电机与电气控制案例教程 教学课件 ppt 作者 何永艳 王锁庭 主编第5章 典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析.ppt

电机与电气控制案例教程 第五章 典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析  ③能进行电气调速。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，但是起重机的调速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。 ④能适应较恶劣的工作环境和机械冲击。电动机应采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。 （2）电力拖动系统的构成及电气控制要求 桥式起重机的电力拖动系统由三至五台电动机所组成：小车驱动电动机一台；大车驱动电动机一至两台，大车如果采用集中驱动，则只有一台大车电动机，如果采用分别驱动，则由两台相同的电动机分别驱动左、右两边的主动轮；起重电动机一至两台，单钩的小型起重机只有一台起重电动机，对于15 t以上的中型和重型起重机，则有两台（主钩和副钩）起重电动机。 桥式起重机电力拖动及其控制的主要要求是： ①空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。 ②有一定的调速范围，普通的起重机调速范围（最高与最低速之比）一般为3:1，要求较高的则要达到（5～10）:1 。 ③有适当的低速区，在刚开始进行提升重物或重物下降至接近预定位置时，都应低速运行。因此要求在30％额定速度范围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减速以保持稳定运行。 ④提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击。预备级的起动转矩一般限制在额定转矩的50％以下。 ⑤起重电动机负载的特点是位能性反抗力矩（即负载转矩的方向并不随电动机的转向而改变），因此要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动状态，以满足对不同下降速度的要求。 ⑥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，又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。 ⑦要求有完备的电气保护与联锁环节，例如：要有短时过载的保护措施，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护；要有零压保护；行程终端限位保护等等。 以上要求都集中反映在对提升机构的拖动及其控制上，桥式起重机对大车、小车驱动电动机一般没有特殊的要求，只是要求有一定的调速范围、采用制动停车，并有适当的保护。 5.7.2【知识进阶】凸轮控制器及其控制电路的电气控制原理 1. 凸轮控制器的基本结构 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，用以直接操作与控制电动机的正反转、调速、起动与停止。应用凸轮控制器控制电动机控制电路简单，维修方便，广泛用于中小型起重机的平移机构和小型起重机提升机构的控制中。 图5-26为凸轮控制器的结构原理图。凸轮控制器从外部看，由机械结构、电气结构、防护结构等三部分组成。其中手轮、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构。触点、接线柱和接线板等为电气结构。而上下盖板、外罩及灭弧罩等为防护结构 。 图5-26 凸轮控制器的结构原理图 当转轴在手轮扳动下转动时，固定在轴上的凸轮同轴一起转动，当凸轮的凸起部位顶住滚子时，便将动触点与静触点分开；当转轴带动凸轮转动到凸轮凹处与滚子相对时，动触点在弹簧作用下，使动静触点紧密接触，从而实现触点接通与断开的目的 。 在方轴上可以叠装不同形状的凸轮块，以使一系列动触点按预先安排的顺序接通与断开。将这些触点接到电动机电路中，便可实现控制电动机的目的。 2.凸轮控制器控制的电路分析 图5-27所示为采用凸轮控制器控制的10 t桥式起重机小车控制电路。凸轮控制器控制电路的特点是原理图以其圆柱表面的展开图来表示。由图5-27可见，凸轮控制器有编号为1～12的12对触点，以竖画的细实线表示；而凸轮控制器的操作手轮右旋（控制电动机正转）和左旋（控制电动机反转）各有5个挡位，加上一个中间位置（称为“零位”）共有11个挡位，用横画的细虚线表示；每对触点在各挡位是否接通，则以在横竖线交点处的黑圆点表示。有黑点的表示接通，无黑点的则表示断开。 图5-27 凸轮控制器控制的线路图 图中M2为小车驱动电动机，采用绕线转子三相异步电动机，在转子电路中串人三相不对称电阻R2，用作起动及调速控制。YB2为制动电磁铁，其三相电磁线圈与M2（定子绕组）并联。QS为电源引入开关，KM为控制电路电源的接触器。KA0和KA2为过流继电器，其线圈（ KA0为单线圈，KA2为双线圈）串联在M2的三相定子电路中，而其动断触点则串联在KM的线圈支路中。 （1）电动机定子电路 在每次操作之前，应先将凸轮控制器QM2置于零位，由图可见QM2的触点10、11、12在零位接