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1、吊车控制系统及故障检修,电气作业区 许怡锋,主要内容,吊车概述 吊车电气控制原理 吊车故障检修,一、吊车概述,1.1 吊车的作用 本文所指的吊车就是2#炉两台15t的抓斗式桥式起重机，它担负着球团原料倒运和输送的重任，是竖炉球团生产中一个重要的环节。但吊车电气故障率较高，处理费时，影响生产的稳定。现对吊车电气控制系统进行简单地分析，希望能对检修人员迅速处理故障带来帮助。1.2 吊车的基本结构 吊车一般由操作室、桥架、大车运行机构、小车运行机构、起升开闭机构等组成。桥架由主梁、端梁和走台构成。大小车运行机构由相应的电动机、制动器、减速装置和车轮组成。起升开闭机构由电动机、减速装置、卷筒、制动器和
2、抓斗等组成，它的控制较为复杂。,抓斗是吊车重要的部件，由主卷（升降）、副卷（开闭）驱动钢丝绳来控制。其操作过程可分为四个步骤：降斗，张开的抓斗下降到物料堆上。此时主副卷钢绳组以相同的速度下降，抓斗自重主要由主卷来承受。闭斗，这时抓斗已抓入物料，主卷不动，副卷钢绳向上，使抓斗闭合升斗，抓斗抓满物料后，主副卷钢绳以相同的速度上升，直到抓斗到预定高度止开斗，抓斗运行到卸载点上空，主卷不动，副卷钢绳下降，抓斗张开，卸出物料。,二、吊车电气控制原理,2.1 吊车基本电气设备 吊车的动力源为三相绕线式转子电动机，制动装置为电磁抱闸YB。整个结构由5个电机驱动，一个用于小车运行机构，两个用于大边运行机构，两
3、个用于抓斗的升降开闭，其具体型号为：小车电机Dx，YZR160L-6，7.5KW；大车电机Dd1、Dd2，YZR180L-6，15KW；抓斗电机Dz1、Dz2，YZR315M-8，90KW。其中小车电机联动台的凸轮控制器直接控制，大车和抓斗电机由于功率大，采用联动台控制接触器开闭间接控制。绕线式异步电动机转子绕组同定子绕组一样接成星型，敏相绕组的始端联接在三个铜人民警察的滑环上，滑环固定在转轴上，环与环，环与轴之间都是互相绝缘的，在上用弹簧压着碳刷，起动和调整电 阻通过电刷和转子绕组联接。如下图所示：,绕线式转子异步电机在转子中串电阻启动，能改善电动机的机械特性，减少电动机在启动过程中的启动电
4、流，增大启动转矩，起到平稳调速的作用。吊车所用的电阻器有三种类型：小车电阻器，型号为RK54-160M2-6/1C3 大车电阻器RK54-180L-6/2C3 抓斗电阻器RZ56-315M-8/9C3。其中RK型电阻，在控制器处于第一挡时，有一相电阻是开路的，没有串接在电机转子回路中，只有两相电阻串接在回路中，因而启动电阻较大，使电动机以较小的启动力矩平稳启动。,操作室内装有QB28型联动台，由防护式的左、右控制箱，活动式坐椅入脚踏开关组成。右箱装有信号灯、电锁和紧急开关，用于控制大、小车电动机。左箱装有起动、停止按钮，用于控制抓斗升降开闭。左右两箱中均有主令控制器和凸轮控制器。其中左箱一个手
5、柄（即主令控制器）驱动凸轮直接控制小车电机起动、正反转和调速，另一个手柄驱动凸轮控制接触器Zcd、Fcd的通断来实现两台大车电机的正反转，同时还能实现起动和调速。右箱两个手柄分别控制抓斗的升降、开闭以及调速，该控制系统由手柄、凸轮、接触器组成。吊车采用的接触器主要有：主接触器XC，型号为CJ35-400大车接触器Zcd、Fcd，型号为CJ35-115抓斗升降开闭接触器，型号为CJ35-400抓斗电阻切换接触器，型号为CJ35-265。,2.2 吊车电气控制系统 吊车电气控制系统主要由以下几部分组成：照明讯号配电保护系统、小车控制系统、大车控制系统和抓斗控制系统等。2.2.1 照明讯号配电保护系
6、统 该系统主要是对总电源进行分配、变换，供电组主回路、控制回路和照明回路。其电气原理图如2.1所示。1.照明讯号系统 从主电路取380V的电，经变压器降压后得到220V和36V的电，其中220V电供给桥架底下照明和插座，30V电供给操作室照明和脚踏开关JTK（吊车起动前报警）。,图2.1 配电保护照明讯号系统,2.配电保护系统 主要采用三个控制屏BG、PZ1、PZ2作为吊车的配电保护装置。三相电经保护柜BG内的隔离开关DK和主接触器XC到各机构的主电路和控制电路。在XC控制回路和抓斗控制回路中有下列控制和保护机构：电锁HA：是一个带钥匙的元件，确保只有岗位工人才能启动吊车。启动按钮QA：用于接
7、通主接触器XC。急停按钮JK：在事故状态下紧急切断XC，从而断开吊车电源。零位联锁触点Kx、Kd：要使XC接通，左箱手柄必须在中间零位，否则控制回路不能形成回路，XC不能接通，所有电机就不能起动。避免了手柄置于工作位置时接通电源发生危险动作而造成的伤害，故而对起动机起到零位保护作用。,门安全开关MK和AK：装于门栏杆处，防止有人上下吊车或在吊车上工作时，岗位工人误送电发生事故。过流继电器GLJ：当电动机过载或线路出现短路时，切断主接触器XC，断开吊车电源。行程限位开关Xx、Xd、Xcz：分别控制小车前后行程、大车左右行程及抓斗主副卷的上升行程。2.2.2 小车控制系统 小车由左箱手柄转动凸轮直
8、接控制电动机正反转。如图所示,DX是小车电机，TX是电磁抱闸装置，ZX是调整电阻，KX是小车凸轮控制器。其凸轮触点闭合表如图2.2所示。其中触点1用于零位保护，触点2只在零位和正转（向前）时接通；触点3只在零位和反转（向后）时接通；中间四副触点（47）用来控制电动机的正反转；最后四副触点（811）用来切换电动机转子所串电阻，以启动电动机和调节转速。,图2.2 小车凸轮触点闭合表,当左箱手柄（Kd、Kx）在零位，停止按钮TA、急停按钮JK、电锁HA、门极限MK与AK、大小车极限和所有过流继电器（GLJ）处于闭合状态时，按下启动按钮QA，主接触器XC通电吸合并自锁，控制回路得电。三相电中有一相D2
9、直接与电动机定子绕组连接。若将手柄打到正转1位，触点2、4、6闭合（此时XC触点2、极限1Xx和自锁触点通电），定子绕组通电，TX得电松开，转子接入全部电阻，小车电动启动在最低转速档。,图2.3 大车凸轮触点闭合表,当手柄打在正转2、3、4、5各挡时，触点811逐个闭合，依次短接转子电阻，小车电动机转速由低到高。在运行中，若行程开关被触动，则XC失电断开主回路和控制回路，TX失电，在强力弹簧作用下对电动机进行制动，迅速停车。将手柄打到反转各挡时，情况与打在正转各挡时类似（XC经触点3、极限2Xx和自锁触点通电）。,2.2.3 大车控制系统 大车控制系统与小车的类似，由左箱中的一个手柄转动凸轮控
10、制接触器ZC和FC间接实现正反转，大车电机三相中也有一相D2直接与定子绕组连接。当大车控制手柄在零位时，按下启动按钮，接触器XC吸合，控制回路得电。将手柄打到正转1挡，触点2接通（即点37和81接通），ZC得电吸合，电动机接入不平衡电阻正向起动。当手柄打到正转2、3、4、5各挡时，凸轮触点411逐个闭合，两台电动机依次切除调速电阻，电动机转速上升达到最高速。大车凸轮闭合表如图2.3所示。当把手柄打到反转1挡时，触点3接通（即点37和87接通），FC得电吸合，电动机接入不平衡电阻反向起动。其它情况与正转类似。（吊车一般是短时或断续工作制，虽然不对称切除电阻，电流不平衡，但采用凸轮控制器直接切换电
11、阻，能获得较多的起动级数，线路简单，节省投资。）,2.2.4 抓斗控制系统 抓斗由操作室内的右箱控制，其中一个手柄驱动凸轮控制接触器1ZCZ、1FCZ的吸合来实现主卷的升降，另外一个手柄驱动凸轮控制接触器2ZCZ、2FCZ的吸合来实现副卷开闭。其电气原理图如图2.4所示。当各保护电路正常时，按下启动按钮QA，接触器XC吸合，其常开触点接通KM线圈，送上PZ2内的断路器2ZK，把右箱手柄打到零位K1，则零位继电器LYJZ通电并自锁，抓斗控制回路得电。同时断电延时继电器1LSJZ6LSJZ得电吸合，其常闭触点断开，故交流接触器1JSCZ6JSCZ处于释放状态。为了避免主副卷不同步，右箱两个手柄一般
12、同时操作，只在抓料时，单独操作控制抓斗开闭的手柄，使斗抓满料。,当同时操作手柄向前时，触点K2闭合，接触器1ZCZ、2ZCZ通电吸合，则主副卷定子绕组得电，转子绕组接入全部电阻低速起动。因1ZCZ、2ZCZ常闭触点断开，断电延时继电器1LSJZ、2LSJZ失电释放，其常闭触点延时0.2秒吸合，使得交流接触器1JSCZ、2SJCZ得电切除第一段电阻，电机第一次加速；因1JSCZ、2JSCZ常闭触点断开，使3LSJZ、4LSJZ失电释放，其常闭触点延时0.4S后，使3JSCZ、4JSCZ得电切除第二段电阻，电机第二次加速；同理，延时0.6后5JSCZ、6JSCZ得电切除第三段电阻，电机第三次加速达
13、到最高速。由于采用了时间继电器控制主副卷电动机，因此不同步误差很小，不影响抓斗的升降，电机由低速逐步达到最高速，电流由小到大，使得电机起动转矩特性较软，对电机冲击较小。,图2.4 抓斗电气原理图,三、吊车故障检修,吊车控制系统采用的是有触点的交流继电器-接触器控制。由于触点受其因有机械寿命和恶劣工作环境的影响，以及很高的工作频率，故发生故障的频率也相对较高，所以对其进行日常维护和检修工作很重要。我公司对吊车的设备利用率要求较高，检修人员必须加强日常维护，另外，设备发生故障时，必须尽可能缩短检修时间，以保证生产的顺行。这都要求检修人员具有较强的技能，并掌握一定的方式方法。下面介绍几种快捷有效的检
14、修方法和技巧，以供参考。感观法 就是通过人的眼睛、耳朵、鼻子以及手等感觉器官，感知故障状况，获取故障信息，对故障做出初步判断。比如：当发生某一故障时，了解故障现象后，我们可以通过眼睛观察，看有明显的故障点；也可以用耳朵听故障声音，判断是机械还是电气故障；也可以用鼻子闻，判断是否有元件烧毁等情况；还可以用手感觉电动机等部件的温度，帮助我们对故障做出正确判断。,试车法 就是在保证不会导致故障扩大地前提下，通过送电试车，反复观察元器件的动作情况，发现异常，排队故障或帮助进一步查找故障。电压法 这是一种直接有效的快捷方法，当发现一个元器件该动作而未动作时，我们就可以用万用表从线圈两端开始，逐个量取线圈和线圈支路中各元件的电压，最终找出故障点，排除故障。接地法 当怀疑一个较长支路线路有断线或查找线路断点时，在断电的情况下，可以将线路的一端接地，逐级测量线路另一端是否也接也，从而得出准确结论。,谢谢！,
