第八章桥式起重机的电气控制PPT讲稿.ppt
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1、第八章桥式起重机的电气控制第1页,共48页,编辑于2022年,星期三案例:案例:三峡三峡1200/125t桥式起重机是世界上单桥式起重机是世界上单钩起重量最大的起重机。三峡工程钩起重量最大的起重机。三峡工程1200/125t桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子(直直径径18.4米、重量米、重量1900吨吨)、定子等大型关键部、定子等大型关键部件件 第一节:第一节:桥式起重机概述桥式起重机概述第2页,共48页,编辑于2022年,星期三起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机械设备,广泛应用于工矿企业、车站、港口、械设备,广泛
2、应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械强度、提高劳动生产率、促进生产过程机械化起着重要作用,是现代化生产中不可缺少化起着重要作用,是现代化生产中不可缺少的工具。起重机包括桥式、门式、梁氏和旋的工具。起重机包括桥式、门式、梁氏和旋转式等多种,其中以桥式起重机的应用最广。转式等多种,其中以桥式起重机的应用最广。桥式类起重机又分为桥式类起重机又分为通用桥式起重机、冶金通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。通用的桥式起重机是机械制造工业中最广
3、泛通用的桥式起重机是机械制造工业中最广泛使用的起重机械,又称使用的起重机械,又称“天车天车”或或“行车行车”,它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各,它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。种物件的设备。桥式起重机按起吊装置不同,可分为桥式起重机按起吊装置不同,可分为吊钩桥吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机重机。其中尤以吊钩桥式起重机应用最广。其中尤以吊钩桥式起重机应用最广。第一节:第一节:桥式起重机概述桥式起重机概述第3页,共48页,编辑于2022年,星期三一、桥式起重机的主要结构和运动形式一、桥式起重机的主要结构和运动形式 第4页
4、,共48页,编辑于2022年,星期三一、桥式起重机的主要结构和运动形式一、桥式起重机的主要结构和运动形式 第5页,共48页,编辑于2022年,星期三桥式起重机的运动形式桥式起重机的运动形式起重机由大车电动机驱动起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前沿车间两边的轨道作纵向前后运动;后运动;小车及提升机构由小车电小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动横向左右运动在升降重物时由起重电动在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动机驱动作垂直上下运动 实现重物在实现重物在垂直、横向、垂直、横向、纵向三个方向纵向三个方向的运动的运动 第6页,共48页,编
5、辑于2022年,星期三二、桥式起重机主要技术参数二、桥式起重机主要技术参数(一)起重量(一)起重量 又称额定起重量,是指起重机实际允许起吊的最大负又称额定起重量,是指起重机实际允许起吊的最大负荷量,以吨(荷量,以吨(t)为单位。国产的桥式起重机系列其)为单位。国产的桥式起重机系列其起重量有起重量有5、10(单钩)、(单钩)、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30(双钩)等多种。数字的分子为(双钩)等多种。数字的分子为主钩主钩起重量,起重量,分母为分母为副钩副钩起重量。起重量。小型:小型:510t中型:中型:10
6、50t重型:重型:50t以上以上按起重量按起重量 分类分类第7页,共48页,编辑于2022年,星期三二、桥式起重机主要技术参数二、桥式起重机主要技术参数(二)跨度(二)跨度 起重机主梁两端车轮中心线间的距离,即大车轨道起重机主梁两端车轮中心线间的距离,即大车轨道中心线间的距离称为跨度,以米(中心线间的距离称为跨度,以米(m)为单位。国产)为单位。国产桥式起重机的跨度有桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等,每等,每3m为一个等级。为一个等级。(三)提升高度(三)提升高度 起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限起重机吊具或抓取装置的
7、上极限位置与下极限位置之间的距离,称为起重机的提升高度,以位置之间的距离,称为起重机的提升高度,以m为为单位。常用的起升高度有单位。常用的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等等几种。其中分子为主钩提升高度,分母为副钩提升几种。其中分子为主钩提升高度,分母为副钩提升高度。高度。第8页,共48页,编辑于2022年,星期三二、桥式起重机主要技术参数二、桥式起重机主要技术参数(四)运行速度(四)运行速度 运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度,运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度,以以m/min为单位。小车运行速
8、度一般为为单位。小车运行速度一般为4060m/min,大车运行速度一般为,大车运行速度一般为100135m/min。(五)提升速度(五)提升速度提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的提升机构的提升电动机以额定转速取物上升的速度,以速度,以m/min为单位。一般提升速度不超过为单位。一般提升速度不超过30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。依货物性质、重量、提升要求来决定。(六)通电持续率(六)通电持续率由于桥式起重机为断续工作,其工作的繁重程度用由于桥式起重机为断续工作,其工作的繁重程度用通电持续率通电持续率JC%表示。通电持续率为工作时间与周表示。通电持续率为工作时间与周期时间之
9、比,一般一个周期通常定为期时间之比,一般一个周期通常定为10min。标准。标准的通电持续率规定为的通电持续率规定为15%、25%、40%、60%四种。四种。第9页,共48页,编辑于2022年,星期三二、桥式起重机主要技术参数二、桥式起重机主要技术参数(七)工作类型(七)工作类型起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为轻级、中轻级、中级、重级和特重级级、重级和特重级四种工作类型。四种工作类型。轻级:轻级:工作速度低,使用次数少,满载机会少,工作速度低,使用次数少,满载机会少,通电持续率为通电持续率为15%。用于不需紧张及繁重工作的场。用于不需紧张及繁重工作的场所,
10、如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重所,如在水电站、发电厂中用作安装检修用的起重机。机。中级:中级:经常在不同载荷下工作,速度中等,经常在不同载荷下工作,速度中等,工作不太繁重,通电持续率为工作不太繁重,通电持续率为25%,如一般机,如一般机械加工车间和装配车间用的起重机。械加工车间和装配车间用的起重机。重级:重级:工作繁重,经常在重载荷下工作,通电工作繁重,经常在重载荷下工作,通电持续率为持续率为40%,如冶金和铸造车间内使用的起重,如冶金和铸造车间内使用的起重机。机。特重级:特重级:经常起吊额定负荷,工作特别繁忙,经常起吊额定负荷,工作特别繁忙,通电持续率为通电持续率为60%,如冶金专
11、用的桥式起重机。,如冶金专用的桥式起重机。第10页,共48页,编辑于2022年,星期三三、桥式起重机对电力拖动的要求三、桥式起重机对电力拖动的要求(一)对起重电动机的要求(一)对起重电动机的要求1.起重电动机为重复短时工作制。起重电动机为重复短时工作制。所谓所谓“重复短时重复短时工作制工作制”,即,即FC介于介于25%40。电动机较频繁。电动机较频繁地通、断电,经常处于起动、制动和反转状态,而地通、断电,经常处于起动、制动和反转状态,而且负载不规律,时轻时重,因此受过载和机械冲击且负载不规律,时轻时重,因此受过载和机械冲击较大;同时,由于工作时间较短,其温升要比长期较大;同时,由于工作时间较短
12、,其温升要比长期工作制的电动机低工作制的电动机低(在同样的功率下在同样的功率下),允许过载运,允许过载运行。因此,行。因此,要求电动机有较强的过载能力。要求电动机有较强的过载能力。第11页,共48页,编辑于2022年,星期三2.有较大的起动转矩。有较大的起动转矩。起重电动机往往是带负载起重电动机往往是带负载起动,因此要求有较好的起动性能,即起动转矩大,起动,因此要求有较好的起动性能,即起动转矩大,起动电流小。起动电流小。3.能进行电气调速。能进行电气调速。由于起重机对重物停放的准确性由于起重机对重物停放的准确性要求较高,在起吊和下降重物时要进行调速,且调速要求较高,在起吊和下降重物时要进行调速
13、,且调速大多数是在运行过程中进行,而且变换次数较多,所大多数是在运行过程中进行,而且变换次数较多,所以不宜采用机械调速,而应采用电气调速。因此,起以不宜采用机械调速,而应采用电气调速。因此,起重电动机多采用绕线转子异步电动机,且采用转子电重电动机多采用绕线转子异步电动机,且采用转子电路串电阻的方法起动和调速。路串电阻的方法起动和调速。4.为适应较恶劣的工作环境和机械冲击,电动机采为适应较恶劣的工作环境和机械冲击,电动机采用用封闭式,要求有坚固的机械结构,采用较高的耐封闭式,要求有坚固的机械结构,采用较高的耐热绝缘等级。热绝缘等级。起重用的交流异步电动机:起重用的交流异步电动机:YZR(绕线型绕
14、线型)和和YZ(笼型笼型)系列起重电动机。在铭牌上标出的功系列起重电动机。在铭牌上标出的功率均为率均为FC25时的输出功率时的输出功率 (一)对起重电动机的要求(一)对起重电动机的要求第12页,共48页,编辑于2022年,星期三(二)电力拖动系统的构成及电气控制要求(二)电力拖动系统的构成及电气控制要求 小车驱动电动机一台小车驱动电动机一台大车驱动电动机一至两台:大车驱动电动机一至两台:集中或分别驱动集中或分别驱动起重电动机一至两台:起重电动机一至两台:15t以上两台以上两台电力拖动系统电力拖动系统 的组成的组成空钩能够快速升降,以减少辅助工空钩能够快速升降,以减少辅助工时;轻载时的提升速度应
15、大于额定负时;轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。载时的提升速度。有一定的调速范围,普通的起重机有一定的调速范围,普通的起重机调速范围调速范围(高低速之比高低速之比)一般为一般为3 1,要求较高的则要达到要求较高的则要达到(510)1 有适当的低速区,要求在有适当的低速区,要求在30额额定速度内分成若干低速挡以供选择。定速度内分成若干低速挡以供选择。同时要求由高速向低速过渡时应逐级同时要求由高速向低速过渡时应逐级减速以保持稳定运行。减速以保持稳定运行。对电力拖对电力拖动及控制动及控制的主要要的主要要求求提升的第一挡为预备挡,用以消除提升的第一挡为预备挡,用以消除传动系统中的齿轮间隙,并
16、将钢丝绳传动系统中的齿轮间隙,并将钢丝绳张紧,以避免过大的机械冲击张紧,以避免过大的机械冲击 负载是位能性反抗力矩负载是位能性反抗力矩,因此要,因此要求在下放重物时起重电动机可工作在求在下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制电动机状态、反接制动或再生发电制动状态,以满足对不同下降速度的要动状态,以满足对不同下降速度的要求求 为确保安全,要求采用电气和机械为确保安全,要求采用电气和机械双重制动,既可减轻机械抱闸的负担,双重制动,既可减轻机械抱闸的负担,又可防止因突然断电而使重物自由下又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。落造成事故。要求有完备的电气保护与联锁环节,要求
17、有完备的电气保护与联锁环节,由于热继电器的热惯性较大,因此起由于热继电器的热惯性较大,因此起重机电路多采用过流继电器作过载保重机电路多采用过流继电器作过载保护;要有零压保护;行程终端限位保护;要有零压保护;行程终端限位保护等等。护等等。第13页,共48页,编辑于2022年,星期三第一节:第一节:凸轮控制器及其控制线路凸轮控制器及其控制线路 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
18、动与停止。起动与停止。第14页,共48页,编辑于2022年,星期三一、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 第15页,共48页,编辑于2022年,星期三二、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 第16页,共48页,编辑于2022年,星期三三、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
19、电阻制动电磁铁制动电磁铁过流继电器过流继电器第17页,共48页,编辑于2022年,星期三三、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第18页,共48页,编辑于2022年,星期三三、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正转正转手柄向左旋,触点手柄向左旋,触点1、3
20、接通,电磁抱接通,电磁抱闸松开闸松开,M2反转反转第19页,共48页,编辑于2022年,星期三三、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59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起动和转起动和转速的调节速的调节 第20页,共48页,编辑于2022年,星期三三、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控用于控制起重制起重机吊钩机吊钩的升降的升降 1.提升重物提升重物第一档是作为预备级,在二至第一档是作为预备级,在二至五档提升速度逐渐提高五档提升速度逐渐提高。最
21、后。最后运行于第五档运行于第五档第21页,共48页,编辑于2022年,星期三(二)电动机转子电路(二)电动机转子电路用于控制起重用于控制起重机吊钩的升降机吊钩的升降 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 第22页,共48页,编辑于2022年,星期三(二)电动机转子电路(二)电动机转子电路用于控制起重用于控制起重机吊钩的升降机吊钩的升降 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
22、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 可采用点动操作的方可采用点动操作的方式,即将控制器的手式,即将控制器的手轮在下降(反转)第轮在下降(反转)第一档与零位之间来回一档与零位之间来回扳动以点动起重电动扳动以点动起重电动机,并配合制动器便机,并配合制动器便能实现较准确的定位。能实现较准确的定位。第23页,共48页,编辑于2022年,星期三(三)保护电路(三)保护电路电路有电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端限欠压、零压、零位、过流、行程终端限位保护和安全保护位保护和安全保护共六种保护功能共六种保护功能 1欠
23、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
24、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”第24页,共48页,编辑于2022年,星期三(三)保护电路(三)保护电路电路有欠压、零压、零位、过流、行程终端限电路有欠压、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
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