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《工厂电气控制技术》技能实训任务书
《工厂电气控制技术》技能实训任务书
201*～201*学年第2学期
工厂电气控制技术技能实训任务书
姓名系部机电工程学院专业机电一体化技术班级11机电（）班学号指导教师徐良雄
武汉交通职业学院机电工程系制一、技能实训题目15/3吨桥式起重机电气控制系统设计及Y-降压起动控制电路接线二、技能实训内容及任务1、Y-降压起动控制电路接线。2、大车移行靠两台绕线型三相异步电动机M1和M2同时驱动。这两台电动机转子绕组分别串接相同的起动高速变阻器。两台电动机各自装有电磁抱闸装置，共用PQY2型主令控制器控制，要求这两台电动机同时起动运行，同时断电停转。3、小车移行依靠一台绕线型三相异步电动机M3驱动，M3电动转子绕组中外串不对称电阻，由KT14-25J/1型凸轮控制器控制，电动有电磁抱闸机构。4、主钩升降驱动电动依靠一台绕线型三相异步电动机M4工作。由于功率较大，采用PQY10B型主令控制电路，主令控制器采用LK1-12/90型。要求有电磁抱闸，一系列保护。副钩升降可用凸轮控制电路，也由一台绕线型三相异步电动机驱动，电动有电磁抱闸。5、每台电动机要有限位保护，过载保护（采用过流保护方法），紧急保护，舱口门保护。6、要有照明及工作状态显示。要求学生提交以下内容：1、设计与绘制电气控制原理图，选择电器元件，制订元件目录表。2、设计并绘制工艺图纸：电器板元件布置图及电器底板零件图；电器板接线图；控制面板元件排列图；接线图及面板加工零件图；电气箱图纸及总装配接线图。3、对所设计的电路要有原理说明，如何操作，对轻载、中载、重载操作分别如何进行。4、写出技能实训报告，列出设计参考资料目录。5、技能实训心得体会。三、技能实训目的与要求1、掌握桥式起重机电气控制系统的设计方法；2、掌握主令控制器在电气控制系统设计中的使用方法；3、掌握电气控制原理图的设计与绘制方法；4、掌握主要电气设备选择与校验；5、掌握电动机的限位保护，过载保护，紧急保护，舱口门保护的设计方法。6、掌握Y-降压起动控制电路接线的基本方法。四、参考资料1、工厂电气控制设备赵明主编机械工业出版社201*年2月2、《机床电气控制技术》大作业设计任务指导书徐良雄编3、相关网站，例如武汉交通职业学院网络服务清华同方数据库五、进度安排时间技能实训内容第1天Y-降压起动控制电路接线。准备资料，绘图工具，并画部分大车PQY2型主令控制器控制移动电路图。画出全部大车PQY2型主令控制器控制第2天移动电路图。画部分KT14-25J/1型凸轮控制器控制的主钩及画钩升降电路图、小车移动电路图。画出全部KT14-25J/1型凸轮控制器控制的主钩及画钩升降电路图、小车移动电路图。画部分主钩升降驱动电路，采用PQY10B型主令控制电路，第3天主令控制器采用LK1-12/90型。画出全部主钩升降驱动电路，采用PQY10B型主令控制电路，主令控制器采用LK1-12/90型。第4天画部分副钩升降驱动电路，可采用凸轮控制电路。绘制工艺图纸。第5天制订元件目录表。技能实训报告及技能实训心得体会（答辩）六、成绩评定项目1、技能实训过程中出勤、能力、水平、态度等方面2、操作、技能实训报告规范程度3、技能实训心得体会总成绩权重成绩0.40.40.2指导老师：徐良雄时间：201*.
《工厂电气控制技术》
技能实训指导书
编写：徐良雄
武汉交通职业学院机电工程系制
二○一三年五月
目录
1、Y-降压起动控制电路接线........................................32、桥式起重机概述..................................................................................33、设计要求..............................................................................................44、电气控制原理图.........................................................................45电动机各种保护....................................................................................76照明及工作状态显示............................................................................8
6.1照明...............................................................................................86.2行车运行的状态显示..................................................................87电器板元件排列图..............................................................................108元器件的选择......................................................................................109时间安排.......................................1110成绩评定............................................................................................12
《工厂电气控制技术》技能实训
任务指导书
课题：Y-降压起动控制电路接线及15/3吨桥式起重机电气控制系统设计
1、Y-降压起动控制电路接线
2、桥式起重机概述
桥式起重机是一种用来起重与空中搬运重物的起重运输机械，广泛地应用于工矿企业、港口、仓库、建筑工地等部门。它对减轻工人劳动强度，提高劳动效率，促进生产过程机械化起着重要的作用，是现代化生产中不可缺少的工具。
15/3吨桥式起重机有横梁、纵向行走的通轨、传动机构、电力拖动机构。在桥式横梁上装有15吨主钩吊装机构，3吨副钩吊装机构，有横梁纵向移动机构，有主钩和副钩机构，有在横梁上顺着横梁平行移动的机构。
副钩吊钩机构的驱动电动机为JZR2-41-6型三相绕线异步电动机，功率为16KW；大车移行机构的驱动电动机为JZR2-31-6型三相绕线型异步电动机两台，功率各为11KW；小车移行机构的驱动电动机为JZR2-12-6型三相绕线异步电动机一台，功率为3.5KW；主钩吊钩
机构的驱动电动机为JZR2-6310型异步电动机一台，功率为60KW。
起重机吊装3吨以上重物时用主钩吊装，吊装3吨以下重物时用副钩吊装。起重机横梁移动时，依靠大车行车机构的两台电动机同时驱动，吊钩机构在横梁上顺着横梁移动时，靠小车机构的驱动电动机驱动。
3、设计要求
1）大车移行靠两台绕线型三相异步电动机M1和M2同时驱动。这两台电动机转子绕组分别串接相同的起动高速变阻器。两台电动机各自装有电磁抱闸装置，共用PQY2型主令控制器控制，要求这两台电动机同时起动运行，同时断电停转。
2）小车移行依靠一台绕线型三相异步电动机M3驱动，M3电动转子绕组中外串不对称电阻，由KT14-25J/1型凸轮控制器控制，电动有电磁抱闸机构。
3）主钩升降驱动电动依靠一台绕线型三相异步电动机M4工作。由于功率较大，采用PQY10B型主令控制电路，主令控制器采用LK1-12/90型。要求有电磁抱闸，一系列保护。副钩升降可用凸轮控制电路，也由一台绕线型三相异步电动机驱动，电动有电磁抱闸。
4）每台电动机要有限位保护，过载保护（采用过流保护方法），紧急保护，舱口门保护。
5）要有照明及工作状态显示。
4、电气控制原理图
图1PQY2型主令控制电路图
PQY2型主令控制电路用来控制两台拖动电动机的运行机构，主令控制器档数有3-0-3，6个回路。电动机转子串联启动与调速电阻级数（不包括软化级）按电动机功率分为两种：100kW及以下时为4级；第一、二级由主令控制手动控制，后两级由电器接触器控制自控切除，其延时继电器延时整定值为3s、1.5s或2s、1s。电动机功率125kW及以上时为五级，第一、二级是手动切除，其余各级为自动切除，其延时整定值为3s、1.5s、0.75s或2s、
1s、0.5s。制动器驱动元件没有专门的接触器控制，而是由电动机正、反转接触器KM1、KM2主触点控制，它与电动机同时通电与断电。
图2KT14-25J/1型凸轮控制器控制的主钩及副钩升降电气原理图
凸轮控制器左右各有5个工作位置，共有9对常开触点，3对常闭触点，采用对称接法。其中4对触点接于电动机定子电路进行倒挡控制，实现电动机正，反转；另5对主接触点于电动机转子电路，实现转子电阻的接入和切除。转子电阻采用不对称接法，在凸轮控制器上升或下降的5个位置，可逐级切除转子电阻，获得如图所示的机械特性。以得到不同的运行速度。其余3对常闭触点，其中1对用以实现零位保护，另两对配以上，下限位开关SQ1,SQ2实现限位保护。
另外，在凸轮控制器控制电路中，过电流继电器KOC实现过载与短路保护；紧急开关SEM作事故情况下的紧急停电保护；在起重机端梁上栏杆门与司机室舱口门上装有安全开关SQ3，防止人在桥架上开车以确保人身安全；电磁包闸YB实现电动机的机械制动。
图3PQR10B型主令控制电气原理图
图为提升机构PQR10B主令控制图。该电路采用LK1-12/90型主令控制器操作。该控制器友12对触点，在提升与下降时各有6个工作位置，通过控制器操作手柄置于不同工作位置，使12对触点相应闭合与断开，进而控制电动机定子电路与转子电路接触器，实现电动机工作状态的改变，使物品获得上升与下降的不同速度。由于主令控制器为手动操作，所以电动机工作状态的变换由操作者掌握。
图中正、反向接触器KM1、KM2用以换接电动机定子电源相序，实现电动机正、反转。制动接触器KM3控制电动机三相电磁铁YB。在电动机转子电路中设有7段对称联接的转子电阻，其中两段R1、R2为反接制动，分别有反接制动接触器KM4、KM5控制；后4段R3~R6为启动加速电阻，由加速接触器KM6~KM9控制；最后一段R7为固定接入的软化特性用电阻。当主令控制器手柄处于不同控制档位时，获得相应的机械特性。
图4XQB1-250-4F/保护箱电路图
保护箱采用凸轮控制器或凸轮，主令两种控制器操作的交流桥式起重机，广泛使用保护箱。保护箱由刀开关，接触器，过电流继电器等组成，用于控制和保护起重机，实现电动机过流保护，以及失压，零位，限位等保护。起重机上用的标准保护盘为XQB1系列。
XQB1-250-4F/□型保护箱的电器原理图。它用来保护4台绕线转子感应电动机，大车为分别驱动。图中Q为三相刀开关，KM为线路继电器，KOC0为总过流继电器，KOC1-KOC4为各机构电动机过流继电器，AS1,SA2,SA3分别为小车，提升，大车控制器的零位保护触点，SQ1-SQ5分别为大车，小车和提升机构的限位开关，SQ6为紧急事故开关，SQ7，SQ8为舱口门和桥架门安全开关，HL为电源信号灯，AL为电铃，XS1-XS3为电源（36V,220V）插座，EL1-EL4为照明灯。
5电动机各种保护
电路的联锁与保护该电路主令控制器有6个工作档位,对于不同载荷可实现强力下降或制动下降,但往往对载荷重量难一估计准确,容易出现一些事故,为此设有联锁与保护环节。
（1）与强力下降过度到倒拉反接制动下降,避免重载时高速的保护对于轻型载荷,允许将控制器手柄置于下降“4”、“5”6”档位进行强力下降。若此时重物并不是轻型载荷由于司机估计失误,将控制器手柄扳在下降"6"档位,此时电动机在重力转距与电磁转距共同作用下,运行在再生制动状态。
（2）确保反接制动电阻入情况下进行制动下降的环节，当控制器手柄由下降“4”扳到下降“3”时，触电SA5断开，SA6闭合，接触器KM2断开释放，而KM1通电吸合，电动
机处于反接制动状态，为避免反接时过大的冲击电流，应使接触器KM9断电释放，以便接入反接电阻，且只有在KM9断电后才使KM1吸合。为此，一方面在控制器接触点闭合顺序上保证在SA8断开后，SA6才闭合；另一方面曾设KM1与KM9常闭触点相并联的连锁触点。这就保证在KM9断电后KM1才能通电并自锁工作。此环节还可防止由于KM9主触点因电流过大而发生熔焊使触点分不开，转子电阻R1~R6短接，只剩下常串电阻R7，此时若将控制器手柄扳于提升档位将照成转子只串入R7发生直接发动事故。（3）在制动下降档位与强力下降档位相互转换时断开机械制动的环节在控制器下降“3”挡位与下降“4”挡位转换时，接触器KM1、KM2之间设有电器互锁，在这换接过程中，必有一瞬间其两个接触器均处于断电状态，将使制动接触器KM3断电释放，造成电动机在高速下进行机械制动。为此，在KM3线圈电路中设有KM1、KM2、KM3三对触点构成的并联电路。这样，由KM3实现自锁，确保在KM1、KM2换接过程中，KM3始终通电，避免了发生换接时的机械制动。
（4）顺序联锁保护环节在加速接触器KM6、KM7、KM8、KM9线圈电路中串接了前一级加速接触器的常开辅助触点，确保转子电阻R3~R6按顺序依次短接，实现特性平滑过渡，电动机转速逐级提高。
（5）完善的保护由过电流继电器KOC1、KOC2实现过电流保护；零电压继电器KHV与主令控制器SA实现零电压保护与零位保护；行程开关ST实现上升的限位保护等。
6照明及工作状态显示
6.1照明
（1）起重机应设正常照明及可携式照明。
（2）照明应设专用电路。电源应由起重机主断路器进线端分接，当主断路器切断电源时，照明不应断电。各种照明均应设短路保护。
严禁用金属结构做照明线路的回路。单一蓄电池供电，而电压不超过24V的系统除外。（3）手提行灯应采用不大于36V的双圈变压器供电，严禁采用自耦变压器，严禁用接地线作载流零线。
（4）起重司机室内照明，照度应不低于30LX。
（5）起重机的机器房、电气室及机务专用电梯的照明，照度不应低于5LX。
（6）障碍信号灯：总高大于3Offi的室外起重视在下列情况之一时，应设置红色障碍灯：
l）周围无高于起重机顶尖的建筑物等设施时；2）有碰撞可能时；
3）有可能成为飞机起落、飞行的危险障碍时。障碍灯的电源不得受起重机停机影响而断电。
（7）起重机应有指示总电源分会状况信号，必要时还应设置故障信号或报警信号。信号指示应设置在司机或有关人员视力、听力可及的地点。6.2行车运行的状态显示
7电器板元件排列图
8元器件的选择
选择电器元件，编制原理图的远见目录明细表，如表1所示
表1元器件目录表序号27262524232221代号XS1-XS3ALHLSA4-SA12SA1-SA3SQ7-SQ8名称电源插座电铃电源信号灯控制触点零位保护触点触舱口门和桥架门数量31规格型号H210-10/13型备足安全开关20191817161514SQ6SQ1-SQ5EL1-EL4STKT1、KT2KM6-KM9KM4-KM5紧急事故开关限位开关照明灯行程开关时间继电器加速接触器反接制动控制电动机三相电磁铁实现电动机正反转各机构电动机过电流继电器总过电流继电器起动按钮停止按钮电源开关熔断器三相制动电磁铁电动机电动机电动机电动机15242LXK-411LXK2-131JS11-5,~380VCJ10-1010A/380CJ10-1010A/380CJ10-1010A/380CJ10-1010A/38013KM3112KM1、KM2211KOC1~KOC41109876KOC0SB2SB1、QSFU1~FU311113LA19-110LA19-110HZ10-10/3RL1-15绿色指示灯6.3V红色指示灯6.3VFU1熔体额定电流为6A，其余2A54321YBM4M3M2M111111LK1-12/90型2AJZR2-41-6JZR2-63-10JZR2-12-6JZR2-31-69时间安排
本次技能实训为一周。
第一天Y-降压起动控制电路接线。
第二天准备资料，绘图工具，并画出大车移动电路图。
第三天画出主钩及画钩升降电路图、小车移动电路图。第四天元件选择，制订元件目录表。
第五天设计并绘制工艺图纸，在下列各项中任选一项：电器板元件布置图及电器底板零件图；电器板接线图；控制面板元件排列图；接线图及面板加工零件图；电气箱图纸及总装配接线图。电路原理说明，操作过程，小结。
10成绩评定
本次技能实训按优、良、中、及格、不及格五级评定。1)设计正确，任务完成质量优秀者评定成绩为优。
2)设计正确，偶有错误或不足，任务完成质量好者评定成绩为良。
3)设计基本正确，基本能完成任务，任务完成质量较好者评定成绩为中。
4)尚能完成设计，但有较多错误，经指出能改正，任务完成一般者评定成绩为及格。5)不能完成设计，经指出也不改正，或不愿完成设计任务者评定成绩为不及格。