項(xiàng)目4橋式起重機(jī)電氣控制線路

項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析電氣控制與PLC技術(shù)應(yīng)用CompanyLogo職業(yè)核心能力培養(yǎng)探索項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．1項(xiàng)目描述圖4-1橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖CompanyLogo職業(yè)核心能力培養(yǎng)探索項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．1項(xiàng)目描述本項(xiàng)目以10t橋式起重機(jī)電氣控制為例學(xué)習(xí)凸輪控制器、主令控制器、電磁抱閘器結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)習(xí)電流繼電器和電壓繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理及用途。掌握電流繼電器和電壓繼電器動(dòng)作值整定及返回系數(shù)測(cè)量，并熟悉繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及調(diào)速控制。

起重機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)起吊或放下重物，并使重物在短距離內(nèi)水平移動(dòng)的一種大型起重機(jī)械，其工作特點(diǎn)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．1項(xiàng)目描述1．起重機(jī)用途和分類(lèi)按其結(jié)構(gòu)可分為橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)、塔式起重機(jī)、旋轉(zhuǎn)起重機(jī)及纜索起重機(jī)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(jí)，其中以橋式起重機(jī)的應(yīng)用最為廣泛并具有一定的代表性。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．1項(xiàng)目描述2．橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況（1）橋架由主梁、端梁等幾部分組成。（2）大車(chē)移行機(jī)構(gòu)大車(chē)移動(dòng)行走機(jī)構(gòu)是由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、傳動(dòng)軸（減速器）和車(chē)輪等幾部分組成。（3）小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)由小車(chē)架、小車(chē)移動(dòng)行走機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)組成。

運(yùn)動(dòng)形式有由大車(chē)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的前后運(yùn)動(dòng)，由小車(chē)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的左右運(yùn)動(dòng)以及由提升電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的重物的升降運(yùn)動(dòng)三種形式，每種運(yùn)動(dòng)都要求有極限位置保護(hù)。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．1項(xiàng)目描述3．橋式起重機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)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(shí)間，輕載的提升速度應(yīng)大于額定負(fù)載的提升速度。（2）具有一定的高速范圍，對(duì)于普通起重機(jī)調(diào)速范圍一般為3∶1，而要求高的地方則要求達(dá)到5∶1～10∶1。（3）在開(kāi)始提升或重物接近預(yù)定位置附近時(shí)，都需要低速運(yùn)行。因此應(yīng)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(dòng)間隙，使鋼絲繩張緊，為避免過(guò)大的機(jī)械沖擊，這一擋的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能過(guò)大，一般限制在額定傳矩的一半以下。（5）在負(fù)載下降時(shí)，根據(jù)重物的大小，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩可以是電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，也可以是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，兩者之間的轉(zhuǎn)換是自動(dòng)進(jìn)行的。（6）為確保安全，要采用電氣與機(jī)械雙重制動(dòng)，既減小機(jī)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(shè)備和人身事故。（7）要有完備的電氣保護(hù)與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．2相關(guān)知識(shí)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(lái)操作動(dòng)觸頭動(dòng)作的控制器。（1）凸輪控制器的型號(hào)及含義CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析（2）凸輪控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理1．凸輪控制器

凸輪控制器的工作原理：動(dòng)觸頭與凸輪固定在轉(zhuǎn)軸上，每個(gè)凸輪控制一個(gè)觸頭。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，凸輪隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸輪的凸起部分頂住滾輪時(shí)，動(dòng)、靜觸頭分開(kāi)；當(dāng)凸輪的凹處與滾輪相碰時(shí)，動(dòng)觸頭受到觸頭彈簧的作用壓在靜觸頭上，動(dòng)、靜觸頭閉合，在方軸上疊裝形狀不同的凸輪片，可使各個(gè)觸頭按預(yù)定的順序閉合或斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)不同的控制目的（a）實(shí)物圖（b）結(jié)構(gòu)圖圖4-2KTJ1系列凸輪控制器

CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．2相關(guān)知識(shí)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(yù)定程序操縱多個(gè)控制電路的主令電器，用它通過(guò)控制接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和反轉(zhuǎn)，其觸點(diǎn)的工作電流不大。（1）主令控制器的型號(hào)及含義CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析2.主令控制器（2）主令控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理主令控制器的外形及結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)1，7－凸輪塊；2－接線柱；3－靜觸點(diǎn)；4－動(dòng)觸點(diǎn)；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(jié)構(gòu)

主令控制器的工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)手柄→方形轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪塊轉(zhuǎn)動(dòng)→凸輪塊的凸出部分壓動(dòng)小輪8，使動(dòng)觸頭4離開(kāi)掙觸頭3，分?jǐn)嚯娐?。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)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(diǎn)閉合順序進(jìn)行選擇。②主令控制器投入運(yùn)行前，應(yīng)使用500V或1000V兆歐表測(cè)量其絕緣電阻，絕緣電阻一般應(yīng)大于0.5MΩ，同時(shí)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(yīng)與接地網(wǎng)可靠連接。④主令控制器不使用時(shí)手柄應(yīng)停在零位。

CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．2相關(guān)知識(shí)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(lái)操縱牽引機(jī)械裝置，以完成預(yù)期的動(dòng)作，或用于鋼鐵零件的吸持固定、鐵磁物體的起重搬運(yùn)等，因此它是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(jī)構(gòu)四部分組成。按線圈中通過(guò)電流的種類(lèi)，電磁鐵可分為交流電磁鐵和直流電磁鐵。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析3．電磁抱閘器

（a）結(jié)構(gòu)（b）電磁鐵的一般符號(hào)（c）電磁制動(dòng)器符號(hào)圖4-5MZDI型制動(dòng)電磁鐵與制動(dòng)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析（1）電磁抱閘制動(dòng)器斷電制動(dòng)控制線路3．電磁抱閘器圖4-6電磁抱閘制動(dòng)器斷電制動(dòng)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析（2）電磁抱閘制動(dòng)器通電制動(dòng)控制線路圖4-6電磁抱閘制動(dòng)器通電制動(dòng)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．2相關(guān)知識(shí)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(shí)，電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測(cè)電路中，根據(jù)通過(guò)線圈電流值的大小而動(dòng)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(dǎo)線要粗，阻抗要小。電流繼電器分為過(guò)電流繼電器和欠電流繼電器兩種。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．電流繼電器（1）過(guò)電流繼電器當(dāng)繼電器中的電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，引起開(kāi)關(guān)電器有延時(shí)或無(wú)延時(shí)動(dòng)作的繼電器叫過(guò)電流繼電器。它主要用于頻繁啟動(dòng)和重載啟動(dòng)的場(chǎng)合，作為電動(dòng)機(jī)和主電路的過(guò)載和短路保護(hù)。（a）外形（b）結(jié)構(gòu)圖（c）符號(hào)圖4-7JT4系列過(guò)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．電流繼電器（2）欠電流繼電器當(dāng)通過(guò)繼電器的電流減小到低于其整定值時(shí)動(dòng)作的繼電器稱(chēng)為欠電流繼電器。在線圈電流正常時(shí)這種繼電器的銜鐵與鐵心是吸合的。它常用于直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電路和電磁吸盤(pán)的弱磁保護(hù)。圖4-9欠電流繼電器的符號(hào)CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析5．電壓繼電器4．2相關(guān)知識(shí)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(shí)電壓繼電器的線圈并聯(lián)在被測(cè)量的電路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開(kāi)電路。因此這種繼電器線圈的導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、阻抗大。電壓繼電器分為過(guò)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(hào)CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．2相關(guān)知識(shí)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(zhuǎn)子繞組串接電阻啟動(dòng)的電路圖CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析2．時(shí)間繼電器自動(dòng)控制線路4．2．2電氣控制線路圖4-13時(shí)間繼電器自動(dòng)控制電路圖CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)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(dòng)控制線路圖4-14電流繼電器自動(dòng)控制電路圖CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3項(xiàng)目實(shí)施4．3．1橋式起重機(jī)凸輪控制器控制線路分析1．電動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)下放重物時(shí)，由于負(fù)載較重，電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，為此操作重物下降時(shí)應(yīng)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(shí)也應(yīng)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(duì)于輕載提升，第1擋為起動(dòng)級(jí)，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(shí)若吊物太輕而不足以克服摩擦轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在強(qiáng)力下降狀態(tài)，即電磁轉(zhuǎn)矩與重物重力矩方向一致。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3．1橋式起重機(jī)凸輪控制器控制線路分析圖4-15凸輪控制器控制起重機(jī)電路原理圖CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3．1橋式起重機(jī)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(kāi)關(guān)，KI為過(guò)電流繼電器，用于過(guò)載保護(hù)，YA為三相電磁制動(dòng)抱閘的電磁鐵，YA斷電時(shí)，在強(qiáng)力彈簧作用下制動(dòng)器抱閘緊緊抱住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行制動(dòng)，YA通電時(shí)，電磁鐵吸動(dòng)抱閘使之松開(kāi)，三相電動(dòng)機(jī)由接觸器KM進(jìn)行起動(dòng)和停止控制，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)了幾段三相不對(duì)稱(chēng)電阻，在控制器的不同控制位置，凸輪控制器控制轉(zhuǎn)子各相電路接入不同的電阻，以得到不同的轉(zhuǎn)速，實(shí)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(duì)觸點(diǎn)串接在接觸器KM的控制回路中，當(dāng)操作手柄處于零位時(shí)，觸點(diǎn)1‐2、3‐4、4‐5接通，此時(shí)若按下SB則接觸器得電吸合并自鎖，電源接通，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)由凸輪控制器控制。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析2．控制電路分析4．3．1橋式起重機(jī)凸輪控制器控制線路分析（3）保護(hù)聯(lián)鎖環(huán)節(jié)分析本控制電路有過(guò)電流、失電壓、短路、安全門(mén)、極限位置及緊急操作等保護(hù)環(huán)節(jié)，其中主電路的過(guò)電流保護(hù)由串接在主電路中的過(guò)電流繼電器KI來(lái)實(shí)現(xiàn)，其控制觸點(diǎn)串接在接觸器KM的控制回路中，一旦發(fā)生過(guò)電流，KI動(dòng)作，KM釋放而切斷控制回路電源，起重機(jī)便停止工作。由接觸器KM線圈和0位觸點(diǎn)串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)失電壓保護(hù)。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(dòng)按鈕方能工作?？刂齐娐返亩搪繁Ｗo(hù)是由FU實(shí)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(mén)開(kāi)關(guān)及提升機(jī)構(gòu)上極限位置與下極限位置保護(hù)行程開(kāi)關(guān)。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3項(xiàng)目實(shí)施4．3．2橋式起重機(jī)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(kāi)關(guān)，KM0與KM1為吊鉤電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器（控制吊鉤升降），YA為三相制動(dòng)電磁鐵，KI1為過(guò)電流保護(hù)繼電器，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中共有7段對(duì)稱(chēng)連接的電阻，其中前2段為反接制動(dòng)電阻，由接觸器KM3、KM4控制，后4段為起動(dòng)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(zhuǎn)子電路中；當(dāng)KM3～KM8依次閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)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(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)特性如圖4-18所示。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3．2橋式起重機(jī)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3．2橋式起重機(jī)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(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3項(xiàng)目實(shí)施4．3．2橋式起重機(jī)主令控制器控制線路分析2．控制電路分析（1）正轉(zhuǎn)提升控制先合上QS1、QS2，主電路、控制電路上電，當(dāng)主令控制器操作手柄置于零位時(shí)，SA－1（表示SA的第1對(duì)觸點(diǎn)，以下類(lèi)同）閉合，使電壓繼電器KV吸合并自鎖，控制電路便處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。當(dāng)控制手柄處于工作位置時(shí)，雖然SA－1斷開(kāi)，但不影響KV的吸合狀態(tài)，但當(dāng)電源斷電后，卻必須使控制手柄回到零位后才能再次起動(dòng)，這就是零位保護(hù)作用。CompanyLogo項(xiàng)目四橋式起重機(jī)電氣控制線路分析4．3項(xiàng)目實(shí)施4．3．2橋式起重機(jī)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(gè)位置，根據(jù)吊鉤上負(fù)載的大小和控制要求，分三種情況。