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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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 0〜KA5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
7、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 1〜Y 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
8、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 KM^l-2-3-4-5-6-7-1 4-
9、1 8-17-16-15-19-20-21-22-2 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3R1〜3R54R1〜4R5。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
10、 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 5〜1 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-
11、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
12、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K
13、M 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
14、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
15、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
16、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，，“⑵”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 ”
17、 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
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