天车工培训-电气部分(昆明工职院)

天车工培训教程通用的桥式起重机是机械制造工业中最广泛使用的起重机械，又称“天车”或“行车”，它是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。桥式起重机按起吊装置不同，可分为吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机。其中尤以吊钩桥式起重机应用最广。桥式起重机概述天车工培训教程一、桥式起重机的主要结构图1150/50T双梁桥式起重机外形图天车工培训教程图210/5T桥式起重机结构示意图天车工培训教程普通桥式起重机一般由起重小车、桥架（又称大车）运行机构、桥架金属结构、司机室组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构、小车架和小车导电滑线等组成。小车上的提升机构有20吨的主钩与5吨的副钩。起重小车是经常移动的，提升机构、小车上的电动机，电磁抱闸的电源通常采用滑触线和电刷供电，由加高在大车上的辅助滑触线来供给的。转子电阻也是通过辅助滑触线与电动机连接。天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程桥式起重机挂着物体在厂房内可作上、下、左、右、前、后六个方向的运动来完成物体的移动。桥式起重机的运动形式有三种（以坐在司机室内操纵的方向为参考方向）：1、起重机由大车电动机驱动大车运动机械沿车间基础上的大车轨道作左右运动。2、小车与提升机构由小车电动机驱动小车运动机构沿桥架上的轨道作前后运动。3、起重电动机驱动提升机构带动重物作上下运动。二、桥式起重机的运动形式天车工培训教程①起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动；②小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动③在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动实现重物在垂直、横向、纵向三个方向的运动天车工培训教程三、桥式起重机对电力拖动的要求（一）对起重电动机的要求1.起重电动机为重复短时工作制。所谓“重复短时工作制”，即FC介于25%～40％。电动机较频繁地通、断电，经常处于起动、制动和反转状态，而且负载不规律，时轻时重，因此受过载和机械冲击较大；同时，由于工作时间较短，其温升要比长期工作制的电动机低(在同样的功率下)，允许过载运行。因此，要求电动机有较强的过载能力。天车工培训教程S3工作制是断续周期工作制，是按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间，每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。40%是指负载持续率，即负载持续时间和整个周期时间的比值的百分数。天车工培训教程2.有较大的起动转矩。起重电动机往往是带负载起动，因此要求有较好的起动性能，即起动转矩大，起动电流小。3.能进行电气调速。由于起重机对重物停放的准确性要求较高，在起吊和下降重物时要进行调速，且调速大多数是在运行过程中进行，而且变换次数较多，所以不宜采用机械调速，而应采用电气调速。因此，起重电动机多采用绕线转子异步电动机，且采用转子电路串电阻的方法起动和调速。4.为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，电动机采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。起重用的交流异步电动机：YZR(绕线型)和YZ(笼型)系列起重电动机。在铭牌上标出的功率均为FC＝25％时的输出功率天车工培训教程（二）电力拖动系统的构成及电气控制要求①小车驱动电动机一台②大车驱动电动机一至两台：集中或分别驱动③起重电动机一至两台：15t以上两台电力拖动系统的组成天车工培训教程（二）电力拖动系统的构成及电气控制要求①空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。②有一定的调速范围，普通的起重机调速范围(高低速之比)一般为3∶1，要求较高的则要达到(5～10)∶1③有适当的低速区，要求在30％额定速度内分成若干低速挡以供选择。同时要求由高速向低速过渡时应逐级减速以保持稳定运行。对电力拖动及控制的主要要求④提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击⑤负载是位能性反抗力矩，因此要求在下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制动状态，以满足对不同下降速度的要求⑥为确保安全，要求采用电气和机械双重制动，既可减轻机械抱闸的负担，又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。⑦要求有完备的电气保护与联锁环节，由于热继电器的热惯性较大，因此起重机电路多采用过流继电器作过载保护；要有零压保护；行程终端限位保护等等。天车工培训教程第七章天车的电气设备天车工培训教程第一节：电动机电动机是一种将电能转换成机械能，并输出机械转矩的动力设备。电机有交直流之分，交流电机有异步、同步两种，交流异步电机又分为笼型和绕线型两种。绕线转子异步电动机是天车上使用最广泛的一种电动机，故本节内容也主要以绕线型电动机为重点。中型起重机主要使用交流电动机，我国生产的交流起重用电动机有YZR（绕线转子型）与YZ（笼型）系列。大型起重机则主要使用直流电动机，有ZZK和ZZ系列。天车工培训教程1、电动机的分类电动机交流电动机直流电动机同步电动机异步电动机三相电动机单相电动机异步电机：转子转速n与磁场同步转速n0间存在一定差异天车工培训教程2、三相式异步电动机的结构天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程异步电动机的结构三相笼式异步电动机的部件图天车工培训教程天车工培训教程1.定子铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。U1----U2V1----V2W1----W2三相绕组机座：铸钢或铸铁天车工培训教程转子电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。2.转子鼠笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式绕组铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式绕组同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式天车工培训教程一、定子部分：1.定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。2.定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。3.机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。二、转子部分：1.转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。2.转子绕组：1）笼型转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。三、气隙：异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到的最小值。天车工培训教程绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机按转子绕组的结构分为：天车工培训教程鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图三相绕线型转子结构图返回天车工培训教程鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。天车工培训教程天车工培训教程3、工作原理天车工培训教程1.旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。（1）旋转磁场的产生天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程二极旋转磁场天车工培训教程以Y型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。共6个线圈按下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。即p=2U1U2U3U4V1V4V2V3W4W1W2W3i2W2V4U1V1W1U2V2W3U3U4V3W4i1i3三相绕组四极旋转磁场天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(p123456n0/(r/min)300015001000750600500f=50Hz时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速p为任意值时：天车工培训教程旋转方向：取决于三相电流的相序0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相UiViWimItUiWiVimIt（3）旋转磁场的旋转方向天车工培训教程方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转正转反转ABCM3~电源ABCM3~电源天车工培训教程（4）转差（率）S：%10000=nnns异步电动机运行中:%9~1=s转差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率：转差与n0的比值。即：电动机起动瞬间:1,0==sn（转差率最大）00nnns=或天车工培训教程电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但异步电动机0nn无转距转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流提示：如果0nn=天车工培训教程三相异步电动机的工作原理2E2I定子（三相对称电流I通入三相对称绕组）圆形旋转磁场(n1=60f1/P)以n1切割转子绕组转子导体受电磁力电磁转距转动（n）（右手定则）(左手定则)天车工培训教程四、三相异步电动机的铭牌数据天车工培训教程三相异步电动机型号Y132S－6功率3kW频率50Hz电压380V电流7.2A联结Y转速960r/min功率因数0.76绝缘等级B1.型号Y132S－6Y系列异步机机座中心高度机座长度代号2p=6→n0=1000r/min2.额定功率PNPN=3kW→转子轴上输出的机械功率3.额定电压UNUN=380V→定子三相绕组应施加的线电压磁极数天车工培训教程4.额定电流ININ=7.2A三相异步电动机型号Y132S－6功率3kW频率50Hz电压380V电流7.2A联结Y转速960r/min功率因数0.76绝缘等级B→定子三相绕组的额定线电流6.额定转速nN电机在额定电压、额定负载下运行时的转子转速。5.联结方式通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。天车工培训教程三相异步电动机型号Y132S－6功率3kW频率50Hz电压380V电流7.2A联结Y转速960r/min功率因数0.76绝缘等级B8.绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105ºC)，H级最高(180ºC)。7.额定功率因数cosN额定负载时一般为0.7-0.9，空载时功率因数很低约为0.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。天车工培训教程天车工培训教程异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异步异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程天车工培训教程YR系列电机适用于起动重负荷YR系列天车工培训教程YZ系列为鼠笼转子电动机天车工培训教程5、电动机特性（1）机械特性机械特性曲线固有特性人为特性（2）工作机械的负载特性工作机械工作机械的负载特性起升机构的负载特性曲线运行机构的负载特性曲线天车工培训教程5、机械特性曲线在电压、频率及绕组参数一定的条件下，电磁转矩T与转差率s之间的关系曲线天车工培训教程(1)固有机械特性异步电动机的固有机械特性是指U1=U1N，ƒ1=ƒ1N，定子三相绕组按规定方式连接，定子和转子电路中不外接任何元件时测得的机械特性n=ƒ（T）或T=ƒ（s）曲线。对于同一台异步电动机有正转（曲线1）和反转（曲线2）两条固有机械特性。天车工培训教程天车工培训教程(2)人为机械特性异步电动机的人为机械特性是指人为改变电动机的电气参数而得到的机械特性。由参数表达式可知，改变定子电压U1、定子频率f1、极对数p、定子回路电阻r1和电抗x1、转子回路电阻r2ˊ和电抗x2ˊ，都可得到不同的人为机械特性。天车工培训教程转子回路串入对称电阻的人为机械特性天车工培训教程6.天车上用电动机的基本要求天车的工作特点是：周期性断续运行；频繁起动和改变运转方向；频繁的电气和机械控制；超负荷；下放重物时，还经常出现超速；显著的机械振动和冲击；工作环境多灰尘；有的还含有金属粉尘；环境温度范围大等。为满足天车以上的工作特点，要求天车用电动机有它独特的特性：1）天车电动机起动转矩倍数和最大转矩倍数大，以适应频繁地重载下起动、制动和改变运转方向，满足减少起动时间和经常过载的要求。2）电动机转子转动惯量小，转子的长度与直径之比较大，以得到较小的加速时间和较小的起动损耗。3）允许的最大安全转速超过额定转速的倍