高陽

【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，這就是用無觸點(diǎn)開關(guān)來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實(shí)現(xiàn)電路的通斷能力，提高行車過程中的安全性和穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】雙向可控硅 應(yīng)用 無觸點(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、庫房等多種場所，在現(xiàn)代化生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。

（二）橋式起重機(jī)凸輪控制器控制常見故障分析

（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)重大問題。

三、橋式起重機(jī)無觸點(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，由空氣開關(guān)QF和主接觸器KM作為全車的總電源開關(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關(guān)1AK、2AK、3AK、4AK，以防止檢修人員發(fā)生觸電事故。

（4）緊急開關(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)和總的過流繼電器LJ，當(dāng)某機(jī)構(gòu)過載或線路短路時(shí)斷開主接觸器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關(guān)器件。

（2）雙向可控硅的關(guān)斷條件。雙向可控硅第一陽極A1與第二陽極A2間，無論所加電壓極性是正向還是反向，只要控制極G和第一陽極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)谝魂枠OA1，第二陽極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路可控硅該斷開卻未及時(shí)斷開時(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，在可控硅陽極和陰極間并聯(lián)821KD20型壓敏電阻保護(hù)。

四、無觸點(diǎn)控制改造后使用情況

通過對(duì)橋式起重機(jī)的無觸點(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。