浅析桥式起重机电气控制

徐明军

（酒钢集团宏兴股份公司检修工程部，甘肃兰州 735100）

0 引言

桥式起重机是各个工业行业在生产过程中极为重要的设备之一，在一定程度上决定了生产活动的效果。桥式起重机在运行的过程中，必须确保其各部分能相互协调，在统一配合的状态下才可发挥出最大的作用价值，而电气控制系统对其工作效能影响较为重大。工作人员必须详细了解电气控制系统整体的结构组成，明确起重机运行过程中电气控制系统可能存在的各类故障或隐患问题，并及时处理。

1 桥式起重机的电气控制系统分析

1.1 桥式起重机电动机特征

桥式起重机由大车的电动机进行驱动，以纵向前后运动为主；小车通过提升机驱动，轨道以横向作用运动为主。通过电动机驱动的垂直向上作用，完成纵横运动、垂直运动，发挥起重功能。桥式起重机的电动机具备连续周期工作属性，其转动惯量较小，转子为细长状，启动转矩相对较大，电动机以封闭型为主，具有极高的耐热绝缘等级，整体机械结构较为坚硬、气隙大。小车的控制电路以凸轮控制器为核心，共有12 个触点。

通常，电气控制系统在桥式起重机中的应用较为频繁，能够有效实现对桥式起重机电力系统的管控及保护，可以确保桥式起重机各个部件之间相互协调，完成启动、转向、运转、停止等各项工作。因此，桥式起重机的电气控制系统必须保障其电力系统能够稳定、安全、可靠地完成工作。

1.2 桥式起重机供电方式

桥式起重机的供电方式受其工作方式影响，一般不会采用固定连接类供电，而是使用软电缆供电，或者使用继电器与滑线供电。软电缆供电时，电缆会随着小车的移动而叠卷或伸展，符合其工作运动轨迹。而滑线则会使用圆钢、角钢和轻轨共同支撑，将其沿车间纵向铺设，主滑线会与车间电源相连，并通过继电器对桥式起重机的大车电力系统、电控系统进行供电，再通过大车滑线以及小车的集电器，完成对小车及整体起重系统的供电[1]。

1.3 桥式起重机的电气控制系统标准

桥式起重机的电气控制系统标准，是由其电气运动系统工作情况决定的，其中包括变频器选择标准、PLC 程序设计选用标准、应急系统备用标准、自动纠偏与电气同步控制标准，能够有效保障起重机的正常工作。

桥式起重机中搭载了6 类模块，其中有PLC 运动控制、大/小车运动、起重升机、辅助升级机以及配电保护。围绕六大模块的系统位置，电器控制系统可以对PLC 控制进行精准操作，同时能够利用联动平台位置的合理控制，实现控制端装置的安排分析，还可以掌握编程系统变频器的运行标准，对PLC 与MPI 总线之间的数据进行传输，将指令信息输入到对应的PLC 模块中。由PLC 程序对此类信号完成实时的信息处理，输入端及输出端的信号处理可以对接触器进行精准操控，以此保障桥式起重机电器运动系统的稳定运行。继电保护可以在桥式起重机工作过程中发挥基础的保护作用。如大车电机复合运转时，主回路电流将会持续增加，此时辅助触点便会存在闭合不良等问题，主接触器便会自动断开，实施对电机电流的保护。

1.4 桥式起重机电气设备试运行

桥式起重机在开始作业之前，需要进行电气设备的试运行检验，对起重机整体的运行情况及行为模式开展检查。一旦起重机在运行或工作的某一环节存在问题，则可对其进行及时的整理及调整。首先，对桥式起重机运行过程中电力系统整体的电流、电压做出监测，注意各电气回路及各类电源连接的稳定性，确保所有电力连接位置都可正常工作，方能避免在工作过程中出现运行问题[2]。其次，若负载运行，则需确保起重机空载时能够运行正常，再进行逐渐加载，直至满载，不允许直接满载工作。

2 桥式起重机电气保护措施

2.1 接地保护

桥式起重机接地保护是一种极为常见的电气保护措施，主要作用于触电时的电器控制，应用价值极高，也能够有效保护操作人员的人身安全。开展接地保护时，需要确保接地系统正确安装。同时，选用具有断电性能的金属结构外壳完成接地保护，注意所选金属结构外壳的型号，要求其电阻值在4Ω 以下，才能达到有效的接地保护效果。合理的接地保护，能够减少在运行过程中电压及电流大漏电的问题，提高桥式起重机整体的安全性能。

2.2 零位保护

零位保护是桥式起重机电器运行中较为重要的内容之一。合理采取零位保护措施，可以避免电器自动控制系统在发生故障时，出现无法自动复位的问题。若电气控制系统已经无法控制自动复位系统，起重机的运行会受到严重影响，从而导致工作中断或严重故障。合理采取保护措施，可以有效避免上述现象，也能够减少桥式起重机在工作过程中存在的失误，降低误差率。工作人员需要考虑起重机工作现状及其电气控制系统的运行模式，启用零位保护措施，以降低自动系统故障引起的损失。在零位保护时，需要通过以下两种方式完成供电：（1）选用机构电动机供电；（2）通过主控令供电。在实际运行的过程中，上述两种供电方式技术原理不一，实际应用情况也不甚相同。电动机构供电需要提前接通总部电源，并对总部电源进行通电处理，而后者则不需要通电[3]。

2.3 紧急断电保护

通常桥式起重机在正常运行过程中，如遇突发故障，但工作人员无法在第一时间内找到故障原因，则需采取统一断电处理，保护电气控制系统、起重机。因此，电气控制系统设计中，应加设紧急断电开关，以此实现对电气系统的整体保护。设计紧急断电开关保护时，需要工作人员注意以下两点：（1）对起重机整体进行全面检查，确保起重机电源接触点位不存在其他同功用的断电装置，同时确定起重机当前运行状态良好；（2）紧急断电开关应在故障发生第一时间内完成断电处理，因此工作人员必须注意断电装置的有效性。紧急断电开关还应在断开起重器电路时，准确对其他与起重机连接或与起重机同时运转的机械装置做出断电处理，确保一系列机械都可紧急停运，实现对电气控制系统的有效保护。

2.4 避雷保护

起重机的电气控制系统，在一定程度上受外界自然环境影响，例如过于潮湿或干燥的空气都会影响电器设备的正常运转。其中，以雷电这类自然现象对电气系统的损伤最大。因此，设计电气控制系统时，应考虑到桥式起重机遭遇雷击时的处理方式。一般情况下，有关工作人员会在桥式起重机上安装放电装置，要求放电装置能有效规避雷击，并妥善处理好雷击带来的强大电流对起重机电力系统电压造成的影响。放电装置应连接地下引线，并埋入地下深层位置，方能起到作用。此时，工作人员选购的放电装置质量必须合格，否则无法起到避雷作用，甚至会对起重机电力系统的正常运行造成一定影响，会导致电力系统内部电流和电压不稳定，无法维持起重机的正常运行[4]。

3 桥式起重机常见电气故障处理方式

3.1 主接触器km1 问题

（1）主接触器km1 吸合出现故障时，工作人员应先检查电路电源的供电电压是否稳定、回路电线中的绝缘是否正常。其次，按照顺序对继电器常闭触触点以及各个安全开关、紧急开关的闭合情况做出检验。最后，要求对大车的零位点闭合能力以及主接触器的铁芯卡组情况进行检查，查看主接触器内部线圈的连接状况，若发现电路内部存在短路或线圈开焊情况，则需做出及时处理。

（2）若动静主触头存在焦灼黏连的状态，则可能会出现km1 不释放的问题。这时，工作人员需要使用锉削，将存在焦灼黏连的位置锉平，直至光滑后，再对主动触头的位置进行手动调整，使其在消弧罩内处于正确位置。另外，工作人员还需要对当前电气回路中零线接地状况做出调整，一旦存在零线接地问题，则需立刻找到接地点位，并使用绝缘胶布缠绕。

（3）若出现主接触器吸合不自保的情况，工作人员首先要检查是否在辅助触点位置存在断线、短路或闭合问题。其次，由工作人员手动摆正辅助点位置，再找出线路断路的问题位置，并在断线处做好捆扎。若出现大车电动机断触点或终端限位开关断开等情况，则需工作人员逐断逐层进行故障排查，直至寻找到故障成因后，再及时处理[5]。

3.2 接触器线圈高发声

接触器线圈的高发声问题，通常源于电气系统内部线圈过载、系统倾斜、磁通路表面存在污渍或杂物等。此时，工作人员需要先清除磁通路表面的杂物，随后调整内部弹簧，确保主触头不存在过大压力，并对倾斜系统位置进行校正，以消除线圈的高发声情况。

3.3 交流接触线圈过温

起重机在运转过程中，可能会因线圈过载等情况，导致其交流接触线圈温度过高，在一定程度上，也会影响电气控制系统正常运行。工作人员要立即调整弹簧并查找磁流通路固定位与活动位之间的空隙，并尽量消除此类空隙[6]。同时，在起重机电气系统运行一段时间后，应及时更换老旧线圈，确保线圈性能符合标准，且线圈的电压、电流保持统一，保证接触器及线圈的属性、性能一致，才能够保证桥式起重机的正常工作。

3.4 主钩升降状态问题

在正常工作时，若桥式起重机主钩升降存在问题，便无法满足起重机日常工作需求。工作人员要对继电器的工作情况、大车电动机的运转情况以及电磁抱闸制动器做出调试及检测，确保桥架交流电磁保护柜能够正常运行[7]。在检查无误后，方可利用起重机操作室端子排上测量，确定当前起重机运行过程中存在的故障点位，并及时排除故障，解决主钩升降问题。

3.5 电机转矩较小

电机转矩存在问题时，需要查看当前桥式起重机的电动机运转情况，若多个电动机都可正常运行，则表示当前电器控制系统内部的电路处于完好状态，便可判断问题出现在主电路的内电动机上。此时，工作人员应该对转子回路状态进行系统校验，若转子回路故障，则会显示转子绕组断路，必须在第一时间处理。

4 结语

对桥式起重机电气控制方面存在的问题进行简单论述，针对当前桥式起重机的电气保护措施以及常见故障处理手段进行讨论，以期解决起重机电气控制发展或运行中存在的各类不足。为提高起重机的运行效率，工作人员应积极学习各类先进技术，相关企业也应开展与“桥式起重机电气控制”有关的专业知识培训，结合当前我国桥式起重机电气控制的发展现状，深入研究，创新发展路径，将更多先进的技术手段融入起重机电气控制之中，提高设备在运行过程中的安全性及生产活动效率。