起重机检测员考试专题四起重机械电气.docx

例题1. 如下图所示，QD10-19.5A5通用桥式起重机电气控制原理图（凸轮控制，动力回路中仅大车运行机构控制部分）。试用电气原理分析：（1）起重机上总动力电源是如何接通的？（2）当大车向右运行至端部限位位置时，大车运行机构是如何实现停止运行的？
虚框为总线路
接触器自锁回路

a. 动力回路

b. 控制回路
1Dd、2Dd－大车电机 1YTd、2YTd－大车制动器 1Rd、2Rd－大车调速电阻器
XC－总线路接触器TKd－大车凸轮控制器TKx－小车凸轮控制器 TKs－起升凸轮控制器
QA－启动按钮 JK－紧急断电开关 F71－起重量限制器 1XKd、2XKd－大车行程限位器
1XKx、2XKx－小车行程限位器 XKs－起升高度限位器 MAK－司机室门电气连锁开关
1LAK、2LAK、3LAK－大车走台、端梁栏杆门电气连锁开关 3GLJ、4GLJ、5GLJ、6GLJ－大车过电流继电器
1GLJ、2GLJ－小车过电流继电器 7GLJ、8 GLJ－起升过电流继电器 0GLJ－总过电流继电器
电气控制原理图

参考答案：
（1）合上起重机总馈电端的断路器，并将大车凸轮控制器TKd、小车凸轮控制器TKx、起升凸轮控制器TKs均置于零位。此时按下启动按钮QA，在控制回路中电流的某一个瞬间由电源端的X21经启动按钮QA、小车凸轮控制器TKx（1、2）辅助触点、起升凸轮控制器TKs（1、2）辅助触点、大车凸轮控制器TKd（1、2）辅助触点、紧急断电开关JK、司机室门电气连锁开关MAK、大车走台、端梁栏杆门电气连锁开关（1LAK、2LAK、3LAK）、总过电流继电器（0GLJ）二次触点、起升过电流继电器（7GLJ、8 GLJ）二次触点、小车过电流继电器（1GLJ、2GLJ）二次触点、大车过电流继电器（3GLJ、4GLJ、5GLJ、6GLJ）二次触点、总线路接触器线包XC与控制回路电源的另一端X23构成回路。于是总线路接触器XC得电吸合，并通过总线路接触器自锁回路自锁；同时动力回路中总线路接触器XC的三对常开主触点闭合，此时接通起重机上总动力电源。
（2）当大车向右运行至端部限位位置时，大车行程限位器2XKd动作。此时在总线路接触器自锁回路中，与大车凸轮控制器TKd（5、6）辅助触点串联的大车行程限位器2XKd常闭触点断开，于是总线路接触器自锁回路开路，从而致使总线路接触器XC失电并切断起重机上总动力电源，即切断了大车运行机构的动力电源（含大车电机、大车制动器），这时大车运行机构便停止向右运行。

例题2. 如下图所示，LD5-16.5A3D电动单梁起重机电气控制原理图。试用电气原理分析：（1）起升高度限位的电气功能实现原理。（2）当大车向西运行至端部限位位置时，大车运行机构是如何实现停止运行的？

a. 动力回路

b. 控制回路

QF－自动空气断路器 M1－升降电机 M2－小车电机 M3、M4－大车电机 XJ－相序保护器 KA1－大车串电阻时间继电器 KA2－大车串电阻切换继电器 KM1－总线路接触器 KM2－上升接触器 KM3－下降接触器 KM4、KM5－小车接触器 KM6－大车向东运行接触器 KM7－大车向西运行接触器 R－大车电阻器 SB1－紧急断电开关 SB2－启动按钮 TC－变压器 SB3－上升按钮
SB4－下降按钮 SB5、SB6－小车按钮 SB7－大车向东运行按钮 SB8－大车向西运行按钮
SA2－起升高度断火限位器 SQ1－大车向东运行行程限位器 SQ2－大车向西运行行程限位器
电动单梁起重机电气控制原理图
参考答案：
（1）起升机构在起升运行过程中当吊具到达设计规定的起升高度位置时，起升高度断火限位器SA2动作。这时串接于上升接触器KM2动力回路中的起升高度断火限位器SA2的两对常闭触点断开，亦即断开了升降电机M1的两相动力电源；于是升降电机M1停止运行并自行制动，从而达到限制吊具起升高度的目的。
（2）当大车向西运行至端部限位位置时，大车向西运行行程限位器SQ2动作，其常闭触点断开；此时大车向西运行接触器KM7线包回路开路，致使大车向西运行接触器KM7失电并释放；在动力回路中大车向西运行接触器KM7的三对常开主触点断开，于是便切断了大车电机M3和M4的三相动力电源，同时大车电机自行制动，这时大车运行机构停止向西运行。

例题3. 如下图所示，额定起重量50t吊运熔融金属的通用桥式起重机的起升机构电气控制原理图。试回答：
（1）图中代号ZC和FC的电气元件名称。
（2）起升制动器的设置是否符合要求？为什么？（ZDC为起升制动器接触器）
（3）起升高度限位器的设置是否符合要求？为什么？

起升高度限位器

起升机构电气控制原理图
参考答案：
（1）ZC是上升方向接触器，FC是下降方向接触器。
（2）不符合。此线路图中显示起升机构只设置一套工作制动器，不满足额定起重量75t以下用于吊运熔融金属的起重机，其每套驱动系统必须设置两套独立工作的制动器的要求。
（3）不符合。此线路图中表明起升机构未装设两个起升高度限位器，不满足吊运熔融金属的起重机应当设置不同形式的上升极限位置双重限位器，并且应能够控制不同的断路装置的要求。

例题4. 如下图所示，LD5-22.5A5D电动单梁起重机电气控制原理图。请回答：（1）TSG Q70152016《起重机械定期检验规则》（简称“定检规”）关于紧急断电开关的要求。（2）按照定检规的要求，试电气分析图中所示的紧急断电开关能否实现相关电气功能？如果存在缺陷，将如何改进？

a. 动力回路

b. 控制回路

TC－变压器 SQ1－大车运行限位器 SQ3－断火限位器 QF－自动空气断路器
M1-1、M1-2－大车电机 M2－升降电机 M3－小车电机 KM－总线路接触器
KM1－大车向前运行接触器 KM2－大车向后运行接触器KM3－上升接触器
KM4－下降接触器 KM5－小车向左运行接触器 KM6－小车向右运行接触器
SA1－上升按钮 SA2－下降按钮 SA3－小车向左运行按钮 SA4－小车向右运行按钮
SA5－大车向前运行按钮SA6－大车向后运行按钮 SB－紧急断电开关 SA－启动按钮
电动单梁起重机电气控制原理图
参考答案：
（1）检查起重机械紧（应）急停止开关是否能够切断起重机械动力电源，并且不能自动复位，是否装设在司机操作方便的地方。
（2）存在缺陷。紧急断电开关的电气功能不完全符合定检规的要求，未能切断大车运行机构动力电源。
在起重机运行过程中司机若按下紧急断电开关SB，则总线路接触器KM线包回路开路。于是总线路接触器KM失电并释放，其串接在动力回路中的三对主触点断开，同时切断了起升和小车运行机构的动力电源，但却未能切断大车运行机构的动力电源。
改进措施：将动力回路中大车运行机构电源输入端的三根相线移接至总线路接触器KM的出线端即可。

例题5. 如下图1所示，某电动单梁起重机原设计电气控制原理图（局部图）。使用单位电工张某对该起重机的起升高度限位器原设计接线进行了改动，改动后的电气控制原理图（局部图）见图2。请回答：
（1）是否允许改动起升高度限位器原设计接线？为什么？
（2）电气分析改动前后起升高度限位器的工作情况，改动会带来什么隐患？

a. 动力回路

b. 控制回路
E－供电电源集电器 Q0－自动空气断路器 B－变压器 F01、F02－熔断器
XJ－断错相保护器 E1－起重量限制器 K91－起升高度断火限位器 FR3－起升机构热保护器
Ms－起升电机 KM0－总线路接触器KM3－上升接触器KM4－下降接触器
S11－上升运行按钮 S12－下降运行按钮 S21－紧急断电开关 S10－启动按钮
图1 起重机原设计电气控制原理图（局部图）

a. 动力回路

b. 控制回路
图2 改动后的起重机电气控制原理图（局部图）
参考答案：
（1）起升高度限位器是起重机械重要的安全保护装置。从上述改动情况来看，由于对起升高度限位器原设计接线的改动，而改变了起升高度断火限位器的设计功用；即由原通断动力回路变为通断控制回路，这是不允许的。
（2）电气分析：
①原设计：从图1中可知，起升机构在起升运行过程中当吊具到达设计规定的起升高度位置时，起升高度断火限位器K91动作。这时串接于起升动力回路中的起升高度断火限位器K91的两对常闭触点（X32、X33）断开，亦即直接切断了起升电机Ms的两相动力电源（不受因上升接触器KM3的主触点发生烧蚀、粘连等而导致其通断功能失效的影响），于是起升电机Ms停止运行并自行制动，从而达到限制吊具起升高度的目的。
②改动后：从图2中可知，起升机构在起升运行过程中当吊具到达设计规定的起升高度位置时，起升高度断火限位器K91动作。这时串接于上升接触器KM3线包回路中的起升高度断火限位器K91（X32）常闭触点断开，上升接触器KM3线包回路开路，正常情况下上升接触器KM3因失电而释放，同时在动力回路中上升接触器KM3的三对主触点断开，即切断了起升电机Ms的动力电源，于是起升电机Ms停止运行并自行制动，从而达到限制吊具起升高度的目的。但是，若此时上升接触器KM3的主触点发生烧蚀、粘连等而导致其通断功能失效时，即使起升高度断火限位器K91能可靠动作，也无法切断起升电机Ms的动力电源那么起升机构继续上升运行，这也就有可能发生起升机构吊具冲顶事故。

例题6. 下图为某起重机大车运行控制系统中主令控制器的部分保护电路：
请写出以下触点的名称：① —S40（1、2）；② K00（7、8）；③ K00（9、10）；
按照图中给出的控制线路，如果大车向右运行，撞上向右限位开关，会发生什么现象？ 为什么？
写出你在起重机现场检验过程中对主令控制器零位保护的具体检验方法。

参考答案：
（1）① —S40（1、2）为主令控制器—S40的零位触点；
② K00（7、8）为零位保护继电器的控制线圈；
③ K00（9、10）为零位保护继电器的连锁触点。
（2）不能停止向右运行，向右限位开关断开不能使KM1失电。
（3）按下紧急断电开关，总电源接触器断电。把主令控制器手柄扳离零位，按动总电源启动按钮，总电源接触器得电，但主令控制器控制的电动机不能同时启动。把主令控制器手柄扳回零位，再把主令控制器手柄扳到运行位置，电动机才能启动运行。

例题7. 如下图所示，某通用桥式起重机的电气控制柜及司机室内部情况图。该起重机用于吊运普通物品，起升机构电动机采用电阻调速方式；起重机各机构采用非自动复位型凸轮控制器控制；供电电源（AC380V）采用TT系统接地保护型式，并将过电流保护器作为切断接地故障电源的装置；图中所示的电气元件（设备）、控制器与其相对应的电气保护功能均有效。请您根据图片所示及上述情况，同时结合实际工作经验，并按照TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》的检验要求，完善下述相关电气检查方面的原始记录。
注.“检验记录”栏的填写要求:
①结论为“合格”的项目，填写“√”；
②结论为“不合格”的项目，填写“×”；
③不适用、无此项或者不进行的检验项目，填写“/”；
④有定量要求的，还应填写数据；
⑤对于需要说明情况的项目，还应在“检验记录”栏中作简要说明。
紧急断电开关
启动按钮

序号
检验项目、内容和要求
检验记录
1
8
电气检查
8.1
电气
设备
(1)电气设备功能：电气设备固定牢固；控制功能有效
√
2
(2)防爆型、绝缘型、吊运熔融金属的起重机械电气设备及其元器件：符合规定
/
3
8.2 电动机的保护
电动机具有下列一种以上(含一种)的保护功能：
(1)瞬动或者反时限动作的过电流保护，其瞬时动作电流整定值应当约为电动机最大起动电流的1.25倍
(2)在电动机内设置热传感元件
(3)热过载保护
√
4
8.3线路保护：设置，且完好
√
5
8.4错相和缺相保护：错相和缺相会引起危险时设置，且功能有效
√
6
8.5零位保护(机构运行采用自动复位按钮控制的除外)：有效
√
7
8.6失压保护：有效
√
8
8.7电动机定子异常失电保护：按规定要求设置
/
9
8.8超速保护装置：按规定要求设置
/
10
8.9起重机械接地
8.9.1 电气设备接地
(1)电气设备接地：正常情况下不带电的外露可导电部分直接与供电电源保护接地线连接
√
11
(2)外壳、金属导线管、金属支架及金属线槽接地：根据配电网情况进行可靠接地(保护接地或者保护接零)
√
12
8.9.2 金属结构接地
8.9.2.1接地线
(1)设置专用接地线；金属结构的连接有非焊接处，采用另装设接地干线或者跨接线的处理
(2)禁用金属结构和接地作为载流零线(电气系统电压为安全电压除外)
√
13
8
电气
检查
8.9.2.2接地电阻
(1)TN接地系统：PE线重复接地每一处接地电阻均：≤10Ω
(2) TT接地系统：设置漏电保护装置，接地电阻：≤4Ω
(3) IT接地系统：接地电阻：≤4Ω
□ TN ×
√ TT
□ IT
接地电阻：1.0Ω
未采用漏电保护装置
14
8.10 电气线路对地绝缘电阻
额定电压不大于500V的电气线路对地绝缘电阻，≥1.0MΩ
10MΩ√
15
8.11 照明
(1)可移动式照明电压：采用安全电压
/
16
(2)禁用金属结构做照明线路的回路
√
17
8.12 信号指示
(1)总电源开关状态的信号指示：在司机室内设置，并有效
√
18
(2)警示音响信号(跟随式操作控制的除外)：有效
√
19
(3)集装箱专用吊具开闭锁指示信号灯：有效
/

例题8. 低压供电系统接地保护型式分为哪几种？下图所示系统属于何种接地保护型式？

参考答案：
①低压供电系统接地保护型式分为：TT系统、TN系统和IT系统；其中TN系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。
②图中所示系统接地保护型式是TN-C系统。

例题9
下图为电动单梁起重机电路原理图，请分析回答：
（1） 写出图中相序继电器、紧（应）急停止开关对应的器件标注符号。
（2） 如何检查相序继电器是否有效？
（3） 某电工发现相序继电器失效，将相序继电器拆除并短接后，发现起重机启动后，按向左按钮，起重机向右运动；按向右按钮，起重机向左运动，电工将按钮的左、右标签换了一下，交给作业人员使用，你认为该起重机大车运行隐患在哪里？

参考答案：

（1） 相序继电器、紧（应）急停止开关分别为MWS、SP。
（2） a、合上QF通电，按压按钮ST，KM接触器吸合；b、QF断开，将断路器QF下端的任一相线拆下，然后合上QF通电，按压按钮ST，KM接触器不吸合，说明缺相保护有效；c、QF断开，将断路器QF下端的任两相线对调，分别重新接在QF下端，然后合上QF通电，按压按钮ST，KM接触器不吸合，说明错相保护有效。
（3） 根据检规规定：当错相和缺相引起危险时，应装设错相和缺相保护，显然电工将相序继电器拆除后，没有重新安装，同时，由于起重机发生了错相，发现起重机运行时，起重机的左右限位器失效，当起重机撞到一侧的限位开关时，起重机不能自动切断运行电机的电源，同时在起重机停止后，由于该侧的限位开关断开，起重机无法往反向移动。

例题10:
下图所示为某桥式起重机起升机构部分电路控制图和与其匹配的凸轮控制器触点分合表。请回答如下问题：
（1） KA1、FU1为何种电气元件？各起什么作用？
（2） 该控制电路通过凸轮控制器上哪个触点来实现零位保护？零位保护的意义是什么？
（3） 正转4档时有哪几个触点闭合？分别对应哪几段电阻被短路切除？
（4） 该电动机转子回路中为何要串接电阻？

参考答案：
（1） KA1为过流继电器，起过流保护作用，防止流过电动机定子绕组的电流过大。FU1为熔断器，对电动机主回路起短路保护作用。
（2） 通过串接在控制回路中的AC12触点实现零位保护。防止控制手柄不在零位时，起重机供电电源失压后又恢复供电，造成电动机的误起动。
（3） AC1、AC3、AC5、AC6、AC7、AC10六个触点闭合。
AC5闭合将ab段电阻短路切除；AC6闭合将ac段电阻短路切除；AC7闭合将ad段电阻短路切除。
转子回路串接电阻可增大转子电路的功率因数,减少起动电流,提高起动转矩，实现了调速。

例题11
如下图所示为某型号履带起重机的力矩限制器电气控制系统组成元件，试回答：
（1） 力矩限制器的主要作用；
（2） 图中各个元件的名称及其主要作用；

参考答案：
（1） 力矩限制器是一种安全监控装置，由计算机控制。主要作用是能自动检测出起重机所吊载的质量及起重臂所处的角度，并能显示出其额定载重量和实际载荷、工作半径、起重臂所处的角度，并实时监控检测起重机工况，当起重机超力矩工作时，控制起重机的动作，防止起重机超载工作。
（2）
1、 拉力传感器：测量变幅绳拉力
2、 臂架角度传感器：测量副臂角度
3、 拉力传感器：测量变幅绳拉力
4、 臂架角度传感器：测量主臂角度
5、 力限器控制主机：采集数据并进行计算和存储的主要元件
6 力限器显示器：显示力限器信息和操作力限器输入的人机界面

例题12.
下图是交流异步电动机的正反转控制电路，用文字说明指出图中的错误并更正。

参考答案：

(1)主电路没有短路保护
——隔离开关Q与接触器KM1之间需增设熔断器或断路器。
(2)电动机不能反转
——接触器KM2进线端或出线端的连线任意调换两相。
(3)控制回路中正反向接触器KM1、KM2没有电气互锁，会引起电源短路
——KM1线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM1常闭辅助触点。
(4)不能实现过载保护
——FR的常闭触点应串联在控制回路的电源中。

例题13.
由于起重冶金电机使用环境较差，多金属粉尘、多灰尘、潮湿，因此新系列电机对防护等级提出了较高的要求，如YZR、YZ系列电动机一般环境用电机其外壳防护等级为IP44。请问，表示防护等级的字母IP附加在后面的两个表征数字，分别表示什么含义？
参考答案：
第一位表征数字“4”表示能防护大一1mm固体的电机。能防止直径或厚度大于1mm的导线或片条触及或接近壳内带电或转动部件，能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内。
第二位表征数字“4”表示为防溅水电机。承受任何方向的溅水应无有害影响。

例题14.

上图为某起升机构电气图，其中K1为上升方向接触器、K2为下降方向接触器、K7为制动器接触器。看图回答下列问题：
(1) F22为何种电气元件?该元件起什么作用？
(2) 零位保护的作用是什么？图中是如何实现的？
(3) 上升2档时，控制手柄S30的哪些触点闭合，哪个开关之前的电阻接在回路中？
(4) –k91的作用是什么？

参考答案：
（1）、F22为过流继电器，起过流保护作用，防止流过电动机定子绕组的电流过大。
（2）、零位保护的作用是防止控制手柄不在零位时，起重机供电电源失压后又恢复供电，造成电动机的误起动。图中S30在零位启动时，K00线圈得电，k00（13，14）闭合实现自锁。图中S30不在零位启动时，起重机供电电源失压后，K00线圈失电，k00（13，14）断开。又恢复供电S30不在在零位，K00线圈不得电，k00（13，14）不闭合，控制回路不得电，进而实现零位保护功能。
（3）、S30（5，6）、S30（9，10）、S30（11，12）、S30（13，14）、S30（15，16）。K41之上的电阻全接在回路中。
（4）、-K91的作用是防止上升或下降过程中K1或K2突然由于故障失电而K7制动器不断电闭合的故障，（实现正反相接触器故障保护功能）。

例题15. 如下图所示，是QTZ5512塔式起重机回转机构电气控制系统原理图, 试用电气原理进行分析，回转机构是如何接通工作的？如何达到限位目的？

QF－断路器 2QF-断路器 2K1-左转接触器 2K2-右转接触器 2K5-接触器
2K6-接触器 2K7-接触器 2SQ1-左转限位 2SQ2-右转限位 R1、R2、R3-电阻器
2S1-2S6:回转控制器触点 2M-回转电机

参考答案：
当塔机左转一档操作时，2S1动作，2K1线圈得电，主触头吸合，回转电机2M通电运行，此时电机转子串入全部电阻；当左转二档操作时，2S4动作，2K5线圈得电，此时切除一段电阻R3；当左转三档操作时，2S5动作，2K6线圈得电，此时切除两段电阻R2和R3；当左转四档操作时，2S6动作，2K7线圈得电，此时切除全部电阻；同理，右转动作与左转动作也一致。当左转限位2SQ1动作时，左转接触器2K1断开，停止左转；当右转限位2SQ2动作时，右转接触器2K2断开，停止右转。
例题16. 如下图所示，某通用桥式起重机电气控制原理图（凸轮控制，动力回路中仅起升机构控制部分）。请回答：
（1）指出图中起升机构超速开关的触点；
（2）电气分析起升机构超速保护功能是如何实现的？

虚框为总线路
接触器自锁回路

a. 动力回路

b. 控制回路
Ds－起升电机 YTs－起升制动器Rs－起升调速电阻器 XC－总线路接触器TKd－大车凸轮控制器TKx－小车凸轮控制器 TKs－起升凸轮控制器 QA－启动按钮 JK－紧急断电开关 F71－起重量限制器 1XKd、2XKd－大车行程限位器 1XKx、2XKx－小车行程限位器 XKs－起升高度限位器 MAK－司机室门电气连锁开关1LAK、2LAK、3LAK－大车走台、端梁栏杆门电气连锁开关1GLJ、2GLJ－小车过电流继电器3GLJ、4GLJ、5GLJ、6GLJ－大车过电流继电器7GLJ、8 GLJ－起升过电流继电器 0GLJ－总过电流继电器
电气控制原理图
参考答案：
（1）图中起升机构超速开关的触点是S93（11、12）。
（2）起升机构在下降运行过程中当下降速度达到设计限定值时，超速开关S93动作。此时在总线路接触器自锁回路中，与起升凸轮控制器TKs（5、6）辅助触点串联的超速开关S93（11、12）常闭触点断开，于是总线路接触器自锁回路开路，从而致使总线路接触器XC失电并切断起重机上总动力电源，即切断了起升机构的动力电源（含起升电机、起升制动器），这时起升机构便停止下降方向运行，以达到超速保护功能的目的。

例题17
起重机械电力拖动常用电动机有哪几种型式？电动机的保护方式及要求。
参考答案：
（1）常用型式：
YZ系列起重及冶金用三相异步电动机；YZR、YZR3系列起重及冶金用绕线转子三相异步电动机；YZP系列起重及冶金用变频调速三相异步电动机；ZD1、ZDM1、ZDS1、 ZDY1系列电动葫芦锥形转子制动三相异步电动机等。
（2）电动机保护
A在电动机内设置热传感元件；
B热过载保护；
C瞬动或者反时限动作的过电流保护。
瞬动或者反时限动作的过电流保护，其瞬时动作电流整定值应当约为电动机最大起动电流的1.25倍。
注：GB6067.1起重机械安全规则：第一部分总则