电力拖动与PLC(第2版)-施俊杰教案-项目五5-2.docx

课题课题五常用机床电气控制线路5.5 20/5t桥式起重机电气控制线路授课班级授课时数2学时教 学 目 标知识目标20/5t桥式起重机电气控制线路分析能力FI标能对20/5t桥式起重机电气控制线路进行原理分析情感目标使学生有兴趣对电气控制线路进行读图分析，培养学生分析问题和 解决问题的能力。*教法讲授教材 分 析e重点起重机的控制、保护难点20/5t交流桥式起重机的电气控制线路分析.伊教具授课类型授课教师新授课或板 书 设 计课题五常用机床电气控制线路5.5 20/5t桥式起重机电气控制线路一、起重机特点二、起重机的控制、保护三、2O/5t交流桥式起重机的电气控制线路分析1. 主接触器KM的控制2. 凸轮控制器的控制3. 主令控制器的控制教学过程教学环节教学内容教学调控时间分配引入课桥式起重机通称为吊车、行车或天车。2 0/5 t桥 式起重机由主钩（2 0 t ）、副钩（5 t ）、大车和小车 四大部分组成。桥式起重机的电源电压为3 8 0 V，其 供电电源采用可移动的电源设备供电。如小型起重机（1 0 t以下）采用软电缆供电，软电缆可进行伸展和叠卷。 本起重机采用滑触线和集电刷供电。三根主滑触线沿大 车轨道方向敷设在车间厂房的一侧，集电刷与滑触线滑 动连接，将电源引进起重机驾驶室的保护控制柜上，再 从保护控制柜引出两相电源至凸轮控制器，另一相为电 源的公共相，它直接从保护控制柜引到各电动机的定子 接线端。老师做课 前引入5分钟%教学环节教学内容教学调控时间分配电新 授 课课题五常用机床电气控制线路5.5 20/5t桥式起重机电气控制线路、起重机特点为了供电方便及各电气设备之间的连接，在桥架的 一侧装设了21根辅助滑触线。其作用为：10根用于 主钩部分（其中3根连接主钩电动机M 5的定子绕组接 线端3根连接转子绕组与转子附加电阻5 R 2根用于将 主钩电磁抱闸制动器Y B 5 Y B 6与交流磁力控制屏连 接）6根用于副钩部分（其中3根连接电动机M 1的转 子绕组与转子附加电阻1 R 2根连接M 1定子绕组的接 线端与凸轮控制器AC 1 1根用于将副钩限位开关SQ 6接到交流保护柜上）5根用于小车部分（其中3根连 接小车电动机M 2的转子绕组与转子附加电阻2 R 2根 连接M 2定子绕组接线端与四轮控制器A C 2 ）。二、起重机的控制、保护桥式起重机的大车桥分别由两个同规格的电动机M 3和M4拖动，沿大车轨道纵向两个方向同速运动；小 车移动机构由一台电动机M2拖动，沿固定在大车桥架 上的小车轨道横向两个方向运动；主钩升降由一台电动 机M5拖动；副钩升降由一台电动机Ml拖动。电源总开关Q S 1 :凸轮控制器A C 1 AC 2 AC 3分别控制副钩电动机M 1、小车电动机M 2、大车电 动机M 3M4；主令控制器A C 4配合交流磁力控制屏 （Q R P）完成对主钩电动机M 5的控制。起重机的保护环节由交流保护控制柜（G Q R）和 交流磁力控制屏（PQR）来实现。各控制电路均用熔 断器FU 1 FU 2作为短路保护；总电源及各台电动机 分别采用过流继电器KA0KA1KA2、KA 3 KA 4 KA 5实现过载和过流保护；人身安全保护开美有： 驾驶室舱门盖上的安全开关S Q 7 :横梁两侧栏杆门上 的公车开勺q q a q , 骇刍陆由开q a教师对理 论部分进 行讲解15分钟教学环节教学内容教学调控时间分配电源总开关QS 1、熔断器FU 1和FU 2、紧急 断电开关QS4、主接触器KM以及过流继电器K A 0KA5都安装在保护柜上。保护柜、凸轮控制器及 主令控制器均安装在驾驶室内，以便于司机操作。起重机的限位保护分别是：小车的横向限位保护为 S Q 1 S Q 2 ；大车的纵向限位保护为S Q 3、S Q 4； 主钩和副钩提升的限位保护为S Q 5 S Q 6。起重机的各电动机制动均采用电磁抱闸制动器制 动，分别为：Y B 1为副钩制动器；Y B 2为小车制动 器；YB3和YB4为大车制动器；YB5和YB6为 主钩制动器：其中Y B 1Y B 4为两相电磁铁，YB 5和YB6为三相电磁铁。当电动机通电时，电磁抱闸制动器线圈得电，闸瓦与闸轮分开，电动机可 以自由旋转；电动机断电时，电磁抱闸制动器失电，闸 瓦抱住闸轮，电动机制动停转。起重机轨道及金属桥架应当进行接地保护。三、2O/5t交流桥式起重机的电气控制线路分析 20/5t交流桥式起重机的电气控制线路如图所示。教师结合 电路实例 进行讲解25分钟-1.主接触器KM的控制教学环节教学内容教学调控时间分配*新授课起重机投入运行前，首先将总电源升关Q S 1接通， 将所有凸轮控制器的手轮放到0 ”位，零位联锁触点A C1-7AC2-7AC3-7闭合；闭合紧急开关Q S 4,关闭舱门SQ7,其动合触点闭合，关闭横梁栏 杆门S Q 8 S Q 9其动合触点闭合，按下启动按钮S B, 主接触器KM线圈得电吸合，KM主触点闭合，使两相 电源（U 1 2 V 1 2 ）引入各凸轮控制器，另一相电源 （W 1 3 ）直接引入各电动机定子接线端。此时，各凸 轮控制器手轮还在零位，故电动机不转。松开SB,主 接触器 KMl-2-3-4-5-6-7-1 4- 18-17-16-15-19-20-21-22-2 3-24至FU1形成通电回路。2.凸轮控制器的控制起重机的大车、小车和副钩电动机容量都较小，都 采用凸轮控制器控制。大车由两台电动机M 3M4同时 拖动，由凸轮控制器A C 3控制，用来切除M 3 M4的 转子电阻3R13R54R14R5。大车、小车 和副钩的控制过程基本相同。现以副钩为例说明其控制 过程。副钩由凸轮控制器A C 1来控制电动机M 1在不同 转速下的正、反转，即副钩的升、降。在主接触器KM 线圈得电吸合，总电源接通的情况下，转动凸轮控制器 AC 1的手轮至向上的任意一位置时，凸轮控制器主触 点、V 1 3 - 1 W和 U 13-1 U 闭合，触点 AC 1 - 5 闭合，AC 1 -6和AC1-7断开，电动机M 1正转 （同时电磁抱闸YB 1得电，闸瓦与闸轮松开）副钩上 升。由于5对动合辅助触点均断开，故Ml转了回路中 串接全部附加电阻1R起动，M1以最低的转速带动副 钩上升。转动AC 1依次到向上的2 ”5 ”位置时5 对动合触点依次闭合，短接1 R 51 R 1 ,电动机M 1的转速逐渐升高到预定转速。反之，将手轮转动至向教师参照 图示讲解15分钟教学环节教学内容教学调控时间分配*新授课下位置时，凸轮控制器A C 1的触点V 1 3-1 U和U 13-1 W闭合，电动机M 1反转，副钩下降，与上述 过程相同。若断电将手轮转到0 ”位，电动机M 1断电， 电磁抱闸Y B 1断电，M 1被制动停转。3.主令控制器的控制由于主钩电动机M 5的容量大，工作时为提高主钩 电动机运行等稳定性，采取转了回路串联电阻平衡切除， 使三相电流平衡。主钩升降采用主令控制器配合磁力控 制屏（接触器）进行控制，再由接触器控制电动机。主 钩上升与凸轮控制器的控制基本相似，区别仅在于它是 通过接触器来控制的，当接触器KM2和K M 3吸合时， 主钩上升。而主钩下降不同。主钩下降有六挡位置。J ” “ 1 ” “ 2 ”挡为制动下降位置，使电动机在重负载时能低速 下降，形成反接制动状态。3 ” “ 4 ” “ 5 ”挡为强力下 降位置，主要用于轻负载时快速下降。主令控制器在下 降位置时，以上6个挡次的工作情况如下：合上电源开关Q S 1 Q S 2和Q S 3 ,主令控制器 AC 4手柄至于零位，触点S 1处于闭合状态，电压继 电器KV线圈得电吸合，其动合触点闭合自锁，为主钩 电动机M5T作做好准备。（1）手柄置于制动下降J ”挡，由主令控制器A C 4 的触点分合表如图6 6 （ d ）所示,动断触点S 1 断开，动合触点S 3 S 6 S 7 S 8闭合，终点行程开关 S Q 5串入电路起上升限位保护；接触器KM 2 KM4 KM5线圈得电吸合。由于主令控制器的动合触点S 4 未闭合，故制动接触器KM3线圈未得电，电磁抱闸制 动器YB5YB6的抱闸未松开。尽管上升接触器KM 2得电动作，电动机M 5己接通电源，产生了提升方向 的转矩，但在制动器抱闸和负载的重力作用下，使电动 机M5不能运转。由于接触器KM4 KM 5线圈得电吸教师讲解10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配*新授课合，转子回路接入四段电阻，为电动机M 5起动做好准 备。（2）手柄置于制动下降1 ”挡时，主令控制器A C 4动合触点S3S4S6S7闭合，制动接触器KM 3、KM4线圈得电吸合，电磁抱闸制动器YB5YB 6的抱闸松开，由于主令控制器A C 4的动合触点S 8 断开，使接触器KM5线圈失电而释放，转了回路接入 5段电阻，使电动机M5的上升转矩减小，若此时负载 足够大，则电动机M 5在负载的重力作用下反向运转， 电磁转矩成为制动转矩，重负载低速下降。（3）手柄置于制动下降2 ”挡时，主令控制器A C 4动合触点S 3 S 4 S 6闭合，由于S 7断开，接触 器KM4线圈断电释放，此时转子回路接入全部电阻， 使电动机M5的上升转矩进一步减小，负载下降速度增 加。（4 ）手柄置于强力下降3 ”挡时，主令控制器A C 4动合触点S2S4S5S7S8闭合，反向接触器 KM 1和制动接触器KM 3线圈得电吸合，电动机M 5 产生反向电磁转矩；接触器KM4、KM 5得电吸合， 使转子回路接入4段电阻；由于接触器KM3动合触点 闭合，电磁抱闸制动器Y B 5 Y B 6的抱闸松开，此时 电动机M 5强力下降，处于再生制动状态。（5）手柄置于强力下降4 ”挡时，主令控制器A C 4动合触点S2S4S5S7S8S9闭合，接触器 K M6线圈得电吸合，转子回路又切除一段电阻5 R4 , 电动机M 5的转速增加，负载进一步加速下降。（6）手柄置于强力下降5 ”挡时，主令控制器A C 4动合触点闭合，接触器KM 6线圈得电吸合，其动 合触点闭合，接触器K M 7 K M 8 K M 9线圈依次得电 吸合，其动合触点依次闭合，转子回路电阻被逐级切除， 从而避免了过大的冲击电流。教师讲解10分钟教学环节教学内容教学调控时间分配1 . 起重机的特点是什么？教师提问5分钟巩2.起重机都有那些保护措施？固练习控制线路中令控制器A C 4手柄置于制动下降位置j，“ 1，“”挡时，电动机M 5加正序电压。其中J ”挡为准备挡。当负载较重时，1 ”挡和2 ”挡电动机都运 转在负载倒拉反接制动状态，可获得重载低速下降，旦2 ”课挡比1 ”挡速度高。若负载较轻时，电动机会运转于正向教师简要5分钟后电动状态，重物不但不能下降，反而会被提升。总结小主令控制器A C 4手柄置于强力下降位置3 ” “ 4 ”结“ 5 ”挡时，电动机M 5加负序电压。当负载轻或空钩时， 电动机工作在电动状态，强迫下放重物，5 ”挡速度最高， 3”挡速度最低；若负载较重时，则可以得到超过同步转.速的下降速度，电动机工作在再生发电制动状态，旦3”/弋挡速度最高，5 ”挡速度最低。由于3 ”挡和4 ”挡速度课较高，很不安全，因而只能选用5”挡速度。后作业课后回顾