《電機與拖動技術(shù)》課件第８章 常用生產(chǎn)機械的電氣控制

第８章常用生產(chǎn)機械的電氣控制8.1

電氣控制電路分析基礎(chǔ)8.2CA6140型普通車床電氣控制8.3Z3040型搖臂鉆床電氣控制8.4M7130型平面磨床電氣控制8.5X62W型臥式萬能銑床電氣控制8.6橋式起重機電氣控制本章實驗實訓Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路安裝操作實訓8.1電氣控制電路分析基礎(chǔ)8.1.1電氣控制電路分析的依據(jù)分析生產(chǎn)機械電氣控制的依據(jù)是生產(chǎn)機械的基本結(jié)構(gòu)、運行情況，加工工藝要求和生產(chǎn)機械的電力拖動及電氣控制的要求。因為電氣控制電路是為生產(chǎn)機械電力拖動服務的，是為其控制要求服務的，所以，分析電氣控制電路應明確其控制對象，掌握控制要求，這樣才有針對性。8.1.2電氣控制電路分析的內(nèi)容通過對各種技術(shù)資料的分析，弄清被控制生產(chǎn)機械的基本結(jié)構(gòu)、運行情況、控制要求，電氣控制電路工作原理，電器元件的安裝情況等。這些技術(shù)資料主要有設(shè)備說明書、電氣原理圖、電氣設(shè)備總裝接線圖和電氣元件布置圖和接線圖等。1.設(shè)備說明書（１）了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、各部分運行情況，加工工藝要求。機械、液壓、氣動部分的傳動方式與工作原理。（２）掌握電氣傳動方式，電動機與電器的數(shù)目、規(guī)格型號、安裝位置、用途等。（３）了解各操作手柄、開關(guān)、按鈕、指示信號裝置的位置及在控制電路中的作用。（４）了解與機械、液壓部分有直接關(guān)聯(lián)的電器，如行程開關(guān)、電磁閥、壓力繼電器、電磁離合器、微動開關(guān)等的位置、工作狀態(tài)以及機械、液壓部分的關(guān)系和在控制中的作用。2.電氣原理圖電氣原理圖由主電路、控制電路與輔助電路等部分組成。它是從生產(chǎn)機械加工工藝出發(fā)，按其對電力拖動自動控制的要求而設(shè)計的。對生產(chǎn)機械電氣控制電路的分析，重點是對電氣原理圖的分析，因為其他幾種電氣圖都是嚴格按照電氣原理圖的連接關(guān)系畫出的。3.電氣設(shè)備的總裝接線圖閱讀電氣設(shè)備總裝接線圖，可以了解系統(tǒng)的組成分布情況，各部分的連接方式，主要電氣部件的布置，安裝要求，導線走向及導線的規(guī)格型號等。通過對電氣設(shè)備總裝接線圖的分析可以對設(shè)備的電氣安裝有個總體的了解。4.電器元件布置圖與接線圖電器元件布置圖與接線圖是安裝、調(diào)試和維護電氣設(shè)備必須的技術(shù)資料。在測試、檢修中可通過布置圖和接線圖迅速方便地找到各電器元件的測試點和連接點，進行必要的檢查、調(diào)試和維修。8.1.3電氣原理圖的閱讀分析方法電氣原理圖閱讀分析基本方法是“先機后電，先主后輔，化整為零，集零為整、統(tǒng)觀全局，總結(jié)特點”。1.先機后電首先應了解生產(chǎn)機械的基本結(jié)構(gòu)，運行情況、工藝要求、操作方法。這樣可以對生產(chǎn)機械的機械及其運行上有個總體的了解，進而明確對電力拖動自動控制的要求，為閱讀和分析電路做好前期準備。2.先主后輔先閱讀主電路，看設(shè)備由幾臺電動機拖動，各臺電動機的作用，結(jié)合加工工藝分析電動機的啟動方法，有無正反轉(zhuǎn)控制，采取何種制動方式，采用哪些電動機保護?？赐曛麟娐泛笤俜治隹刂齐娐?，最后再閱讀輔助電路。3.化整為零在分析控制電路時，從加工工藝出發(fā)，一個環(huán)節(jié)一個環(huán)節(jié)地去閱讀和分析各臺電動機的控制電路，先對各臺電動機的控制劃分成若干個局部電路，每一臺電動機的控制電路又按啟動環(huán)節(jié)、制動環(huán)節(jié)、調(diào)速環(huán)節(jié)、反向環(huán)節(jié)來分析電路。然后分析輔助電路，輔助電路包括信號電路、檢測電路與照明電路等，這部分電路具有相對的獨立性，僅起輔助作用，不影響主要功能，但這部分電路大多是由控制電路中的元件來控制的，可結(jié)合控制電路一并分析。4.集零為整統(tǒng)觀全局。在逐個分析完局部電路之后，還應統(tǒng)觀全部電路，看各局部電路之間的聯(lián)鎖關(guān)系，機、電、液的配合情況，電路中設(shè)有哪些保護環(huán)節(jié)。這樣可以對整個電路有清晰的理解。5.總結(jié)特點各種設(shè)備的電氣控制雖然都是由各種基本控制環(huán)節(jié)組合而成，但其整機電氣控制都有各自的特點，這也是各種設(shè)備電氣控制區(qū)別之所在，應很好地總結(jié)。只有這樣，才能加深對電氣設(shè)備電氣控制的理解。8.2CA6140型普通車床電氣控制車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋以及車削定型回轉(zhuǎn)表面等，另外還可用鉆頭、鉸刀等進行鉆孔和鉸孔等加工。CA6140普通車床型號的含義為：8.2.1CA6140普通車床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式圖8.1CA6140型車床結(jié)構(gòu)示意圖車床的切削運動包括工件旋轉(zhuǎn)的主運動和刀具的直線進給運動。車削速度是指工件與刀具接觸點的相對速度。根據(jù)工件的材料性質(zhì)、車刀材料及幾何形狀、工件直徑、加工方式及冷卻條件的不同，要求主軸有不同的切削速度。主軸變速是由主軸電動機經(jīng)V帶傳遞到主軸變速箱來實現(xiàn)的CA6140型車床的主軸正轉(zhuǎn)速度有24種（10~1400r/min），反轉(zhuǎn)速度有12種（14~1580r/min）。車床的進給運動是刀架帶動刀具的直線運動。溜板箱把絲杠或光杠的轉(zhuǎn)動傳遞給刀架部分，變換溜板箱外的手柄位置，經(jīng)刀架部分使車刀做縱向或橫向進給。車床的輔助運動為車床上除切削運動以外的其他一切必需的運動，如尾架的縱向移動，工件的夾緊與放松等。8.2.2CA6140普通車床電力拖動的特點及控制要求（１）主拖動電動機一般選用三相籠型異步電動機，不進行電氣調(diào)速。（２）采用齒輪箱進行機械有級調(diào)速。為減小振動，主拖動電動機通過幾條V帶將動力傳遞到主軸箱。（３）在車削螺紋時，要求主軸有正、反轉(zhuǎn)，由主拖動電動機正反轉(zhuǎn)或采用機械方法來實現(xiàn)。（４）主拖動電動機的啟動、停止采用按鈕操作。（５）刀架移動和主軸轉(zhuǎn)動有固定的比例關(guān)系，以便滿足對螺紋的加工需要。（６）車削加工時，由于刀具及工件溫度過高，有時需要冷卻，因而應該配有冷卻泵電動機，且要求在主拖動電動機啟動后，方可決定冷卻泵開動與否，而當主拖動電動機停止時，冷卻泵應立即停止。（７）必須有過載、短路、欠壓、失壓保護。（８）具有安全的局部照明裝置。

圖8.2CA6140型車床電氣控制原理圖

8.3Z3040型搖臂鉆床電氣控制鉆床就是一種孔加工設(shè)備，可用來鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。按用途和結(jié)構(gòu)分類，鉆床可分為立式鉆床、臺式鉆床、多軸鉆床、搖臂鉆床及其他專用鉆床等。

Z3040型搖臂鉆床型號的含義為8.3.1Z3040搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式圖8.3Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)示意圖

當進行加工時，由特殊的夾緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進行旋轉(zhuǎn)切削，一邊進行縱向進給，其運動形式如下：（１）搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉(zhuǎn)運動。（２）進給運動為主軸的縱向進給。（３）輔助運動有搖臂沿外立柱垂直移動、主軸箱沿搖臂長度方向的移動、搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。8.3.2Z3040型搖臂鉆床電力拖動的特點及控制要求（１）搖臂鉆床運動部件較多，為了簡化傳動裝置，采用多臺電動機拖動。Z3040型搖臂鉆床采用4臺電動機拖動，他們分別是主軸電動機、搖臂升降電動機、液壓泵電動機和冷卻泵電動機，這些電動機都采用直接啟動方式。（２）為了適應多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)及進給運動有較大的調(diào)速范圍，一般情況下多由機械變速機構(gòu)實現(xiàn)。主軸變速機構(gòu)與進給變速機構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。（３）搖臂鉆床的主運動和進給運動均為主軸的運動，為此這兩項運動由一臺主軸電動機拖動，分別經(jīng)主軸傳動機構(gòu)、進給傳動機構(gòu)實現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進給。（４）在加工螺紋時，要求主軸能正、反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床主軸正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)一般采用機械方法實現(xiàn)。因此主軸電動機僅需要單向旋轉(zhuǎn)。（５）搖臂升降電動機要求能正、反向旋轉(zhuǎn)。（６）內(nèi)外立柱的夾緊與放松、主軸與搖臂的夾緊與放松可采用機械操作、電氣機械裝置，電氣液壓或電氣液壓機械等控制方法實現(xiàn)。Z3040型搖臂鉆床大多采用電氣液壓機械控制方法，因此備有液壓泵電動機。液壓泵電動機要求能正、反向旋轉(zhuǎn)，并根據(jù)要求采用點動控制。（７）搖臂的移動嚴格按照搖臂松開→移動→搖臂夾緊的程序進行。因此搖臂的夾緊與搖臂升降按自動控制進行。（８）冷卻泵電動機帶動冷卻泵提供冷卻液，只要求單向旋轉(zhuǎn)。（９）搖臂鉆床電力拖動具有聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)以及安全照明、信號指示電路。8.3.3Z3040型搖臂鉆床的電氣控制電路分析圖8.4Z3040型搖臂鉆床的電氣控制原理圖(可分為主電路、控制電路和照明電路等三部分)

圖8.5Z3040型搖臂鉆床液壓夾緊系統(tǒng)原理圖

8.4M7130型平面磨床電氣控制磨床是用砂輪的周邊或端面進行加工的精密機床。砂輪的旋轉(zhuǎn)是主運動，工件或砂輪的往復運動為進給運動，而砂輪架的快速移動及工作臺的移動為輔助運動，磨床的種類很多，按其工作性質(zhì)可分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床等。其中平面磨床應用最為普遍。M7130型磨床型號的含義為：8.4.1M7130型磨床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式圖8.6M7130型磨床結(jié)構(gòu)示意圖在箱形床身1中裝有液壓傳動裝置，工作臺2通過活塞桿9由液壓驅(qū)動在床身導軌上做往復運動。工作臺表面有T形槽，用以安裝電磁吸盤或直接安裝大型工件。工作臺往返運動的行程長度可通過調(diào)節(jié)裝在工作臺正面槽中的撞塊8的位置來改變。換向撞塊8是通過碰撞工作臺往復運動換向手柄7來改變油路方向從而實現(xiàn)工作臺往復運動的。在床身上固定有立柱6，沿立柱6的導軌上裝有滑座5，砂輪箱4能沿滑座的水平導軌作橫向移動。砂輪軸由裝入式砂輪電動機直接驅(qū)動，并通過滑座內(nèi)部的液壓傳動機構(gòu)實現(xiàn)砂輪箱的橫向移動。

滑座可在立柱導軌上作垂直移動，由裝在床身上的垂直進刀手輪操作。砂輪箱的水平軸向移動可由裝在滑座上的橫向移動手輪操作，也可由活塞桿連續(xù)或間斷橫向移動，連續(xù)移動用于調(diào)節(jié)砂輪位置或整修砂輪，間斷移動用于進給。M7130臥軸矩臺平面磨床的主運動是砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。進給運動有垂直進給，即滑座在立柱上的上下運動；橫向進給，即砂輪箱在滑座上的水平運動；縱向進給，即工作臺沿床身的往復運動。工作臺每完成一次往復運動時，砂輪箱便作一次間斷性的橫向進給，當加工完整個平面后，砂輪箱作一次間斷性的垂直進給。8.4.2M7130型磨床電力拖動的特點及控制要求1.電力拖動特點（１）M7130型平面磨床采用多電動機拖動，其中砂輪電動機拖動砂輪旋轉(zhuǎn)；液壓電動機拖動液壓泵，泵出壓力油，經(jīng)液壓傳動機構(gòu)來實現(xiàn)工作臺的縱向進給運動并通過工作臺的撞塊操縱床身上的液壓換向閥，改變壓力油的流向，實現(xiàn)工作臺的換向和自動往復運動；冷卻泵電動機拖動冷卻泵，供給磨削加工時需要的冷卻液。（２）為保證加工精度，機床運行必須平穩(wěn)，工作臺往復運動換向時應慣性小、無沖擊，因此，進給運動均采用液壓傳動。（３）為保證磨削加工精度，要求砂輪有較高轉(zhuǎn)速，通常采用兩極籠形異步電動機拖動，為提高砂輪主軸的剛度，采用裝入式電動機直接拖動，電動機與砂輪主軸同軸。（４）為減小工件在磨削加工中的熱變形，并在磨削加工時沖走磨屑和砂粒，以保證磨削精度，需使用冷卻液。（５）平面磨床常用電磁吸盤，以便吸持小工件，同時便于工件在磨削加工中因發(fā)熱變形得以自由伸縮，保證加工精度。2.電氣控制要求（１）砂輪電動機、液壓泵電動機、冷卻泵電動機都只要求單方向旋轉(zhuǎn)。（２）冷卻泵電動機應在砂輪電動機啟動后才可選擇其是否啟動。（３）在正常磨削加工中，若電磁吸盤吸力不足或吸力消失時，砂輪電動機與液壓泵電動機應立即停止工作，以防工件被砂輪打飛而發(fā)生人身和設(shè)備事故。當不加工時，即電磁吸盤不工作時，允許主軸電動機與液壓泵電動機啟動以便機床作調(diào)整運動。（４）電磁吸盤應有吸牢工件的正向勵磁、松開工件的斷開勵磁以及抵消剩磁便于取下工件的反向勵磁控制環(huán)節(jié)。（５）具有完善的保護環(huán)節(jié)。各電路的短路保護，各電動機的長期過載保護，零壓與欠電壓保護，電磁吸盤吸力不足的欠電流保護，零電壓、欠電壓保護，以及電磁吸盤斷開直流電源時，將產(chǎn)生高電壓，危及電路中其他電器設(shè)備的過電壓保護等。（６）機床安全照明與工件去磁環(huán)節(jié)。8.4.3M7130型磨床電氣控制電路分析圖8.7M7130型磨床電氣控制原理圖上圖為M7130型平面磨床電氣控制原理圖，其電氣設(shè)備主要安裝在床身后部的壁龕盒內(nèi)，控制按鈕安裝在床身前部的電氣操縱盒上。電氣控制電路可分為主電路、控制電路、電磁吸盤控制電路和機床照明電路等。

３）電磁吸盤的控制（１）電磁吸盤構(gòu)造與工作原理：M7130矩形平面磨床采用長方形電磁吸盤，下圖為電磁吸盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為鋼制吸盤體，在它的中部凸起的芯體5上繞有線圈6，鋼制蓋板2被隔磁層7隔開。在線圈6

中通入直流電流，產(chǎn)生磁場，磁力線經(jīng)由蓋板、工件、芯體、吸盤體、芯體閉合，將工件5牢牢吸住，蓋板中的隔磁層由鉛、銅、黃銅及巴氏合金等非磁性材料制成，其作用是使磁力線通過工件再回到吸盤體，不致直接通過蓋板閉合，增加對工件的吸持力。（２）電磁吸盤控制電路：電磁吸盤控制電路由整流裝置、控制裝置及保護裝置等組成。圖8.8M7130型磨床電磁吸盤結(jié)構(gòu)示意圖

8.5X62W型臥式萬能銑床電氣控制銑床在機床設(shè)備中占有很大的比重，在數(shù)量上僅次于車床，可用來加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑切直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺，可銑切凸輪和弧形槽。銑床的種類很多，有臥式銑床、立式銑床、龍門銑床、仿形銑床和各種專用銑床等。

X62W型臥式萬能銑床型號的含義為8.5.1X62W型臥式萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式圖8.9所為是X62W型臥式萬能銑床外形結(jié)構(gòu)示意圖，主要由底座、床身、懸梁、刀桿支架、升降臺、溜板及工作臺等組成。箱型床身固定在底座上，它是機床的主體部分，用來安裝和聯(lián)接機床的其他部件，床身內(nèi)裝有主軸的傳動機構(gòu)和變速操縱機構(gòu)。床身的頂部有水平導軌，其上裝有帶一個或兩個刀桿支架的懸梁，刀桿支架用來支承銑刀心軸的一端，心軸的另一端固定在主軸上，并由主軸帶動旋轉(zhuǎn)。懸梁可沿水平導軌移動，以便調(diào)整銑刀的位置。床身的前側(cè)面裝有垂直導軌，升降臺可沿導軌上下移動，在升降臺上面的水平導軌上，裝有可在平行于主軸軸線方向移動（橫向移動，即前后移動）的溜板，溜板上部有可以轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)臺。圖8.9X62W型萬能銑床結(jié)構(gòu)示意圖

8.5.2X62W型臥式萬能銑床電力拖動的特點及控制要求（１）由于銑床的主運動和進給運動之間沒有嚴格的速度比例關(guān)系，因此銑床采用單獨拖動的方式，即主軸的旋轉(zhuǎn)和工作臺的進給，分別由兩臺籠形異步電動機拖動。其中進給電動機與進給箱均安裝在升降臺上。（２）為了滿足銑削過程中順銑和逆銑的加工方式，要求主軸電動機能實現(xiàn)正、反旋轉(zhuǎn)，但這可以根據(jù)銑刀的種類，在加工前預先設(shè)置主軸電動機的旋轉(zhuǎn)方向，而在加工過程中則不需改變其旋轉(zhuǎn)方向，故采用倒順開關(guān)實現(xiàn)主軸電動機的正反轉(zhuǎn)。（３）由于銑刀是一種多刃刀具，其銑削過程是斷續(xù)的，因此為了減小負載波動對加工質(zhì)量造成的影響，主軸上裝有飛輪。由于其轉(zhuǎn)動慣性較大，因而要求主軸電動機能實現(xiàn)制動停車，以提高工作效率。（４）工作臺在6個方向上的進給運動，是由進給電動機分別拖動三根進給絲桿來實現(xiàn)的，每根絲桿都應該有正反向旋轉(zhuǎn)，因此要求進給電動機能正反轉(zhuǎn)。為了保證機床、刀具的安全，在銑削加工時，只允許工件同一時刻作某一個方向的進給運動。另外，在用圓工作臺進行加工時，要求工作臺不能移動。因此，各方向的進給運動之間應有聯(lián)鎖保護。（５）為了縮短調(diào)整運動的時間，提高生產(chǎn)效率，工作臺應有快速移動控制，這里通過快速電磁鐵的吸合而改變傳動鏈的傳動比來實現(xiàn)。（６）為了適應加工的需要，主軸轉(zhuǎn)速和進給轉(zhuǎn)速應有較寬的調(diào)節(jié)范圍，X62W型臥式萬能銑床采用機械變速的方法即改變變速箱的傳動比來實現(xiàn)，簡化了電氣調(diào)速控制電路。為了保證在變速時齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，要求主軸和進給電動機變速時都應具有變速沖動控制。（７）根據(jù)工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進給應有先后順序控制的聯(lián)鎖關(guān)系，即進給運動要在銑刀旋轉(zhuǎn)之后才能進行。銑刀停止旋轉(zhuǎn)，進給運動就該同時停止或提前停止，否則易造成工件與銑刀相碰事故。（８）為了使操作者能在銑床的正面、側(cè)面方便地進行操作，對主軸電動機的啟動、停止以及工作臺進給運動的選向和快速移動，設(shè)置了多地點控制（兩地控制）方案。（９）冷卻泵電動機用來拖動冷卻泵，有時需要對工件、刀具進行冷卻潤滑，采用主令開關(guān)控制其單方向旋轉(zhuǎn)。（１０）工作臺上下、左右、前后6個方向的運動應具有限位保護。（１１）應有局部照明電路。

圖8.10X62W型萬能銑床電氣控制原理圖

圖8.11主軸變速沖動控制示意圖

8.6橋式起重機電氣控制起重機是用來起吊和搬移重物的一種生產(chǎn)機械，通常也稱為行車或天車，它廣泛應用于工礦企業(yè)、車站、港口、倉庫、建筑工地等場所，以完成各種繁重任務，改善人們的勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的工具之一。起重機按其結(jié)構(gòu)的不同可分為橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、旋轉(zhuǎn)起重機及纜索起重機等，其中以橋式起重機的應用最為廣泛，廠房中使用的起重機幾乎都是橋式起重機。8.6.1橋式起重機的主要結(jié)構(gòu)和運動形式圖8.12橋式起重機結(jié)構(gòu)示意圖橋架是橋式起重機的基本構(gòu)件，由主梁、端梁等組成。主梁跨架在車間上空，其兩端連有端梁，主梁外側(cè)裝有走臺并設(shè)有安全欄桿。橋架上裝有大車走行機構(gòu)、電控柜、起升機構(gòu)、小車運行軌道以及輔助滑線架。橋架的一頭裝有駕駛室，另一頭裝有引入電源的主滑線。大車走行機構(gòu)由驅(qū)動電動機、制動器、傳動軸、減速器和車輪等組成。其驅(qū)動方式有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種。目前我國生產(chǎn)的橋式起重機大部分采用分別驅(qū)動方式，它具有自重輕、安裝維護方便等優(yōu)點。整個起重機在大車走行機構(gòu)驅(qū)動下，沿車間長度方向作縱向移動。小車運行機構(gòu)由小車架、小車走行機構(gòu)和起升機構(gòu)組成。小車架由鋼板焊成，其上裝有小車走行機構(gòu)、起升機構(gòu)、欄桿及起升限位開關(guān)。小車可沿橋架主梁上的軌道作橫向移行。在小車運動方向的兩端裝有緩沖器和限位開關(guān)。小車走行機構(gòu)由電動機、減速器、制動器等組成。電動機經(jīng)減速后帶動主動輪使小車運動。起升機構(gòu)由電動機、減速器、卷筒、制動器等組成，起升電動機通過制動輪、聯(lián)軸節(jié)與減速器連接，減速器輸出軸與起吊卷筒相連。通過以上分析可知，橋式起重機的運動形式有三種，即由大車拖動電動機驅(qū)動的縱向運動，由小車拖動電動機驅(qū)動的橫向運動以及由起升電動機驅(qū)動的重物升降（垂直）運動。8.6.2橋式起重機電力拖動的特點及控制要求橋式起重機械的工作條件惡劣，其電動機屬于重復短時工作制。由于起重機的工作性質(zhì)是間歇的（時開時停，有時輕載，有時重載），因而要求電動機經(jīng)常處于頻繁啟動、制動和反向工作狀態(tài)，同時能承受較大的機械沖擊，并有一定的調(diào)速要求。為此，專門設(shè)計了起重用電動機，它分為交流和直流兩大類，交流起重用異步電動機有繞線轉(zhuǎn)子式和鼠籠式兩種，一般用在中、小型起重機上；直流電動機一般用在大型起重機上。為了提高起重機的生產(chǎn)效率及可靠性，對其電力拖動和自動控制等方面都提出了很高要求，這些要求集中反映在起升機構(gòu)的控制上，而對大車及小車走行機構(gòu)的要求就相對低一些，主要是保證有一定的調(diào)速范圍和適當?shù)谋Ｗo。起重機對提升機構(gòu)電力拖動與自動控制的主要要求是：(1)空鉤能快速升降，以減少輔助工作時間，提高效率。輕載的起升速度應大于額定負載的起升速度。(2)具有一定的調(diào)速范圍，對于普通橋式起重機調(diào)速范圍一般為3:1，而要求高的地方則應達到5:1~10:1。(3)在起升之初或重物接近預定位置附近時，都需要低速運行。因此，升降控制應將速度分為幾擋，以便靈活操作。(4)提升第一擋，為避免過大的機械沖擊，消除傳動間隙，使鋼絲繩張緊，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩不能過大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。(5)負載下降時，根據(jù)重物的大小，拖動電動機的轉(zhuǎn)矩可以是電動轉(zhuǎn)矩，也可以是制動轉(zhuǎn)矩，兩者之間的轉(zhuǎn)換是自動進行的。(6)為確保安全，要采用電氣與機械雙重制動，既減小機械抱閘的磨損，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)具有完備的電氣保護與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。由于起重機使用很廣泛，因而它的控制設(shè)備已經(jīng)標準化。根據(jù)拖動電動機容量的大小，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機的啟停、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動，這種控制方式由于受到控制器觸點容量的限制，因而只適用于小容量起重電動機的控制；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機和工作十分繁重的起重機。對于15t以上的橋式起重機，一般同時采用兩種控制方式，主提升機構(gòu)采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大、小車移行機構(gòu)和副提升機構(gòu)則采用凸輪控制器控制方式。8.6.3凸輪控制器控制繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機電路凸輪控制器控制線路具有線路簡單，維護方便，價格便宜等優(yōu)點，適用于中、小型起重機的走行機構(gòu)電動機和小型起升機構(gòu)電動機的控制。5t橋式起重機的控制線路一般就采用凸輪控制器控制。圖8.13所示是采用凸輪控制器控制繞線轉(zhuǎn)子異步電動機實現(xiàn)啟停、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動的電氣原理圖。凸輪控制器控制電路的特點是以凸輪控制器圓柱表的展開圖來表示。由圖可見，凸輪控制器SA有編號為1~12的12對觸點，以豎畫的細實線來表示；而凸輪控制器的操作手柄右旋（控制電動機正轉(zhuǎn)）和左旋（控制電動機反轉(zhuǎn)）各有5個擋位，加上中間位置（稱為“零位”）共有11個擋位，用橫畫的細虛線表示；每對觸點在各擋位是否接通，則在橫豎線交點上用黑圓點表示，有黑點的表示接通，無黑點的則表示斷開。圖8.13凸輪控制器控制繞線轉(zhuǎn)子異步電動機電氣原理圖

2.電動機轉(zhuǎn)子電路凸輪控制器SA的觸點6~9

用以控制M的轉(zhuǎn)子電阻R，以實現(xiàn)對M啟動和轉(zhuǎn)速的控制。由圖8.13可見，SA的觸點6~9在中間零位均斷開，而在左、右旋各5擋的通斷情況是完全對稱的。在左（右）旋第一擋，SA

的觸點6~9均斷開，三相不對稱電阻R全部串入M轉(zhuǎn)子電路，此時M的轉(zhuǎn)速最低；SA置第2、3、4擋時，觸點5、6、7

依次接通，將R逐級不對稱切除，電動機的轉(zhuǎn)速逐步升高；當SA

置第5檔時，SA

的觸點6~9全部接通，R全部被切除，電動機Ｍ轉(zhuǎn)速最高。由以上分析可知，凸輪控制器是在啟動的過程中逐級切除轉(zhuǎn)子電阻，以調(diào)節(jié)電動機的啟動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，從第1擋到第5擋電阻逐漸減小至全部切除，轉(zhuǎn)速逐漸升高。3.保護電路圖8.13電路有欠壓、零壓、零位、過流、行程終端限位保護和安全保護六種保護功能。１）欠壓保護接觸器KM本身具有欠電壓保護功能，當電源電壓不足時，KM因電磁吸力不足而復位，其動合主觸點和自鎖觸點都斷開，從而切斷電源。２）零壓保護和零位保護采用按鈕SB啟動