起重机的电气控制.ppt

•第一节：第一节： 凸轮控制器及其控制线凸轮控制器及其控制线路路 •一、凸轮控制器的结构一、凸轮控制器的结构•凸轮控制器是一种大型手动控制电器，是凸轮控制器是一种大型手动控制电器，是•起重机上重要的电气操作设备之一，用以起重机上重要的电气操作设备之一，用以•直接操作与控制电动机的正反转、调速、直接操作与控制电动机的正反转、调速、•起动与停止起动与停止 •一、凸轮控制器的结构一、凸轮控制器的结构•结构外形图结构外形图 •动作原理示意图动作原理示意图 •二、凸轮控制器的型号与主要技术参数二、凸轮控制器的型号与主要技术参数 •国产凸轮控制器有国产凸轮控制器有KT10、、KT12、、KT14、、KT16等系列，以及等系列，以及KTJ1-50/1、、KTJ1-50/5、、KTJ1-80/1等型号等型号 •三三、、•凸凸•轮轮•控控•制制•器器•控控•制制•的的•电电•路路 •小车驱动电动机小车驱动电动机•转子回路串入转子回路串入•不对称电阻不对称电阻•制动电磁铁制动电磁铁•过流继电过流继电器器•三三、、•凸凸•轮轮•控控•制制•器器•控控•制制•的的•电电•路路 •（一）电动机定子电路（一）电动机定子电路•零位：零位：•起动位置起动位置•反转自反转自锁回路锁回路•正转自正转自锁回路锁回路•零位时抱闸制动零位时抱闸制动•零位时，零位时，M2不通电不通电•按下起按下起•动按钮动按钮•SB2•三三、、•凸凸•轮轮•控控•制制•器器•控控•制制•的的•电电•路路 •（一）电动机定子电路（一）电动机定子电路•手柄向右旋，触点手柄向右旋，触点•2、、4接通，电磁抱接通，电磁抱•闸松开闸松开,M2正转正转•手柄手柄向左旋，向左旋，触点触点•1、、3接通，接通，电磁抱电磁抱•闸松闸松开开,M2反转反转•三三、、•凸凸•轮轮•控控•制制•器器•控控•制制•的的•电电•路路 •（二）电动机转子电路（二）电动机转子电路•触点触点5～～9用以控制用以控制M2转子外接电阻器转子外接电阻器R2，以实现对，以实现对M2起动和转速的调节起动和转速的调节 •三三、、•凸凸•轮轮•控控•制制•器器•控控•制制•的的•电电•路路 •（二）电动机转子电路（二）电动机转子电路•用于用于控制起控制起重机吊重机吊钩的升钩的升降降 •1.提升重物提升重物•第一档是作为预备级，第一档是作为预备级，在二至五档提升速度逐渐在二至五档提升速度逐渐提高提高 。

最后运行于第五最后运行于第五档档•（二）电动机转子电路（二）电动机转子电路•用于控制起用于控制起重机吊钩的重机吊钩的升降升降 •2．轻载下放重物．轻载下放重物 •运行于第三运行于第三•象限不同的象限不同的•档位可获得不档位可获得不•同的下降速度同的下降速度 •（二）电动机转子电路（二）电动机转子电路•用于控制起用于控制起重机吊钩的重机吊钩的升降升降 •3．重载下放重物．重载下放重物•运行于第四象运行于第四象速度较高操作速度较高操作时应将凸轮控制时应将凸轮控制器的手轮从零位器的手轮从零位迅速扳至第五档，迅速扳至第五档，中间不允许停留，中间不允许停留，在往回操作时也在往回操作时也一样，以免引起一样，以免引起重物高速下降而重物高速下降而造成事故造成事故 •可采用点动操作的可采用点动操作的方式，即将控制器方式，即将控制器的手轮在下降（反的手轮在下降（反转）第一档与零位转）第一档与零位之间来回扳动以点之间来回扳动以点动起重电动机，并动起重电动机，并配合制动器便能实配合制动器便能实现较准确的定位现较准确的定位 •（三）保护电路（三）保护电路•电路有电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护限位保护和安全保护共六种保护功能共六种保护功能 •1．欠压保护．欠压保护•接触器接触器KM本身具有欠电压保护的功能，本身具有欠电压保护的功能，•当电源电压不足时（低于额定电压的当电源电压不足时（低于额定电压的85%），），•KM因电磁吸力不足而复位，其动合主触点因电磁吸力不足而复位，其动合主触点•和自锁触点都断开，从而切断电源。

和自锁触点都断开，从而切断电源 •2．零压保护与零位保护．零压保护与零位保护•采用按钮采用按钮SB起动，起动，SB动合触点与动合触点与KM的自的自•锁动合触点相并联的电路，都具有零压（失锁动合触点相并联的电路，都具有零压（失•压）保护功能，在操作中一旦断电，必须再压）保护功能，在操作中一旦断电，必须再•次按下次按下SB才能重新接通电源才能重新接通电源•采用凸轮控制器控制的电路在每次重新起动采用凸轮控制器控制的电路在每次重新起动•时，还必须将凸轮控制器旋回中间的零位，时，还必须将凸轮控制器旋回中间的零位，•这一保护作用称为这一保护作用称为“零位保护零位保护” •（三）保护电路（三）保护电路•电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护共六种保护功能限位保护和安全保护共六种保护功能 •3．过流保护．过流保护•如上所述，起重机的控制电路往往采用过流如上所述，起重机的控制电路往往采用过流•继电器作过流（包括短路、过载）保护，过继电器作过流（包括短路、过载）保护，过•流继电器流继电器KA0、、KA2的动断触点串联在的动断触点串联在KM•线圈支路中，一旦出现过电流便切断线圈支路中，一旦出现过电流便切断KM，，•从而切断电源。

此外，从而切断电源此外，KM的线圈支路采用的线圈支路采用•熔断器熔断器FU作短路保护作短路保护•5．安全保护．安全保护•在在KM的线圈支路中，还串入了舱口安全开的线圈支路中，还串入了舱口安全开•关关SQ6和事故紧急开关和事故紧急开关SA1在平时，应在平时，应•关好驾驶舱门，使关好驾驶舱门，使SQ6被压下（保证桥架被压下（保证桥架•上无人），才能操纵起重机运行；一旦发上无人），才能操纵起重机运行；一旦发•生事故或出现紧急情况，可断开生事故或出现紧急情况，可断开SA1紧急紧急•停车 •4．行程终端限位保护．行程终端限位保护•行程开关行程开关SQ1、、SQ2分别提供分别提供M2正、反转正、反转•（如（如M2驱动小车，则分别为小车的右行和驱动小车，则分别为小车的右行和•左行）的行程终端限位保护，其动断触点左行）的行程终端限位保护，其动断触点•分别串联在分别串联在KM的自锁支路中的自锁支路中•第三节第三节 : : 主令控制器的控制线主令控制器的控制线路路 •利用主令控制器发出动作指令，使磁力利用主令控制器发出动作指令，使磁力•控制屏中各相应接触器动作，来换接电控制屏中各相应接触器动作，来换接电•路，控制起升机构电动机按与之相应的路，控制起升机构电动机按与之相应的•运行状态来完成各种起重吊运工作，运行状态来完成各种起重吊运工作， •由于主令控制器与磁力控制屏组成的控由于主令控制器与磁力控制屏组成的控•制电路较复杂，使用元件多，成本高，制电路较复杂，使用元件多，成本高，•故一般在下列情况下才采用：故一般在下列情况下才采用： 拖动电动机容量大，凸轮控制器容量不够。

拖动电动机容量大，凸轮控制器容量不够操作频率高，每小时通断次数接近或超过操作频率高，每小时通断次数接近或超过600600次起重机工作繁重，操作频繁，要求减轻司机起重机工作繁重，操作频繁，要求减轻司机• 劳动强度要求电气设备具有较高寿命劳动强度要求电气设备具有较高寿命起重机要求有较好的调速、点动等运行性能起重机要求有较好的调速、点动等运行性能•提升机构提升机构PQRl0B•主令控制电路主令控制电路 •反接制动电阻反接制动电阻•起动加速电阻起动加速电阻•软化特性用电阻软化特性用电阻•零电压继电器，实零电压继电器，实•现零压保护，并为现零压保护，并为•起动作准备起动作准备 •一、提升重物的控制一、提升重物的控制 •提升档提升档•预备档预备档•从从“2”位至上升位至上升“6”位时，位时，SA8~SA12依次依次•相继闭合，相继闭合，R2～～R6各段转子电阻逐级短接各段转子电阻逐级短接 •正转正转•抱闸松开抱闸松开•二、下降重物的控制二、下降重物的控制 •倒拉反接制动倒拉反接制动•强力下放强力下放•预备档制动器未打开制动器未打开R1、、R2•被短接该档不能停留被短接该档不能停留•二、下降重物的控制二、下降重物的控制 •适用于重载低速下放。

电动适用于重载低速下放电动•机运行于倒拉反接制动机运行于倒拉反接制动•适用于中载低速下放电动适用于中载低速下放电动•机运行于倒拉反接制动机运行于倒拉反接制动•在下降前在下降前3档接入对由于重档接入对由于重•量估计不准量估计不准 ，出现不下降，，出现不下降，•反而上升的情况进行保护反而上升的情况进行保护•强迫下放从强迫下放从4－－5－－6转速逐步升高转速逐步升高•在在6档，转子回路只串入电阻档，转子回路只串入电阻R7•上升上升6档档•4，，5，，6档档•强迫下放强迫下放•下降下降1，，2，，3•档，倒拉反接档，倒拉反接•制动下放制动下放• PQR10B型主型主•令控制器控制令控制器控制•电动机机械特性电动机机械特性 •三、电路的联锁与保护三、电路的联锁与保护 •①①由强力下降过渡到倒拉反接制动下降，由强力下降过渡到倒拉反接制动下降，避免重载时高速的保护避免重载时高速的保护对于轻型载荷，允对于轻型载荷，允许将控制器手柄置于下降许将控制器手柄置于下降“4”、、“5”、、“6”档位进行强力下降若此时重物并不档位进行强力下降若此时重物并不是轻型载荷，由于司机估计失误，将控制器是轻型载荷，由于司机估计失误，将控制器手柄扳在下降手柄扳在下降“6”档位，此时电动机在重档位，此时电动机在重力转矩与电磁转矩共同作用下，运行在再生力转矩与电磁转矩共同作用下，运行在再生制动状态。

制动状态•为此，应将控制器手柄从下降为此，应将控制器手柄从下降“6”位扳回位扳回至下降至下降“3”，位，在这过程中，工作点将，位，在这过程中，工作点将由由a-b-c-d-e-f-B，最终在，最终在B点以低速稳定下点以低速稳定下降 •为避免中间的高速，在控制器手柄由下降为避免中间的高速，在控制器手柄由下降“6”扳回至下降扳回至下降“3”时，应躲开下时，应躲开下“5”、、下下“4”两条特性为此，在控制电路中将两条特性为此，在控制电路中将触点触点KM2(16-24)、、KM9(24-23)串联后接在串联后接在控制器触点控制器触点SA8与接触器与接触器KM9线圈之间，当线圈之间，当控制器手柄由下降控制器手柄由下降“6”扳回至下降扳回至下降“3”或或下降下降“2”档时，接触器档时，接触器KM9仍保持通电吸仍保持通电吸合状态，转子中始终串入常串电阻合状态，转子中始终串入常串电阻R7，电，电动机仍运行在特性动机仍运行在特性6/上，由上，由a点经点经b’点平稳点平稳过渡到过渡到B点，不致产生高速下降点，不致产生高速下降 •三、电路的联锁与保护三、电路的联锁与保护 •②②确保反接制动电阻串入情况下进行制动确保反接制动电阻串入情况下进行制动下降的环节。

下降的环节当控制器手柄由下降当控制器手柄由下降“4”扳扳到下降到下降“3”时，触点时，触点SA5断开，断开，SA6闭合，闭合，接触器接触器KM2断电释放，而断电释放，而KMl通电吸合，电通电吸合，电动机处于反接制动状态，为避免反接时过大动机处于反接制动状态，为避免反接时过大的冲击电流，应使接触器的冲击电流，应使接触器KM9断电释放，以断电释放，以便接入反接电阻，且只有在便接入反接电阻，且只有在KM9断电后才使断电后才使KMl吸合•为此，一方面在控制器触点闭合顺序上保为此，一方面在控制器触点闭合顺序上保证在证在SA8断开后，断开后，SA6才闭合；另一方面增才闭合；另一方面增设了设了KMl（（11—12）与）与KM9（（11-12）常闭）常闭触点相并联的联锁触点这就保证在触点相并联的联锁触点这就保证在KM9断断电释放后电释放后KMl才能通电并自锁工作此环节才能通电并自锁工作此环节还可防止由于还可防止由于KM9主触点因电流过大而发生主触点因电流过大而发生熔焊使触点分不开、将转子电阻熔焊使触点分不开、将转子电阻R1～～R6短短接，只剩下常串电阻接，只剩下常串电阻R7，此时若将控制器，此时若将控制器手柄扳于提升档位将造成转子只串手柄扳于提升档位将造成转子只串R7发生发生直接起动事故。

直接起动事故 •三、电路的联锁与保护三、电路的联锁与保护 •③③在制动下降档位与强力下降档位相互转在制动下降档位与强力下降档位相互转换时断开机械制动的环节换时断开机械制动的环节在控制器下降在控制器下降“3”档位与下降档位与下降“4”档位转换时，接触器档位转换时，接触器KM1、、KM2之间设有电气互锁，在这换接之间设有电气互锁，在这换接过程中，必有一瞬间其两个接触器均处于断过程中，必有一瞬间其两个接触器均处于断电状态，将使制动接触器电状态，将使制动接触器KM3断电释放，造断电释放，造成电动机在高速下进行机械制动为此，在成电动机在高速下进行机械制动为此，在KM3线圈电路中设有线圈电路中设有KMl、、KM2、、KM3三对三对触点构成的并联电路这样，由触点构成的并联电路这样，由KM3实现自实现自锁，确保在锁，确保在KMl、、KM2换接过程中，换接过程中，KM3始始终通电，避免了发生换接时的机械制动终通电，避免了发生换接时的机械制动 •三、电路的联锁与保护三、电路的联锁与保护 •④④顺序联锁保护环节顺序联锁保护环节在加速接触器在加速接触器KM6、、KM7、、KM8、、KM9线圈电路中串接了前一线圈电路中串接了前一级加速接触器的常开辅助触点，确保转子电级加速接触器的常开辅助触点，确保转子电阻阻R3～～R6按顺序依次短接，实现特性平滑按顺序依次短接，实现特性平滑过渡，电动机转速逐级提高。

过渡，电动机转速逐级提高•⑤⑤完善的保护完善的保护由过电流继电器由过电流继电器KA1、、KA2实现过电流保护；零电压继电器实现过电流保护；零电压继电器KA3与与主令控制器主令控制器SA实现零电压保护与零位保护；实现零电压保护与零位保护；行程开关行程开关SQ实现上升的限位保护等实现上升的限位保护等 •第四节：起重机的电气保护设第四节：起重机的电气保护设备备 •电动机过载保电动机过载保护护 •短路电流保护短路电流保护 •失压欠压保护失压欠压保护 •起重机起重机•电气控制电气控制•一般具有一般具有•的保护的保护•与联锁与联锁•控制器的零位保护控制器的零位保护 •行程开关的限位保护行程开关的限位保护 •舱盖、栏杆安全开关及紧急断电保护等舱盖、栏杆安全开关及紧急断电保护等 •第四节：起重机的电气保护设第四节：起重机的电气保护设备备 •缓冲器缓冲器•起升高度限位器起升高度限位器•载荷限制器载荷限制器•具有的具有的•安全装置安全装置•称量装置等等称量装置等等•一、交流起重机保护箱一、交流起重机保护箱•采用凸轮控制器控制的交流桥式起重机，采用凸轮控制器控制的交流桥式起重机，广泛使用保护箱保护箱由刀开关、接触器、广泛使用保护箱。

保护箱由刀开关、接触器、过电流继电器等组成，用于控制和保护起重过电流继电器等组成，用于控制和保护起重机，实现电动机过流保护、失压保护以及零机，实现电动机过流保护、失压保护以及零位限位保护起重机上用的标准保护盘为位限位保护起重机上用的标准保护盘为XQB1系列 •二、制动器与制动电磁铁二、制动器与制动电磁铁•制动器制动器是保证起重机安全、正常工作的重是保证起重机安全、正常工作的重要部件在桥式起重机上常用块式制动器要部件在桥式起重机上常用块式制动器,它是一种简单、可靠的制动器块式制动器它是一种简单、可靠的制动器块式制动器又可分为短行程、长行程和液压推杆块式制又可分为短行程、长行程和液压推杆块式制动器短行程的制动器多使用动器短行程的制动器多使用单相电源单相电源，长，长行程的制动器多使用行程的制动器多使用三相电源三相电源长行程制动长行程制动器由于其杠杆具有较长的力臂，因此有较大器由于其杠杆具有较长的力臂，因此有较大的制动力矩，而短行程制动器的制动力相对的制动力矩，而短行程制动器的制动力相对较小它们都有动作时冲击力大的缺点，需较小它们都有动作时冲击力大的缺点，需经常维护和检修经常维护和检修 •液压推杆式液压推杆式•制动器结构制动器结构•简图简图 •三、其它安全装置三、其它安全装置•（一）缓冲器（一）缓冲器 •用来吸引大车或小车运行到终点与轨端档用来吸引大车或小车运行到终点与轨端档板相撞板相撞(或两台起重机相撞或两台起重机相撞)的能量的能量,达到减缓达到减缓冲击的目的。

在桥式起重机上常用的有橡胶冲击的目的在桥式起重机上常用的有橡胶缓冲器、弹簧缓冲器、液压缓冲器和聚脂发缓冲器、弹簧缓冲器、液压缓冲器和聚脂发泡塑料缓冲器等其中，弹簧缓冲器使用较泡塑料缓冲器等其中，弹簧缓冲器使用较多近年来，越来越多地采用聚脂发泡塑料多近年来，越来越多地采用聚脂发泡塑料缓冲器和液压缓冲器缓冲器和液压缓冲器 •三、其它安全装置三、其它安全装置•（二）起升高度限位器（二）起升高度限位器 •用来防止由于司机操作失误或其它原因引用来防止由于司机操作失误或其它原因引起的吊钩过卷扬，从而可能造成拉断起升钢起的吊钩过卷扬，从而可能造成拉断起升钢丝绳、钢丝绳固定端板开裂脱落或挤碎滑轮丝绳、钢丝绳固定端板开裂脱落或挤碎滑轮等造成吊钩与重物一起下落的重大事故为等造成吊钩与重物一起下落的重大事故为此起重机必须装有起升高度限位器，当吊钩此起重机必须装有起升高度限位器，当吊钩起升到一定高度时能自动切断电动机电源而起升到一定高度时能自动切断电动机电源而停止起升常用的有停止起升常用的有压绳式限位器、螺杆式压绳式限位器、螺杆式限位器与重锤式限位器限位器与重锤式限位器 •压绳式限位器压绳式限位器 •将起升钢丝绳通过小滑轮槽卷绕到卷筒上，将起升钢丝绳通过小滑轮槽卷绕到卷筒上，•小滑轮套在光杆上，随着卷筒上钢丝绳卷上小滑轮套在光杆上，随着卷筒上钢丝绳卷上•与放下，带动小滑轮在光杆上左右移动，在与放下，带动小滑轮在光杆上左右移动，在•光杆两端装有行程开关。

当起升（或下降）光杆两端装有行程开关当起升（或下降）•到极限位置时，小滑轮碰压起升（或下降）到极限位置时，小滑轮碰压起升（或下降）•限位开关，使电动机断电停止工作限位开关，使电动机断电停止工作 •螺杆式限位器螺杆式限位器 •由固定光杆、螺杆、移动螺母和限位开关等由固定光杆、螺杆、移动螺母和限位开关等•组成安装时，限位器左端的方头套装在起组成安装时，限位器左端的方头套装在起•升卷筒的轴端方孔内，卷筒卷动时使移动螺升卷筒的轴端方孔内，卷筒卷动时使移动螺•母在固定光杆上左右移动，当起升到一定高母在固定光杆上左右移动，当起升到一定高•度时，调整螺栓碰压限位开关的推杆，使触度时，调整螺栓碰压限位开关的推杆，使触•点动作，切断电源，电动机停止工作点动作，切断电源，电动机停止工作 •重锤式限位器重锤式限位器 •重锤式限位器是由一个具有带平衡锤的杠重锤式限位器是由一个具有带平衡锤的杠•杆式活动臂的限位开关，当吊钩升至最高杆式活动臂的限位开关，当吊钩升至最高•位置时，吊钩上的碰杆将平衡锤托起杠杆位置时，吊钩上的碰杆将平衡锤托起杠杆•式活动臂转过一个角度，使限位开关触点式活动臂转过一个角度，使限位开关触点•动作，切断电源，电动机停止工作。

动作，切断电源，电动机停止工作•三、其它安全装置三、其它安全装置•（三）载荷限制器及称量装置（三）载荷限制器及称量装置 •载荷限制器载荷限制器•是控制起重机起吊极限载荷的是控制起重机起吊极限载荷的•一种安全装置一种安全装置•称量装置称量装置•是用来显示起重机起吊物品具体是用来显示起重机起吊物品具体•重量数字的装置重量数字的装置,简称电子秤简称电子秤•目前在桥式起重机上应用越来越广泛目前在桥式起重机上应用越来越广泛•电子秤主要由载荷传感器、电子放大器和数字显电子秤主要由载荷传感器、电子放大器和数字显示装置等组成载荷传感器的作用是将物品重量示装置等组成载荷传感器的作用是将物品重量的变化直接转换为电量的变化，并由数字显示装的变化直接转换为电量的变化，并由数字显示装置显示出来置显示出来 •载荷传感器的安装位置根据不同场合来决定可载荷传感器的安装位置根据不同场合来决定可安装在起重小车的定滑轮支架上，起重小车起升安装在起重小车的定滑轮支架上，起重小车起升卷筒轴支承座上或起重小车的吊钩和钢丝绳之间卷筒轴支承座上或起重小车的吊钩和钢丝绳之间•第五节：第五节：10t10t交流桥式起重机控制线路分交流桥式起重机控制线路分析析 •一、起重机的供电特点一、起重机的供电特点•交流起重机电源由公共的交流电网供电，交流起重机电源由公共的交流电网供电，•由于起重机的工作是经常移动的，因此由于起重机的工作是经常移动的，因此•其与电源之间不能采用固定连接方式。

其与电源之间不能采用固定连接方式 •小型起重机小型起重机 •采用软电缆供电，随着大车或采用软电缆供电，随着大车或•小车的移动，供电电缆随之伸小车的移动，供电电缆随之伸•展和叠卷展和叠卷 •一般起重机一般起重机 •三相交流电源接到沿车间长度方向架设的三根主滑线上，三相交流电源接到沿车间长度方向架设的三根主滑线上，再通过电刷引到起重机的电气设备上，首先进入驾驶室再通过电刷引到起重机的电气设备上，首先进入驾驶室中的保护盘上的总电源开关，然后再向起重机各电气设中的保护盘上的总电源开关，然后再向起重机各电气设备供电对于小车及其上的提升机构等电气设备，则经备供电对于小车及其上的提升机构等电气设备，则经位于桥架另一侧的辅助滑线来供电位于桥架另一侧的辅助滑线来供电 •用滑线和电刷供电用滑线和电刷供电•二、电路构成二、电路构成•大车分别驱动的电动机大车分别驱动的电动机 •起升机构起升机构•电动机电动机•小车驱动电动机小车驱动电动机•过电流保护过电流保护 •三、保护电路三、保护电路•保护电路保护电路•过过•电电•流流•保保•护护•事故紧急事故紧急• 开关开关•三、保护电路三、保护电路•舱舱•口口•安安•全全•开开•关关•横横•梁梁•栏栏•杆杆•门门•安安•全全•开开•关关•QM1/QM2/QM3零位保护触点零位保护触点•限位保护限位保护运行方向运行方向驱动电动机机凸凸轮控制器及控制器及保保护触点触点限位保限位保护行行程开关程开关吊吊钩向上向上M1M1QM1QM11111SQ5SQ5小小车右行右行M2M2QM2QM21010SQ1SQ1左行左行1111SQ2SQ2大大车前行前行M3M3、、M4M4QM3QM31515SQ3SQ3后行后行1616SQ4SQ4• 行程终端限位保护电器及触点一览表行程终端限位保护电器及触点一览表 。