徐明軍

（酒鋼集團(tuán)宏興股份公司檢修工程部，甘肅蘭州 735100）

0 引言

橋式起重機(jī)是各個(gè)工業(yè)行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中極為重要的設(shè)備之一，在一定程度上決定了生產(chǎn)活動(dòng)的效果。橋式起重機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，必須確保其各部分能相互協(xié)調(diào)，在統(tǒng)一配合的狀態(tài)下才可發(fā)揮出最大的作用價(jià)值，而電氣控制系統(tǒng)對(duì)其工作效能影響較為重大。工作人員必須詳細(xì)了解電氣控制系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)組成，明確起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電氣控制系統(tǒng)可能存在的各類故障或隱患問(wèn)題，并及時(shí)處理。

1 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)分析

1.1 橋式起重機(jī)電動(dòng)機(jī)特征

橋式起重機(jī)由大車的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以縱向前后運(yùn)動(dòng)為主；小車通過(guò)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)，軌道以橫向作用運(yùn)動(dòng)為主。通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的垂直向上作用，完成縱橫運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)，發(fā)揮起重功能。橋式起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)具備連續(xù)周期工作屬性，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，轉(zhuǎn)子為細(xì)長(zhǎng)狀，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大，電動(dòng)機(jī)以封閉型為主，具有極高的耐熱絕緣等級(jí)，整體機(jī)械結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)硬、氣隙大。小車的控制電路以凸輪控制器為核心，共有12 個(gè)觸點(diǎn)。

通常，電氣控制系統(tǒng)在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用較為頻繁，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)電力系統(tǒng)的管控及保護(hù)，可以確保橋式起重機(jī)各個(gè)部件之間相互協(xié)調(diào)，完成啟動(dòng)、轉(zhuǎn)向、運(yùn)轉(zhuǎn)、停止等各項(xiàng)工作。因此，橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)必須保障其電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全、可靠地完成工作。

1.2 橋式起重機(jī)供電方式

橋式起重機(jī)的供電方式受其工作方式影響，一般不會(huì)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(shí)，電纜會(huì)隨著小車的移動(dòng)而疊卷或伸展，符合其工作運(yùn)動(dòng)軌跡。而滑線則會(huì)使用圓鋼、角鋼和輕軌共同支撐，將其沿車間縱向鋪設(shè)，主滑線會(huì)與車間電源相連，并通過(guò)繼電器對(duì)橋式起重機(jī)的大車電力系統(tǒng)、電控系統(tǒng)進(jìn)行供電，再通過(guò)大車滑線以及小車的集電器，完成對(duì)小車及整體起重系統(tǒng)的供電[1]。

1.3 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，是由其電氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)工作情況決定的，其中包括變頻器選擇標(biāo)準(zhǔn)、PLC 程序設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)急系統(tǒng)備用標(biāo)準(zhǔn)、自動(dòng)糾偏與電氣同步控制標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效保障起重機(jī)的正常工作。

橋式起重機(jī)中搭載了6 類模塊，其中有PLC 運(yùn)動(dòng)控制、大/小車運(yùn)動(dòng)、起重升機(jī)、輔助升級(jí)機(jī)以及配電保護(hù)。圍繞六大模塊的系統(tǒng)位置，電器控制系統(tǒng)可以對(duì)PLC 控制進(jìn)行精準(zhǔn)操作，同時(shí)能夠利用聯(lián)動(dòng)平臺(tái)位置的合理控制，實(shí)現(xiàn)控制端裝置的安排分析，還可以掌握編程系統(tǒng)變頻器的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)PLC 與MPI 總線之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，將指令信息輸入到對(duì)應(yīng)的PLC 模塊中。由PLC 程序?qū)Υ祟愋盘?hào)完成實(shí)時(shí)的信息處理，輸入端及輸出端的信號(hào)處理可以對(duì)接觸器進(jìn)行精準(zhǔn)操控，以此保障橋式起重機(jī)電器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)可以在橋式起重機(jī)工作過(guò)程中發(fā)揮基礎(chǔ)的保護(hù)作用。如大車電機(jī)復(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主回路電流將會(huì)持續(xù)增加，此時(shí)輔助觸點(diǎn)便會(huì)存在閉合不良等問(wèn)題，主接觸器便會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，實(shí)施對(duì)電機(jī)電流的保護(hù)。

1.4 橋式起重機(jī)電氣設(shè)備試運(yùn)行

橋式起重機(jī)在開(kāi)始作業(yè)之前，需要進(jìn)行電氣設(shè)備的試運(yùn)行檢驗(yàn)，對(duì)起重機(jī)整體的運(yùn)行情況及行為模式開(kāi)展檢查。一旦起重機(jī)在運(yùn)行或工作的某一環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，則可對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的整理及調(diào)整。首先，對(duì)橋式起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中電力系統(tǒng)整體的電流、電壓做出監(jiān)測(cè)，注意各電氣回路及各類電源連接的穩(wěn)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(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題[2]。其次，若負(fù)載運(yùn)行，則需確保起重機(jī)空載時(shí)能夠運(yùn)行正常，再進(jìn)行逐漸加載，直至滿載，不允許直接滿載工作。

2 橋式起重機(jī)電氣保護(hù)措施

2.1 接地保護(hù)

橋式起重機(jī)接地保護(hù)是一種極為常見(jiàn)的電氣保護(hù)措施，主要作用于觸電時(shí)的電器控制，應(yīng)用價(jià)值極高，也能夠有效保護(hù)操作人員的人身安全。開(kāi)展接地保護(hù)時(shí)，需要確保接地系統(tǒng)正確安裝。同時(shí)，選用具有斷電性能的金屬結(jié)構(gòu)外殼完成接地保護(hù)，注意所選金屬結(jié)構(gòu)外殼的型號(hào)，要求其電阻值在4Ω 以下，才能達(dá)到有效的接地保護(hù)效果。合理的接地保護(hù)，能夠減少在運(yùn)行過(guò)程中電壓及電流大漏電的問(wèn)題，提高橋式起重機(jī)整體的安全性能。

2.2 零位保護(hù)

零位保護(hù)是橋式起重機(jī)電器運(yùn)行中較為重要的內(nèi)容之一。合理采取零位保護(hù)措施，可以避免電器自動(dòng)控制系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，出現(xiàn)無(wú)法自動(dòng)復(fù)位的問(wèn)題。若電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法控制自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，起重機(jī)的運(yùn)行會(huì)受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致工作中斷或嚴(yán)重故障。合理采取保護(hù)措施，可以有效避免上述現(xiàn)象，也能夠減少橋式起重機(jī)在工作過(guò)程中存在的失誤，降低誤差率。工作人員需要考慮起重機(jī)工作現(xiàn)狀及其電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式，啟用零位保護(hù)措施，以降低自動(dòng)系統(tǒng)故障引起的損失。在零位保護(hù)時(shí)，需要通過(guò)以下兩種方式完成供電：（1）選用機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)供電；（2）通過(guò)主控令供電。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，上述兩種供電方式技術(shù)原理不一，實(shí)際應(yīng)用情況也不甚相同。電動(dòng)機(jī)構(gòu)供電需要提前接通總部電源，并對(duì)總部電源進(jìn)行通電處理，而后者則不需要通電[3]。

2.3 緊急斷電保護(hù)

通常橋式起重機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中，如遇突發(fā)故障，但工作人員無(wú)法在第一時(shí)間內(nèi)找到故障原因，則需采取統(tǒng)一斷電處理，保護(hù)電氣控制系統(tǒng)、起重機(jī)。因此，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)加設(shè)緊急斷電開(kāi)關(guān)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體保護(hù)。設(shè)計(jì)緊急斷電開(kāi)關(guān)保護(hù)時(shí)，需要工作人員注意以下兩點(diǎn)：（1）對(duì)起重機(jī)整體進(jìn)行全面檢查，確保起重機(jī)電源接觸點(diǎn)位不存在其他同功用的斷電裝置，同時(shí)確定起重機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)良好；（2）緊急斷電開(kāi)關(guān)應(yīng)在故障發(fā)生第一時(shí)間內(nèi)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(kāi)關(guān)還應(yīng)在斷開(kāi)起重器電路時(shí)，準(zhǔn)確對(duì)其他與起重機(jī)連接或與起重機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置做出斷電處理，確保一系列機(jī)械都可緊急停運(yùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的有效保護(hù)。

2.4 避雷保護(hù)

起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，在一定程度上受外界自然環(huán)境影響，例如過(guò)于潮濕或干燥的空氣都會(huì)影響電器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，以雷電這類自然現(xiàn)象對(duì)電氣系統(tǒng)的損傷最大。因此，設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到橋式起重機(jī)遭遇雷擊時(shí)的處理方式。一般情況下，有關(guān)工作人員會(huì)在橋式起重機(jī)上安裝放電裝置，要求放電裝置能有效規(guī)避雷擊，并妥善處理好雷擊帶來(lái)的強(qiáng)大電流對(duì)起重機(jī)電力系統(tǒng)電壓造成的影響。放電裝置應(yīng)連接地下引線，并埋入地下深層位置，方能起到作用。此時(shí)，工作人員選購(gòu)的放電裝置質(zhì)量必須合格，否則無(wú)法起到避雷作用，甚至?xí)?duì)起重機(jī)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成一定影響，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)內(nèi)部電流和電壓不穩(wěn)定，無(wú)法維持起重機(jī)的正常運(yùn)行[4]。

3 橋式起重機(jī)常見(jiàn)電氣故障處理方式

3.1 主接觸器km1 問(wèn)題

（1）主接觸器km1 吸合出現(xiàn)故障時(shí)，工作人員應(yīng)先檢查電路電源的供電電壓是否穩(wěn)定、回路電線中的絕緣是否正常。其次，按照順序?qū)^電器常閉觸觸點(diǎn)以及各個(gè)安全開(kāi)關(guān)、緊急開(kāi)關(guān)的閉合情況做出檢驗(yàn)。最后，要求對(duì)大車的零位點(diǎn)閉合能力以及主接觸器的鐵芯卡組情況進(jìn)行檢查，查看主接觸器內(nèi)部線圈的連接狀況，若發(fā)現(xiàn)電路內(nèi)部存在短路或線圈開(kāi)焊情況，則需做出及時(shí)處理。

（2）若動(dòng)靜主觸頭存在焦灼黏連的狀態(tài)，則可能會(huì)出現(xiàn)km1 不釋放的問(wèn)題。這時(shí)，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(duì)主動(dòng)觸頭的位置進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，使其在消弧罩內(nèi)處于正確位置。另外，工作人員還需要對(duì)當(dāng)前電氣回路中零線接地狀況做出調(diào)整，一旦存在零線接地問(wèn)題，則需立刻找到接地點(diǎn)位，并使用絕緣膠布纏繞。

（3）若出現(xiàn)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(diǎn)位置存在斷線、短路或閉合問(wèn)題。其次，由工作人員手動(dòng)擺正輔助點(diǎn)位置，再找出線路斷路的問(wèn)題位置，并在斷線處做好捆扎。若出現(xiàn)大車電動(dòng)機(jī)斷觸點(diǎn)或終端限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)等情況，則需工作人員逐斷逐層進(jìn)行故障排查，直至尋找到故障成因后，再及時(shí)處理[5]。

3.2 接觸器線圈高發(fā)聲

接觸器線圈的高發(fā)聲問(wèn)題，通常源于電氣系統(tǒng)內(nèi)部線圈過(guò)載、系統(tǒng)傾斜、磁通路表面存在污漬或雜物等。此時(shí)，工作人員需要先清除磁通路表面的雜物，隨后調(diào)整內(nèi)部彈簧，確保主觸頭不存在過(guò)大壓力，并對(duì)傾斜系統(tǒng)位置進(jìn)行校正，以消除線圈的高發(fā)聲情況。

3.3 交流接觸線圈過(guò)溫

起重機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可能會(huì)因線圈過(guò)載等情況，導(dǎo)致其交流接觸線圈溫度過(guò)高，在一定程度上，也會(huì)影響電氣控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。工作人員要立即調(diào)整彈簧并查找磁流通路固定位與活動(dòng)位之間的空隙，并盡量消除此類空隙[6]。同時(shí)，在起重機(jī)電氣系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)及時(shí)更換老舊線圈，確保線圈性能符合標(biāo)準(zhǔn)，且線圈的電壓、電流保持統(tǒng)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(jī)的正常工作。

3.4 主鉤升降狀態(tài)問(wèn)題

在正常工作時(shí)，若橋式起重機(jī)主鉤升降存在問(wèn)題，便無(wú)法滿足起重機(jī)日常工作需求。工作人員要對(duì)繼電器的工作情況、大車電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及電磁抱閘制動(dòng)器做出調(diào)試及檢測(cè)，確保橋架交流電磁保護(hù)柜能夠正常運(yùn)行[7]。在檢查無(wú)誤后，方可利用起重機(jī)操作室端子排上測(cè)量，確定當(dāng)前起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的故障點(diǎn)位，并及時(shí)排除故障，解決主鉤升降問(wèn)題。

3.5 電機(jī)轉(zhuǎn)矩較小

電機(jī)轉(zhuǎn)矩存在問(wèn)題時(shí)，需要查看當(dāng)前橋式起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，若多個(gè)電動(dòng)機(jī)都可正常運(yùn)行，則表示當(dāng)前電器控制系統(tǒng)內(nèi)部的電路處于完好狀態(tài)，便可判斷問(wèn)題出現(xiàn)在主電路的內(nèi)電動(dòng)機(jī)上。此時(shí)，工作人員應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)子回路狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)校驗(yàn)，若轉(zhuǎn)子回路故障，則會(huì)顯示轉(zhuǎn)子繞組斷路，必須在第一時(shí)間處理。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)橋式起重機(jī)電氣控制方面存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單論述，針對(duì)當(dāng)前橋式起重機(jī)的電氣保護(hù)措施以及常見(jiàn)故障處理手段進(jìn)行討論，以期解決起重機(jī)電氣控制發(fā)展或運(yùn)行中存在的各類不足。為提高起重機(jī)的運(yùn)行效率，工作人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)各類先進(jìn)技術(shù)，相關(guān)企業(yè)也應(yīng)開(kāi)展與“橋式起重機(jī)電氣控制”有關(guān)的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)橋式起重機(jī)電氣控制的發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究，創(chuàng)新發(fā)展路徑，將更多先進(jìn)的技術(shù)手段融入起重機(jī)電氣控制之中，提高設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的安全性及生產(chǎn)活動(dòng)效率。