起重机的电气控制
起重机的电气控制
知识训练
在方轴上可以叠装不同形状的凸轮块，以使一系列动、静触 头按预先安排的顺序接通与断开。将这些触头接到电动机电 路中，便可实现控制电动机的目的 常用的凸轮控制器有KT10 , KT14型。额定电流有25 A , 60 A o型号含义如下:
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凸轮控制器的常用技术数据有额定电流、工作位置数、触点 数等。按重复短时工作制设计，通电持续率为25 %。如用于 间断长期工作时，其发热电流不应大于额定电流。 凸轮控制器的图形符号如图7-2所示。竖虚线为工作位置，
(4)在重物下放时，电动机工作在再生发电制动状态。此时， 应将控制器手柄由零位直接扳至下降第五挡位，而且途径中 间挡位不许停留。往回操作，这是不允许的。
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注意:该控制电路不能获得重载或轻载时的低速下降。为了 在下降时能获得准确定位，需采用点动操作，即将控制器手 柄在下降第一挡与零位之间来回操作，并配合电磁抱闸来实 现。 2.电路分析 在图7-6中，凸轮控制器左右各有5个工作位置，共有9对动 合主触点、3对动断触点，采用对称接法。其中4对动合主触 点接于电动机定子电路进行换相控制，实现电动机正反转;另 外的5对主触点接于电动机转子电路，实现转子电阻的接入和 切除。由于转子电阻采用不对称接法，在凸轮控制器提升或 下放的5个位置，逐级切除转子电阻，以得到不同的运行速度。 3对动断触点，其中一对用于实现零位保护，另两对动断触点 与上升限位开关SQ1和下降限位开关SQ2实现限位保护。
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目前，各工矿企业仍大量使用旧型号的交流磁力控制盘。例 如，平移机构PQR9,PQR9A等系列，升降机构PQR10 , PQR10A等系列。本书以介绍PQR10A系列交流磁力控制盘 为主。 3.磁力控制器 磁力控制器由主令控制器与磁力控制盘组成。采用磁力控 制器控制时，只有尺寸较小的主令控制器安装在驾驶室内， 其余电气设备安装在桥架上的控制盘中。具有操作轻便、维 修方便、工作可靠、调速性能好等优点;但所用电气设备多、 投资大且线路较为复杂。所以，一般桥式起重机同时采用凸 轮控制器与磁力控制器控制，前者用于平移机构与副钩提升 机构，后者用于主钩提升机构。当对提升机构控制要求不高 时，则全部采用凸轮控制系统。
桥式起重机电气控制线路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 桥式起重机旳构造
❖ 桥架：横跨车间旳主干部分，同步也是桥式起重机其他部 分旳安装基础。例如，驾驶室、小车及交流磁力控制盘等 等都是装在桥架上旳。
❖ 大车：大车驱动整个桥式起重机在铺设旳轨道上走行。有 旳桥式起重机用一台电动机驱动大车，有旳用两台电动机， 本教材简介旳是两台驱动电机驱动。
❖ 大车限位保护
❖ SA4：是同一个凸轮控制器旳不同触点。假设
❖ KM10迈进，KM11后退，迈进时上边支路SA4 触
❖ 点闭合，下边支路触点断开。后退时，上边支路
❖ SA4触点断开，下边支路触点闭合。若，迈进中 达
❖ 到限位位置，KM10断，把凸轮控制器打到后退 档
❖ 上，下边SA4触点闭合，大车能够后退。
❖ SA1扳到”上升1”位： 3、5、6、7号触点闭合； 3号触点闭合：引入上升限位SQ9常闭触点； 5号触点闭合：上升方向电动机接触器KM1吸合； 6号触点闭合：KM3吸合，电磁抱闸松开； 7号触点闭合：KM4得电，切除转子串旳第一段 电阻。
❖ SA1扳到“上升2”位：
3、5、6、7、8号触点闭合，与“上升1”档比 较，KM5吸合，切掉第二段电阻，电动机转速更 高。1档主要用来绷紧起升钢索，低速起升，降 低冲击。
主起升电动机旋转控制线路
SA1
1
KA
2
SQ9
3
4
5
KM2
KM1
6
KM2 7
KM3 8
9
10
11
12 KM2
KA1 KA
KM1
KM2
KM1
KM1
KM9
KM3
KM4
KM5
KM6
起重机械电气知识
电气基本知识第01讲电气基本知识（一）00:33:39目录：一、电气基本知识1.电气控制基本原理2.典型电气控制线路分析3.常见电气故障分析二、电气保护电动机保护、应急断电开关、联锁保护、线路保护、错相和缺相保护、失压保护、电动机定子异常失电保护、电气超速保护、接地与防雷、绝缘电阻、信号与照明：含义、检验要求及方法任何复杂的控制线路都是由一些基本的单元电路所组成，而基本单元电路则由若干的功能不同的电气元件组合而成。
为此，必须先了解电气元件的结构、动作原理以及它们的控制作用。
（一）主要电气元件的基本原理及安全技术要求1.电子元件：电容、电感、二极管、变频器、PLC2.低压电器：1）接触器 2）继电器 3）熔断器4）刀开关 5）断路器 6）按钮 7）行程开关 8）凸轮控制器 9）主令控制器 10）变阻器3.电动机4.变压器5.供电装置1.电容电感二极管单相桥式整流电路变频器分类按变换的环节分类交-直-交变频器、交-交变频器按直流电源性质分类电压型变频器、电流型变频器按照工作原理和发展过程分类V/f控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等接口控制回路：开关量、模拟量、通讯、编码器主回路：电源、制动电阻PLC2.低压电器1）接触器：仅一个休止位置，能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）下的电流的非手动操作的机械开关电器作用：■可远距离、频繁通断交直流负载电路■具有欠压保护、零压保护功能。
2）（电气式）继电器当控制电器的电气激励量（输入量）在电路中的变化达到规定要求时，在电器的一个或多个电气输出电路中，使被控制发生预定的阶跃变化的开关电器。
■作用：主要用于控制和保护电路中作信号转换用。
即当输入信号变化时，继电器产生输出而动作，通断控制回路。
■特点●输入信号可为电量（电压、电流、频率等）和非电量（温度、压力、速度、时间等）●输出电路（执行元件）通常为触点■电磁式继电器●种类电压继电器、电流继电器、中间继电器、部分时间继电器■电流继电器★含义：反映输入量为电流的继电器。
桥式起重机电气控制线路运行介绍
桥式起重机电气控制线路运行介绍
1.主控制电路：
主控制电路是控制起重机主梁上电动机运行的关键电路。
它通常包括控制主电动机的起动、制动、正反转等功能。
起动电路通过起动接触器将电动机与电源连接，使电动机转动起来。
制动电路通过制动接触器将电动机与电源断开，使电动机停止转动。
正反转电路通过正反转接触器控制电动机正反转运动，实现起重机的前进和后退。
2.限位保护电路：
限位保护电路是用来保护起重机行走机构的电路。
它通常包括起重机左右行走限位、前后行走限位等功能。
当起重机的行走到达限位位置时，限位保护电路会自动切断电动机电源，停止起重机的行走，以保护机械结构的安全。
3.紧急停止电路：
紧急停止电路是在紧急情况下，迅速切断电动机电源，停止起重机运行的电路。
一般情况下，紧急停止按钮会放置在机械操作员容易触及到的位置，如操作台、控制箱等处。
当发生紧急情况时，操作员可以按下紧急停止按钮，即可使起重机立即停止运行，确保操作人员的安全。
4.着陆线控制电路：
着陆线控制电路是用来控制起重机的货物吊取和放下的电路。
它通常包括启动按钮、停止按钮、上升按钮、下降按钮等功能。
通过按下相应的按钮，操作员可以控制货物的运动，完成起重任务。
以上是桥式起重机电气控制线路运行的简要介绍。
桥式起重机的电气控制线路具有复杂性和安全性要求高的特点，要求电路设计合理、可靠，并符合相关的安全标准。
对于操作人员来说，熟悉电气控制线路的原理和工作方式，掌握正确的操作方法，能够保证起重机安全、高效地运行。
浅析起重机电气控制及保护
浅析起重机电气控制及保护胡立辉保定市特种设备监督检验所【摘要】起重机的种类很多，而每种车型又由许多机构和系统组成，在机械工作时，这些机构和系统都按照一定的规律工作，互相联系，密切配合，以保证机械处于良好的技术状态。
为了保证工程机械的操作安全性以及稳定性，本文结合实际需求，对起重机电气控制及保护进行简要探讨。
【关键词】起重机电气控制电气保护由于起重机的电气系统大都属于分立、有触点元件的弱电控制。
对于大型工程机械来说，对于电气线路有一定的要求，同时工作环境恶劣、工况复杂、操作频繁也容易导致电气线路的故障，有的故障隐患如不及时排除，还会引发安全事故。
因而在生产运行过程中，加强电气系统的控制与保护至关重要。
一、起重机的电气控制１．加强安装工作。
（１）安全滑线安装。
安全滑线的安装应根据不同结构形式的要求进行。
滑线支架用经纬仪全部找正找直，滑线连接时，每个接头处留有一定间隙防止设备的热胀冷缩。
当滑线长度超过２００ｍ时，加装伸缩装置。
滑线每隔１．５ｍ处要进行固定。
滑接器的拉簧在安装时调整至最佳位置，使滑接器与滑线在滑线全长可靠接触。
（２）变频器安装。
变频器的安装要注意设备的散热，安装时，敷设的反馈线不得有断点，且穿管时不得和动力电缆同管敷设。
（３）力矩限制器的安装。
力矩限制器安装时，它的仪表箱的交流电源应接在起重机电源的进线端，使其不受其它电器设备的控制，传感器和电气控制仪表箱之间的连线需用屏蔽电缆连接。
电缆中间不得有接头和断点，也不得和电力电缆同管敷设。
２．电气设备的试运行。
在对电气线路进行全面的检查和调整并确认无误后，合上所有的开关，使各机构的主回路和控制回路全部接上电源。
首先在空载情况下逐个启动各机构，进行试运行，观察各机构工作是否正常。
只有在空载运行正常的情况下，才允许负载运行。
负载运行时须逐步加载，直至满载为止，不允许直接近行满载运行。
试运行全部正常之后，起重机电气设备方可投入正常使用。
３．加强电气故障检测。
常用生产机械的电气控制线路(一)
常用生产机械的电气控制线路(一)在现代工业生产中，各种生产机械都是必不可少的，而其中的电气控制系统更是至关重要。
常用生产机械的电气控制线路主要包括以下几个方面：一、起重机电气控制线路起重机电气控制线路包括主电路和控制电路两个部分。
主电路主要由电动机、制动器和弹簧开关等元件组成，是起重机进行起吊、移动和停止的主要控制回路。
控制电路是通过操纵台上的按钮、指示灯和开关实现对起重机动作的控制，包括限制开关、保护接触器和电气变压器等。
二、注塑机电气控制线路注塑机电气控制线路主要由控制系统、操作面板和电气元器件组成。
控制系统通过细长电路板连接各种机械执行元件和各种传感器，实现对注塑机的压力、温度、速率和行程等参数的实时监控与调节。
操作面板则是操作员和机器之间的桥梁，包括操作按钮、LED指示灯、液晶显示屏和水温控制器等。
三、数控机床电气控制线路数控机床电气控制线路主要包括系统控制板、驱动板和I/O控制板等。
其中的系统控制板负责将控制程序转换为机床运动信号，驱动板则负责将信号发送到各种功率器件中，如电机、液压系统和气动系统等，而I/O控制板则负责与人机界面端进行数据通信。
四、输送带电气控制线路输送带电气控制线路主要包括传感器和PLC控制系统。
传感器负责监测物料的到达和离开状态，同时还需要监测输送带的速度和方向等参数，将监测到的数据通过信号传输器发送到PLC控制系统中，PLC控制系统则根据监测数据决定输送带的具体运行情况。
五、风力发电机组电气控制线路风力发电机组电气控制线路主要由机械部分、电气部分和电子部分三个部分组成。
机械部分主要是通过叶片转动实现能量转换，将机械能转化为电能。
而电气部分则是将产生的电能通过变压器升压后接入到电网中，最后由电子部分负责对并网电能进行调节和优化。
综上所述，生产机械的电气控制线路是现代工业生产中的重要组成部分，在不同类型的生产机械中，其控制方式也各有不同。
随着科技的不断发展，控制技术也在不断更新，各种新型的控制模块和控制器也不断出现，为生产机械行业的发展提供了强有力的技术支持。
门式起重机变幅机构的电气控制
门式起重机变幅机构的电气控制门式起重机的变幅机构是指能够调整起重机工作范围的部分，它的电气控制是起重机电气系统中的一个重要组成部分之一。
本篇文档将详细介绍门式起重机变幅机构的电气控制的内容。
门式起重机变幅机构的概述门式起重机变幅机构的作用是通过调整起重机的工作范围，使其能够满足不同场合的需求。
传统的门式起重机变幅机构一般采用机械传动方式，但在现代化的门式起重机上，由于电气控制技术的不断发展，电气传动方式已经成为一种普遍采用的方式。
门式起重机变幅机构的电气控制要求精准、高效、可靠。
通常它包括传感器、执行器、控制电路和控制器等部分。
门式起重机变幅机构电气控制的传感器传感器是门式起重机变幅机构中的关键部件之一。
现代化的变幅机构常常采用各种各样的传感器来完成对变幅机构的控制。
比如位置传感器、速度传感器、力传感器等。
它们可以测量相应的物理量，为控制电路提供准确的反馈信号。
位置传感器一般采用光电干扰原理或霍尔电场信号等方式进行信号采集。
通过挂载在门式起重机的变幅机构上，可以实时地测量变幅机构的运动状态。
速度传感器也是门式起重机变幅机构的关键部分之一，它主要是用来测量变幅机构运动速度的。
通常使用霍尔元件、磁性元件和高精度光电测量技术等等。
将传感器的信号与预设的控制速度进行比较，实现对变幅机构速度的控制。
力传感器则是用来测量起重机的负荷情况的。
通常将传感器安装在变幅机构上，通过分析所测量到的负荷情况，可以实现对变幅机构的控制。
门式起重机变幅机构电气控制的执行器执行器一般也称为作动器，它是门式起重机变幅机构电气控制的另一个重要组成部分。
执行器通常由电动机、齿轮减速器、滑动系统组成。
电动机是执行器的核心部分，一般采用伺服电机或步进电机。
这些电机具有定位精准、响应速度快的优点，可以实现对变幅机构的高精度控制。
齿轮减速器是用来减速电机转速并提供输出扭矩的组件。
它主要是由行星齿轮、行星架和太阳轮等等几个部件组成，能够满足执行器所需的转矩和转速要求。
起重机的电气控制系统
起重机的电气控制系统起重机钢结构负责载荷支承；起重机机构负责动作运转；起重机机构动作的起动、运转、换向和停止等均由电气或液压控制系统来完成，为了起重机运转动作能平稳、准确、安全可靠是离不开电气有效的传动、控制与保护。
1.起重机电气传动起重机对电气传动的要求有：调速、平稳或快速起制动、纠偏、保持同步、机构间的动作协调、吊重止摆等。
其中调速常作为重要要求。
一般起重机的调速性能是较差的，当需要准确停车时，司机只能采取“点车”的操纵方法，如果“点车”次数很多，不但增加了司机的劳动强度，而且由于电器接电次数和电动机起动次数增加，而使电器、电动机工作年限大为缩短，事故增多，维修量增大。
有的起重机对准确停车要求较高，必须实行调速才能满足停准要求。
有的起重机要采用程序控制、数控、遥控等，这些技术的应用，往往必须在实现了调速要求后，才有可能。
由于起重机调速绝大多数需在运行过程中进行，而且变化次数较多，故机械变速一般不太合适，大多数需采用电气调速。
电气调速分为二大类：直流调速和交流调速。
直流调速有以下三种方案：固定电压供电的直流串激电动机，改变外串电阻和接法的直流调速；可控电压供电的直流发电机———电动机的直流调速；可控电压供电的晶闸管供电———直流电动机系统的直流调速。
直流调速具有过载能力大、调速比大、起制动性能好、适合频繁的起制动、事故率低等优点。
缺点是系统结构复杂、价格昂贵、需要直流电源等。
交流调速分为三大类：变频、变极、变转差率。
调频调速技术目前已大量地应用到起重机的无级调速作业当中，电子变压变频调速系统的主体———变频器已有系列产品供货。
变极调速目前主要应用在葫芦式起重机的鼠笼型双绕组变极电动机上，采用改变电机极对数来实现调速。
变转差率调速方式较多，如改变绕线异步电动机外串电阻法、转子晶闸管脉冲调速法等。
除了上述调速以外还有双电机调速、液力推动器调速、动力制动调速、转子脉冲调速、蜗流制动器调速、定子调压调速等等。
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起重機的電氣控制
起重機是專門用來起吊和短距離搬移重物的一種生產機械，通常也稱為吊車、行車或天車。
按其結構及運動形式的不同，可分為橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、旋轉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並具有一定的代表性。
一、橋式起重機的主要結構及運動形式
橋式起重機由橋架（雙稱大車），裝有提升機構的小車、大車運行機構及操縱室等幾部分組成。
1- 駕駛室 2-輔助滑線架 3-交流磁力9
8
6
5 4 3 2 1
7
控制盤 4-電阻箱
5-起重小車 6-大車拖動電動機 7-端梁
8-主滑線 9-主梁
橋架是橋式起重機的基本構件，它由主梁、端梁、走臺等幾部分組成。
主梁跨架在車間上空，其兩端聯有端梁，主梁外側裝有走臺並設有安全欄杆。
橋架的一頭裝有大車移行機構、電氣箱、起吊機構和小車運行軌道以及輔助滑線架。
橋架一頭裝有駕駛室，另一頭裝有引入電源的主滑線。
大車移行機構是由驅動電動機、制動器、傳動軸、減速器和車輪等幾部分組成。
其驅動方式有集中低速驅動、集中高速驅動和分別驅動方式三種：
集中低速驅動是由一臺電動機通過減速器同時帶動兩個主動輪，使傳動軸的轉速低於電動機軸的轉速，與車輪的轉速相同，一般是50～100r/min。
集中高速驅動是由電動機通過制動輪直接與聯軸節、傳動軸聯接，再通過減速器與車輪聯接。
這樣，運行機構的傳動軸的轉速與電動機的轉速相同，一般是700～1500r/min。
分別驅動是由兩套獨立的無機械聯繫的運行機構組成。
每套運行機構由電動機通過制動輪、聯軸節、減速器與大車車輪聯接，省去了中間傳動軸。
但分別
驅動的運行機構是用兩臺同樣型號的電動機，用同一控制器控制。
分別驅動與集中驅動相比，自重較輕，安裝和維護方便，實踐證明使用效果良好。
目前我國生產的橋式起重機大部分採用分別驅動方式。
小車運行機構由小車架、小車移行機構和提升機構組成。
小車架由鋼板焊成，其上裝有小車移行機構、提升機構、欄杆及提升限位開關。
小車可沿橋架主梁上的軌道左右移行。
在小車運動方向的兩端裝有緩衝器和限位開關。
小車移行機構由電動機、減速器、捲筒、制動器等組成。
電動機經減速後帶動主動輪使小車運動。
提升機構由電動機、減速器、捲筒、制動器等組成，提升電動機通過制動輪、聯軸節與減速器聯接，減速器輸出軸與起吊捲筒相聯。
操縱室是操縱起重機的吊艙，又稱駕駛室。
在操縱室內，主要裝有大小車運動機構和起升機構的操縱系統和有關裝置，如控制器、保護箱及照明開關箱；有關安全開關，如緊急開關、電鈴開關等。
操縱室一般固定在主梁下方的一端，也有隨小車移動的。
其上方有通向走臺的艙口。
為了安全，艙口處裝有安全開關，避免司機及維護人員上車發生觸電事故。
二、橋式起重機的拖動特點及控制要求
1）具有合適的升降速度。
空鉤能快速升降，輕載的提升速度應大於額定負載的提升速度。
2）具有一定的調速範圍。
對於普通起重機調速範圍一般為3:1，而要求較高的起重機，調速範圍則要求達到5:1～10:1。
3）在提升之初或重物接近預定位置附近時，都需要低速運行。
因此，升降控制應在30%額定速度內分為幾檔，以便靈活操作。
高速向低速過渡應逐級減速，保持穩定運行。
4）提升第一檔的作用是為了消除傳動間隙，使鋼絲繩張緊，為避免過大的機械衝擊，這一檔的電動機的啟動轉矩不能過大，一般限制在額定轉矩的一半以下。
5）在負載下降時，根據重物的大小，拖動電動機的轉矩可以是電動轉矩，也可以是制動轉矩，兩者之間的轉換是自動進行的。
6 為確保安全，要採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備和人身事故。
7）要有完備的電氣保護與連鎖環節。
由於起重機使用很廣泛，所以它的控制設備已經標準化。
根據拖動電動機容量的大小，常用的控制方式有兩種：一種是採用凸輪控制器直接控制電動機的起停、正反轉、調速和制動。
這種控制方式由於受到控制器觸點容量的限制，故只適用於小容量起重電動機的控制。
另一種是採用主令控制器與磁力控制屏配合的控制方式，適用於較大容量，調速要求較高的起重機和工作十分頻繁的起重機。
對於15t以上的橋式起重機，一般同時採用兩種控制方式，主提升機構採用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大車小車移動機構和副提升機構則採用凸輪控制器控制方式。
三、凸輪控制器
凸輪控制器是一種大型手動控制電器。
主要用來直接控制起重機等生產機械的電動機,它可以變換主電路的接法和轉子電路中的電阻值，以達到電動機的啟動、制動、調速和反轉的目的。
1、凸輪控制器的主要結構
凸輪控制器由機械結構、電氣結構、防護結構等
三部分組成。
其中，手柄、轉軸、凸輪、杠杆、彈簧、定位棘輪為機械結構；觸頭、接線及聯板為電氣結構；上下蓋板、外罩及滅弧罩為防護結構。
1-靜觸點 2-動觸點 3-觸頭彈簧 4-複位彈簧
5-滾子6-絕緣方軸7-凸輪
當轉軸在手柄扳動下轉動時，固定在軸上的凸輪隨絕緣方軸轉動，當凸輪的凸起部位支住帶動動觸點杠杆上的滾子時，使動觸點與靜觸點分開，而當轉軸帶動凸輪轉動到凸輪凹部對著滾子時，動觸點在彈簧作用下，使動靜觸點緊密接觸，從而實現觸點接通與斷開的目的。
若在方軸上疊裝不同形狀的凸輪塊，則可使一系列的觸點按預先規定的順序接通和分斷，把這些觸點接在電動機電路中，便可達到控制電動機的目的。