淺析橋式起重機電氣控制

徐明軍

（酒鋼集團宏興股份公司檢修工程部，甘肅蘭州 735100）

0 引言

橋式起重機是各個工業行業在生產過程中極為重要的設備之一，在一定程度上決定了生產活動的效果。橋式起重機在運行的過程中，必須確保其各部分能相互協調，在統一配合的狀態下才可發揮出最大的作用價值，而電氣控制系統對其工作效能影響較為重大。工作人員必須詳細了解電氣控制系統整體的結構組成，明確起重機運行過程中電氣控制系統可能存在的各類故障或隱患問題，并及時處理。

1 橋式起重機的電氣控制系統分析

1.1 橋式起重機電動機特征

橋式起重機由大車的電動機進行驅動，以縱向前后運動為主；小車通過提升機驅動，軌道以橫向作用運動為主。通過電動機驅動的垂直向上作用，完成縱橫運動、垂直運動，發揮起重功能。橋式起重機的電動機具備連續周期工作屬性，其轉動慣量較小，轉子為細長狀，啟動轉矩相對較大，電動機以封閉型為主，具有極高的耐熱絕緣等級，整體機械結構較為堅硬、氣隙大。小車的控制電路以凸輪控制器為核心，共有12 個觸點。

通常，電氣控制系統在橋式起重機中的應用較為頻繁，能夠有效實現對橋式起重機電力系統的管控及保護，可以確保橋式起重機各個部件之間相互協調，完成啟動、轉向、運轉、停止等各項工作。因此，橋式起重機的電氣控制系統必須保障其電力系統能夠穩定、安全、可靠地完成工作。

1.2 橋式起重機供電方式

橋式起重機的供電方式受其工作方式影響，一般不會采用固定連接類供電，而是使用軟電纜供電，或者使用繼電器與滑線供電。軟電纜供電時，電纜會隨著小車的移動而疊卷或伸展，符合其工作運動軌跡。而滑線則會使用圓鋼、角鋼和輕軌共同支撐，將其沿車間縱向鋪設，主滑線會與車間電源相連，并通過繼電器對橋式起重機的大車電力系統、電控系統進行供電，再通過大車滑線以及小車的集電器，完成對小車及整體起重系統的供電[1]。

1.3 橋式起重機的電氣控制系統標準

橋式起重機的電氣控制系統標準，是由其電氣運動系統工作情況決定的，其中包括變頻器選擇標準、PLC 程序設計選用標準、應急系統備用標準、自動糾偏與電氣同步控制標準，能夠有效保障起重機的正常工作。

橋式起重機中搭載了6 類模塊，其中有PLC 運動控制、大/小車運動、起重升機、輔助升級機以及配電保護。圍繞六大模塊的系統位置，電器控制系統可以對PLC 控制進行精準操作，同時能夠利用聯動平臺位置的合理控制，實現控制端裝置的安排分析，還可以掌握編程系統變頻器的運行標準，對PLC 與MPI 總線之間的數據進行傳輸，將指令信息輸入到對應的PLC 模塊中。由PLC 程序對此類信號完成實時的信息處理，輸入端及輸出端的信號處理可以對接觸器進行精準操控，以此保障橋式起重機電器運動系統的穩定運行。繼電保護可以在橋式起重機工作過程中發揮基礎的保護作用。如大車電機復合運轉時，主回路電流將會持續增加，此時輔助觸點便會存在閉合不良等問題，主接觸器便會自動斷開，實施對電機電流的保護。

1.4 橋式起重機電氣設備試運行

橋式起重機在開始作業之前，需要進行電氣設備的試運行檢驗，對起重機整體的運行情況及行為模式開展檢查。一旦起重機在運行或工作的某一環節存在問題，則可對其進行及時的整理及調整。首先，對橋式起重機運行過程中電力系統整體的電流、電壓做出監測，注意各電氣回路及各類電源連接的穩定性，確保所有電力連接位置都可正常工作，方能避免在工作過程中出現運行問題[2]。其次，若負載運行，則需確保起重機空載時能夠運行正常，再進行逐漸加載，直至滿載，不允許直接滿載工作。

2 橋式起重機電氣保護措施

2.1 接地保護

橋式起重機接地保護是一種極為常見的電氣保護措施，主要作用于觸電時的電器控制，應用價值極高，也能夠有效保護操作人員的人身安全。開展接地保護時，需要確保接地系統正確安裝。同時，選用具有斷電性能的金屬結構外殼完成接地保護，注意所選金屬結構外殼的型號，要求其電阻值在4Ω 以下，才能達到有效的接地保護效果。合理的接地保護，能夠減少在運行過程中電壓及電流大漏電的問題，提高橋式起重機整體的安全性能。

2.2 零位保護

零位保護是橋式起重機電器運行中較為重要的內容之一。合理采取零位保護措施，可以避免電器自動控制系統在發生故障時，出現無法自動復位的問題。若電氣控制系統已經無法控制自動復位系統，起重機的運行會受到嚴重影響，從而導致工作中斷或嚴重故障。合理采取保護措施，可以有效避免上述現象，也能夠減少橋式起重機在工作過程中存在的失誤，降低誤差率。工作人員需要考慮起重機工作現狀及其電氣控制系統的運行模式，啟用零位保護措施，以降低自動系統故障引起的損失。在零位保護時，需要通過以下兩種方式完成供電：（1）選用機構電動機供電；（2）通過主控令供電。在實際運行的過程中，上述兩種供電方式技術原理不一，實際應用情況也不甚相同。電動機構供電需要提前接通總部電源，并對總部電源進行通電處理，而后者則不需要通電[3]。

2.3 緊急斷電保護

通常橋式起重機在正常運行過程中，如遇突發故障，但工作人員無法在第一時間內找到故障原因，則需采取統一斷電處理，保護電氣控制系統、起重機。因此，電氣控制系統設計中，應加設緊急斷電開關，以此實現對電氣系統的整體保護。設計緊急斷電開關保護時，需要工作人員注意以下兩點：（1）對起重機整體進行全面檢查，確保起重機電源接觸點位不存在其他同功用的斷電裝置，同時確定起重機當前運行狀態良好；（2）緊急斷電開關應在故障發生第一時間內完成斷電處理，因此工作人員必須注意斷電裝置的有效性。緊急斷電開關還應在斷開起重器電路時，準確對其他與起重機連接或與起重機同時運轉的機械裝置做出斷電處理，確保一系列機械都可緊急停運，實現對電氣控制系統的有效保護。

2.4 避雷保護

起重機的電氣控制系統，在一定程度上受外界自然環境影響，例如過于潮濕或干燥的空氣都會影響電器設備的正常運轉。其中，以雷電這類自然現象對電氣系統的損傷最大。因此，設計電氣控制系統時，應考慮到橋式起重機遭遇雷擊時的處理方式。一般情況下，有關工作人員會在橋式起重機上安裝放電裝置，要求放電裝置能有效規避雷擊，并妥善處理好雷擊帶來的強大電流對起重機電力系統電壓造成的影響。放電裝置應連接地下引線，并埋入地下深層位置，方能起到作用。此時，工作人員選購的放電裝置質量必須合格，否則無法起到避雷作用，甚至會對起重機電力系統的正常運行造成一定影響，會導致電力系統內部電流和電壓不穩定，無法維持起重機的正常運行[4]。

3 橋式起重機常見電氣故障處理方式

3.1 主接觸器km1 問題

（1）主接觸器km1 吸合出現故障時，工作人員應先檢查電路電源的供電電壓是否穩定、回路電線中的絕緣是否正常。其次，按照順序對繼電器常閉觸觸點以及各個安全開關、緊急開關的閉合情況做出檢驗。最后，要求對大車的零位點閉合能力以及主接觸器的鐵芯卡組情況進行檢查，查看主接觸器內部線圈的連接狀況，若發現電路內部存在短路或線圈開焊情況，則需做出及時處理。

（2）若動靜主觸頭存在焦灼黏連的狀態，則可能會出現km1 不釋放的問題。這時，工作人員需要使用銼削，將存在焦灼黏連的位置銼平，直至光滑后，再對主動觸頭的位置進行手動調整，使其在消弧罩內處于正確位置。另外，工作人員還需要對當前電氣回路中零線接地狀況做出調整，一旦存在零線接地問題，則需立刻找到接地點位，并使用絕緣膠布纏繞。

（3）若出現主接觸器吸合不自保的情況，工作人員首先要檢查是否在輔助觸點位置存在斷線、短路或閉合問題。其次，由工作人員手動擺正輔助點位置，再找出線路斷路的問題位置，并在斷線處做好捆扎。若出現大車電動機斷觸點或終端限位開關斷開等情況，則需工作人員逐斷逐層進行故障排查，直至尋找到故障成因后，再及時處理[5]。

3.2 接觸器線圈高發聲

接觸器線圈的高發聲問題，通常源于電氣系統內部線圈過載、系統傾斜、磁通路表面存在污漬或雜物等。此時，工作人員需要先清除磁通路表面的雜物，隨后調整內部彈簧，確保主觸頭不存在過大壓力，并對傾斜系統位置進行校正，以消除線圈的高發聲情況。

3.3 交流接觸線圈過溫

起重機在運轉過程中，可能會因線圈過載等情況，導致其交流接觸線圈溫度過高，在一定程度上，也會影響電氣控制系統正常運行。工作人員要立即調整彈簧并查找磁流通路固定位與活動位之間的空隙，并盡量消除此類空隙[6]。同時，在起重機電氣系統運行一段時間后，應及時更換老舊線圈，確保線圈性能符合標準，且線圈的電壓、電流保持統一，保證接觸器及線圈的屬性、性能一致，才能夠保證橋式起重機的正常工作。

3.4 主鉤升降狀態問題

在正常工作時，若橋式起重機主鉤升降存在問題，便無法滿足起重機日常工作需求。工作人員要對繼電器的工作情況、大車電動機的運轉情況以及電磁抱閘制動器做出調試及檢測，確保橋架交流電磁保護柜能夠正常運行[7]。在檢查無誤后，方可利用起重機操作室端子排上測量，確定當前起重機運行過程中存在的故障點位，并及時排除故障，解決主鉤升降問題。

3.5 電機轉矩較小

電機轉矩存在問題時，需要查看當前橋式起重機的電動機運轉情況，若多個電動機都可正常運行，則表示當前電器控制系統內部的電路處于完好狀態，便可判斷問題出現在主電路的內電動機上。此時，工作人員應該對轉子回路狀態進行系統校驗，若轉子回路故障，則會顯示轉子繞組斷路，必須在第一時間處理。

4 結語

對橋式起重機電氣控制方面存在的問題進行簡單論述，針對當前橋式起重機的電氣保護措施以及常見故障處理手段進行討論，以期解決起重機電氣控制發展或運行中存在的各類不足。為提高起重機的運行效率，工作人員應積極學習各類先進技術，相關企業也應開展與“橋式起重機電氣控制”有關的專業知識培訓，結合當前我國橋式起重機電氣控制的發展現狀，深入研究，創新發展路徑，將更多先進的技術手段融入起重機電氣控制之中，提高設備在運行過程中的安全性及生產活動效率。