1、桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修 作者： 日期： 项目五：桥式起重机电气控制电路的维护与故障检修1、了解桥式起重机的结构和电器控制电路的功能。2、掌握桥式起重机的运动形式维护方法。3、熟悉桥式起重机主要故障的诊断方法和检修。1、维修20/5t桥式起重机主交流接触器不吸合的常见故障。 2、维修20/5t桥式起重机副钩能下降但不能上升的常见故障。 3、维修20/5t桥式起重机主钩既不能上升又不能下降的常见故障。 4、维修20/5t桥式起重机起重机不能启动的常见故障。 5、维修20/5t桥式起重机吊钩下降时，接触器就释放（掉闸）的常见故障。随着现代机械制造
2、技术的不断发展，机械设备在工业企业中的作用和地位越来越重要。桥式起重机作为现代化生产不可缺少的机械设备，由于作业环境复杂，工作方式特殊，发生故障的概率很高，起重机带病运转的现象普遍存在。这里以20/5t桥式起重机的电气控制电路进行分析。一、20/5t桥式起重机电气原理图如图251所示图251 20/5t桥式起重机的电路原理二、20/5t桥式起重机电气控制电路进行分析。20/5t桥式起重机有两个卷扬机构，主钩起重量为20t，副钩起重量为5t。电路由两大部分组成：凸轮控制器控制大车、小车、主副钩等五台电动机的电路；用GQR-GECDD型保护柜保护五台电动机正常工作的保护控制电路。1、主交流接触器K
3、M的控制将副钩、小大车凸轮控制器的手柄置于“0”位，联锁触头AC1-7、AC2-7、AC3-7(9区)处于闭合状态，关好横梁栏杆门（SQ8、SQ9闭合）及驾驶舱门（SQ7闭合），合上紧急开关QS4,按下启动按钮SB，交流接触器KM线圈得电，主触点闭合，两副常开辅助触点闭合自锁。KM线圈得电路径： FU11 SB11AC213AC3-714SQ918SQ817SQ716QS415KA0 19KA120KA221KA322 KA423KM24FU1 KM线圈闭合自锁路径：KM吸合将两相电源（U12、V12）引入各凸轮控制器，另一相电源经总过电流继电器KA0后（W13）直接引入各电动机定子接线端。此
4、时由于各凸轮控制器手柄均在零位，电动机不会运转。2、主钩控制电路主钩电动机采用主令控制器配合电磁控制柜进行控制，主令控制器类似凸轮控制器。（1）主钩启动准备将主令控制器AC4手柄置于零位，触头S1(18区)处于闭合状态，合上电源开关QS1(1区)、QS2(12区)、QS3(16区)，接通主电器好玩控制器电源。此时欠电压继电器KV线圈（18区）得电吸气，其常开触头（19区）闭合自锁，为主钩电动机M5启动控制做好准备。（KV为电路和提供失压与欠压保护以及主令控制器的零位保护）（2）主钩上升控制它由主令控制器AC4通过接触器控制，控制流程如下：若将AC4手柄逐级扳向“2”、“3”、“4”、“5”、“
5、6”挡，主令控制器的常开触头S8、S9、S10、S11、S12逐次闭合，依次使交流接触器KM5-KM9线圈得电，接触器的主触点对称短接相应段主钩电动机转子回路电阻5R5-5R1，使主钩上升速度逐步增加。（3）主钩下降控制 主钩下降有6挡位置。“J”、“1”、“2”挡为控制下降位置，防止在吊有重载下降时速度过快，电动机处于倒拉反接制动运行状态；“3”、“4”、“5”挡为强力下降位置，主要用于轻负载时快速强力下降。主令控制器在下降位置时，6个挡的工作情况如下：a 制动下降“J”挡。制动下降“J”档是下降准备挡，虽然电动机M5加上正相序电压，由于电磁抱闸未打开，电动机不能启动旋转。该档停留时间不宜过
6、长，以免电动机烧坏。b 制动下降“1”挡。主令控制器AC4的手柄扳到制动下降“1”挡，触头S3、S4、S6、S7闭合，和主钩上升“1”档触头闭合一样。此时电磁抱闸器松开，电动机可运转于正向电动状态（提升重物）或倒拉反接制动状态（低速下放重物）。当重物产生的负载倒拉力矩大于电动要产生的正向电磁转矩时，电动机M5运转在负载倒拉反接制动状态，低速下放重物；反之，则重物不但不能下降反而被提升，这时必须把AC4的手柄迅速扳到制动下降“2”挡。接触器KM3通电吸合后，与KM2和KM1辅助常开触点（25区、26区）并联的KM3的自锁触点（27区）闭合自锁，以保证主令控制器AC4从控制下降“2”档向强力下降“
7、3”挡转换时，KM3线圈仍通电吸合，电磁抱闸制动器YB5和YB6保持得电状态，防止换挡时出现高速制动而产生强烈的机械冲击。c 制动下降“2”挡。主令控制器触头S3、S4、S6闭合，触头S7分断，接触器KM4线圈断电释放，外接电阻器全部接入转子回路，使电动机产生的正向电磁转矩减小，重负载下降速度比“1”档时加快。d 强力下降“3”挡。下降速度与负载有关，若负载较轻（空钩或轻载），电动机M5处于反转电动状态；若负载较重，下放重物的速度会提高，可能使电动机转速超过同步速度，电动机M5将进入再生发电制动状态。负载越重，下降速度较大，应注意操作安全。e 强力下降“4”挡。主令控制器AC4的触头在强力下降
8、“3”挡闭合的基础上，触头S9有闭合，使接触器KM6（29区）线圈得电吸合，电动机转子回路电阻5R4被切除，电动机M5进一步加速反向旋转，下降速度加快。另外KM6辅助常开触点（30区）闭合，为接触器KM7线圈得电做好准备。f强力下降“5”挡。主令控制器AC4的触头在强力下降“4”挡闭合的基础上，又增加了触头S10、S11、S12闭合，接触器KM7-KM9线圈依次得电吸合，电动机转子回路电阻5R3、5R2、5R1依次逐级切除，以避免过大的冲击电流，同时电动机M5旋转速度逐渐增加，待转子电阻全部切除后，电动机以最高转速运转，负载下降速度最快。此挡若下降的负载很重，当实际下降速度超过电动机的同步转速
9、时，电动机将进入再生发电制动状态，电磁转矩变成制动力矩，由于转子回路未串任何电阻，保证了负载的下降速度不至太快，且在同一负载下，“5”挡下降速度要比“4” 挡和“3”挡速度底。3、副钩控制电路副钩凸轮控制器AC1共有11个位置，中间位置是零位，左、右两边个有位置，用来控制电动机M1在不同转速下的正、反转，即用来控制副钩的升降。AC1共用了12副触头，其中4对常开主触头控制M1定子绕组的电源，并换接电源相序以实现M1的正反转；5对常开辅助触头控制M1转子电阻1R的切换；3对常闭辅助触头作为联锁触头，其中AC1-5和AC1-6为M1正反转联锁触头，AC1-7为零件随联锁触头。（1）副钩上升控制在主
10、交流接触器KM线圈获电吸合的情况下，转动凸轮控制器AC1的手轮至向上“1”挡，AC1的主触头V13-1W和U13-1U闭合，触头AC1-5闭合，AC1-6和AC1-7断开，电动机M1接通三相电源正转，同时电磁抱闸制动器YB1获电，闸瓦与闸轮分开，M1转子回路中串接的全部外接电阻器启动，M1以最低转速、较大的启动力矩带动副钩上升。转动AC1手轮，依次到向上的“2”至“5”挡位时，AC1的5对常开辅助触头（2区）依次闭合，短接电阻1R5至1R1，电动机M1的提升转速逐渐升高，直到预定转速。由于AC1拔置向上挡位，AC1-6触头断开，KM线圈自锁回路电源通路只能通过串入副钩上升限位开关SQ6（8区）
11、支路，副钩上升到调整的限位位置时SQ6被挡铁分断，KM线圈失电，切断M1电源；同时YB1失电，电磁抱闸制动器在反作用弹簧的作用下对电动机M1进行制动，实现终端限位保护。（2）副钩下降控制凸轮控制器AC1的手轮转至向下挡位时，触头V13-1U和U13-1W闭合，改变接入电动机M1的电源的相序，M1反转，带动副钩下降。依次转动手轮，AC1的5对常开辅助触头（2区）依次闭合，短接电阻1R5至1R1，电动机M1的下降转速逐渐升高，直到预定转速。将手轮依次回拨时，电动机转子回路串入的电阻增加，转速逐渐下降。将手轮转至“0”挡位时，AC1的主触头切断电动机M1电源，同时电磁抱闸制动器YB1也断电，M1被迅
12、速制动停转。4、小车控制电路小车的控制与副钩的控制相似，转动凸轮控制器AC2手轮，可控制小车在小车轨道上左右运行。5、大车控制电路大车的控制与副钩和小车的控制相似。由于大车由两台电动机驱动，因此，采用同时控制两台电动机的凸轮控制器AC3，它比小车凸轮控制器多5对触头，以供短接第二台大车电动机的转子外接电阻。大车两台电动机的定子绕组是并联的，用AC3的4对触头进行控制。桥式起重机电器控制电路一、起重机结构及工作要求起重机是一种用来起吊和下放重物，以及在固定范围内装卸、搬运物料的起重机械。它广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等场所，是现代化生产不可缺少的机械设备。1、桥式起重机的结构桥
13、式起重机主要由桥架、大车运行机构和装有起升、运行机构的小车及电气部分组成。桥式起重机结构简图如图252所示。机架是桥式起重机的基本构件，主要由主梁、端梁和走台等部分组成。主梁上铺设有供小车运行的钢轨，两主梁的外侧装有走台，装有驾驶室一侧的走台为安装及检修大车运行机构而设，另一侧走台为安装小车导电装置而设。在主梁一端的下方悬挂着全视野的驾驶室。大车运行机构由驱动电机、制动器、减速器和车轮等部件组成。常见的驱动方式有集中驱动和分别驱动两种，目前我国生产的桥式起重机大多采用分别驱动方式。分别驱动方式指的是用一个控制电路同时对两台驱动电动、减速装置和制动器实施控制，分别用来驱动安装在桥架两端的大车车轮
14、。小车由安装在小车架上的运行机构和起升机构组成。小车运行机构也由驱动电动机、减速机、制动器和车轮组成，在小车运行机构的驱动下，小车可沿桥架主梁上的轨道移动。小车起升机构用以吊运重物，它有电动机、减速器、卷筒、制动器组成。起重量超过10t时，设两个提升机构：主钩和副钩，一般情况下两个钩不能同时起吊重物。图252 桥式起重机结构简图2、桥式起重机的工作类型起重机的工作类型是表明起重机繁重程度的参数，所谓繁重程度是指起重机工作在时间方面的繁忙程度与受载方面的轻重程度。（1）轻级：起重机停歇时间较大，工作次数少，很少满负载工作，适用于装配、修理车间等场所。（2）中级：起重机经常处于不同负载下工作，工作
15、次数中等，适用于机械工厂中金工车间等场所。（3）重级：起重机经常处于满负载情况下工作，工作次数频繁，常用于建筑工地等场所。（4）特重级：起重机基本上处于满负载情况下工作，工作次数频繁，环境温度高，常用于冶金生产车间。桥式起重机起重量：小型为510t,中型为1050t，重型为50t以上。大车运行速度为100135m/min，小车运行速度为4060m/min，起升机构取物装置上升最大速度为30m/min。二、电气控制要求1、起升机构的控制要求（1）空钩能快速升降，轻载的起升速度应大于额定负载时的起升速度，以减少辅助工作时间；（2）应具有一定的调速范围，普通起重机调速范围为3:1，要求较高的起重机调
16、速范围可达5:110:1；（3）具有适当的低速区，一般在30%额定速度内应分为几档，以便灵活操作；（4）起升第一档的作用是为了消除传动间隙，将钢丝绳张紧，我们称之为预备级。这一档的电动机，起动转矩不能过大，以免产生过强的机械冲击，一般在额定转矩的一半以下。（5）在负载下降时，根据负载的大小，起升电动机可以工作在电动、倒拉制动、回馈制动等工作状态下，以满足对不同下降速度的要求。（6）为确保设备和人身安全，起重机采用断电制动方式的机械抱闸制动，以避免因停电造成无制动力矩，导致重物自由下落引发事故。同时也还要具备电气制动方式，以减小机械抱闸的磨损。大车小车的运行机构，只要求具有一定的调速范围和分几档
17、控制。起动的第一级也应具有消除传动机构间隙的作用。为了起动平稳和准确停车，要求能实现恒加速和恒减速控制。停车应采用电气和电磁机械双重制动。采用电磁铁式制动器，要求电动机通电时，制动电磁铁也通电，闸靴松开，电动机旋转。当电动机停止工作时，制动电磁铁同时失电，闸轮紧抱在制动轮上，达到断电制动的目的。2、起重机的供电方式起重机工作时是经常移动的，故不能采用固定连接的供电方式。常用的供电方式，一种是用软电缆供电，起重机移动时，软电缆也随着伸展与叠卷，此种供电方式仅适用于小型起重机。另一种供电方式是采用滑线和集电器（电刷）传送电能。滑线一般采用圆钢、角钢或轻轨做成。接上车间低压供电电源、沿车间长度方向敷
18、设的滑线为主滑线，通过集电器将主滑线上的电能引入到大车的保护框内，为安装在大车上的电控设备供电。对小车和起升机构的电动机及其它电器的用电，则由沿大车敷设的滑线和小车上装置的集电器来完成。三、20/5t桥式起重机电气设备及保护装置桥式起重机的大车桥架跨度较大，两侧装置两个主动轮，分别由两台同型号、同规格的电动机M3和M4驱动，两台电动机的定子并联在同一电源上，由凸轮控制器AC3控制，沿大车轨道纵向两个方向同速运动。限位开关SQ3和SQ4作为大车前后两个方向的终端限位保护，安装在大车端梁的两侧。YB3和YB4分别为大车两台电动机的电磁抱闸制动器，当电动机通电时，电磁抱闸制动器的线圈得电，使闸瓦与闸
19、轮分开，电动机可以自由旋转；当电动机断电时，电磁抱闸制动器失电，闸瓦抱住闸轮使电动机被制动停转。小车运行机构由电机M2驱动，由凸轮控制器AC2控制，沿固定在大车桥架上的小车轨道横向两个方向运动。YB2为小车电磁抱闸制动器，限位开关SQ1、SQ2为小车终端限位提供保护，安装在小车一轨道的两端。副钩升降由电动机M1驱动，由凸轮控制器AC1控制，YB1为副钩电磁抱闸制动器，SQ6为副钩提供上升限位保护。主钩升降由电动机M5驱动，由主令控制器AC4配合交流电磁控制柜（PQR）控制。YB5、YB6为主钩电磁抱闸制动器，限位开关SQ5为主钩提供上升限位保护。起重机的保护环节由交流保护控制柜和交流电磁控制柜
20、来实现，各控制电路用FU1、FU2作为短路保护。总电源及各台电动机分别采用过电流继电器KA0-KA5实现过载和过流保护（过电流继电器的整定值一般为被保护的电动机额定电流的2.25至2.5倍）。操作室舱门盖上装有舱门安全开关SQ7，在横梁两侧栏杆门上分别装有横梁栏杆门安全开关SQ8、SQ9，为了发生紧急情况时能立即切断电源，在保护控制柜上装有紧急开关QS4。以上各开关在电路中均使用常开触头与副钩小车、大车的过流继电器及总过流继电器的常闭触头相串联。当操作室舱门或横梁栏杆门开启时，主交流接触器KM将不能获电运行。一、项目准备1、20/5t桥式起重机电气元器件明细（见表251）。表251 20/5t
21、桥式起重机元器件明细表代号元件名称型号规格数量M1副钩电动机YZR-200L-815KW1M2小车电动机YZR-132MB-63.7KW1M3,M4大车电动机YZR-160MB-67.5KW2M5主钩电动机YZR-315M-1075KW1AC1副钩凸轮控制器KTJ1-50/11AC2小车凸轮控制器KTJ1-50/11AC3大车凸轮控制器KTJI-50/51AC4主钩主令控制器LK1-12/901YB1副钩电磁抱闸制动器MZD1-300单相 AC,380V1YB2小车电磁抱闸制动器MZD1-100单相 AC,380V1YB3,YB4大车电磁抱闸制动器MZD1-200单相 AC,380V2YB5,
22、YB6主钩电磁抱闸制动器MZS1-45H三相 AC,380V21R副钩电阻器2K1-41-8/212R小车电阻器2K1-12-6/113R,4R大车电阻器4K1-22-6/125R主钩电阻器4P5-63-10/91QS1电源总开关HD9-400/31QS2主钩电源开关HD11-200/21QS3主钩控制电源开关DZ5-501QS4紧急开关A-31611SB启动按钮LA19-111KM主交流接触器CJ20-300/3300A,线圈电压380v1KA0总过电流继电器JL4-150/11KA1副钩过电流继电器JL4-401KA2-KA4大车、小车过电流继电器JL4-151KA5主钩过电流继电器JL4
23、-1501KM1，KM2主钩正反转交流接触器CJ20-250/3250A, 线圈电压380v2KM3主钩抱闸接触器CJ20-75/245A, 线圈电压380v1KM4，KM5反接电阻切除接触器CJ20-75/375A, 线圈电压380v2KM6-KM9调速电阻切除接触器CJ20-75/375A, 线圈电压380v4KV欠电压继电器JT4-10P1FU1电源控制电路熔断器RL1-15/515A,熔体5A2FU2主钩控制电路熔断器RL1-15/1015A,熔体10A2SQ1-SQ4大、小车限位开关LK4-114SQ5主钩上升限位开关LK4-311SQ6副钩上升限位开关LK4-311SQ7舱门安全开
24、关LX2-11H1SQ8,SQ9横梁栏杆门安全开关LX2-11122、检查电器元件。根据电器元件明细表中所列的元件，并结合前面所讲述的内容，逐件对其检验，发现不合格及时更换。3、根据20/5t桥式起重机电气电路图，确定选用的工具、量具、耗材及器材（见表252）。 表252 所需设备、材料和工具序列名称型号与规格数量1桥式起重机20/5t型1台2电工通用工具验电器、钢丝钳、螺钉旋具（一字形和十字形）、电工刀、尖嘴钳、活扳手、剥线钳等1套3万用表自定1块4绝缘电阻表500V、02001台5钳形电流表050A1块6劳保用品绝缘鞋、工作服等1套二、20/5t桥式起重机电气控制线路的典型故障分析 1、主
25、交流接触器KM不吸合合上电源总开关QS1并按下启动按钮SB后，主交流接触器KM不吸合故障的原因可能是：线路无电压，熔断器FU1熔断，紧急开关QS4或门安全开关SQ7、SQ8、SQ9未合上，主交流接触器KM线圈断路，有凸轮控制器手柄没在零位，或凸轮控制器零位触头AC1-7、AC2-7、AC3-7触头分断，过电流继电器KA0至KA4动作后未复位。检测流程如图253所示。提示 该故障发生概率较高，排除时先目测检查，然后在保护控制柜中和出线端子上测量、判断。确定故障大致位置后，切断电源，再用电阻法测量、查找故障具体部位。 2、副钩能下降但不能上升 检测流程如图254所示。提示 对于小车、大车向一个方向
26、工作正常，而向另一个方向不能工作的故障，判断方法类似。在检修试车时不能朝一个运行方向试车行程太大，以免又产生终端限位故障。 3、主钩既不能上升又不能下降故障原因有多方面，可从主钩电动机运转状态、电磁抱闸制动器吸合声音、继电器动作状态来判断故障。交流电磁保护柜装于桥架上，观察交流电磁保护柜中继电器动作状况，测量需与吊车操作人员配合进行，注意高空操作安全。测量尽量在操作室端子排上测量并判断故障大致位置。主要检测流程如图255所示。图253 接通电源启动后主交流接触器KM不吸合的检测流程图254 副钩能下降但不能上升的检测流程方框图 4、某一电动机不转动或转矩很小 由于其他机构电动机正常，说明控制电
27、路没问题，故障发生在电动机的主电路内。在确定定子回路正常的情况下，故障一般是发生在转子回路，转子三个绕组有断路处，没有形成回路，就会出现这种故障。 （1）电动机转子集电环部分 a 转子绕组引出线接地或者与集电环相联接的铜片90度弯角处断裂。b 集电环和电刷接触不良、电刷太短、电刷架的弹簧压力不够、电刷架的引出线的连接螺栓松动。 （2）滑线部分a 滑线与滑块（集电托）接触不良。b 滑块的软接线折断。 （3）电阻器部分a 电阻元件断裂，特别是铸铁元件容易断裂。b 电阻器接线螺栓松动，电火花烧断接线。（4）主钩不能上升、下降凸轮控制器部分，转子回路触点年久未修，有未接通处合上QS1、QS3，AC4图
28、255 主钩既不能上升又不能下降的检测流程方框图5、电阻器短接控制手柄置于第1挡时，电动机启动转矩很小；置于第2挡时，转速也比正常时低，置于第3挡时，电动机突然加速，甚至使车身振动这种故障一般发生在电阻器、电阻元件末端、短接线部分有断开处，如图256所示在M处断开，就会出现这种现象。图256 电阻器短接示意图由图256（a）可知，当控制器手柄置于第1挡时，电阻元件短接线在M处折断，故转子不能短接，所以转矩很小，只能空载启动。由图256（b）可知，当控制器手柄置于第2挡时，K1闭合，转子回路电流流通状况汇交于A点，串接全部电阻，比原正常线路第2挡转速低。由图256（c）可知，当手柄置于第3挡时，
29、K1、K2闭合，电流汇交于B点，突然切除两段电阻（画剖面线部分），电动机突然加速，启动较猛，致使整个机身振动。故障排除的方法：可将三组电阻元件末端短接线开路处用导电线短接。 6、起重机不能启动 起重机不能启动的控制电路故障有:（1）合上保护箱的刀开关，控制电路的熔断器就熔断，使起重机不能启动。 其原因是控制电路中相互连接的导线或集电器元件有短路或有接地的地方。（2）按下启动按钮，接触器吸合后，控制电路的熔断器就熔断，使起重机不能启动。其原因是大车、小车、升降电路或串联回路有接地之处，或者是接触器的常开触点、线圈有接地之处。（3）按下启动按钮，接触器不吸合，使起重机不能启动。原因可能是主滑线与滑
30、块之间接触不良或保护箱的刀开关有问题，或者是熔断器、启动按钮和零位保护电路这段电路有断路，串联回路 有不导电之处，如图257所示。检查方法，用万用表按图中、线路，逐段测量，查出断路和不导电处并处理。图257 检查控制电路通断的电路图（4）按下启动按钮，接触器吸合，但手脱开后，接触器就释放（俗称掉闸）。从图3-6可知，当接触器线圈KM得电，它的常开触点kM闭合，并自锁。使零位保护电路和串联回路导通，说明这部分电路工作正常。掉闸的原因在自锁没锁上，或大、小车和起升控制电路中。检查的方法同前面一样，拉下刀开关，推合接触器，用万用表按电路的连接顺序，一段段检查。7、吊钩下降时，接触器就释放（掉闸）吊钩下降时，控制电路的工作原理如图257所示。
