起重機(jī)電氣控制第四章

第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)差率s之間存在一定關(guān)系：n=(1-s)n0

，異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性用曲線(xiàn)表示時(shí)，習(xí)慣上縱坐標(biāo)同時(shí)表示轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)差率s

，橫坐標(biāo)表示電磁轉(zhuǎn)矩

T

。但三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式則一般不用n=f（T）或

s=f（T）的形式，而用T=f（s）表示。

電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系n=f（T）。電動(dòng)機(jī)作為一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的設(shè)備，最重要的就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。OTnnsTmaxTstTNnNTNTstTmaxTssm1O(a)T=f(s)曲線(xiàn)

(b)n=f(T)曲線(xiàn)nssm1幾個(gè)基本概念異步電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速---同步轉(zhuǎn)速異步電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)電源的頻率轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)轉(zhuǎn)速---轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)速調(diào)速一、機(jī)械特性的物理表達(dá)式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為：式中：CTj——轉(zhuǎn)矩系數(shù)(常數(shù))

Φm——每極磁通(U1不變時(shí)近似為常數(shù))

均為s的函數(shù)。U1不變時(shí)近似為常數(shù)。另R2、X2為常數(shù)。則上式可表征為T(mén)=f(s)

，即機(jī)械特性。從分析轉(zhuǎn)子相電流及轉(zhuǎn)子功率因數(shù)

與轉(zhuǎn)差率

之間的關(guān)系，間接地找出電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率

s之間變化規(guī)律。

a.作曲線(xiàn)：和分別如圖。

b.兩條曲線(xiàn)逐點(diǎn)相乘，并乘以常數(shù)，據(jù)此可得機(jī)械特性。

c.縱坐標(biāo)改為n(s=0處n=ns；s=1處n=0)，得。機(jī)械特性方程為一個(gè)二次方程，則轉(zhuǎn)矩T必有一最大值Tm

，稱(chēng)為最大轉(zhuǎn)矩。對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率

sm稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)差率。令dT/ds=0，得：對(duì)應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩值：式中，“＋”號(hào)適用于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，“－”號(hào)適用于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性具有對(duì)稱(chēng)性，即發(fā)電機(jī)狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的最大轉(zhuǎn)矩絕對(duì)值及對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率可認(rèn)為近似相等。忽略R1的影響，上式可簡(jiǎn)化為：當(dāng)電源的頻率及電機(jī)的參數(shù)不變時(shí)，Tm與定子繞組相電壓U1的平方成正比。sm不變，與U1無(wú)關(guān)。當(dāng)電源的頻率、電壓不變時(shí)，Tm和Sm近似與成反比。(頻率越高，最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率越小)

Tm與R2無(wú)關(guān)，而Sm則與R2成正比。(R2為轉(zhuǎn)子回路總電阻)機(jī)械特性的定性分析：異步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒功率負(fù)載風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載sn0nNsNnmsm10TNTstTABCDTm機(jī)械特性可分為兩部分：a.T＜TN，S＜SN部分(圖中DB段)：近似為直線(xiàn)，任何負(fù)載均可穩(wěn)定運(yùn)行。稱(chēng)為工作部分(穩(wěn)定運(yùn)行區(qū))。b.S＞SN部分(圖中AB段)：對(duì)風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載可穩(wěn)定運(yùn)行。而對(duì)恒功率、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載不能穩(wěn)定運(yùn)行。有時(shí)稱(chēng)為非工作部分(非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū))

。二、異步電機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性1、固有機(jī)械特性

三相異步電動(dòng)機(jī)工作在額定頻率、額定相數(shù)、額定電壓下，定子繞組按規(guī)定的接線(xiàn)方式聯(lián)結(jié)(Y或Δ)，定子及轉(zhuǎn)子回路不外接任何阻抗或電器元件的條件下的機(jī)械特性稱(chēng)為固有機(jī)械特性。起動(dòng)點(diǎn)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)額定工作點(diǎn)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性2、人為機(jī)械特性

人為地改變電動(dòng)機(jī)的某些參數(shù)或電源參數(shù)而得到的機(jī)械特性，稱(chēng)為人為機(jī)械特性。

任意改變一個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)：m1、P1、R1、R2、X1、X2或改變一個(gè)電源參數(shù)：U1、f1，其機(jī)械特性都將發(fā)生改變。

人為機(jī)械特性的目的是為了獲得所需的拖動(dòng)性能。由參數(shù)表達(dá)式可知：(增大R2)—繞線(xiàn)型電機(jī)

Tm、ns不變，與R2無(wú)關(guān)。

sm與R2+RΩ成正比增大，Tst先隨R2+RΩ增大。當(dāng)Tst=Tm時(shí)，Tst有最大值，如RΩ再增大，Tst隨RΩ增大而減小。

其特性直線(xiàn)部分與直流電機(jī)電樞串電阻特性相似，可用于電機(jī)調(diào)速、起動(dòng)等。轉(zhuǎn)子電路內(nèi)串聯(lián)對(duì)稱(chēng)電阻三、三相異步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)1、電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電機(jī)有兩大運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：電動(dòng)狀態(tài)和制動(dòng)狀態(tài)。取決于電機(jī)運(yùn)行時(shí)T、n的關(guān)系。特點(diǎn)：T、n同向。即T、n真實(shí)方向相同，按正負(fù)判定慣例，則T、n同號(hào)。在機(jī)械特性圖中，曲線(xiàn)位于Ⅰ、Ⅲ象限。能量關(guān)系：電機(jī)由電網(wǎng)吸收電能，轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出。2、制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)特點(diǎn)：T、n反向。即T、n真實(shí)方向相反，按正負(fù)判定慣例，則T、n異號(hào)。在機(jī)械特性圖中，曲線(xiàn)位于Ⅱ、Ⅳ象限。能量關(guān)系：電機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，轉(zhuǎn)換為電能輸出(回饋)，或消耗于轉(zhuǎn)子回路中；也可由電網(wǎng)吸收電能，也消耗于轉(zhuǎn)子回路中。制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的不同情況，又可分為：回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)等。制動(dòng)運(yùn)行反向電動(dòng)運(yùn)行發(fā)電運(yùn)行電動(dòng)運(yùn)行制動(dòng)運(yùn)行回饋制動(dòng)運(yùn)行發(fā)電運(yùn)行回饋制動(dòng)運(yùn)行(1)、回饋制動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)：，即為回饋制動(dòng)。特性曲線(xiàn)位于Ⅱ、Ⅳ象限。

T、n反向，即制動(dòng)。

n>ns，s<0，即回饋。將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并回饋電源(發(fā)電)。

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第II象限，如圖中的A點(diǎn)，n＞0，T＜0，可稱(chēng)為正向回饋制動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于第IV象限，如圖中的B點(diǎn)，T＞0，n＜0，稱(chēng)為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。

對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，不論Ⅱ、Ⅳ象限，回饋制動(dòng)均可穩(wěn)定運(yùn)行。如在轉(zhuǎn)子回路串入電阻后，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值加大，如圖中的C點(diǎn)；串入電阻值越大，轉(zhuǎn)速絕對(duì)值越高。一般回饋制動(dòng)不串電阻?；仞佒苿?dòng)適用于起重機(jī)高速下放重物?；仞佒苿?dòng)時(shí)仍須接入電網(wǎng)。(2)、反接制動(dòng)狀態(tài)特點(diǎn)：n與ns反向，。特性曲線(xiàn)位于Ⅱ、Ⅳ象限。反接制動(dòng)可分為轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)和兩相反接的反接制動(dòng)兩種。(a)、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)(倒拉反轉(zhuǎn))拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行的三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)，若在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入一定值的電阻，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低。如果所串的電阻超過(guò)某一數(shù)值后，Tst<Tz，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反向(反轉(zhuǎn))，稱(chēng)之為轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)狀態(tài)(倒拉反轉(zhuǎn))

。對(duì)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，可在圖中的B點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。適用于起重機(jī)下放重物。反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子回路串入電阻特性變軟(b)、兩相反接的反接制動(dòng)處于正向電動(dòng)運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)改變?nèi)嚯娫吹南嘈驎r(shí)(定子兩相對(duì)調(diào))，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入了反接制動(dòng)過(guò)程.兩相反接的反接制動(dòng)無(wú)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)，適用于反抗性負(fù)載的快速停車(chē)(降速到n＝0時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源)或快速反向運(yùn)行。反接制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)電源相序?yàn)樨?fù)序。ns反向(機(jī)械特性突變)，T反向。而轉(zhuǎn)速n不能突變，即T、n反向?yàn)橹苿?dòng)運(yùn)行，且n、ns反向。則：兩相反接的反接制動(dòng)運(yùn)行時(shí)的功率關(guān)系與轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)運(yùn)行時(shí)完全相同。圖為轉(zhuǎn)子回路串入較大電阻時(shí)的反接制動(dòng)機(jī)械特性。如拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從A—B—C(暫態(tài))，到C點(diǎn)后，如未關(guān)斷電源，則至D點(diǎn)為電動(dòng)運(yùn)行(穩(wěn)態(tài))。如拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從A—B—C(暫態(tài))為反接制動(dòng)，由C—D—E(暫態(tài))為反向起動(dòng)(電動(dòng))，由E—F為回饋制動(dòng)，至F點(diǎn)為回饋制動(dòng)運(yùn)行(穩(wěn)態(tài))。反接制動(dòng)過(guò)程反向起動(dòng)FE回饋制動(dòng)反向電動(dòng)3、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)小結(jié)(1).電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)用T、n是同向或反向劃分，只有兩種：電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：T、n同向；制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：T、n反向。(2).由T、n關(guān)系可知：電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，特性在Ⅰ、Ⅲ象限；制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：特性在Ⅱ、Ⅳ象限。(3).由于T、n的正方向是人為規(guī)定的，所以同一電機(jī)的機(jī)械特性在Ⅰ、Ⅲ或Ⅱ、Ⅳ象限必是對(duì)稱(chēng)的。(4).正常接線(xiàn)情況下，可得到“電動(dòng)”、“回饋制動(dòng)”、“反接制動(dòng)”；而在定子中通入直流可得到“能耗制動(dòng)”

。橋式起重機(jī)拖動(dòng)主鉤異步電機(jī)主電路及其機(jī)械特性：1234561’3’4’2’5’提升(電動(dòng))下放(反向電動(dòng))下放(制動(dòng))Tz1Tz2轉(zhuǎn)速逐級(jí)提升過(guò)程為

轉(zhuǎn)速逐級(jí)提升的機(jī)械特性在空鉤下放時(shí)也屬電動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)不但有空鉤重量產(chǎn)生的位能力矩，而且有摩擦力產(chǎn)生的阻力矩，而阻力矩又比位能力矩大，將二者疊加即為電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。空鉤提升與下放時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性提升和下放空鉤時(shí)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性a--位能轉(zhuǎn)矩b---摩擦轉(zhuǎn)矩c---合轉(zhuǎn)矩反接制動(dòng)狀態(tài)回饋制動(dòng)狀態(tài)反接制動(dòng)下放重物時(shí)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性回饋制動(dòng)下放重物時(shí)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性第六節(jié)起重機(jī)械電氣控制線(xiàn)路分析

一、起重機(jī)械概述1用途和分類(lèi)

按其結(jié)構(gòu)可分按起吊的重量可分橋式起重機(jī)門(mén)式起重機(jī)塔式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)起重機(jī)纜索起重機(jī)小型為5～10t中型10～50t重型50t以上

2.橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況

1駕駛室2輔助滑線(xiàn)架

3交流磁力控制盤(pán)

4電阻箱

5起重小車(chē)6大車(chē)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)7端梁

8主滑線(xiàn)

9主梁

橋式起重機(jī)由橋架，裝有提升機(jī)構(gòu)的小車(chē)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)及操縱室等幾部分組成。（1）橋架：由主梁9、端梁走臺(tái)7等幾部分組成。主梁跨架在車(chē)間上空，其兩端連有端梁，主梁外側(cè)裝有走臺(tái)并設(shè)有安全欄桿。橋架的一頭裝有大車(chē)移行機(jī)構(gòu)6、電氣箱3、起吊機(jī)構(gòu)和小車(chē)運(yùn)行軌道以及輔助滑線(xiàn)架。橋架的一頭裝有駕駛室，另一頭裝有引入電源的主滑線(xiàn)。（2）大車(chē)移行機(jī)構(gòu)：大車(chē)移行機(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。其驅(qū)動(dòng)方式有集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種。整個(gè)起重機(jī)在大車(chē)移動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下，可沿車(chē)間長(zhǎng)度方向前后移動(dòng)。（3）小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)：由小車(chē)架、小車(chē)移行機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)組成。小車(chē)架由鋼板焊成，其上裝有小車(chē)移行機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、欄桿及提升限位開(kāi)關(guān)。小車(chē)可沿橋架主梁上的軌道左右移行。在小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的兩端裝有緩沖器和限位開(kāi)關(guān)；運(yùn)動(dòng)形式:大車(chē)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的前后運(yùn)動(dòng)，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)。

3．橋式起重機(jī)對(duì)電力拖動(dòng)和電氣控制的要求：通常起重機(jī)械的工作條件通常十分惡劣，而且工作環(huán)境變化大，大都是在粉塵大、高溫、高濕度或室外露天場(chǎng)所等環(huán)境中使用。其工作負(fù)載屬于重復(fù)短時(shí)工作制。由于起重機(jī)的工作性質(zhì)是間歇的（時(shí)開(kāi)時(shí)停，有時(shí)輕載，有時(shí)重載），要求電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、反向工作狀態(tài)，同時(shí)能承受較大的機(jī)械沖擊，并有一定的調(diào)速要求。為此，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了起重用電動(dòng)機(jī)，它分為交流和直流兩大類(lèi)，交流起重用異步電動(dòng)機(jī)有繞線(xiàn)和籠型兩種，一般在中小型起重機(jī)上用交流異步電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)一般用在大型起重機(jī)上。為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率及可靠性，對(duì)其電力拖動(dòng)和自動(dòng)控制等方面都提出了很高要求：（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）具有一定的調(diào)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)將速度分為幾檔，以便靈活操作。

（4）提升第一檔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，這一檔的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能過(guò)大，一般限制在額定轉(zhuǎn)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)。由于起重機(jī)使用很廣泛，控制設(shè)備已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的大小，常用的控制方式有兩種：一種是采用凸輪控制器直接去控制電動(dòng)機(jī)的起停、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)。這種控制方式由于受到控制器觸點(diǎn)容量的限制，故只適用于小容量起重電動(dòng)機(jī)的控制。另一種是采用主令控制器與磁力控制屏配合的控制方式，適用于容量較大，調(diào)速要求較高的起重電動(dòng)機(jī)和工作十分繁重的起重機(jī)。對(duì)于15t以上的橋式起重機(jī)，一般同時(shí)采用兩種控制方式，主提升機(jī)構(gòu)采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大車(chē)小車(chē)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和副提升機(jī)構(gòu)則采用凸輪控制器控制方式。

二.凸輪控制器控制線(xiàn)路分析

接觸器KM控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止。控制器的不同控制位置,轉(zhuǎn)子各相電路接入不同的電阻，實(shí)現(xiàn)一定范圍的調(diào)速。?—表示觸頭閉合L1L2L3UVWVWL2L3L2L3右，正轉(zhuǎn)左，反轉(zhuǎn)

凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

（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)有接觸器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。在電動(dòng)機(jī)定子回路中，三相電源進(jìn)線(xiàn)中的有一相直接引入，其它兩相經(jīng)凸輪控制器控制，當(dāng)控制器手柄位于左邊1～5檔與位于右邊1～5檔的區(qū)別是兩相電源互換，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的電源的相序的改變，達(dá)到正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制目的。電磁制動(dòng)器YA與電動(dòng)機(jī)同時(shí)得電或失電，從而實(shí)現(xiàn)停電制動(dòng)。凸輪控制器操作手柄使電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子電路同時(shí)處在左邊或右邊對(duì)應(yīng)各檔控制位置。左右兩邊1～5檔轉(zhuǎn)子回路接線(xiàn)完全一樣。當(dāng)操作手柄處于第一檔時(shí)，各對(duì)觸點(diǎn)都不接通，轉(zhuǎn)子電路電阻全部接入，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最低。而處在第五檔時(shí)，五對(duì)觸點(diǎn)全部接通，轉(zhuǎn)子電路電阻全部短接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最高。

（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。（3）保護(hù)聯(lián)鎖環(huán)節(jié)分析

本控制線(xiàn)路有過(guò)電流、失壓、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(xiàn)圈和0位觸點(diǎn)串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)失壓保護(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。控制電路的短路保護(hù)是由FU實(shí)現(xiàn)的，串聯(lián)在控制電路中的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)。

三.主令控制器控制線(xiàn)路分析KM0、KM1分別實(shí)現(xiàn)提升電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電路串入不同的電阻，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

1．主電路分析

LK1-12／90型主令控制器共有12對(duì)觸點(diǎn)，提升、下降各有六個(gè)控制位置。通過(guò)12對(duì)觸點(diǎn)的閉合與分?jǐn)嘟M合去控制定子電路與轉(zhuǎn)子回路的接觸器，決定電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)（轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)短、轉(zhuǎn)速等），使主鉤上升、下降，高速及低速運(yùn)行。

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)子電路中共有七段對(duì)稱(chēng)連接的電阻，其中前兩段為反接制動(dòng)電阻，由接觸器KM3、KM4控制，后四段為起動(dòng)加速調(diào)速電阻，分別由接觸器KM5～KM8控制,當(dāng)KM3～KM8依次閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中所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)械特性如右圖。

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0位時(shí)，SA－1閉合，使電壓繼電器KV吸合并自鎖，控制線(xiàn)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)。正轉(zhuǎn)提升有六個(gè)控制位置，當(dāng)主令控制器操作手柄轉(zhuǎn)到上升第1位時(shí)，SA－3、SA－4、SA－6、SA－7閉合，接觸器KM0，、KM2、KM3得電吸合，電動(dòng)機(jī)接上正轉(zhuǎn)電源，制動(dòng)電磁鐵同時(shí)通電，松開(kāi)電磁抱閘，由于轉(zhuǎn)子電路中KM3的觸點(diǎn)短接一段電阻，所以電動(dòng)機(jī)是工作在第一象限特性曲線(xiàn)1上，對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩較小，一般吊不起重物，只作張緊鋼絲繩和消除齒輪間隙的預(yù)備起動(dòng)級(jí)。當(dāng)控制手柄依次轉(zhuǎn)到上升第2、3、4、5、6位時(shí)，控制器觸點(diǎn)SA－8～SA－12相繼閉合，依次使KM4、KM5、KM6、KM7、KM8通電吸合，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子電路逐漸短接各段電阻，電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)從第2條特性向第3、第4、第5并最終向第6條特性過(guò)渡，提升速度逐漸增加，可獲得五種提升速度。

2）下降操作控制

下降控制也有六個(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。（1）C位（第一檔）用于重物穩(wěn)定停于空中或在空中作平移運(yùn)動(dòng)。由圖可知，此時(shí)主令控制器的SA－3、SA－6、SA－7、SA－8閉合，使KM0、KM3、KM4通電吸合，電動(dòng)機(jī)定于正向通電，轉(zhuǎn)子短接兩段電阻，產(chǎn)生一個(gè)提升轉(zhuǎn)矩。而此時(shí)KM2未通電，因此電磁抱閘對(duì)電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用，此時(shí)電磁抱閘制動(dòng)力矩加上電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的提升轉(zhuǎn)矩與吊鉤上重物力矩相平衡，使重物能安全停留在空中。該操作檔的另一個(gè)作用是在下放重物時(shí)，控制手柄由下降任一位置扳回零位時(shí)，都要經(jīng)過(guò)第一檔，這時(shí)既有電動(dòng)機(jī)的倒拉反接制動(dòng)，又有電磁抱閘的機(jī)械制動(dòng)，在兩者共同作用下，可以防止重物的溜鉤，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)。下降C位電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻與提升第2位相同，所以該檔機(jī)械特性為上升特性2及在第四象限的延伸。

（2）下降第1、2位用于重物低速下降。操作手柄在下降第1、2位，SA－4閉合，KM2和YA通電，制動(dòng)器松開(kāi)，SA－8、SA－7相繼斷開(kāi)，KM4、KM3相繼斷電釋放，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻逐漸加入，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩減小，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)工作在不同速度的倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)。獲得兩級(jí)重載下降速度，其機(jī)械特性如第四象限的1、2兩條特性所示。必須注意，只有在重物下降時(shí)，為獲得低速才能用這兩檔，倘若空鉤或下放輕物時(shí)操作手柄置于第1、2位，非但不能下降，而且由于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的提升轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，還會(huì)上升。（3）下降第3、4、5位為強(qiáng)力下降。當(dāng)操作手柄在下降第3、4、5位置時(shí)，KM1及KM2得電吸合，電動(dòng)機(jī)定子反向通電，同時(shí)電磁抱閘松開(kāi)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與吊鉤負(fù)載力矩方向一致，強(qiáng)迫推動(dòng)吊鉤下降，故稱(chēng)為強(qiáng)力下降，適用于空鉤或輕物下降，因?yàn)樘嵘龣C(jī)構(gòu)存在一定摩擦阻力，空鉤或輕載時(shí)的負(fù)載力矩不足以克服摩擦轉(zhuǎn)矩自動(dòng)下降。從第3位到第5位，轉(zhuǎn)子電阻依次切除，可以獲得三種強(qiáng)力下降速度，電動(dòng)機(jī)的工作特性，對(duì)應(yīng)于第三象限的3、4、5三條特性曲線(xiàn)。

3．控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)由于起重機(jī)控制是一種遠(yuǎn)距離控制，很可能發(fā)生判斷失誤。例如實(shí)際上是一個(gè)重物下降，而司機(jī)估計(jì)不足，以為是輕物，而將操作手柄扳到下降第5位，以高速下放重物是危險(xiǎn)的。為此，在控制電路中，采用KM1和KM8常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)使KM8通電后自鎖，轉(zhuǎn)換中經(jīng)4、3位時(shí)，KM8保持吸合，電動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行在下降特性5上，由d點(diǎn)經(jīng)點(diǎn)平穩(wěn)過(guò)渡到f點(diǎn)，最后穩(wěn)定在低速下降狀態(tài)，避免超高速下降出現(xiàn)危險(xiǎn)。在下降第3位轉(zhuǎn)到第2位時(shí)，SA－5斷開(kāi)，SA－6接通，KM1斷電，KM0通電吸合，電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)。為了避免反接時(shí)的沖擊電流和保證正確進(jìn)入第2位的反接特性，采用KM8常閉觸點(diǎn)和KM0常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)的聯(lián)鎖觸點(diǎn)，以保證在KM8常閉觸點(diǎn)復(fù)位后，KM0才能吸合并自鎖。防止由于KM8主觸點(diǎn)因電流過(guò)大而燒結(jié)，使轉(zhuǎn)子短路?？刂齐娐分胁捎昧薑M0、KM1、KM2常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，是為了在下降第2位、第3位轉(zhuǎn)換過(guò)程中，避免高速下降瞬間機(jī)械制動(dòng)引起強(qiáng)烈震動(dòng)而損壞設(shè)備和發(fā)生人身事故。其它控制保護(hù)敘述從略。該線(xiàn)路還具有零位保護(hù)、零壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)及上限位置保護(hù)的作用。第三章總結(jié)電路圖閱讀分析的方法與步驟“查線(xiàn)讀圖”，將控制電路“化整為零”臥式車(chē)床的電氣控制線(xiàn)路分析異步電機(jī)的機(jī)械特性和運(yùn)行狀態(tài)

T與n的關(guān)系，電動(dòng)和制動(dòng)橋式起重機(jī)的控制線(xiàn)路分析保護(hù)環(huán)節(jié)當(dāng)電動(dòng)機(jī)為額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)為額定溫度，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作。第八節(jié)電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)常用保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)過(guò)載保護(hù)零電壓、欠電壓保護(hù)弱磁保護(hù)一、短路保護(hù)常用的短路保護(hù)元件有熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)。二、過(guò)載保護(hù)常用的過(guò)載保護(hù)元件是熱繼電器。過(guò)流保護(hù)

1.過(guò)載電流較小時(shí)，熱繼電器要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才動(dòng)作，

2.過(guò)載電流較大時(shí)，熱繼電器則經(jīng)過(guò)較短時(shí)間就會(huì)動(dòng)作。

3.通常1.5倍以?xún)?nèi)過(guò)電流，如果過(guò)電流時(shí)間短的話(huà)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響不大，如果過(guò)電流時(shí)間長(zhǎng)，那么用熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流不能大于4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。三、過(guò)電流保護(hù)直流電動(dòng)機(jī)和繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)控制線(xiàn)路中，過(guò)電流繼電器也起著短路保護(hù)的作用。過(guò)電流的動(dòng)作值為起動(dòng)電流的1.2倍。四、零電壓及欠電壓保護(hù)為了防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)叫做零壓保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，由于電源電壓過(guò)分的降低（UN的60％～80％以下）將引起一些電器釋放，造成控制系統(tǒng)的不正常工作，因此而設(shè)置的保護(hù)環(huán)節(jié)稱(chēng)為欠電壓保護(hù)。通常采用欠電壓繼電器或設(shè)置專(zhuān)門(mén)的零電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。左圖示意了電氣控制系統(tǒng)的各種保護(hù)環(huán)節(jié)。短路保護(hù)—熔斷器FU1和FU2；過(guò)載保護(hù):熱繼電器FR；過(guò)電流保護(hù):過(guò)電流繼電器KI1、KI2；零壓保護(hù)