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第四章 桥式起重机电气控制
一、教学目的
1 、掌握桥式起重机几种工作状态的电路分析
2 、掌握各种电气保护与机械安全保护环节与装置
3 、了解桥式起重机的结构和工作原理
4 、了解 起重机电动机的工作状态
二、教学内容
1 、概述
2 、起重机电动机的工作状态
3 、凸轮控制器控制原理
4 、主令控制器工作原理
三、教学重点和难点
重点： 桥式起重机几种工作状态的电路分析
难点： 凸轮控制器控制原理
四、教学方法
板书和多媒体相结合的教学方法。系统的讲解 桥式起重机的电气控制电路
第一节 概述
一、 桥式起重机的结构
桥式起重机一般由桥架（又称大车）、装有提升机构的小车、大车移行机构、操纵室、小车导电装置（辅助滑线）、起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。图 4.1 为桥式起重机示意图。
图 4.1 桥式起重机示意图。
1 ．桥架
桥架由主梁、端梁、走台等几部分组成。
2 ．大车移行机构
3 ．小车
4 ．提升机构
5 ．操纵室
二、桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求
第二节 起重机电动机的工作状态
中型起重机主要使用交流电动机，我国生产的交流起重用电动机有 YZR （绕线转子型）与 YZ （笼型）系列。大型起重机则主要使用直流电动机，有 ZZK 和 ZZ 系列。
一、提升物品时电动机的工作状态
提升物品时，电动机负载转矩 T L 由重力转矩 T W 及提升机构摩擦阻转矩 T f 两部分组成，当电动机电磁转矩 T 克服 T L 时，重物被提升；当 T= T L 时，重物以恒定速度提升。
二、 下降物品时电动机工作状态
反转电动状态
2 ．再生制动状态
3 ．倒拉反接制动状态
第三节 凸轮控制器控制原理
一、 凸轮控制器的结构
凸轮控制器从外部看，由机械、电气、防护等三部分结构组成。其中手柄、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构。触头、接线柱和联板等为电气结构。而上下盖板、外罩及灭弧罩等为防护结构。
二、 凸轮控制器控制电路
1 ．电路特点
（ 1 ）可逆对称电路。
（ 2 ）为减少转子电阻段数及控制转子电阻的触点数，采用凸轮控制器控制绕线型电动机时，转子串接不对称电阻。
（ 3 ）用于控制提升机构电动机时，提升与下放重物，电动机处于不同的工作状态。
2 ．控制线路分析
（ 1 ）主电路分析
图 4 ．7 凸轮控制器原理图
凸轮控制器操作手柄使电动机定子和转子电路同时处在左边或右边对应各档控制位置。左右两边转子回路接线完全一样。当操作手柄处于第一档时，各对触点都不接通，转子电路电阻全部接入，电动机转速最低。而处在第五档时，五对触点全部接通 ，转子电路电阻全部短接，电动机转速最高。
（ 2 ）控制电路分析 凸轮控制器的另外三对触点串接在接触器 KM 的控制回路中，当操作手柄处于零位时，触点 1-2 、 3-4 、 4-5 接通，此时若按下 SB 则接触器得电吸合并自锁，电源接通，电动机的运行状态由凸轮控制器控制。
（ 3 ）保护联锁环节分析 控制器 3 对常闭触点用来实现零位保护、并配合两个运动方向的行程开关 SQ1 、 SQ2 实现限位保护。
第四节 主令控制器工作原理
一、 主令控制器的结构
主令控制器的结构示意图如图 4.9 所示。主要由转轴、凸轮块、动触头及静触头、定位机构及手柄等组成。
图 4.9 主令控制器的结构示意图
二、 提升机构磁力控制器控制系统
磁力控制器由主令控制器与磁力控制盘组成。将控制用接触器、继电器、刀开关等电器元件按一定电路接线，组装在一块盘上，称作磁力控制盘。
1 ．提升重物时电路工作情况
当 SA 手柄板到“上 1 ”档位时，控制器触点 SA3 、 SA4 、 SA6 、 SA7 闭合，接触器 KM1 、 KM3 、 KM4 通电吸合，电动机接正转电源，制动电磁铁 YB 通电，电磁抱闸松开，短接一段转子电阻，当主令控制器手柄依次扳到上升的“上 2 ～上 6 ” 档时，控制器触点 SA8 ～ SA12 依次闭合，接触器 KM5 ～ KM9 相继通电吸合，逐级短接转子各段电阻，获得“上 2 ～上 6 ” 机械特性，得到 5 种提升速度。
2 ．下降重物时电路工作情况
（ 1 ）制动下降
（ 2 ）强力下降
3 ．控制电路的保护措施
（ 1 ）由强力下降过渡到制动下降，为避免出现高速下降的保护
（ 2 ）保证反接制动电阻串入的条件下才进入制动下降的联锁
（ 3 ）控制电路中采用 KM1 、 KM2 、 KM3 常开触点并联，是为了在“下 2 ” 、“下 3 ” 位转换过程中，避免高速下降瞬间机械制动引起强烈震动而损坏设备和发生人身事故。
（ 4 ）加速接触器 KM6 ～ KM8 的常开触点串接于下一级加速接触器 KM7 ～ KM9 电路中，实现短接转子电阻的顺序联锁作用。
（ 5 ）由电压继电器 KA2 与主令控制 SA 实现零压与零位保护，过电流继电器 KA1 实现过电流保护；行程开关 SQ1 、 SQ2 实现吊钩上升与下降的限位保护。
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