桥式起重机的电气控制分析与故障处理探讨

唐启儒

（中冶宝钢技术有限公司，湛江 524072）

电气控制是桥式起重机运转不可或缺的系统，通过对电气控制的分析、故障处理的研究，对桥式起重机性能提升、日后保养有着积极借鉴作用。介于我国桥式起重机电气控制系统的研究处于摸索性前进阶段，在工业电气自动化领域仍有很大的发展空间。随着电气控制方式的广泛应用，更应加强对触电交流接触器控制方式维护的研究，促使绕线异步电动机在起重领域中性能的最大程度发挥。

1 桥式起重机电气控制分析

1.1 桥式起重机概述

桥式起重机主要由桥架、大车移动机构、小车、小车移动机构、提升机构、驾驶室等组成。主要技术数据包括跨度、起重量、工作速度、起升高度、工作级别。

电动机的特征包括，电动机基于连续周期工作属性制造；启动转矩较大；转子呈细长形，自身具有较小的转动惯量；电动机呈封闭性，机械结构坚硬，耐热绝缘等级高，气隙大。小车控制电路多采用凸轮控制器控制，控制器共有12个触电，由细实线表示，任何触电档位连通用黑点表示，断开无黑圆点。图1为凸轮控制器控制提升机构控制电路图。

图1 凸轮控制器控制提升机构控制电路图

提升机构、移动机构对电力拖动自动控制的要求包括，必须具备合适的升降速度，尤其是满足空钩速度；调速范围宽松，提升的第一档作为预备档；在重负载下放时，必须确保电动机稳定运行；在提升发动机时，必须设置机械抱闸、电气制动。

1.2 供电方式

由于起重机工作方式，所以不建议采用固定连接供电方式。通常采用软电缆供电或滑线与集电器供电。软电缆随着小型起重机的移动而伸展、叠卷。滑线多由角钢、圆钢、轻轨制成。将沿车间长度方向敷设，并与车间供电源相连接的滑线称为主滑线。主滑线借助集电器实现对大车电控设备的供电。通过大车敷设滑线、小车集电器实现对小车及其起升机构的供电[1]。

1.3 控制线路原理

基于主钩控制电路角度分析，主要由主令控制器、电磁控制柜负责。主令控制器与凸轮控制器相似，将其AC4手柄置零，触头S1闭合，合上电源开关QS1～3，借助主电器，实现控制器电源控制。欠电压继电器k V线圈得电吸合，常开触头闭合。主令控制器AC4与接触器协作，实现主钩上升。主钩下降电动机处倒拉反接制动运行状态。

基于副钩控制电路角度分析，凸轮控制器AC1左、右两边位置分别控制电动机M1的正反转，实现副钩升降操控。AC1的12副触头中，4对用于操控M1定子绕组电源、正反转，5对操控M1转子电阻1R切换，3对为联锁触头。

基于小车角度分析，其控制电路与副钩操控相似，通过操控凸轮控制器AC2即可实现对小车轨道运动的控制。

基于大车角度分析，其控制电路与小车相似，凸轮控制器AC3比小车凸轮控制器触头要多，为第二台大车电动机转子、电阻外接提供便利。大车的两台电动机定子绕组，通常采用并联方式连接，由AC3触头操控。

1.4 电气运动系统

通过起重电动机的垂直和水平运动，实现重物升降和水平移动。桥式起重机包括配电保护、起重升机、辅助升机、大车运动、小车运动、PLC运动控制等六种模块。围绕模块系统位置，对PLC控制系统准确操控，同时掌握编程系统、变频器及同步的运行标准，了解安全保护系统和实际制动器的工作过程。通过对联动平台位置的操控，实现对实际控制端装置安排的分析。借助PLC和MPI总线间的数据传输，将获取的所需信息输入到PLC输入端模块，PLC程序对信号进行实时处理。通过对输入端和输出端信号的处理，可实现接触器的准确操控，确保实际起重机各结构精准运动。围绕开关标准、实际保护信号位置处理继电器反馈信号，切实发挥实际安全保护作用。PLC桥式起重机电气控制系统的基本运行标准，主要包括变频器实际的有效选择标准、控制PLC程序设计的选用标准、应急系统的备用标准、自动纠偏与电气的同步系统控制以及安全有效的保护。当桥式起重机钩起升电机、大车电机处于负荷工作状态时，主回路电流增加，电流继电器中某辅助触点会出现闭合不良问题，此时主接触器km1会断开，实施过电流保护[2]。

2 桥式起重机电气控制常见故障处理

2.1 主接触器km1吸合问题

首先检查电路电源（220V电源供电）、启车回路电线（绝缘）是否正常。其次检查过电流继电器常闭触点、各舱门安全开关、启动与停车按钮及紧急开关的闭合情况。同时检查大车零位点闭合、主接触器动铁芯卡组现象。最后检查启动接触器内部线圈连接情况，对短路和线圈连接处开焊情况及时处理，确保km1吸合。

2.2 km1不释放

当动静主触头焦灼粘连时，会出现km1不释放的情况，此时必须将粘连部位锉削使其光滑。同时积极调整主动触头在消弧罩内的位置。避免控制回路中零线接地问题，必须找出接地点，并用绝缘胶布处理。

2.3 主接触器吸合不自保

当辅助触点出现线断等闭合问题时，必须摆正辅助触点位置，并对线路断线处接好包扎。当大车动断触点、行程终端限位开关出现断开现象时，必须逐层逐段展开故障排查，并对故障位置及时处理。

2.4 接触器线圈高发声

线圈过载、磁路通路工作表面不清洁、系统倾斜等因素会导致接触器线圈高发声。对此必须积极调整弹簧，降低主触头压力。同时清除表面污垢，对偏斜机械部分进行调整，从而消除高发声问题。

2.5 交流接触圈线圈温度过高

对于线圈吸力过载现象必须及时调整弹簧。积极消除磁流通路固定、活动部分间的空隙。为使线圈电压、电源电压持平，必须更换线圈。为使接触器、线圈属性一致也需要及时更换线圈。

2.6 主钩升降困难

当主钩升降状态不理想时，可从继电器动作情况、电动机运转情况、电磁抱闸制动器吸合及其声音进行判断，实时检查桥架交流电磁保护柜运行状态。检查过程中注意测量等安全，通过操作室端子排上测量确定故障位置并排除[3]。

2.7 电动机转矩小

当出现电动机转矩下的问题时，如果多个电动机正常运行，则表示控制电路完好，主电路内电动机出现弊端。首先检查转子回路状态，当转子回路出现故障，通常为转子绕组断路，对此必须的及时处理。

2.8 电阻器短接

如果手柄置于第1挡或第2挡时，电动机启动转矩比正常值低，而第3挡时电动机加速，那么故障通常出现在电阻元件末端、电阻器或短接线断开灯位置。对此，多采取导电线短接电阻元件末端的手段，来确保电阻器正常运行。

3 总结

桥式起重机电气控制故障的排除与处理过程复杂且繁琐。为了实现故障处理的实效性，对其电气控制展开详细的分析。明确电动机特征、供电方式、控制线路原理及电气运行系统，对主接触器km1不吸合与吸合不释放、吸合不自保、接触器线圈高发声、交流接触圈线圈温度过高、主钩升降困难等故障的排除以及各个机构性能的优化起到积极促进作用。