《工厂电气控制设备》桥式起重机的电气控制桥式起重机的控制电路
授课方案
教学设计/实验实训项目实施方案
图2 转子电路电阻逐级切除的情况 图1 K T l 4-25J /1型凸轮控制器控制的小车移行机构电气原理图
图3 凸轮控制器控制的电动机机械特性曲线（
（二）凸轮控制器控制的大车移行机构和副钩控制电路
凸轮控制器控制大车移行机构，其工作情况与小车工作情况基本相似，但被控制的电动机容量和电阻器的规格有所区别。此外，控制大车的一个凸轮控制器要同时控制两台电动机，因此选择比小车凸轮控制器多五对触点的凸轮控制器，如KT14-60/2，以切除第二台电动机的转子电阻。
在副钩上的凸轮控制器的工作情况与小车基本相似，但在提升与下放重物时，电动机处于不同的工作状态。
在提升重物时，控制器手柄的第“1”位置为预备级，用于张紧钢丝绳，在将手柄置于“2”、“3”、“4”、“5”位置时，提升速度逐渐升高。
在下放重物时，由于负载较重，电动机工作在发电制动状态，为此操作重物下降时应将控制手柄从“0”位迅速扳到第“5”位置，中间不允许停留。往回操作时也应从第“5”位置快速扳到“0”位置，以免引起重物的高速下落而造成事故。
对于轻载提升，手柄第“1”位置变为预备级，第“2”、“3”、“4”、“5”位置的提升速度逐渐升高，但提升速度的大小变化不大。下降时所吊重物太轻而不足以克服摩擦转矩时，电动机工作在强力下降状态，即电磁转矩与重物重力矩方向一致帮助下降。
由以上分析可知，凸轮控制器控制电路不能获得重载或轻载时的低速下降。为了获得下降时的准确定位，采用点动操作，即将控制器手柄在下降第“1”位置时与“0”位之间来回操作，并配合电磁抱闸来实现。
在操作凸轮控制器时还应注意：当将凸轮控制器手柄从左向右扳动，或从右向左扳动时，中间经过“0”位置时，应略停一下，以减小反向时的电流冲击，同时使转动机构得到较平稳的反向过程。
（三）主钩升降机构的控制电路
由于拖动主钩升降机构的电动机容量较大，不适合采用转子三相电阻不对称调速，因此采用主令控制器和PQR10A系列控制屏组成的磁力控制器来控制主钩升降。图4为LK1-12/90型主令控制器与PQR10A系列控制屏组成的磁力控制器电气原理图。
在图4中，主令控制器SA有12对触点，“提升”与“下降”各有六个位置。通过主令控制器这12对触点的闭合与分断来控制电动机定子电路和转子电路的接触器，并通过这些接触器来控制电动机的各种工作状态，拖动主钩按不同速度提升和下降，由于主令控制器为手动操作，所以电动机工作状态的变化由操作者掌握。
在图4中，KM1、KM2为电动机正反转接触器，KM3为制动接触器，YB为三相交流电磁制动器，KM4、KM5为反接制动接触器，KM6～KM9为启动加速接触器，用来控制电动机转子电阻的切除和串入，转子电路串有七段三相对称电阻，其中两段R1、R2为反接制动限流电阻，R3～R6为启动加速电阻，转子中还有一段R7为常串电阻，用来软化机械特性。
当合上电源开关QS l和QS2，主令控制器手柄置于“0”位置时，零压继电器KV线圈通电并自
锁，为电动机启动做好准备。
1、提升重物时电路工作情况
在提升重物时，主令控制器的手柄有六个位置。
图4 磁力控制器电气原理图
当主令控制器SA的手柄扳到提升“1”位置时，触点SA3、SA4、SA6、SA7闭合。SA3闭合，将提升限位开关SQ1串于提升控制电路中，实现提升极限限位保护。SA4闭合，制动接触器KM3通电吸合，制动电磁铁YB通电，松开电磁抱闸。SA6闭合，正转接触器KM l通电吸合，电动机定子接通正向电源。SA7闭合，接触器KM4通电吸合，切除转子电阻R1。此时，电动机的运行如图5中的机械特性曲线1所示，由于这条特性曲线对应的启动转矩较小，一般吊不起重物，只作为张紧钢丝绳、消除吊钩传动系统齿轮间隙的预备级。
当主令控制器手柄扳到提升“2”位置时，除“1”位置已闭合的触点仍然闭合外，SA8闭合，接触器KM5通电吸合，切除转子电阻R2，转矩略有增加，电动机加速，运行在图5机械特性曲线2上。
同样，将主令控制器手柄从提升“2”位置依次扳到“3”、“4”、“5”、“6”位置时，接触
器KM6、KM7、KM8、KM9依次通电吸合，逐级短接转子电阻，其通电顺序由上述各接触器线圈电路中的动合触点KM6、KM7、KM8得以保证，相对应的机械特性曲线为图5中的3、4、5、6。由此可知，提升时电动机均工作在电动状态，得到五种提升速度。
图5 磁力控制器控制的主钩电动机机械特性曲线
2、下降重物时电路工作情况
在下降重物时，主令控制器的手柄也有六个位置。但根据重物的重量，可使电动机工作在不同的状态。若为重物下降，要求低速运行，电动机定子为正转提升方向接电，同时在转子电路串接大电阻，使电动机处于倒拉反接制动状态。这一过程可用图5中的曲线J、1、2来表示，称为制动下降位置。若为空钩或轻载下降，当重力矩不足以克服传动机构的摩擦力矩时，可以使电动机定子反向接电，运行在反向电动状态，使电磁转矩和重力矩共同作用克服摩擦力矩，强迫下降。这一过程可用图5中的曲线3、4、5来表示，称为强迫下降位置。
1）制动下降
（1）当主令控制器手柄扳向“J”位置时，触点SA4断开，KM3断电释放，YB断电释放，电磁抱闸将主钩电动机闸住。同时触点SA3、SA6、SA7、SA8闭合。SA3闭合，提升限位开关SQ l串接在控制电路中。SA6闭合，正向接触器KM l通电吸合，电动机按正转提升相序接通电源，又由于SA7、SA8闭合使KM4、KM5通电吸合，短接转子回路中的电阻R l和R2，由此产生一个提升方向的电磁转矩，与向下方向的重力矩相平衡，配合电磁抱闸牢牢地将吊钩及重物闸住。所以，“J”位置一般用于提升重物后，稳定地停在空中或移行；另一方面，当重载时，主令控制器手柄由下降其他位置扳回“0”位时，在通过“J”位时，既有电动机的倒拉反接制动，又有机械抱闸制动，在两者的作用下有效地防止溜钩，实现可靠停车。“J”位置时，转子回路所串电阻与提升“2”位置时相同，机械特性为提升曲线2在第Ⅳ象限的延伸，由于转速为零，故为虚线，如图5所示。
（2）主令控制器的手柄扳到下降“l”位置时，SA3、SA6、SA7仍通电吸合，同时SA4闭合，SA8断开。SA4闭合使制动接触器KM3通电吸合，接通制动电磁铁YB，松开电磁抱闸，电动机可以运转。SA8断开，反接制动接触器KM5断电释放，电阻R2重新串接转子电路，此时转子电阻与提升“1”位置相同，电动机运行在提升曲线1在第Ⅳ象限的延伸部分上，如图5中的曲线1′所示。
（3）主令控制器手柄扳到下降“2”位置时，SA3、SA4、SA6仍闭合，而SA7断开，使反接制动接触器KM4断电释放，R1重新串接转子电路，此时转子电路的电阻全部接入，机械特性更软，如图5中的曲线2′所示。
由上述分析可知，在电动机倒拉反接制动状态下，可获得两级重载下放速度。但对于空钩或轻载下放时，切不可将主令控制器手柄停留在下降“1”或“2”位置，因为这时电动机产生的电磁转矩将大于负载重力矩，使电动机不是处于倒拉反接下放状态而变成为电动提升状态。
2）强迫下降
（1）主令控制器手柄扳向下降“3”位置时，触点SA2、SA4、SA5、SA7、SA8闭合。SA2闭合的同时SA3断开，将提升限位开关SQ l从电路切除，接入下降限位开关SQ2。SA4闭合，KM3通电吸合，松开电磁抱闸，允许电动机转动。SA5闭合，反向接触器KM2通电吸合，电动机定子接入反相
