橋式起重機(jī)無(wú)觸點(diǎn)控制改造

高陽(yáng)

【摘要】橋式起重機(jī)在沈車公司生產(chǎn)工作中使用非常頻繁，其易用性、穩(wěn)定性、安全性對(duì)生產(chǎn)工作的順利開(kāi)展起著重要的作用，為了避免在工作中發(fā)生不必要的意外，增強(qiáng)穩(wěn)定性和易用性，就應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行一些必要改善，這就是用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)來(lái)代替凸輪控制器控制行車運(yùn)行，把現(xiàn)有的觸點(diǎn)控制用雙向可控硅來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的通斷能力，提高行車過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】雙向可控硅 應(yīng)用 無(wú)觸點(diǎn)控制

一、橋式起重機(jī)現(xiàn)狀與故障分析

（一）橋式起重機(jī)應(yīng)用情況

轉(zhuǎn)向架分廠是承擔(dān)中車沈陽(yáng)機(jī)車車輛有限公司的轉(zhuǎn)向架臺(tái)車配件檢修及組裝的關(guān)鍵分廠，主要生產(chǎn)新造貨車轉(zhuǎn)向架和檢修K2、K4、K5、K6型貨車轉(zhuǎn)向架，檢修配件種類繁多，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，為提高生產(chǎn)效率，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，分廠配備23臺(tái)橋式起重機(jī)來(lái)配合生產(chǎn)工作。橋式起重機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)短距離物料搬運(yùn)常用的機(jī)械設(shè)備之一，被廣泛應(yīng)用于車間、庫(kù)房等多種場(chǎng)所，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

（二）橋式起重機(jī)凸輪控制器控制常見(jiàn)故障分析

（1）由于分廠的橋式起重機(jī)使用的是凸輪控制器觸頭直接控制供電給電機(jī)，會(huì)在通電瞬間擊穿觸頭表面膜，表面氧化會(huì)影響觸頭表面粗糙度，在閉合和斷開(kāi)瞬間，電氣間隙會(huì)引起較大的拉弧，逐漸會(huì)造成觸頭材質(zhì)損耗或爬電現(xiàn)象，引起觸頭導(dǎo)通不良，經(jīng)常產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)缺相，燒毀電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象。

（2）電機(jī)啟動(dòng)瞬間電流大以及使用頻率高、動(dòng)作頻繁，在運(yùn)行過(guò)程中凸輪控制器的觸頭經(jīng)常發(fā)生觸頭粘連，輕則造成不必要的短路現(xiàn)象，重則導(dǎo)致橋式起重機(jī)不能及時(shí)停斷，造成人員傷亡及設(shè)備損壞事故，因此維修人員需要經(jīng)常檢修更換凸輪控制器的觸頭。

二、橋式起重機(jī)無(wú)觸點(diǎn)控制改造可行性分析

（一）從設(shè)備配件費(fèi)用使用情況分析

每年分廠直接投入到橋式起重機(jī)電氣配件費(fèi)用20余萬(wàn)元，更換電動(dòng)機(jī)20臺(tái)左右，更換凸輪控制器觸頭200余對(duì)等，但未能從根本上徹底解決，故障率仍然居高不下。橋式起重機(jī)在分廠的生產(chǎn)中使用頻繁，工作負(fù)荷量大，長(zhǎng)期處于帶病運(yùn)行狀態(tài)。如不及時(shí)解決，預(yù)計(jì)設(shè)備配件費(fèi)用投入會(huì)更大，且有可能影響到分廠的正常生產(chǎn)。

（二）從安全方面情況分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在分廠中，由橋式起重機(jī)造成的人員傷亡事故占總事故的30%以上，如橋式起重機(jī)凸輪控制器觸頭粘連，經(jīng)常會(huì)有短路現(xiàn)象發(fā)生，短路引起的電弧會(huì)造成橋式起重機(jī)操作人員皮膚灼傷，并且使正在行駛中的橋式起重機(jī)突然斷電，不能及時(shí)停車，造成人員傷亡和設(shè)備損壞等事故的發(fā)生。

為了杜絕事故的發(fā)生，減少燒毀電動(dòng)機(jī)和凸輪控制器觸頭更換頻率。通過(guò)研究分析可使用雙向可控硅替代原凸輪控制器觸頭直接控制行車運(yùn)行，就是把現(xiàn)有行車的凸輪控制器觸頭用雙向可控硅來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的通斷能力，從而解決現(xiàn)在行車的一個(gè)重大問(wèn)題。

三、橋式起重機(jī)無(wú)觸點(diǎn)控制改造方法

（一）對(duì)原電控箱電氣控制改造

改造后的橋式起重機(jī)采用XQR型保護(hù)箱作為全車的配電保護(hù)裝置，由空氣開(kāi)關(guān)QF和主接觸器KM作為全車的總電源開(kāi)關(guān)，在接觸器線圈回路內(nèi)接有如下操縱和保護(hù)元件。

（1）啟動(dòng)按鈕QA，為接通主接觸器KM用。

（2）各機(jī)構(gòu)的凸輪零位聯(lián)鎖觸點(diǎn)Kx、Ks、Kd，保證主接觸器只能在各凸輪控制器手柄旋轉(zhuǎn)在零位時(shí)才能啟動(dòng)，也可避免電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子電阻被切除的情況下啟動(dòng)。

（3）在操縱室斜梯進(jìn)入走臺(tái)的欄桿門，端梁欄桿門及進(jìn)入操作室平臺(tái)門中分別裝有安全開(kāi)關(guān)1AK、2AK、3AK、4AK，以防止檢修人員發(fā)生觸電事故。

（4）緊急開(kāi)關(guān)JK在事故狀態(tài)下，緊急切斷主接觸器KM避免事故發(fā)生。

（5）各機(jī)構(gòu)和總的過(guò)流繼電器LJ，當(dāng)某機(jī)構(gòu)過(guò)載或線路短路時(shí)斷開(kāi)主接觸器KM。

（二）對(duì)凸輪控制器內(nèi)部接線改造

對(duì)接入原凸輪控制器的正反換向觸頭、切換電阻觸頭，共計(jì)18個(gè)觸頭改造，采用單獨(dú)電源供電，正反換向觸頭串接原極限限位開(kāi)關(guān)與帶LED指示燈的交流中間繼電器串聯(lián)，采取每一步凸輪控制器動(dòng)作對(duì)應(yīng)一個(gè)中間繼電器吸合并LED燈指示，方便日后查找判斷故障。

（三）雙向可控硅和觸發(fā)控制模塊的選擇

（1）雙向可控硅的選擇。雙向可控硅又稱為雙向晶閘管，普通晶閘管實(shí)質(zhì)上屬于直流控制器件。要控制交流負(fù)載，必須將兩只晶閘管反向并聯(lián)，讓每只可控硅整流器控制一個(gè)半波，為此需要兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路，使用不夠方便。雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反向并聯(lián)的晶閘管，而且僅需要一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開(kāi)關(guān)器件。

（2）雙向可控硅的關(guān)斷條件。雙向可控硅第一陽(yáng)極A1與第二陽(yáng)極A2間，無(wú)論所加電壓極性是正向還是反向，只要控制極G和第一陽(yáng)極A1間加有正負(fù)極性不同的觸發(fā)電壓，就可觸發(fā)導(dǎo)通呈低阻狀態(tài)。此時(shí)，A1、A2間壓降也約為1V，雙向可控硅一旦導(dǎo)通，即使失去觸發(fā)電壓，也能繼續(xù)保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有當(dāng)?shù)谝魂?yáng)極A1，第二陽(yáng)極A2電流減小，小于維持電流或A1、A2間當(dāng)電壓極性改變且沒(méi)有觸發(fā)電壓時(shí)，雙向可控硅才截?cái)?，此時(shí)只有重新加觸發(fā)電壓方可導(dǎo)通。

（3）電動(dòng)機(jī)換向控制模塊和觸發(fā)控制模塊的選擇。采用隔離變壓器對(duì)原有交流380V電源轉(zhuǎn)換為交流220V電源，并采用開(kāi)關(guān)電源對(duì)交流220V電壓轉(zhuǎn)化為直流24V電壓為觸發(fā)控制模塊供電。通過(guò)查找相關(guān)資料采用SYZF1型三相電動(dòng)機(jī)換向控制模塊，為可控硅導(dǎo)通和分?jǐn)嘧隹刂?，該模塊在強(qiáng)電輸出端設(shè)置正反向互鎖，當(dāng)撤銷A1路控制信號(hào)時(shí)，A1路可控硅該斷開(kāi)卻未及時(shí)斷開(kāi)時(shí)，A2路可控硅即使有控制信號(hào)也不會(huì)立即接通，只有待A1路完全斷開(kāi)后才接通A2路。為了使雙向可控硅工作穩(wěn)定，查閱資料后，選取MKC-2型可控硅觸發(fā)模塊，為可控硅觸發(fā)提供保證，雙向可控硅型號(hào)選擇可依據(jù)通過(guò)各控制電機(jī)電流的大小選取，為了防止靜電放電、浪涌和其他瞬態(tài)電流而造成損壞，在可控硅陽(yáng)極和陰極間并聯(lián)821KD20型壓敏電阻保護(hù)。

四、無(wú)觸點(diǎn)控制改造后使用情況

通過(guò)對(duì)橋式起重機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)控制改造，不僅可以使自己對(duì)橋式起重機(jī)電氣原理更加熟悉，并且通過(guò)改造使自己專業(yè)技能進(jìn)一步提高。改造后的橋式起重機(jī)無(wú)觸點(diǎn)控制系統(tǒng)采用較好的控制保護(hù)，克服了原凸輪控制器觸頭粘連造成的短路現(xiàn)象，每年減少更換因缺相燒毀的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)以上，無(wú)需更換凸輪控制器觸頭，每年節(jié)約設(shè)備配件費(fèi)用10萬(wàn)元以上，因故障率明顯降低，維修人員工作強(qiáng)度減少，運(yùn)行安全可靠。