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起重机的电气控制系统
起重机的电气控制系统之五兆芳芳创作
一、概述
起重机钢结构担任载荷支承;起重机机构担任动作运转;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、平安可靠是离不开电气有效的传动、控制与庇护.
二、起重电机气传动
起重机对电气传动的要求有:
调速、平稳或快速起制动、纠偏、同步保持、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,司机只能采纳“点车”的把持办法,如果“点车”次数良多,不单增加了司机的劳动强度,并且由于电器接电次数和电动机起动次数增加,而使电器、电动机任务年限大为缩短,事故增多,维修量增大.
有的起重机对准确停车要求较高,必须实行调速才干满足停准要求.有的起重机要采取程序控制、数控、遥控等,这些技巧的应用,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进程中进行,并且变更头数较多,故机械变速一般不太适合,大多数需采取电气调速.
电气调速分为两大类:
直流调速和交换调速.
直流调速有以下三种计划:
✧固定电压供电的直流串激电动机,改动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.缺点是系统结构庞杂、价钱昂贵、需要直流电源等.
交换调速分为三大类:
变频、变极、变转差率.
✧变频调速技巧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,采取改动电机极对数来实现调速.
✧变转差率调速方法较多,如改动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.
三、起重机的自动控制
(一)可编程控制器
程序控制装置一般由电子数字控制系统组成,其程序自动控制功效主要由可编程控制器来实现.
(二)自动定位装置
起重机的自动定位一般是按照被控对象的使用情况、精度要求来确定装置的结构形式.自动定位装置通常使用各类检测元件与继电接触器或可编程序控制器,相互配合达到自动定位的目的.
(三)纠偏和电气同步
1.纠偏
纠偏分为人为纠偏和自动纠偏.人为纠偏是当偏斜超出一定值后,偏斜信号产生器收回信号,司机断开超前支腿侧的电机,接通滞后支腿侧的电机进行调整.自动纠偏是当偏斜超出一定值时,纠偏指令产生器收回指令,系统进行自动纠偏.电气同步是在交换传动中,常采取带有均衡电机的电轴系统,实现电气同步.
地面把持、有线与无线遥控——地面把持多为葫芦式起重机采取,其关头部件是手动按钮开关,即通常所称的手电门.有线遥控是通过专用的电缆或动力线作为载波体,对信号用调制解调传输方法,达到只用少通道便可实现控制的办法.无线遥控是利用当代电子技巧,将信息以电波或光波为通道形式传输达到控制的目的.
起重电磁铁及其控制——起重电磁铁的电路,主要是提供电磁铁的直流电源及完成控制(吸料、放料)要求.其任务方法分为:
定电压控制方法和可调电压控制方法.
起重机的电源引入装置分为三类:
硬滑线供电、软电缆供电和滑环集电器.
硬滑线电源引入装置有裸角钢平面集电器、圆钢(或铜)滑轮集电器和内藏式滑触线集电器进行电源引入.
软电缆供电的电源引入装置是采取带有绝缘护套的多芯软电线制成的,软电缆有圆电缆和扁电缆二种形式,它们通过吊挂的供电跑车进行引入电源.
不合类型的起重机的电气设备是多种多样的,其电气回路也不一样,但电气回路根本上仍是由主回路、控制回路、庇护回路等组成.在这里不必一一介绍,只扼要地介绍一下电动起重机的典型产品通用桥式起重机的主要电气设备和根本电气回路.
1).通用桥式起重机的电气设备
通用桥式起重机的电气设备主要有各机构用的电动机、制动电磁铁、控制电器和庇护电器.
电动机桥式起重机各机构应采取起重专用电动机,它要求具有较高的机械强度和较大的过载能力.应用最普遍的是绕线式异步电动机,这种电动机采取转子外接电阻逐级起动运转,既能限制起动电流确保起动平稳,又可提供足够的起动力矩,并能适应频繁起动、反转、制动、停止等任务的需要.要求较高容量大的场合可采取直流电动机.
制动电磁铁制动电磁铁是各机构常闭式制动器的打开装置.起重机经常使用的打开装置
有如下四种:
单相电磁铁(MZD1系列)、三相电磁铁(MZS1系列)、液压推动器(TY1系列)和液压电磁铁(MY1系列).
操纵电器又称为控制电器,它包含控制器、接触器、控制屏和电阻器等.
主令控制器主要用于大容量电动机或任务沉重、频繁起动的场合(如抓斗操纵).它通常与控制屏中相应的接触器动作,实现主电动机的正、反转、制动停止与调速任务.其经常使用型号为LK4系列和LKI4系列.
凸轮控制器主要用于小起重量起重机的各机构的控制中,直接控制电动机的正、反转和停止.要求控制器具有足够的容量和开闭能力、熄弧性能好、触头接触良好、操纵应灵活、轻便、档位清楚、零位手感明确、任务可靠、便于装置、检验和维护.经常使用型号为KT10和KT12系列.
电阻器在起重机各机构中用于限制起动电流,实现平稳和调速之用.要求应有足够的导电能力,各部分连接必须可靠.
庇护电器桥式起重机的庇护电器有庇护柜、控制屏、过电流继电器、各机构的行程限位、紧急开关、各类平安联锁开关及熔断器等.对于庇护电器要求包管动作灵敏、任务平安可靠、确保起重机平安运转.
2).电气回路
桥式起重电机气回路主要有主回路、控制回路及照明信号回路等.
(1)主回路直接驱使各机构电动机运转的那部分回路称为主回路,如图2-18所示.它是由起重机主滑触线开始,经庇护柜刀开关1QS庇护柜接触器主触头,再经过各机构控制器定子触头至各相应电动机,即由电动机外接定子回路和外接转子回路组成.
(2)控制回路桥式起重机的控制回路又称为联锁庇护回路,它控制起重机总电源的接通
与分断,从而实现对起重机的各类平安庇护.由控制回路控制起重机总电源的通断,原理如图2-19所示.左边部分为起重机的主回路,即直接为各机构电动机供电并使其运转的那部分电路.右边部分则为起重机的控制回路.从图2-19中可知,在主回路刀开关1DK推合后,
控制回路于A;B处取得接电,而主回路因接触器KM主触头分断未能接电,故整个起重机各
机构电动机均未接通电源而无法任务.因此,起重机总电源的接通与分断,就取决于主接触器主触头KM的接通与否,而控制回路就是控制主接触器KM主触头的接通与分断,也就是控制起重机总电源的接通与分断,故把这部分控制主回路通断的电路称之为控制回路.
控制回路的组成如图2-19所示,控制回路由三部分组成:
①号电路零位起动部分电
路、②号电路限位庇护部分电路和③号电路联锁庇护部分电路.在①号电路内包含起升、小
车、大车控制器的零位触头(它们辨别用SCHO、SCSO、SCLO暗示)和起动按钮SB;在②号电路内包含起升、小车和大车限位器的常闭触头(它们辨别用SQH、SQS1、SQS2、SQL1、SQL2暗示);在③电路中包含主接触器KM的线圈、紧急开关SE、端梁门开关SQ1、SQ2及各过电流继电器FA0、FA1、FA2、FA3、FA4的常闭触头.①号电路与②号电路通过主接触器KM之常开联锁触头KM1、KM2并接后与③号电路中串联接入电源而组成一个完整的控制回路.
控制回路的任务原理
a.起重机零位起动由图2-19所示,当庇护柜刀开关1DK推合后,在控制回路中,由于KM1和KM2未闭合而只有①号电路和③号电路串联并通过熔电器FU1和FU2接于电源之A、B两点.只要各机构控制器手柄置于零位,即非任务位置,此时SCHO、SCSO、和SCLO各控制器零位触头闭合,各平安开关SE、CQ1、CQ2和FA1—FA4之触头都处于正常闭合状态,此时按下起动按钮SB,则主接触器KM之线圈组成闭合回路接电而将其主触头吸合,遂将起重机总电源接通.
b.起重电机源接通的自锁原理在按下起动按钮SB接触器吸合接通总电源同时,接触
器KM的常开联锁触头KM1和KM2将随之闭合,遂将包含各机构限位器常闭触头在内的②号电路与①号电路并接于控制回路中,故当起动按钮SB脱开使①号电路分断后,因有②号电
路取代①号电路并与③号电路串联而使接触器KM线圈持续通电吸合,故其主、副触头保持
闭合状态,使起重机总电源保持接通状态,从而实现起重机供电联锁作用.这时,扳动起重机各机构控制器手柄置于任务位置,则起重机便可产生相应动作.由于各机构限位触头接在②号电路中,故可起到相应的限位庇护作用.
c.零压庇护起重机总电源为庇护柜中主接触器的通断所控制,当电源供电电压较低时(低于额外电压的85%),因电磁拉力小,主接触器KM的静铁芯不克不及吸合动铁芯,其主、副触头就不克不及闭合,即不克不及合闸(或任务时掉闸),从而可实现欠电压庇护.
d.零位庇护从图2-19所示,①号电路中各控制器零位触头SCHO、SCSO、SCLO任一个不闭合(即其控制器手柄置于任务位置时),按下起动按钮SB,控制回路因此在此处分断而不克不及形成闭合回路,无法使接触器通电吸合,故起重机不克不及起动.这就避免了在控制器手柄置于任务位置时接通电源而产生危险动作所造成的危害.故对起重机起到零位庇护作用.
③号电路中,串有总过电流继电器和庇护各电动机的过电流继电器常闭触头,当起重机因过载、某电动机过载、产生相间或对地短路时,
强大的电流将使其相应的过电流继电器动作而顶开它的常闭触头,使接触器KM的线圈失
电,导致起重机掉闸(接触器释放),从而实现起重机的过载和短路庇护作用.
f.各机构的限位庇护起重机起动且按钮SB脱开后的控制回路原理图如图2-20所示.此时②号电路取代①号电路而接入控制回路中,庇护主接触器持续通电吸合.当某机构
控制器手柄置于任务位置时,如起升机构吊钩上升,此时之控制回路原理图如2-21所示.这
时起升控制器上升标的目的联锁触头SCH1闭合(下降标的目的联锁触头SCH2断开),只串有上升限
位器SQH常闭触头的这一分支电路与L2(V2)相接而使主接触器通电闭合,当吊钩升至上极
限位置而将上升限位器SQH常闭触头撞开时,则控制回路断开而使主接触器KM线圈失电
释放,导致主回路断电,电动机停止运转,吊钩停止上升,起到上升标的目的的限位庇护作用.
如欲使吊钩下降,重新任务,则必须将各机构控制器手柄复位回零,重新起动.起升控制器手柄扳向下降标的目的,吊钩下降,上升限位器释放而使其触头恢复常闭状态,以备吊钩再次升时限位庇护之用.同理可实现下降、大车、小车相应各标的目的的行程端限位庇护.
g.紧急断电庇护从图2-19中可知,紧急开关SE的常闭触头串于③号电路中,当遇有
紧急情况而需要立即断电时,则司机可顺手将置于其操纵下方的紧急开关扳动便可打开其常
闭触头,使③号电路断开而导致主接触器失电释放,切断起重机总电源,实现紧急断电庇护.
i.各类平安门开联系关系锁庇护在控制回路的③号电路中,串有司机门联锁开关SQ1、舱口门开关SQ2、端梁门开关SQ3和SQ4的常闭触头,这些门任何一个打开,均会使控制回路分断而无法合闸(或掉闸),从而可实现对桥上任务的司机、检验人员的庇护,免受起重机意外的突然起动所造成的危害.
j.起重机的超载庇护在控制回路中,串入超载限制器的常闭触头,当起吊载荷超出额外负荷时,则控制回路中某一环节有接地或产生相间短路时,熔断器熔丝立即熔断而使起重机断电,避免火警事故产生,对控制回路起短路庇护作用.
③照明信号回路桥式起重机的照明信号回路如图2-22所示.其回路特点如下:
照明信号回路为专用线路,其电源由起重机主断路器的进线端分接,当起重机庇护柜主刀
开关拉开后(切断1QS),照明信号回路仍然有电供给,以确保停机检验之需要.
照明信号回路由刀开关2QS控制,并有熔断器作短路庇护之用.
手提任务灯、司机室照明及电铃等均采取36V的低电源,以确保平安.
照明变压器的次级绕组必须作可靠接地庇护.
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