工藝要求而設計的。 一般起重機械對傳動控制系統(tǒng)的要求是：起動、制動及各擋位之間的切換要平穩(wěn)，停車時能停穩(wěn)、停準。 調(diào)速要求較高的起重機或工作機構(gòu)，通常要求有一擋或一擋以上較穩(wěn)定的低速。起重機械傳動控制系統(tǒng)所采用的調(diào)速方案應當是：經(jīng)濟

6、可靠、操作方便、確保安全。二、起重機械傳動控制的技術要求第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求2 調(diào)速方案 1）起重機械一般采用交流傳動系統(tǒng)。2）由控制屏控制的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機驅(qū)動的起升機構(gòu)，下降時至少有一擋低速, 下降減速過程應有電氣制動，除非另有要求。3）橋式起重機運行機構(gòu)一般要求能進行反接制動或其他電氣制動，以保證在正常運行速度時也能迅速、平穩(wěn)地制動。4）交流調(diào)速系統(tǒng)。起重機采用交流傳動調(diào)速系統(tǒng)時應考慮以下情況： 一般采用變頻、晶閘管定子調(diào)壓、自激能耗制動、渦流制動器等調(diào)速系統(tǒng)； 變頻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)可實現(xiàn)額定頻率以下的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速及額定頻率以上的恒功率調(diào)速，一般恒功率調(diào)速的弱磁升速最高頻率宜不

7、大于2 倍的額定頻率。5）直流傳動調(diào)速系統(tǒng)。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求3 傳動控制系統(tǒng)性能 起重機傳動控制系統(tǒng)的性能應能滿足以下要求：1）在110%的起重機械額定載荷下應能可靠工作。2）在供電系統(tǒng)電壓波動為額定值的-10% 時，起重機械起升額定載荷無論處于什么位置，系統(tǒng)都應保證機構(gòu)正常工作且不出現(xiàn)溜鉤。3）除非控制方案允許，否則無論控制手柄處于什么位置， 正常工作時滿載下降速度不應超過額定速度的120%。4）對于大車運行機構(gòu)和回轉(zhuǎn)機構(gòu)，兩個方向的起動和停車應漸進控制。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求4 控制方式 起重機的控制方式包括司機室控制、地面有線控制、無線遙控和多點控制。控制方

8、式應按傳動系統(tǒng)對操作性能和方法的要求、電動機類型及容量大小、接電持續(xù)率、通斷次數(shù)、期望的控制器工作壽命、操縱裝置形式和位置等來選擇。（1）司機室控制（2）地面有線控制（3）無線遙控（4）多點控制第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求1 電控設備的選用 起重電控設備作為電控產(chǎn)品的一個大類，一般選用原則為：1） 起重機械一般應采用交流傳動交流控制系統(tǒng)，在使用頻繁或工作條件惡劣的情況下，宜采用交流傳動直流控制系統(tǒng)。2）宜采用標準的起重機械電氣控制設備，如有特殊需要，也可由制造廠自行設計，但必須符合GB/ T 38112008 起重機設計規(guī)范和JB/ T 43151997 起重機電控設備的有關規(guī)定。3）其

9、他電氣設備和元件應選用起重機械專用或能滿足起重機械要求的產(chǎn)品。4）電氣配套產(chǎn)品要有生產(chǎn)許可證或型號使用證以及產(chǎn)品合格證。三、電氣設備及元器件的選用和安裝第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求2 起重機械常用低壓元器件的選用 （1）一般要求起重機械常用的低壓電器從應用角度一般可分為配電電器和控制電器兩大類。配電電器主要應用于配電系統(tǒng)，對配電線路和用電設備起著保護作用?？刂齐娖髦饕糜陔娏ν蟿涌刂葡到y(tǒng)和用電設備，起著控制和調(diào)節(jié)作用。（2）低壓配電電器的選用1）電器應適應所在場所的環(huán)境條件。2）電器的額定電流不應小于所在回路的計算電流。3）電器應滿足短路條件下的動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求。（3）控制電器的選用

10、控制電器是用來控制在正常工作條件下的用電設備的接通和分斷，因此，接通和分斷能力及使用壽命是控制電器重要的使用參數(shù)。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求3 驅(qū)動設備的選用 （1）電動機1）電動機的類型。電動機應依據(jù)其類型及結(jié)構(gòu)形式，供電形式，工作制及接電持續(xù)率，功率，額定轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)速，調(diào)速方式，防護等級，環(huán)境溫度、濕度和海拔等進行選擇。2）防護等級。戶內(nèi)使用時，至少不低于IP23；多塵環(huán)境下，至少不低于IP44；戶外使用時，至少不低于IP54。在可能出現(xiàn)冷凝水的情況下，要確保冷凝水出水孔保持暢通。3）容量校驗。除主機的工作載荷和速度要求外，決定電動機容量的因素還有電動機的發(fā)熱

11、與溫升，以及電動機的起動能力和允許的短時過載能力。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求 （2）制動器驅(qū)動元件1）選型。制動器驅(qū)動元件應按電源電壓和頻率、環(huán)境條件及其對應機構(gòu)的工況（接電持續(xù)率、每小時工作次數(shù)）來選定。2）制動器的控制。對有獨立回路的制動器的控制應保證起動、制動過程中機構(gòu)不出現(xiàn)失控運動。（3）電阻器1）起動用電阻器各級電阻選用值與計算值允差為 5%。2）電阻器發(fā)熱容量一般按重復短時工作制選擇，一個循環(huán)周期時間為60s，接電持續(xù)率分別為：100%、70%、50%、35%、25%、17.5%、12.5%、8.8%、6.25% 和4.4%。3）起升機構(gòu)不應選用頻敏變阻器。第一節(jié) 起重機械

12、電力裝備的技術要求 4）晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)電阻器的接電持續(xù)率應按100% 來選用，且電阻元件在JC =100%的電流值應不小于電動機的工作電流。5）變頻調(diào)速系統(tǒng)采用制動單元時，起升機構(gòu)電阻器的接電持續(xù)率應按100% 選用，電阻器的功率值應不小于下降時的額定回饋功率。（4）起重電磁鐵1）起重電磁鐵電源嚴禁接入其他設備, 以免影響電磁鐵正常工作。2）起重電磁鐵可分為電磁式和電控永磁式兩種。3）繞組絕緣等級應按功率損失、環(huán)境溫度及被吸物料所產(chǎn)生的熱輻射來選擇。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求4）通常起重電磁鐵按接電持續(xù)率50%設計制造。5）起重電磁鐵的拉脫力應不小于額定起重能力的兩倍。6）起重

13、電磁鐵的饋電移動式電纜應卷繞在專門的電纜卷筒上，要求電纜卷筒上纏繞的電纜不要碰到起升鋼絲繩。7）對于采用反向電流去磁卸載的起重電磁鐵，其去磁電流一般按其線圈冷態(tài)時工作電流的15% 20%選取。8）起重電磁鐵放電電阻，其阻值一般按線圈冷態(tài)阻值的3 4 倍選擇。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求4 饋電裝置 起重機械常用的饋電方式有電源滑觸線、電纜卷筒和懸掛電纜小車等。對饋電裝置的一般要求為:（1）電源滑觸線1）對于交流電源，當采用滑觸線、電纜卷筒或懸掛電纜小車供電時，應提供用于保護接地的滑觸線、集電環(huán)或接地線。2）電源滑觸線通常采用角鋼（或輕軌）、銅質(zhì)剛性滑觸線或安全滑觸線。3）滑觸線或軟電纜的

14、截面應滿足其載流量不小于負荷計算電流的要求，也應滿足機械強度的要求。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求（2）集電器剛性滑觸線的集電器用自重或彈簧加壓。（3）電纜卷筒1）電纜卷筒應能自動收纏電纜。2）在放電纜過程中，作用在電纜導線上的牽引力應盡可能地小。3）電纜卷筒的集電滑環(huán)應滿足相應的電壓等級和電流容量的要求，每個滑環(huán)至少有一對電刷。（4）懸掛電纜小車1）采用懸掛電纜小車時， 應防止電纜在運動過程中磨損和發(fā)生過度彎曲，其電纜懸掛彎板的曲率半徑應不小于電纜外徑的5 倍。2）電纜排布時應保證各電纜長度相等，壓板壓接牢靠，同一層電纜外徑盡可能接近，要避免某一根或少數(shù)幾根電纜受力過度。3）牽引桿的安裝

15、位置應使得當所有懸掛電纜小車退回到起始位置時。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求5 電氣設備安裝的一般要求 1）電氣設備應安裝牢固。2）安裝在電氣室內(nèi)的電氣設備，其防護等級可以為IP00，應有適當?shù)姆雷o措施。3）安裝在起重機各部位的電氣設備，應能方便、安全地維修。4）對于室內(nèi)使用的起重機械，最低防護等級為IP10。對于室外使用的起重機，殼防護等級不應低于IP33。5）起重機大、小車上饋電裝置的裸露帶電部分與金屬結(jié)構(gòu)之間的最小距離應大于30mm；起重機運行產(chǎn)生相對晃動時，其間距應大于最大晃動量加30mm。6）在安裝和使用的過程中，如電氣設備存在振動、沖擊或碰撞的可能時，應采取必要的減振安裝措施，

16、保證電氣設備的正常使用。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求1 供配電系統(tǒng)的安全保護 1）配電系統(tǒng)應設短路保護，并應在短路電流對導體和連接件產(chǎn)生的熱作用和機械作用造成危害之前分斷短路線路。2）配電系統(tǒng)應設過載保護，并應在過載電流引起的溫升對導體的絕緣、接頭、端子或?qū)w周圍的物質(zhì)造成損害前分斷過載電路。3）配電系統(tǒng)應設接地故障保護裝置，并能有效地防止人身間接電擊以及電氣火災、系統(tǒng)損壞等事故。4）配電系統(tǒng)必須裝有失壓保護，當供電電源中斷時凡涉及安全或不宜自動開啟的用電設備均應處于斷電狀態(tài)。四、電氣安全保護系統(tǒng)第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求2 線路保護 所有外部線路都應具有由短路或接地引起的過電流

17、保護功能，在線路發(fā)生短路或接地時，瞬時保護裝置應能分斷線路。3 電動機保護 1）采用瞬時動作或反時限動作的過電流保護，其瞬時動作電流整定值應約為電動機最大起動電流的1.25 倍；采用反時限動作的過電流繼電器來保護電動機時，電動機正常起動時應不動作，過流時應有良好的保護特性。 2）在電動機內(nèi)設置熱傳感元件。 3）熱過載保護。第一節(jié) 起重機械電力裝備的技術要求4 系統(tǒng)保護（1）超速保護（2）零位保護（3）錯相和斷相或缺相保護（4）失磁保護（5）接地和避雷保護5 電氣聯(lián)鎖保護1）進入橋式和門式起重機的門，以及從司機室登上橋架的艙口門，應設聯(lián)鎖保護裝置。2）司機室設在起重機的運動部分上時，進入司機室的

18、通道口，應設聯(lián)鎖保護裝置。3）可兩處或多處操作的起重機，應設聯(lián)鎖保護裝置，以保證只能在一處操作。4）既可以電力驅(qū)動，也可以手動驅(qū)動時，相互間的操作轉(zhuǎn)換應能聯(lián)鎖。5）夾軌器和錨定裝置應能與其對應的運行機構(gòu)聯(lián)鎖。第2節(jié) 起重機械電氣設備第二節(jié) 起重機械電氣設備起重機械電氣設備 電器行業(yè)對應IEC 標準規(guī)定了五種工作制，即八小時工作制、不間斷工作制、短時工作制、斷續(xù)周期（重復短時）工作制和周期工作制。電控設備本身沒有單獨規(guī)定工作制參數(shù)，但應按起重機械的實際工況確定其對所選電器元件的工作制要求。一、起重機械電氣設備的技術要求1 工作制第二節(jié) 起重機械電氣設備2 接電持續(xù)率 起重機械電氣設備的接電持續(xù)率

19、是指一個工作周期中工作時間和周期時間的比值，通常用JC 值表示，常用接電持續(xù)率JC 值有15%、25%、40%、60%、100%等。3 接電次數(shù) 接電次數(shù)是選擇起重機械電氣設備的另一重要參數(shù)。斷續(xù)周期工作制S3 規(guī)定：一個工作周期的最長時間不超過10min，即1h 最少起動6 次；對大多數(shù)起重機械來說，每小時的工作次數(shù)一般都會超過6 次，工作一次，接電一次，故可用接電次數(shù)表示其工作的繁忙程度。第二節(jié) 起重機械電氣設備4 全起動次數(shù) 對電動機來說，每接電一次需起動和制動各一次，電動機的起動、制動電流遠遠大于其額定運行電流，發(fā)熱量也大, 起動、制動時速度較大，散熱條件惡化，故溫度升高。起動，是指電

20、動機從零速上升到額定轉(zhuǎn)速，也稱全起動。5 使用條件 1）起重機使用環(huán)境中存在著嚴重的振動。2）室外起重機的電控設備所處的環(huán)境條件比較惡劣，相對濕度較大，存在雨水、灰塵侵襲、陽光直射等不利問題。3）在港口和化工企業(yè)等場所工作的起重機，處于腐蝕性氣體、有爆炸危險或高溫環(huán)境中，其電控設備常受到鹽霧和其他有害物質(zhì)的腐蝕，有時還會有爆炸性氣體或粉塵存在。第二節(jié) 起重機械電氣設備 電控設備是指各種生產(chǎn)機械的電氣傳動控制設備，功能以對電動機控制為主，一般分為通用型和專用型，多用接觸器、繼電器等低壓控制電器。 目前，國內(nèi)常用的起重電控產(chǎn)品主要為：配電保護和總受電屏（柜），以串電阻為主要手段、調(diào)速比不超過3：1

21、 的低調(diào)速控制屏（柜），調(diào)速范圍為3：1 以上的高調(diào)速控制屏（柜）等。1 概述二、起重機械常用電動機（見4.2 節(jié)和4.4 節(jié)相關內(nèi)容）三、起重機械電控設備第二節(jié) 起重機械電氣設備 配電保護及總受電屏（柜）主要由總斷路器（電源開關）、總接觸器、過流保護繼電器和分支斷路器等組成，它是用來對起重機械進行電能分配、接通和分斷電源，以及對配電線路進行短路、過載和接地保護的設備。（1）起重機配電保護的技術要求1）起重機總進線處宜設能切斷起重機上所有電源的隔離開關。2）總電源回路應設具有電磁脫扣功能的總斷路器。3）動力電源回路宜設能夠接通、分斷動力電源的總接觸器。4）起重機各機構(gòu)動力、控制及輔助電源分支線

22、路應采用斷路器、熔斷器或過流保護繼電器提供機構(gòu)過流保護和分支線路短路保護。5）在司機室或電氣室內(nèi)應設能斷開總動力電源和制動器電源的紅色非自動復位的緊急分斷開關。2 配電保護及總受電屏（柜）第二節(jié) 起重機械電氣設備 （2）配電保護基本方案1）配電保護屏（柜）方案特征：至少有一個機構(gòu)采用凸輪控制器控制。將由凸輪控制器所控制機構(gòu)的零位、電動機過流保護、超載限制器及超速（起升機構(gòu)）保護、端部限位及行程限位保護等部分均設置在配電屏（柜）中, 稱之為配電保護屏（柜）方案。2）總受電屏（柜）方案特征：各機構(gòu)全部采用控制屏（柜）控制。除端部限位保護外，將各機構(gòu)的各種保護均設置在機構(gòu)的控制屏（柜）中，用總受電屏

23、（柜）單獨配電，稱之為總受電屏（柜）方案。此配電保護方案適用于大型起重機以及各機構(gòu)均為變頻調(diào)速或定子調(diào)壓調(diào)速的起重機。第二節(jié) 起重機械電氣設備3 配電保護屏（柜）方案圖15-1配電保護典型動力回路電路第二節(jié) 起重機械電氣設備 （1）主回路元器件及功能1）總電源開關- Q10。2）動力電源總接觸器- K10。3）過電流繼電器F20 F28。4）分支線路斷路器(或熔斷器) F31 F35。5）隔離開關F00。（2）控制回路功能 如圖15-2所示。1）合上主隔離開關及總斷路器，控制及照明回路有電。2）按下啟動按鈕- S11，主令在零位且無故障，主接觸器- K10 吸合，動力回路有電,保護屏（柜）實現(xiàn)

24、配、送電。3）保護屏（柜）實現(xiàn)故障狀況下安全斷電功能。第二節(jié) 起重機械電氣設備圖15-2配電保護控制回路典型電路第二節(jié) 起重機械電氣設備 當各機構(gòu)均采用控制屏（柜）時, 各機構(gòu)的保護及過電流繼電器等均含在各自控制屏（柜）中, 此時采用總受電屏（柜）方案為起重機配電?？偸茈娖粒ü瘢﹥?nèi)的總斷路器、總動力回路接觸器、各分支斷路器等設置、整定方法及功能同配電保護屏（柜）。4 總受電屏（柜）方案（1）起重機工作電流通常起重機整機的工作電流IW 可按下式計算 IW = IN1 + IN2 + IN3 + IAUXI (15-1)（2）起重機最大工作電流單臺起重機整機的最大工作電流Imax可按下式計算 Im

25、ax = KIN1 + IN2 + IN3 (15-2)5 起重機工作電流和最大工作電流第二節(jié) 起重機械電氣設備 國內(nèi)起重機通用保護柜有XQ1 系列和QB1 7 系列，主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式大致相近。 （1） XQ1 系列保護柜 （2）QB1 7 系列保護柜6 通用保護柜產(chǎn)品種類 行業(yè)內(nèi)把以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻為主要手段、調(diào)速比不超過31 的傳動控制屏（柜）統(tǒng)稱為“交流起重機低調(diào)速要求電控設備”。7 起重機轉(zhuǎn)子串電阻類控制屏（柜）第二節(jié) 起重機械電氣設備 PQR2 (XQR2)、PQR4 (XQR4) 以及QR1S 這兩個起升機構(gòu)系列驅(qū)動控制方案下降特點為：下降為三擋操作（反接制動+ 單相制動+ 再生制動

26、）組合，適用于經(jīng)常輕載工作的通用起重機。QR2S 起升系列驅(qū)動控制方案下降特點為：下降為三擋操作（反接制動+ 反接制動+ 再生制動）的組合，可滿足經(jīng)常重載工作的起重機(如鑄造起重機等) 的低速下降要求。（1）PQR2 (XQR2) 和PQR4 (XQR4) 系列控制屏(柜)1）控制線路均為開環(huán)控制, 可逆不對稱電路, 主令控制器擋位為3-0-3。2）起動電阻三相對稱3）上升為三擋操作4）下降為三擋操作（反接制動+ 單相制動+ 再生制動）8 起升機構(gòu)控制屏（柜）第二節(jié) 起重機械電氣設備 5) 主令控制器從上升或下降方向返回零位停車時，制動器先斷電上閘，電動機按上升方向通電0.6s 后再斷電，與機

27、械制動器上閘動作配合以防止“溜鉤” 現(xiàn)象。6) 當為雙電動機傳動時，電路允許每臺電動機單獨運轉(zhuǎn)。（2）QR1S 系列控制屏（柜） 1）設換相繼電器。2）起動電阻三相對稱，第一、二、三級手動切除，其余由時間繼電器控制自動切除。3）上升時先串入全部電阻，電動機低轉(zhuǎn)矩（0.6TN 左右）起動，延時0.2s 后再切除第一段電阻，起到輕載時減少沖擊、重載時預緊鋼絲繩的作用。4）需要時可增加點動操作環(huán)節(jié)。第二節(jié) 起重機械電氣設備 （3）QR2S 系列控制屏（柜） 1）控制線路為開環(huán)控制，可逆不對稱電路，主令控制器擋位為3-0-3。2）起動電阻三相對稱，第一、二級手動切除，其余均通過時間繼電器自動切除。3）

28、上升為三擋操作：上升各擋為轉(zhuǎn)子串電阻起動，第一、二擋為慢速擋，電阻手動切除，第三擋為加速高速運行擋。4）下降為三擋操作（反接制動+ 反接制動+ 再生制動）。5）下降方向操作可根據(jù)負載和下降速度、距離的要求, 正確選擇擋位。6）主令控制器從上升或下降方向返回零位停車時，制動器先斷電，電動機按上升方向通電0.5s 后再斷電，以減少“溜鉤” 現(xiàn)象。7）當正反轉(zhuǎn)接觸器都沒接通閉合而制動接觸器產(chǎn)生誤動作時，電路能自動聯(lián)鎖 防止誤降墜落事故。8）有轉(zhuǎn)子接觸器熔焊檢查環(huán)節(jié)。第二節(jié) 起重機械電氣設備 國內(nèi)老產(chǎn)品有PQR1、PQR3 和PQR5 系列；92 聯(lián)合設計新產(chǎn)品有QR1Y 5Y 系列。QR3Y 系列在

29、QR2Y 基礎（采用滑行擋減速環(huán)節(jié)）上增加了可直接反向的特點，QR4Y 和QR5Y 增加了一擋滑行、回零自動反接制動功能。（1）QR1Y 系列控制屏（柜） 采用該系列控制屏（柜）的電動機機械特性如圖15-5 所示。（2）QR3Y 系列控制屏（柜） QR3Y 系列在QR1Y 系列基礎上增加一擋滑行，可直接反向控制方案。9 平移機構(gòu)控制屏（柜）圖15-5QR1Y 3Y 系列電動機機械特性第二節(jié) 起重機械電氣設備 抓斗機構(gòu)控制屏(柜) 主要產(chǎn)品有PQR6 老系列以及QR1Z 和QRZ 新系列。（1）PQR6 和QR1Z 系列抓斗機構(gòu)控制屏（柜） 此兩系列控制屏（柜）均為對稱可逆電路，雙電動機分別傳動

30、，兩主令控制器各控制一臺電動機，擋位均為1-0-1，雙手柄控制雙電動機，抓斗機構(gòu)的開閉和升降由不同操作組合完成。（2）QRZ 系列單手柄抓斗機構(gòu)控制屏（柜）重點解決上述抓斗控制方案存在的雙手柄控制、兩臺電動機負載不均衡造成電動機壽命降低和沉抓性能不理想等問題，具體采用下面兩種方案：1）機械差動方案。2）電氣控制方案。10 抓斗機構(gòu)控制屏（柜）第二節(jié) 起重機械電氣設備 起重機聯(lián)動臺是實現(xiàn)各機構(gòu)電動機起動、制動、調(diào)速、換向、停車等工作的操作設備。1）交流額定工作電壓不超過380V, 頻率為50Hz; 直流額定工作電壓不超過220V。2）操作設備約定發(fā)熱電流可分為10（5）A、32（25）A、63（

31、60）A 三種3）額定操作頻率：凸輪控制器為600 次/ h，主令控制器為1200 次/ h。4）基本接電持續(xù)率為40%，操作機構(gòu)機械壽命不少于300 萬次。5）最多控制擋位：左右各6 擋；最多控制回路數(shù)：17個；外殼防護等級不低于IP30。1 主要基本參數(shù)四、起重機聯(lián)動控制臺（聯(lián)動臺）第二節(jié) 起重機械電氣設備 聯(lián)動臺一般由左、右控制箱, 坐椅和腳踏開關等組成，如圖15-6 所示?？刂葡溆刹僮鳈C構(gòu)、零位自鎖裝置、觸頭系統(tǒng)、凸輪、定位棘輪和箱體等部分組成。2 聯(lián)動控制臺構(gòu)成圖15-6起重機聯(lián)動控制臺 （1）操作機構(gòu) 如圖15-7 所示。 （2）臺面布置 標準臺面布置為左箱三個按鈕（紅、綠、黑），

32、右箱兩個信號燈（紅、綠）、一個電鎖、一個緊急按鈕。 圖15-7操作傳動機構(gòu)形式a) 聯(lián)動單手柄b) 抓斗雙手柄c) 主/ 副鉤雙手柄d) 水平手柄第二節(jié) 起重機械電氣設備 理想的電阻材料一般應具有較高的電阻率和工作溫度、較小的溫度系數(shù)、適當?shù)臋C械強度、耐振動和腐蝕、使用壽命長、價格便宜、便于加工制造和維修等性能。1）鑄鐵。2）鐵鉻鋁。3）銅鎳合金。4）鎳鉻合金和不銹鋼。1 常用電阻材料五、起重機械成套電阻器第二節(jié) 起重機械電氣設備1）鑄鐵電阻元件及標準電阻器。2）銅鎳合金電阻元件及標準電阻器。3）鐵鉻鋁電阻元件及標準電阻器。4）鎳鉻合金（或不銹鋼）電阻元件及電阻器。2 電阻器類型及元件第二節(jié)

33、起重機械電氣設備 在電壓1200V 及以下的交（直）流電路內(nèi), 起著通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器統(tǒng)稱為低壓電器（元件），一般從應用角度可分為配電類和控制類。起重機械常用配電類（刀開關、斷路器、熔斷器等）、控制類（接觸器、控制繼電器、熱繼電器、主令電器等）低壓元器件。六、起重機械常用低壓電器元件第二節(jié) 起重機械電氣設備1 低壓電器元件的常用參數(shù) （1）斷續(xù)周期工作制1）斷續(xù)周期工作制是指電器主觸頭（保持閉合）的負載時間與其空載時間有規(guī)定的比值。2）負載因數(shù)（通電持續(xù)率）是指通電時間（t）和通斷操作循環(huán)周期（t0）的比值。3）通斷操作循環(huán)次數(shù)是指按每小時能夠進行的通斷操作循環(huán)次數(shù)分級（單位為次

34、/ h）共十級。（2）低壓電器使用性能1）溫升。 2）電器壽命。3）機械壽命。 4）電壽命。第二節(jié) 起重機械電氣設備（1）作用、特性和主要參數(shù) 斷路器能接通、承載和分斷正常電路的電流; 在規(guī)定條件和時間內(nèi)能接通、承載并分斷短路電流; 電網(wǎng)中主要作為短路、過載及欠電壓等不正常情況的低壓保護器件使用, 也可在不頻繁起動電動機的主電路中作為控制和保護之用。 斷路器的主要技術參數(shù)有額定電壓、額定電流、短路通斷能力、動作時間、保護特性和使用壽命等。（2）主要產(chǎn)品1）框架式斷路器（也稱萬能式斷路器）。2）塑殼式斷路器（裝置式斷路器）。3）微型斷路器。2 低壓斷路器第二節(jié) 起重機械電氣設備（1）作用、特性和

35、主要參數(shù) 熔斷器是低壓配電系統(tǒng)中依靠熔體熔化來分斷電路的，是一種簡單實用的短路保護元件和單臺電器設備的過載保護元件，但不能作過流保護元件。起重機械常用熔斷器有A 類（部分范圍分斷）、G 類（一般用途保護）、M 類（電動機負載保護）、快速熔斷器（半導體器件保護）。（2）主要產(chǎn)品 起重機械常用熔斷器有螺旋式（RL1、RL6）、填料封閉管式（NT）、無填料密閉管式（RM7、RM10）、快速熔斷器（NGT 和RST10）等系列。3 熔斷器第二節(jié) 起重機械電氣設備（3）選用原則 1）根據(jù)負載情況和短路電流大小選用。短路電流較大或有易燃氣體場合宜采用高分斷能力的RL 或RT （包括NT）系列；保護硅整流器

36、件及晶閘管場合，采用快速熔斷器。2）熔斷器額定電壓應不小于所在電路的額定電壓。3）熔斷器額定電流應不小于熔體額定電流；額定分斷能力應大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。4）確定適當?shù)娜垠w額定電流Im 和額定電壓Um，包括電流平穩(wěn)的一般控制電路保護、電動機短路保護、半導體器件的快速熔斷器保護等。第二節(jié) 起重機械電氣設備（1）作用、特性和主要參數(shù) 隔離器是指能將用電設備從電網(wǎng)（電源）脫開隔離的開關電器，分斷時能將電路中所有電流通道切斷并保持有效的隔離距離, 屬于無載通斷電器，但有一定載流能力。刀開關按極數(shù)可分為單極、兩極、三極，按結(jié)構(gòu)形式可分為平板式、條架式, 按操作方式可分為直接手柄操作、旋轉(zhuǎn)操作

37、、杠桿操作、電動操作，按轉(zhuǎn)換方式可分為單投、雙投等。刀開關主要參數(shù)包括額定電壓、額定電流、通斷能力、機械壽命、電壽命等。4 隔離器、刀開關第二節(jié) 起重機械電氣設備（2）主要產(chǎn)品 1）HK1 及HK2 型刀開關。主要用于50Hz 和380V 工業(yè)企業(yè)電氣照明、分支線路的配電設備中2）HD 及HS 型刀開關。主要用于工礦企業(yè)配電設備, 屬于大電流、低電壓型品種。（3）選用原則1）刀開關。保證其額定絕緣電壓和額定工作電壓不低于線路的相應數(shù)據(jù)，額定工作電流不小于線路的計算電流。2）隔離器。當要求有通斷能力時，應選用具備相應額定通斷能力的隔離器；如需接通短路電流時，則應選用具備相應短路接通能力的隔離開關

38、。第二節(jié) 起重機械電氣設備（1）作用、特性和主要參數(shù) 接觸器一般由觸頭接觸系統(tǒng)（主觸頭和輔助觸頭）、電磁系統(tǒng)、滅弧裝置及機械構(gòu)件與緊固零件等組成, 接觸器按主觸頭控制電流種類可分為交流、直流，按滅弧介質(zhì)可分為空氣式、油浸式、真空式，按主觸頭極數(shù)可分為單極、雙極、三極、四極。接觸器主要特性參數(shù)包括額定值和極限值，使用類別，使用壽命。（2）主要產(chǎn)品1）交流接觸器。2）直流接觸器。5 接觸器第二節(jié) 起重機械電氣設備（3）選用原則1）確定電路中負載電流的種類；主觸頭額定電流應大于或等于被控電路的額定電流；頻繁起制動和頻繁正反轉(zhuǎn)場合，主觸頭額定電流可稍微降低。2）接觸器額定工作電壓應不小于被控電路的最大

39、工作電壓。3）接觸器額定通斷能力應大于通斷時電路中的實際電流值；耐受過載電流能力也應高于電路中可能出現(xiàn)的工作過載電流值。4）如果接觸器用來控制電動機的頻繁起動、正反轉(zhuǎn)或反接制動時，通常應將接觸器的主觸頭額定電流降低一個電流等級使用。第二節(jié) 起重機械電氣設備（1）作用和分類 控制繼電器是控制系統(tǒng)中控制其他電器的動作或主電路中作保護用的最基本器件，通?？煞譃榻? 直流電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器和過電流繼電器等,（2）主要產(chǎn)品1）中間繼電器。2）熱繼電器。3）過電流繼電器。4）時間繼電器。6 控制繼電器第二節(jié) 起重機械電氣設備起重機械專用電氣元件包括限位開關、超速開關、

40、凸輪和主令控制器、腳踏開關等。1）限位開關是利用機械運動零部件碰撞來發(fā)出控制指令的一種自動控制器件，主要控制機構(gòu)的行程、位置、速度、狀態(tài)等參數(shù)，是行程開關、限位開關及終端開關的統(tǒng)稱。2）超速開關是用來限制電動機或由電動機所驅(qū)動的被控器件的最高轉(zhuǎn)速，一旦超速便快速斷開電路，制動器迅速上閘，確保設備及人身安全。3）凸輪控制器是利用凸輪形狀，轉(zhuǎn)動手柄可按照預定順序控制觸頭的開/ 閉以接通不同的連接線路，通過變更定子電路或轉(zhuǎn)子電路電阻，實現(xiàn)直接控制電動機起動、調(diào)速、換向等目的。7 起重機械專用電氣元件第二節(jié) 起重機械電氣設備4）主令控制器是與控制屏（繼電器、接觸器等）配合使用的多回路控制電器，可按照一

41、定順序分合觸頭，達到切換控制回路、發(fā)布命令或與其他控制線路聯(lián)鎖/ 轉(zhuǎn)換的目的。5）腳踏開關是借助腳踏板傳動系統(tǒng)驅(qū)動觸頭元件分合來控制驅(qū)動裝置和信號系統(tǒng)的。第3節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng)第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng)起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng) 拖動系統(tǒng)的運行狀態(tài)由電動機與機構(gòu)負載雙方的特性所決定。有關拖動系統(tǒng)基本運動方程、機械特性、穩(wěn)定運行條件、機構(gòu)負載性質(zhì)、運轉(zhuǎn)狀態(tài)、起動等詳細內(nèi)容見第4 章。一、起重機械調(diào)速基本概念第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng)1）速度調(diào)節(jié)。2）穩(wěn)速運行。3）加、減速運行。1 起重機械轉(zhuǎn)速控制的要求調(diào)速性能指標是調(diào)速系統(tǒng)應滿足的靜態(tài)和動態(tài)的技術性能

42、要求。（1） 穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）調(diào)速指標1）靜差率（轉(zhuǎn)速變化率）是指電動機由理想空載變到額定負載時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速差與額定負載轉(zhuǎn)速之比，通常用s 的百分數(shù)表示。2）調(diào)速范圍（調(diào)速比）是指在符合規(guī)定的靜差率條件下，機械額定負載要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)速nmin之比，通常用D 表示。2 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng) （2）動態(tài)調(diào)速指標動態(tài)調(diào)速指標主要是指在給定信號或擾動信號的作用下，系統(tǒng)輸出的各項動態(tài)響應在過渡過程中的性能指標。1）系統(tǒng)對給定階躍輸入的跟隨能力。一般包括調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量。2）系統(tǒng)對階躍擾動的抵抗能力。（1）開環(huán)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（2）無級調(diào)速和有級調(diào)速

43、（3）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速3 起重機械常用調(diào)速系統(tǒng)類型第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng) 反接制動包括負載倒拉反轉(zhuǎn)制動和電源反接反轉(zhuǎn)制動，其可作為調(diào)速手段在起升機構(gòu)中用來實現(xiàn)重物下降，在平移機構(gòu)中用來停車、換向前的減速或反向起動的手段。（1）負載倒拉反轉(zhuǎn)反接制動運行如圖15-8 所示。（2）電源反接制動并反轉(zhuǎn)制動運行二、利用制動狀態(tài)調(diào)速的傳動控制系統(tǒng)1 反接制動圖15-8制動狀態(tài)調(diào)速的各種運行狀態(tài)機械特性第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng) 回饋制動是各種調(diào)速方式中經(jīng)濟指標最好的一種，多用于起升機構(gòu)高速或快速下降，吊重負載下放而釋放的位能，除電動機本身損耗外，全部反饋回電源。2 回饋制動（再生制動） 當三相繞線式異步電動機定子三相繞組接通單相電源、轉(zhuǎn)子串入適當電阻時, 形成僅有兩相供電的狀態(tài)，零序電壓為零，負序和正序電壓各自產(chǎn)生的特性將合成為一條通過第、第象限過原點的特性曲線3，可形成一種新的特殊制動狀態(tài)單相制動運行狀態(tài)。3 單相制動第三節(jié) 起重機械調(diào)速及電氣傳動控制系統(tǒng) 能耗（動力）制動按勵磁方式分為他勵和自勵兩種。他勵能耗制動具有獨立整流電源，可實現(xiàn)開環(huán)他勵和閉環(huán)他勵。自勵能耗制動時，轉(zhuǎn)子繞組切割由微小輔助勵磁電流建立的磁場（另外提供），并將產(chǎn)生的感應電流