电气基础线路分册 4

20/5t桥式起重机电气控制线路课题六483任务1

20/5t桥式起重机的基本操作

和电气控制线路的维护及保养任务2

20/5t桥式起重机凸轮控

制器和滑触线故障检修任务3

20/5t桥式起重机主钩电气

控制线路故障检修484任务120/5t桥式起重机的基本操作和电气控制线路的维护及保养485学习目标1.了解20/5t桥式起重机的主要结构和运动形式。2.掌握20/5t桥式起重机电气控制线路的组成。3.能进行20/5t双钩桥式起重机电气控制线路的维护及保养。486工作任务起重机是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离内移动的设备。根据结构不同，起重机可分为桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等，不同结构的起重机分别应用于不同的场合。生产车间常用的是桥式起重机，常见的有5t、10t单钩及15/3t、20/5t双钩等类型。如图所示为20/5t双钩桥式起重机。48720/5t双钩桥式起重机本任务的目标是：了解20/5t双钩桥式起重机的结构和控制要求；对20/5t双钩桥式起重机电气控制线路进行维护及保养。488一、20/5t桥式起重机的主要结构和运动形式如图所示为20/5t双钩桥式起重机的结构示意图，其主要由主钩（20t）、副钩（5t）、大车和起重小车等组成。相关理论48920/5t双钩桥式起重机的结构示意图大车的轨道设置在车间两侧的立柱上，大车可沿轨道在车间内纵向移动；大车上装有起重小车轨道，供起重小车横向移动；主钩和副钩都装在起重小车上，主钩用来提升重物，副钩除可提升轻物外，还可用来协同主钩倾转和翻倒工件，但不允许主、副钩同时提升两个工件。当主、副钩同时工作时，物件的质量不允许超过主钩的额定起重量。桥式起重机可以在大车能够行走的整个车间范围内进行起重运输。49020/5t桥式起重机采用三相交流电源供电，由于起重机工作时是经常移动的，因此，需采用可移动的电源供电。小型起重机常采用软电缆供电，软电缆可随大、小车的移动而伸展和叠卷。20/5t桥式起重机一般通过滑触线和集电刷供电。三根主滑触线沿着平行于大车轨道的方向设置在车间厂房的一侧。三相交流电源经由主滑触线和集电刷引入起重机驾驶室内的保护控制柜上，再从保护控制柜上引出两相电源至凸轮控制器，另一相称为电源公用相，直接从保护控制柜接到电动机的定子接线端。滑触线通常采用角钢、圆钢、V形钢或工字钢等制成。491二、20/5t桥式起重机的控制要求1.桥式起重机的工作环境较为恶劣，经常需要带负载起动，要求电动机的起动转矩大，起动电流小，且具有一定的调速功能。因此，多选用绕线式异步电动机驱动，用转子绕组串电阻实现起动和调速控制。2.要有合理的升降速度，空载、轻载时速度要快，以减少辅助工时；重载时速度要慢。3.起重机提升开始和重物下降到预定位置附近时，需要低速。因此，在30%额定速度内应分为几挡，以便灵活操作。4.为保证人身和设备安全，20/5t桥式起重机停机必须采用安全、可靠的制动方式，因此采用电磁抱闸制动。5.具有完备的保护环节，如短路、过载、终端及零位保护。49249320/5t桥式起重机的电路图和凸轮控制器分合表a）副钩凸轮控制器触点分合表b）小车凸轮控制器触点分合表c）大车凸轮控制器触点分合表d）主令控制器触点分合表e）电路图三、20/5t桥式起重机电气控制线路的组成如图所示为20/5t桥式起重机的电路图和凸轮控制器分合表。49420/5t桥式起重机的电路图和凸轮控制器分合表a）副钩凸轮控制器触点分合表b）小车凸轮控制器触点分合表c）大车凸轮控制器触点分合表d）主令控制器触点分合表e）电路图49520/5t桥式起重机的电路图和凸轮控制器分合表a）副钩凸轮控制器触点分合表b）小车凸轮控制器触点分合表c）大车凸轮控制器触点分合表d）主令控制器触点分合表e）电路图1.主电路副钩升降由电动机M1带动。小车移动机构由电动机M2带动，沿固定在大车桥架上的小车轨道做两个方向上的横向运动。桥式起重机的大车桥架跨度一般较大，两侧装有两个主动轮，分别由两台同规格的电动机M3和M4带动，沿大车轨道纵向同速运动。496主钩升降由电动机M5带动。电源总开关为QB1，主接触器为QA，凸轮控制器XL1、XL2、XL3分别控制副钩电动机M1、小车电动机M2、大车电动机M3和M4；主令控制器XL4配合交流磁力控制屏（PQR）完成对主钩电动机M5的控制。起重机上的移动电动机和提升电动机均采用电磁抱闸制动器制动，分别是副钩制动用MB1、小车制动用MB2、大车制动用MB3和MB4、主钩制动用MB5和MB6。其中，MB1～MB4为两相电磁铁，MB5和MB6为三相电磁铁。当电动机通电时，电磁抱闸制动器的线圈得电，使闸瓦与闸轮分开，电动机可以自由旋转；当电动机断电时，电磁抱闸制动器失电，闸瓦抱住闸轮使电动机被制动停止。4972.保护控制电路整个起重机的保护环节由交流保护控制柜（GQR）和交流磁力控制屏（PQR）实现。各控制电路均采用熔断器FC1、FC2作为短路保护；总电源及各台电动机分别采用过电流继电器KF0、KF1、KF2、KF3、KF4、KF5实现过载和过流保护，KF0的线圈串联在公用相中，其整定值不应超过全部电动机额定电流总和的1.5倍，而过流继电器KF1～KF5的整定值设定为被保护电动机额定电流的1.25～1.5倍。498499为了保障维修人员的安全，在驾驶室舱门盖上装有安全开关BG7，在横梁两侧栏杆门上分别装有安全开关BG8、BG9，在发生紧急情况时操作人员能立即切断电源，防止事故扩大，在保护控制柜上还装有一只单刀单掷的紧急开关QB4。上述各开关在电路中均使用常开触点，与副钩、小车、大车的过流继电器及总过流继电器的常闭触点相串联，这样，当驾驶室舱门或横梁栏杆门开启时，主接触器QA线圈不能获电运行，或在运行中也会断电释放，使起重机的全部电动机都不能起动运转，保证了人身安全。20/5t桥式起重机的电气元件明细表见下表。50020/5t桥式起重机的电气元件明细表50120/5t桥式起重机的电气元件明细表50220/5t桥式起重机的电气元件明细表四、20/5t桥式起重机的维护保养周期、内容（见下表）50320/5t桥式起重机的维护保养周期、内容50420/5t桥式起重机的维护保养周期、内容50520/5t桥式起重机的维护保养周期、内容任务220/5t桥式起重机凸轮控制器和滑触线故障检修506学习目标1.熟悉20/5t桥式起重机凸轮控制器电气线路的工作原理。2.熟悉20/5t桥式起重机元器件的位置和线路的走向。3.能根据故障现象，使用万用表检测出凸轮控制器和滑触线故障位置并检修。507本任务的目标是：熟悉20/5t桥式起重机电气控制线路的工作原理；掌握元器件的位置和线路的走向；根据故障现象，使用万用表检测主接触器和凸轮控制器所控制线路的故障位置，对故障进行维修。508工作任务一、20/5t桥式起重机绕线式异步电动机的控制和保护20/5t桥式起重机中共有五台三相绕线转子异步电动机，其控制和保护元件见下表。50920/5t桥式起重机中电动机的控制和保护元件相关理论二、主接触器、凸轮控制器控制线路和滑触线分析下所示为主接触器、凸轮控制器控制线路。510主接触器、凸轮控制器控制线路图1.主接触器的控制在起重机投入运行前的准备阶段，应将所有凸轮控制器手柄置于“0”位，零位联锁触点XL1-7、XL2-7、XL3-7（均在9区）处于闭合状态。合上紧急开关QB4（10区），关好舱门和横梁栏杆门，使位置开关BG7、BG8、BG9的常开触点（10区）也处于闭合状态。在起重机起动运行阶段，合上电源总开关QB1，按下保护控制柜上的起动按钮SF（9区），主接触器QA线圈（11区）吸合，QA主触点（2区）闭合，使两相电源（U12、V12）引入各凸轮控制器，另一相电源（W13）直接引入各电动机定子接线端。此时由于各凸轮控制器手柄均在零位，电动机不会运转。同时，主接触器QA两副常开辅助触点（7区与9区）闭合自锁。当松开起动按钮SF后，主接触器QA线圈得电动作。5112.凸轮控制器的控制起重机的大车、小车和副钩电动机容量都较小，一般采用凸轮控制器控制。（1）副钩的控制20/5t桥式起重机副钩电动机的容量为15kW，副钩凸轮控制器XL1共有11个位置，中间位置是零位，左、右两边各有5个位置，用来控制电动机M1在不同转速下的正、反转，即用来控制副钩的升、降。XL1共有12个副触点，其中4对常开主触点控制M1定子绕组的电源，并换接电源相序以实现M1的正、反转；5对常开辅助触点控制M1转子电阻的切换；3对常闭辅助触点作为联锁触点，其中XL1-5和XL1-6为M1正、反转联锁触点，XL1-7为零位联锁触点。5121）副钩上升控制。在主接触器QA线圈得电吸合的前提下，转动凸轮控制器XL1的手轮至向上“1”挡，XL1的主触点V13-1W和U13-1U闭合，触点XL1-5闭合，XL1-6和XL1-7断开，电动机M1接通三相电源正转，同时电磁抱闸制动器线圈MB1得电，闸瓦与闸轮分开，M1转子回路中串接全部外接电阻器1R起动，M1以最低转速、较大的起动力矩带动副钩上升。转动XL1手轮，依次扳到向上“2”～“5”挡时，5对常开触点1R1～1R5逐个闭合，依次短接电阻1R1～1R5，电动机M1的转速逐步升高，直至达到预定转速。5132）副钩下降控制。凸轮控制器XL1的手轮转至向下挡位时，XL1的主触点V13-1U和U13-1W闭合，改变接入电动机M1的电源相序，M1反转；同时电磁抱闸制动器线圈MB1得电，闸瓦与闸轮分开，M1转子回路中串入全部外接电阻器1R起动反转，带动副钩下降。依次转动手轮，XL1的5对常开触点（2区）依次闭合，短接电阻1R5～1R1，电动机M1的下降转速逐渐升高，直到预定转速。当断电或将手轮转至“0”位时，电动机M1断电，同时电磁抱闸制动器MB1也断电，M1被迅速制动停转。当副钩带有重负载时，考虑到负载的重力作用，在下降负载时，应先把手轮逐级扳到“下降”的最后一挡，然后根据速度要求逐级退回升速，以免下降速度过快造成事故。514（2）小车的控制小车电动机由凸轮控制器XL2控制，其控制过程与副钩相似。（3）大车的控制大车电动机的容量为7.5kW，采用凸轮控制器控制，其控制过程与副钩相似。由于大车由两台电动机M3和M4同时驱动，所以大车凸轮控制器XL3比XL1、XL2多了5对常开触点，以供切除电动机M4的转子电阻4R1～4R5用。两台大车电动机M3、M4的定子绕组是并联的，由XL3的4副触点进行控制。5153.20/5t桥式起重机的滑触线由于桥式起重机在工作过程中小车要在大车上横向移动，为了方便供电及各电气设备之间的连接，在桥架的一侧装设了21根辅助滑触线，它们的作用分别是：用于主钩部分的有10根，3根（13、14区）连接主钩电动机M5的定子绕组（5U、5V、5W）接线端；3根（13、14区）连接转子绕组与转子附加电阻5R；2根（15、16区）用于主钩电磁抱闸制动器MB5、MB6与交流磁力控制屏的连接；另外2根（21区）用于主钩上升行程开关BG5与交流磁力控制屏及主令控制器XL4的连接。516517用于副钩部分的有6根，其中3根（3区）连接副钩电动机M1的转子绕组与转子附加电阻1R；2根（3区）连接定子绕组（1U、1W）接线端与凸轮控制器XL1；另1根（8区）将副钩上升行程开关BG6接到交流保护控制柜上。用于小车部分的有5根，其中3根（4区）连接小车电动机M2的转子绕组与附加电阻2R；2根（4区）连接M2定子绕组（2U、2W）接线端与凸轮控制器XL2。起重机的导轨及金属桥架必须可靠接地。三、20/5t桥式起重机凸轮控制器所控制线路及滑触线常见故障分析桥式起重机的结构复杂，工作环境恶劣，某些主要电气设备和元件密封条件较差，同时工作频繁，故障率较高。为保证人身与设备安全，必须坚持经常性的维护及保养和检修。故障1：合上电源总开关QB1并按下起动按钮SF后，主交流接触器QA不吸合。518519故障原因及处理方法如下：线路无电压，熔断器FC1熔断，紧急开关QB4或门安全开关BG7、BG8、BG9未合上，主交流接触器QA线圈断路，各凸轮控制器手柄未在零位，或凸轮控制器零位触点XL1-7、XL2-7、XL3-7分断，过流继电器KF0至KF4动作后未复位。故障检测流程如下图所示。接通电源起动后主交流接触器QA不吸合的故障检测流程520故障2：按下起动按钮SF后，接触器QA动作，但松开SF后，QA不能自锁。故障原因及处理方法如下：对照其自锁回路可知，故障是1（或W13）～14线点之间出现断路。可断开电源，用电阻测量法查出故障并排除。松开SF后，QA的自锁回路如下：521故障3：主接触器QA吸合后，过流继电器KF0～KF4立即动作。故障原因及处理方法如下：（1）凸轮控制器XL1～XL3电路接地。此时不能用通电法判断故障点，应断开电源总开关QB1后，先观察接线端子板和凸轮控制器接线端子和连接导线有无接地情况，如果未发现异常情况，再将凸轮控制器手柄放在零位，并将连接各电动机的V3号导线拆开。（2）电动机M1～M4绕组接地。应查找接地部位及原因并处理。（3）电磁抱闸MB1～MB4线圈接地。用兆欧表检查电磁抱闸MB1～MB4线圈接地或接线端子板接地情况，如有接地，应进行修复或更换新的电磁抱闸或接线端子板。522故障4：当电源接通转动凸轮控制器手轮后，电动机不起动。故障原因及处理方法如下：（1）凸轮控制器主触点接触不良。针对这种情况，应先检查引入控制室的电源是否有问题，如没问题，再切断电源检查凸轮控制器主触点是否导通。（2）滑触线与集电环接触不良。应及时排除故障。（3）电动机定子绕组或转子绕组断路。重新绕线并嵌线，以排除断路故障。（4）电磁抱闸线圈断路或制动器未放松。检查电磁抱闸部分，针对性地修复、调整或更换电磁抱闸线圈或电动机。523故障5：转动凸轮控制器后，电动机起动运转，但不能输出额定功率且转速明显减慢。故障原因及处理方法如下：（1）线路压降太大，供电质量差。测量电源电压，检查凸轮控制器的触点是否接触良好，机械部分是否有问题，提高供电的可靠性。（2）制动器未全部松开。应查找未完全松开的原因并处理。（3）转子电路中的附加电阻未完全切除。应查找故障原因并加以处理。（4）电磁抱闸或减速机构有卡阻现象。应采用合适的方法处理电磁抱闸或减速机构。524故障6：制动电磁铁线圈过热。故障原因及处理方法如下：（1）电磁铁线圈的电压与供电电压不符。仔细检查电磁铁规格和工作情况，应选择与供电电压相符的电磁铁线圈电压。（2）电磁铁工作时，动、静铁芯间的间隙过大。应将电磁铁的动、静铁芯间隙调整合适。（3）电磁铁过载运行，线圈有局部短路情况。应减轻负载，如短路，应处理故障，并更换相关的元器件。525故障7：滑触线火花大。故障原因及处理方法如下：（1）滑线与集电环接触不良。应调整接触面。（2）滑线上有弧坑、脏污、铁锈及不平处。应清除脏污及铁锈，校正不平处。故障8：集电环引线断开。故障原因及处理方法如下：（1）固定螺栓松动。应紧固固定螺栓。（2）安装时没有理顺引线，存在扭力。应更换引线并消除扭力。526故障9：接到小车滑线的引线断开。故障原因及处理方法如下：（1）采用独股硬线。应更换相同截面的多股线。（2）引线过短，受到振动而断开。应加长引线。故障10：电缆过早老化。故障原因及处理方法如下：（1）选择电缆时没有考虑环境因素。应根据环境重新选择并更换合适的电缆。（2）电缆截面积过小。应更换合适截面积的电缆。527故障11：电缆滑车被卡住。故障原因及处理方法如下：（1）轨道严重不直，轨道接缝处错位。应校正轨道及接缝处。（2）滑车固定销脱落。应销上销子。528任务320/5t桥式起重机主钩电气控制线路故障检修529学习目标1.熟悉20/5t桥式起重机主钩电气控制线路的工作原理。2.熟悉20/5t桥式起重机的元器件的位置和线路的走向。3.能根据故障现象，使用万用表检测主钩电气控制线路的故障位置并维修。530本任务的目标是：熟悉20/5t桥式起重机主钩电气控制线路的工作原理；掌握元器件的位置和线路的走向；根据故障现象，使用万用表检测主钩电气控制线路的故障位置，并能对故障进行维修。531工作任务一、20/5t桥式起重机主令控制器的控制主钩电动机是桥式起重机容量最大的一台电动机，一般采用主令控制器配合磁力控制屏进行控制，即用主令控制器控制接触器，再由接触器控制电动机。为提高主钩运行的稳定性，在切除转子附加电阻时，采用三相平衡切除，使三相转子电流平衡。如下图所示为主钩控制电路。主钩上升与副钩上升的工作过程基本相似，区别仅在于它是由主令控制器XL4控制接触器，再由接触器控制电动机M5的运行。相关理论532533主钩控制电路图主钩下降时与副钩的工作过程有明显的差异，主钩下降有6挡位置，“J”“1”“2”为制动下降位置，用于重负载低速下降，电动机处于倒拉反接制动运行状态；“3”“4”“5”挡为强力下降位置，主要用于轻负载快速下降，电动机处于电动或发电制动运行状态。先合上电源总开关QB1（1区）、QB2（12区）、QB3（16区），接通主电路和控制电路电源，将主令控制器XL4的手柄置于零位，其触点S1（18区）闭合，电继电器KF6得电吸合，其常开触点（19区）闭合，为主钩电动机M5起动做好准备。主钩电动机操作手柄处于各挡时的工作情况见下表。535主钩电动机操作手柄处于各挡时的工作情况536主钩电动机操作手柄处于各挡时的工作情况在桥式起重机实际运行过程中，操作人员要根据具体情况选择不同的挡位。如果需要较小的下降速度或起重较大负载的情况下，就需要将XL4的手柄扳回到制动下降位置“1”或“2”挡进行反接制动下降，为了避免转换过程中可能发生过高的下降速度，在接触器QA9电路中常用辅助常开触点Q路中再串联一个辅助常开触点QA1（28区），以保证XL4的手柄由强力下降位置向制动下降位置转换，接触器QA9线圈始终通电，只有将手柄扳至制动下降位置后，QA9的线圈才断电。537在XL4的触点分合表中，强力下降位置“3”和“4”挡上有“0”符号，表示手柄由“5”挡回转时，触点S12接通。如果没有以上联锁措施，在手柄由强力下降位置向制动下降位置转换时，若误将手柄停在了“3”或“4”挡，那么正在高速下降的负载的下降速