桥式起重机无触点控制改造

高阳

【摘要】桥式起重机在沈车公司生产工作中使用非常频繁，其易用性、稳定性、安全性对生产工作的顺利开展起着重要的作用，为了避免在工作中发生不必要的意外，增强稳定性和易用性，就应该结合生产现状对桥式起重机进行一些必要改善，这就是用无触点开关来代替凸轮控制器控制行车运行，把现有的触点控制用双向可控硅来实现电路的通断能力，提高行车过程中的安全性和稳定性。

【关键词】双向可控硅 应用 无触点控制

一、桥式起重机现状与故障分析

（一）桥式起重机应用情况

转向架分厂是承担中车沈阳机车车辆有限公司的转向架台车配件检修及组装的关键分厂，主要生产新造货车转向架和检修K2、K4、K5、K6型货车转向架，检修配件种类繁多，员工劳动强度大，为提高生产效率，减轻员工劳动强度，分厂配备23台桥式起重机来配合生产工作。桥式起重机是现代工业生产短距离物料搬运常用的机械设备之一，被广泛应用于车间、库房等多种场所，在现代化生产中应用越来越广泛。

（二）桥式起重机凸轮控制器控制常见故障分析

（1）由于分厂的桥式起重机使用的是凸轮控制器触头直接控制供电给电机，会在通电瞬间击穿触头表面膜，表面氧化会影响触头表面粗糙度，在闭合和断开瞬间，电气间隙会引起较大的拉弧，逐渐会造成触头材质损耗或爬电现象，引起触头导通不良，经常产生电动机缺相，烧毁电动机的现象。

（2）电机启动瞬间电流大以及使用频率高、动作频繁，在运行过程中凸轮控制器的触头经常发生触头粘连，轻则造成不必要的短路现象，重则导致桥式起重机不能及时停断，造成人员伤亡及设备损坏事故，因此维修人员需要经常检修更换凸轮控制器的触头。

二、桥式起重机无触点控制改造可行性分析

（一）从设备配件费用使用情况分析

每年分厂直接投入到桥式起重机电气配件费用20余万元，更换电动机20台左右，更换凸轮控制器触头200余对等，但未能从根本上彻底解决，故障率仍然居高不下。桥式起重机在分厂的生产中使用频繁，工作负荷量大，长期处于带病运行状态。如不及时解决，预计设备配件费用投入会更大，且有可能影响到分厂的正常生产。

（二）从安全方面情况分析

据统计，在分厂中，由桥式起重机造成的人员伤亡事故占总事故的30%以上，如桥式起重机凸轮控制器触头粘连，经常会有短路现象发生，短路引起的电弧会造成桥式起重机操作人员皮肤灼伤，并且使正在行驶中的桥式起重机突然断电，不能及时停车，造成人员伤亡和设备损坏等事故的发生。

为了杜绝事故的发生，减少烧毁电动机和凸轮控制器触头更换频率。通过研究分析可使用双向可控硅替代原凸轮控制器触头直接控制行车运行，就是把现有行车的凸轮控制器触头用双向可控硅来实现电路的通断能力，从而解决现在行车的一个重大问题。

三、桥式起重机无触点控制改造方法

（一）对原电控箱电气控制改造

改造后的桥式起重机采用XQR型保护箱作为全车的配电保护装置，由空气开关QF和主接触器KM作为全车的总电源开关，在接触器线圈回路内接有如下操纵和保护元件。

（1）启动按钮QA，为接通主接触器KM用。

（2）各机构的凸轮零位联锁触点Kx、Ks、Kd，保证主接触器只能在各凸轮控制器手柄旋转在零位时才能启动，也可避免电动机在转子电阻被切除的情况下启动。

（3）在操纵室斜梯进入走台的栏杆门，端梁栏杆门及进入操作室平台门中分别装有安全开关1AK、2AK、3AK、4AK，以防止检修人员发生触电事故。

（4）紧急开关JK在事故状态下，紧急切断主接触器KM避免事故发生。

（5）各机构和总的过流继电器LJ，当某机构过载或线路短路时断开主接触器KM。

（二）对凸轮控制器内部接线改造

对接入原凸轮控制器的正反换向触头、切换电阻触头，共计18个触头改造，采用单独电源供电，正反换向触头串接原极限限位开关与带LED指示灯的交流中间继电器串联，采取每一步凸轮控制器动作对应一个中间继电器吸合并LED灯指示，方便日后查找判断故障。

（三）双向可控硅和触发控制模块的选择

（1）雙向可控硅的选择。双向可控硅又称为双向晶闸管，普通晶闸管实质上属于直流控制器件。要控制交流负载，必须将两只晶闸管反向并联，让每只可控硅整流器控制一个半波，为此需要两套独立的触发电路，使用不够方便。双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反向并联的晶闸管，而且仅需要一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。

（2）双向可控硅的关断条件。双向可控硅第一阳极A1与第二阳极A2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极G和第一阳极A1间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。此时，A1、A2间压降也约为1V，双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。只有当第一阳极A1，第二阳极A2电流减小，小于维持电流或A1、A2间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。

（3）电动机换向控制模块和触发控制模块的选择。采用隔离变压器对原有交流380V电源转换为交流220V电源，并采用开关电源对交流220V电压转化为直流24V电压为触发控制模块供电。通过查找相关资料采用SYZF1型三相电动机换向控制模块，为可控硅导通和分断做控制，该模块在强电输出端设置正反向互锁，当撤销A1路控制信号时，A1路可控硅该断开却未及时断开时，A2路可控硅即使有控制信号也不会立即接通，只有待A1路完全断开后才接通A2路。为了使双向可控硅工作稳定，查阅资料后，选取MKC-2型可控硅触发模块，为可控硅触发提供保证，双向可控硅型号选择可依据通过各控制电机电流的大小选取，为了防止静电放电、浪涌和其他瞬态电流而造成损坏，在可控硅阳极和阴极间并联821KD20型压敏电阻保护。

四、无触点控制改造后使用情况

通过对桥式起重机的无触点控制改造，不仅可以使自己对桥式起重机电气原理更加熟悉，并且通过改造使自己专业技能进一步提高。改造后的桥式起重机无触点控制系统采用较好的控制保护，克服了原凸轮控制器触头粘连造成的短路现象，每年减少更换因缺相烧毁的电动机10台以上，无需更换凸轮控制器触头，每年节约设备配件费用10万元以上，因故障率明显降低，维修人员工作强度减少，运行安全可靠。