起重机电气

目录一、主要电气元件的基本原理及安全技术要求二、典型电气控制线路分析电源控制开关电动机任何复杂的控制线路都是由一些基本的单元电路所组成，而基本单元电路则由若干的功能不同的电气元件组合而成。为此，必须先了解电气元件的结构、动作原理以及它们的控制作用。一、主要电气元件的基本原理及安全技术要求1、电子元件:电容、电感、二极管2、低压电器：1）接触器２）继电器３）熔断器４）刀开关５）断路器６）按钮７）行程开关８）凸轮控制器９）主令控制器10）超速开关11）变阻器12）电动机保护器3、电动机4、变压器5、供电装置1、电容电感二极管直流电交流电电感的感抗与电电容的容抗与电源电阻的阻抗与电源源频率成正比频率成反比频率无关二极管单相整流电路2、低压电器1）接触器:仅一个休止位置，能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）下的电流的非手动操作的机械开关电器(GB/T2900.18-2008《电工述语低压电器》)作用:■可远距离、频繁通断交直流负载电路■具有欠压保护、零压保护功能。接触器结构：电磁机构、触头系统、灭弧系统线圈通电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭触头断开，常开触头闭合线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。触头系统：由主触头和辅助触头组成。主触头由用于通断主电路，辅助触头由于控制电路中。接触器拍合式拍合式直动式接触器铁心材料：电工软铁，用于直流电器拍合式按衔铁运动形式材料：硅钢片，用于触头容量大的交流电器直动式——材料：硅钢片，用于触头为中小容量的交流电器线圈交流线圈按供电电源直流线圈■接触器触头点接触式：用于小电流场合桥式面接触式：用于大电流场合指式：用于分合次数多、大电流场合作用:用于接通或分断电路。要求:接触可靠,具有良好的接触性能,接触电阻小材料:银质材料：用于小电流容量电器紫铜镀银：用于大电流容量电器■接触器灭弧系统■电弧产生及原因●在自然环境中分断电路时，如果电路的电流(或电压)超过某一数值时(根据触头材料的不同，此值约为0.25~1A,12~20V)，触头在分断时就会在气隙中产生电弧。●其实质是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。■电弧特点及危害●外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。●电弧高温烧坏触头，并使电路的切断时间延长，甚至不能断开，造成严重事故。■灭弧措施●迅速增加电弧长度，使得单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而灭弧。●使电弧与流体或固体介质相接触，加强冷却和去游离作用而灭弧■灭弧方法●机械灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧等。线圈图形符号：接触器KM辅助常闭触头辅助常开触头主触头■作用主要用于控制和保护电路中作信号转换用。即当输入信号变化时，继电器产生输出而动作，通断控制回路。■特点●输入信号可为电量（电压、电流、频率等）和非电量（温度、压力、速度、时间等）●输出电路（执行元件）通常为触点■种类●按输入信号性质电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、温度继电器、压力继电器等●按工作原理电磁式继电器、热继电器、感应式继电器、电子式继电器、电动式继电器等2）继电器■电磁式继电器●种类电压继电器、电流继电器、中间继电器、部分时间继电器●特点▲构造与工作原理与接触器相似▲用于控制电路，电路电流小，可不设灭弧系统继电器■电流继电器★含义：反映输入量为电流的继电器。★种类：过电流继电器、欠电流继电器●过电流继电器▲作用:当继电器的电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作。过电流继电器▲文字图形符号●欠电流继电器▲作用:当通过继电器的电流减小到低于其整定值时动作。▲文字图形符号：●过电压继电器▲作用:当电压大于其整定值时动作。●欠电压继电器▲作用:当电压降至某一规定范围时动作。▲文字图形符号U图形文字符号：KA吸引线圈常闭触头常开触头中间继电器：用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。原理：将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）的继电器。其实质是电压继电器，但它的触头数量较多（可达8对），触头容量较大（5～10A）、动作灵敏。时间继电器空气阻尼式;电动式;电子式文字图形符号KT■空气阻尼式●原理：利用空气阻尼作用获得延时。●结构：电磁机构、工作触头、延时机构（空气室）●种类：通电延时型，断电延时型●特点：结构简单、价廉、可靠、延时误差大、应用广瞬动触头延时触头温度继电器：当温度达到规定值时动作的继电器。■作用用于连续运行三相异步电动机的过载保护及断相保护。由双金属片受热弯曲而动作的称双金属片式温度继电器。由利用热敏电阻值的突变而动作的称热敏电阻式温度继电器。●结构双金属片、加热元件动作机构、触点系统整定调节、手动复位装置文字符号：FR图形符号：热元件常闭触头常开触头加热元件串联于电机定子绕组中→双金属片感测热元件发热量而弯曲→过载→电流加大→弯曲变形加大→延时→触头动作（常开闭合，常闭断开）■特点●由于热惯性，电路短路时不能立即动作，则不能用于短路保护。●电机启动或短时过载时，不会动作。■主要参数●热继电器额定电流指热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值●热元件额定电流指热元件的最大整定电流值●热继电器整定电流指热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。通常热继电器的整定电流是按电动机的额定电流整定.3）熔断器一、作用二、结构熔座熔体原理■熔体发热量Q∝I2t，正常时熔体温度T小于熔断温度Trd■短路时，电流增大，T＞Trd，熔体自行熔断■保护特性（安秒特性）：I越大，熔断时间t越小熔断器熔体额定电流FU图形符号：4）刀开关作用：用于电源与线路间的隔离。隔离器：在断开位置上能符合规定隔离功能要求的一种机械开关电器。隔离开关：在断开位置上，能满足对隔离器所规定的隔离要求的一种开关。起重机宜装设能切断所有供电的主隔离开关。其主隔离开关在断开状态时,应有明显断开点和有效断开距离。万能转换开关文字符号：SA图形符号：各触头在手柄转到不同档位时的通断状态用黑点“·”表示，有黑点者表示触头闭合，无黑点者表示触头断开。5）断路器在正常电路条件下能接通、承载以及分断电流，也能在规定的非正常电路条件（例如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的机械开关电器。一、作用■作过载、短路、欠压、漏电保护，自动切断故障电路■正常时可手动不频繁通断电路或控制电动机起停。二、种类：框架式、塑壳式三极三、文字图形符号QF5－过电流脱扣器6－过载脱扣器7－失压脱扣器8－分励脱扣器总电源回路应设置总断路器。总断路器的控制应具有电磁脱扣功能。总断路器的断弧能力应能断开在起重机上发生的短路电流。6）按钮按钮7）行程开关2）文字符号：SQ常开触头常闭触头3）图形符号：行程开关的图片8）凸轮控制器凸轮控制器凸轮控制器的动作状态，是利用关合表的形式来标志的。它的触头除了操纵电动机定子电路的换向和切除电动机转子电路中起动调速电阻的功能外，其它的触头是作为控制电路中的零位保护、失压保护以及限位保护等联锁之用的。9）主令控制器主令控制器10）LY1系列超速开关11）电阻器当电动机发生故障时，用于向开关电器发出信号以切断电动机回路电源的电器。电动机保护器可以是热式的，也可以是电子式的，其功能可以是单一过载保护，除过载保护外也可增加其他各种保护功能（如断相、电流或电压不平衡、剩余电流、过电压、相序错误等）随着电子技术飞速发展，各种新型元件、新型材料层出不穷，极大地提高了整机产品的可靠性、安全性，更加方便使用。12）电动机保护器3、电机常规电机发电机控制电机电动机电动机交流电动机直流电动机异步电动机同步电动机直流电机关键词:左手定则、电刷、换向器旋转原理三相交流异步电机关键词：旋转磁场、异步直流电动机把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。直流发电机右手定则：伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电动势的方向。感应电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。发电机定则直流电动机的构造NS······NS极掌极心机座转子直流电动机的磁极和磁路直流电机由定子(磁极)、转子(电枢)和机座等部分构成。直流电动机的种类（按照励磁方式分）1.他励电动机励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。UUfIaM+_+_IffRstR他励2.并励电动机励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。3.串励电动机励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。4.复励电动机励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。直流电动机的机械特性式TemTNT00'n0nNnn他励直流电动机的机械特性曲线三相异步电动机1）特点和用途三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。优点：结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便、效率较高缺点：功率因数较低，调速性能不如直流电动机。异步电动机定子定子铁心转子定子绕组机座转子铁心转子绕组转轴2）三相异步电动机的基本结构（１）、定子定子铁心——导磁部分。定子铁心是电机磁路的一部分，并起固定定子绕组的作用。为了增强导磁能力和减小铁耗，定子铁心常选用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，片间涂上绝缘漆。定子铁心内圆均匀冲出许多形状相同的槽，用以嵌放定子绕组。定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。定子绕组是异步电动机的电路部分，其材料主要采用紫铜。小型异步电动机常采用三相单层绕组，大中型异步电动机常采用三相双层短矩叠绕组形式，三相绕组的六个出线端子均接在机座侧面的接线板上，可根据需要将三相绕组接成Y形或△形。机座机座是电动机的外壳，支撑电机各部件，并通过机座的底脚将电机安装固定。全封闭式电机的定子铁心紧贴机座内壁，故机座外壳上的散热筋是电机的主要散热面。中小型电机采用铸铁机座。大型电机一般采用钢板焊接机座。定子绕组机座定子冲片定子线圈三相定子绕组的接法(a)出线端的排列(b)星形连接(c)三角形连接三相Y连接三相连接三相线电势与相电势的关系：线电势=相电势相电势线电势＝3（２）转子部分转子铁心转子铁心也是电机磁路的组成部分，并用来固定转子绕组。铁心材料也用0.5mm或0.35mm厚的硅钢片冲制叠压而成，故通常用冲制定子铁芯冲片剩余下来的内圆部分制作。转子铁芯固定在转轴上，其外圆上开有槽，用来嵌放转子绕组。转子绕组——根据转子绕组的结构型式可分为1）鼠笼式转子：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）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。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。气隙转子转子铁心按转子结构分：绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机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结构简单，坚固，成本低，运行性能不如绕线式通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能鼠笼转子绕线转子3）异步电动机额定值•额定电压UN:(V)，额定运行时，电源加于定子绕组上的线电压；•额定电流IN：(A),额定运行时，电源供给定子绕组上的线电流；•额定功率PN：(kW),额定运行时，电动机轴上输出的机械功率；•额定转速n：(r/min),额定运行时，电动机的转子转速；•额定频率fN：(Hz)，所接交流电源的频率(50Hz)；•额定效率ηN:输出机械功率与输入电功率的比值。cos3NNNIUP额定值:正常运行时的主要数据指标4）三相异步电动机的工作原理用图解法分析——不同时刻三相合成磁动势A.旋转磁场的产生B.三相感应电动机的工作原理U2U1W2V1W1V21nn（一）转动原理1、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。2、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。产生圆形旋转磁动势的条件：一是