1、1桥式起重机（行车）电气原理与维修桥式起重机又称行车，是工厂重要起重设备。行车的使用，将人力难以挪动的重物在一定的空间范围内，比较容易地移动了位置。从电气原理上说，桥式起重机十分典型。我们梅山矿业公司有众多的电动单梁吊、桥式起重机，为了维护好这些设备，我们就以其中最典型复杂的 32/3T 双钩头起重机为例，述其一般原理与维护常识。1 行车结构及作用1.1 行车电器组成：行车一般有主钩副钩提升、大车小车移动。主钩负责重负荷提升，副钩提升重量较小，起辅助起吊作用，吊些小件比较灵活。电气主要有电机、调速电阻、凸轮控制器、保安箱、保护装置以及照明、电铃等辅助装置。1.2 行车主回路：包括钩头控制、大小
2、车控制。1.2.1 大车主回路：见下图 1-1：图 1-1 大车主回路上图中，我们可以看出大车有两个电动机（一般都这样），分别安装在大梁两端（有的大车一个电机）。大车电动机和其他行车电动机一样都是绕线式。这有许多好处：行车经常点动，经常带负荷启动，串电阻启动时力矩大，电动机方向便于切换，带负荷启动不困难。另外，在运行中，行车会不断改变速度，串电阻绕线式电动机，正具备这一优点。上图中 X61-X63 为电源进线，左边 KD 为凸轮控制器换向，右边 KA1、KA2 为遥控时接触器换向，1LJD、2LJD 为过流保护继电器，1Z1D、1Z2D、1Z3D 为电动机转子出线，接外部调速电阻。电机调速通过
3、凸轮控制器 KD 进行顺序切换，在遥控式则通过 KA3 、 KA4、 KA5、KA6 切换。1YTD 为电液制动器，得电松闸，失电抱闸。1.2.2 小车主回路：见图 1-2：2图 1-2 小车主回路上图中 X21、D2、X23 为电源进线，右边 KX 为凸轮控制器换向，右边 KB1、KB2 为遥控时接触器换向，1LJX、2LJX 为过流保护继电器， Z1X、Z2X、Z3X 为电动机转子出线，接外部调速电阻。电机调速通过凸轮控制器 KX 进行顺序切换，行车处在遥控式则通过 KB3 、KB4、 KB5、KB6 切换。YTX 为电磁制动器，得电松闸，失电抱闸。1.2.3 副钩主回路：见图 1-3：在
4、图 3 中，X21、D2、X23 为电源进线， KF 为副钩凸轮控制器换向，右边 KC1、KC2 为遥控时接触器换向，1LJF、2LJF 为过流保护继电器， Z1F、Z2F、 Z3F为电动机转子出线，接外部调速电阻。电机调速通过副钩凸轮控制器 KF 进行顺序切换，行车处在遥控式则通过 KC3 、KC4 、 KC5、KC6 切换。1TF 为制动器。钩头电机制动采用 3 相交流电动机液压制动，钩头电机换向同时，抱闸电机得电，泵出油流，抱闸活塞杆图 1-3 副钩主回路副 钩 主 回 路上 海 梅 山 矿 业 有限 公 司 扬 州 思 创 电 气 有 限 公司陈 宇审 查 黄 伟黄 伟 比 例张 次张
5、 数.A3 遥 控 电 气 原 理 图质 量 图号名称工 作 级 别跨 度起 重 量项目日 期图 幅文 件 号图 形 输 入核 对复 制工 艺标 准设 计3抬起，副钩松闸，失电时，闸重锤下落，抱住电机输出轴靠背轮。1.2.4 主钩电机主回路：见图 1-4：图 1-4 主钩主回路(供参考)在图 4 中，X21、D2、X23 为电源进线， KZ 为主钩凸轮控制器换向，右边 KD1、KD4 为遥控时接触器换向，1LJZ、2LJZ 为过流保护继电器， Z1Z、Z2Z、Z3Z 为电动机转子出线，接外部调速电阻。电机调速通过主钩凸轮控制器 KZ 进行顺序切换，行车处在遥控式则通过 KD2 、KD3、 KD
6、5、KD6 切换。1TZ为制动器。钩头电机制动也采用 3 相交流电动机液压制动，钩头电机换向同时，抱闸电机得电，泵出油流，抱闸活塞杆抬起，主钩松闸，失电则闸重锤下落，抱住电机输出轴靠背轮。1.3 保护盘见图 1-5：保护盘将大车小车主副钩过流保护，端梁门、上扶梯门、进桥面门保护，凸轮控制器零位保护，大小车行程保护，主副钩头过卷保护等集合在保护盘的电源主接触器线圈回路里，一旦这些保护有一处动作，主接触器 XC 立即断电。图 1-5 保护回路41.4 习题1）从电气上看，行车有几大部分？2）大车主回路结构是怎样的？怎么切换？3）主副钩有哪些保护？4）保护盘上对行车实施了那些保护？2 行车控制系统原
7、理2.1 主钩头控制：行车的起吊主钩控制与其他功能电机控制有较大不同。主钩电机容量较大(至少3OKW 以上)，所以不得不让凸轮控制器去控制一个装有多只接触器的“磁力控制盘“，或者叫控制盘(柜)，再由该盘去控制电机的运行和速度调整。主钩控制盘见下图 2-1：图 2-1 主钩控制电路主钩凸轮控制器在零位时，其触点 K1 闭合，在各安全保护正常情况下，电源接触器 LYJS 得电并自保，做好工作准备，四个时间继电器充电做切换准备。假定主钩向上提升，当主钩凸轮控制器在上升 1 档时，其触点 K3、K4、K8、K11 闭合，上升接触器 ZCS 得电给出主钩正序，同时通过一步延时继电器敞开触点瞬时闭合自保，
8、电机启动，预备继电器在上升接触器得电其触点接通两步延时后线圈得电接通电机切除一部分电阻一步加速。主钩凸轮控制器打到 2 档，K4、K5、K8、K11 维持闭合，对应接触器维持工作 K9 闭合。电机一步加速上后，三步延时继电器断电闭点延时闭合，于是两步加速2JSCS 得电，电机再切除一部分电阻加速，2JSCS 串在延时继电器 4LSJS 回路中的常闭点断开,做好三下 降 上 升 电 源 接 触器升 降 制 动预 备一 步 换 速二 步 、 三步 换 速制 动 闸5步加速准备。主钩凸轮控制器打到 3 档 K4、K5、K8、K9、K11 维持闭合，K10 闭合，延时继电器 4LSJS延时结束，三步加
9、速 3JSCS 得电，主触点闭合电机全部加速完成。处在遥控时遥控器的接触器 KD1-KD6 取代 K4、K5、K8、K9、K10、K11 实施切换，实现钩头向上提升。主钩下降时，启动加速同钩头上升类似，但在主钩头下降时，控制方面必须强调的是:由于下放的重物份量大，万一抱闸制动配合不好，就可能造成工件等重物下放的失控，造成重物坠地摔坏、伤人等事故发生。因此提升重量 l5T 以上的行车主钩在下降控制电路设计上，其钩头凸轮控制器下降一档仍采用了上升的相序，下降二档处于制动状态，只是此两档时转子串的电阻较大，结果使电机的维持上升的电磁转矩 MD 小于下降的重量形成的负载载矩 Mz，于是电机处于“反接倒
10、拉制动状态，重物下降的速度被限制较低范围内，提高了安全可靠性。2.2 副钩头控制：副钩电机是由凸轮控制器直接完成运行方向的切换的，加减速也是由凸轮控制器直接对电机转子外接非对称电阻进行短接以实现调速和改善启动性能目的。在原理图档位闭合表上可清楚看出。2.3 大车小车控制：我们看到行车大车(负责左右横向的行走)，小车(负责前后纵向的行走)。大车、小车、也都是由凸轮控制器直接完成运行方向的切换的，且加减速也同样是由凸轮控制器直接对电机转子外接非对称电阻进行短接以实现调速和改善启动性能目的。其中大车的两个电机 1Dd、2Dd 是公用一个凸轮控制器 KD。两电机在运行方向切换上，共用触点，而在电阻切换
11、上却是各用各的触点，两大车电机各有自己的调速电阻箱。小车的控制和副钩相似。2.4 保护盘:在行车电路中，保护盘是核心部分，多种保护确保行车的安全运行。2.4.1 各电机的过流保护：控制电路的短路保护都在其中;各电机的主电源也都从其中取出。行车的过流保护采用的是过流继电器，它具有一定的时限特性，过电流 的数值越大，动作越快，同时具有自恢复特性。小车、副钩、主钩的过流保护都设在控制器前端，大车的过流保护设在控制器后端。它们中任一动作，主电源接触器 XC 将立即掉电。2.4.2 大小车终端限制保护：在行车电路中，纵横两个运行方向终端的限制由 1XD、2XD 和1XX、2XX 及 XS 及 KS 实现
12、。其中 1XX、2XX 是小车行走超限保护，1XD、2XD 是大车的超限保护，XS 是副钩的上过卷限位，KS 是主钩的上过卷限位。这些保护行程开关和几个凸轮控制器的方向连锁触点一道实施终端极限保护。大车、小车运行方向终端一旦超限，主副钩上升超过上限，KC 将立即掉电。2.4.3 零位保护：行车的各控制器必须具有零位保护，在图中小车控制器 KX、副钩控制器 KF、大车控制器 KD 的零位串在电源接触器 KM 的起 动回路中，防止凸轮不在零位时送电造成误动作。2.4.4 门、安全窗和回栏门的电气连锁保护：在图中的 1AK、2AK、3AK 是行车的门、安全窗和回栏门的电气连锁开关，它们任一打开，KM
13、 将掉电 或者根本就无法送电。除此以外，XC 的双断点也是一种设备、人身安全保护。 2.5 遥控时增加的电路，见图 2-2：由于这台行车改为两地操作即：可以驾驶室操作，也可以遥控操作，在行车电路增加了一个控制柜，用接触器取代了凸轮控制器。在图 2-2 中，遥控装置的输出开关点就是控制这些接触器线圈，使之按照凸轮控制器控制顺序去控制行车。我们并不要知道遥控器内部微处理处理过程原理，只要知道它们的开关量对应的是那些接触器就可以。而遥控器操作摇杆、开关、按钮也是试开几次就清楚的，不再赘述。6副 钩 小 车主 钩 大 车红橙 白 小 遥 控 器 接 点遥 控 手 动 转 换 开 关 KS-2小 遥 控
14、 器 电 源主 遥 控 器 电 源电 铃 速 1速 2速 3速 4速 3速 4南西 1速 2速 北 速 4速 3速 1降升速 2 速 2东照 明 启 动电 铃 速 1升降图 2-2 遥控时接触器控制电路行车电路经典传统、规范，还有一些照明、风扇、警铃电路，具体原理许多书中都有详细介绍，一看就明白，亦不赘述。2.6 习题1）主钩下降很讲究，在 1、2 当时是什么状态，空钩头时摆在这两挡，会出现什么情况？2）大小车终端限位有那些元件组成，怎样起保护作用的？3）保护柜中过流保护是什么元件，具有什么特点？3 行车的主要故障判别和处理3.1 按下启动按钮 SB 主接触器不吸。可能原因有:1)控制电路短路
15、保护 FU，熔断或接触不良。2)紧急开关可能长期使用无法合紧。3)有某一凸型控制器不在零位。4)过流继电器的联锁微动开关坏了。5)入口安全门、窗、围栏门有一处没关好或行程开关坏了。6)接触器 XC 本身线圈断线。7)零位保护部分和安全联锁部分的连线断了。3.2 主接触器送电后不能自保可能原因有:1)主接触器 KM 自保触点接触不良。2)凸轮控制器联锁触点接触不良。3)各终端位置保护开关接触不良。3.3 控制器合上档位，但电机不转可能原因有：1)电机缺相。2)转子端环与碳刷接触不良。3)转子电路有断线。3.4 电机出力不足，提升钩头提升重物时费力7可能原因有：1)转子回路串的电阻并联处断线。2)
16、同故障 3 中的可能原因(2)相同。3.5 电磁包闸打开时或接触器得电时嗡嗡响声非常大，且持续不断。可能原因有:1)衔铁接触面污垢严重。“2)动衔铁被卡住不能吸到位。3)静衔铁上的短路环开路。4)线圈吸合电压较低。3.6 行车大车行驶时接触器 XC 脱开，主电路失电。可能原因，1)电磁包闸太紧;带闸运转，过流动作。2)终端保护的限位开关触头吸合力不够，接触不好，行车时的抖动使 XC 断电。以上例举的是行车经常发生的故障以及它们的判断参考结果，仅供参考，在实际维护中只要我们对行车的电气原理掌握深透，故障的处理是不难的。3.7 行车的保养常识机械电气常用设备使用寿命的长短、使用的效果如何与维护保养
17、工作关系密切。行车在电气上的维护保养上一些经常要做的工作是:1)每周清扫保护柜。电阻箱、接线箱内的灰尘，并且检查接线的松紧程度。2)定期检查提升钩头的限位是否有效，大车小车的位置开头是否有效。3)定期检查行车入口门开关以及行车的围栏门，安全窗开关。4)如有摩电道，要保持摩电道的接触面清洁。5)定期检查行车线路和各电机的绝缘。6)维护保养和监督应形成制度。3.8 习题1）按下启动按钮 SB 主接触器不吸可能原因有那些？2）主接触器送电后不能自保可能原因有那些？3）控制器合上档位，但电机不转可能原因有那些？4）电磁包闸打开时或接触器得电时嗡嗡响声非常大，且持续不断可能原因有那些？5）行车在电气上的维护保养上一些经常要做的工作是那些？
