QZ1起重机检验员考试习题电路图.docx

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QZ1起重机检验员考试习题电路图

QZ-1起重机检验员考试—电炉图

1、【P446】

12.3.10图12-3-5所示为某桥式起重机起升机构部分电路控制图和与其匹配的凸轮控制器触点分合表。

请回答如下问题：

（1）KA1、FU1为何种电气元件？

各起什么作用？

（2）该控制电路通过凸轮控制器上哪个触点来实现零位保护？

零位保护的意义是什么？

（3）正转4档时有哪几个触点闭合？

分别对应哪几段电阻被短路切除？

（4）该电动机转子回路中为何要串接电阻？

答：

（1）KA1为过流继电器，起过流保护作用，防止流过电动机定子绕组的电流过大。

FU1

为熔断器，对电动机主回路起短路保护作用。

（2）通过串接在控制回路中的AC12触点实现零位保护。

防止控制手柄不在零位时，起重机供电电源失压后又恢复供电，造成电动机的误起动。

（3）AC1、AC3、AC5、AC6、AC7、AC10四个触点闭合。

AC5闭合将ab段电阻短路切除；AC6闭合将ac段电阻短路切除；AC7闭合将ad段电阻短路切除。

（4）转子回路串接电阻可增大转子电路功率因数,减少起动电流,提高起动转矩实现调速。

2、【P439】

12.3.4图12-3-1为自激动力制动主令控制电路控制线路。

简述：

（1）主令控制器控制线路的工作原理？

（2）零位保护的工作原理？

（3）下降第一档、第四档、第五档时，主令控制器触点的通断情况及电动机的状态？

（4）结合图示，说明-K95、-K93、-F24、-F41、-F7的作用是什么？

注：

该图PC主触点少一个符号PC。

答：

（1）主令控制器控制线路的工作原理：

该控制线路属于非对称系统。

上升有五档，与一般转子电阻起动控制相同；下降有四档，动力制动调速，可以收到10～60%额定速度的低速。

一档强力制动：

下降调速时-K31、-K32首先被接通．由电源经过过流继电器-F22、-K31、电动机绕组、-K32、-F24、V0和-F23形成一个预励磁电流通路，该电流大约3~10A，为建立电势作好准备。

当-F24吸合，-K7随即吸合，制动器抱闸松开，吊具被重物拖动向下加速，建立相应的转子电势和电流。

电流值决定负载的轻重，而转子电势值也就是转速值决定于转子电流与电阻值。

转子电流经V1一V6三相桥式整流后，反馈到定子绕组，由此产生的直流磁势，补偿转子电流产生的电枢反应之外，剩余的就是有效磁势。

由于有效磁势与转子电流交链产生制动转矩MT。

当MT与负载相平衡时重物匀速下降。

改变转子外接电阻，就可以改变机构的转速，达到调速目的。

（2）零位保护工作原理：

主令控制器的零位触头-S31（l、2）、-K00自锁触头-K00（13、14）、-K00线圈组成零位保护电路。

当超速开关不动作，过流继电器-F21、-F22、-F23不动作、Q7闭合、超速开关正常，则零位继电器吸合，其触点-K00（13、14）使控制回路通电。

反之，-K00的线圈失电，零位继电器断开，各接触器、继电器均不能接通动作。

（3）下降第一档：

主令控制器触点7-8、9-10、11-12、15-16、17–l8和21-22闭合。

首先-K31、-K32和-K7吸合，电动机预励磁接通．制动器抱闸松开，使电动机处于动力制动下降状态，同时转子接触器-K41、-K42、-K43都吸合，短接全部电阻，此时可获得最低下降速度。

载荷小于额定起重量时，可得1/10左右额定速度的低速。

额定载荷时，可得1/7左右低速。

下降第四档：

主令控制器触点17-18断开，-K41失电，转子接入全部调速电阻。

此时，机构达到了调速范围中的最高速度．也为往快速档过渡作好了准备。

下降第五档：

主令控制器触点9-10断开，-K31、-K32立即失电，自激动力制动结束。

-K95得电，其触点约延时0.1s左右闭合，于是-K2接通，电动机反转。

与此同时，-K31失电，使-K94时间继电器接通，延时0.5s使-K41得电。

在此之前，-K40已得电，相继-K42、-K43得电，切除转子电阻，使电动机处于全速下降状态。

（4）各触点的作用

①-K95的作用：

-K95是得电延时的时间继电器。

其作用是：

下降第4档向下降第5档之间转换时，-K31和-F24失电，常闭触头-F24（2l、22）闭合，接通了-K95，-K95（17、18）延时（0.1s）闭合后，接通了-K2，避免了-K31的触头断开激磁直流电流时，触头未断开，-K2已接通，发生相间短路。

下降5档向4档转换时，实现-K31、-K32对-K2的联锁，通过延时（0.1s）防止相间短路。

②-K93的作用：

-K93为失电延时的时间继电器。

下降各档回零位停车时，实现机构先下闸，电动机后停电，防止溜钩。

③-F24的作用-F24为欠电流继电器。

-F24有开始运行时电动机先通电，制动器后开闸的控制作用；还有失磁保护的作用。

④-F41的作用：

-F41为超速保护开关。

其联锁触头-F41（11、12），作起升机构电动机超速保护用。

-F41（11、12）接在零位保护继电器-K00的线圈回路中。

超速动作时，切断起升机构电动机动力电源，支持制动器自动制动。

⑤-F7的作用：

-F7为起重量限制器联锁开关。

其联锁触头-F7（11、12）接在上升方向接触器-Kl的线圈回路中；上升限位开关-S91（11、12）和-S92（11、12）的触头也接在上升方向接触器-Kl的线圈回路中。

当-F7（11、12）断开时，会断开上升方向接触器-Kl，切断上升方向动力电源。

3、【P441】

12.3.5图12-3-2、图12-3-3为自激动力制动凸轮控制器电路图，试述其零位保护是如何实现的？

动力制动过程是怎样的？

答：

（1）过流继电器-F27，-F28不动作，超速开关-F41制动器断路器Q7不动作，凸轮控制器在零位时，零位保护继电器吸合，控制电路通电。

（2）下降第l档：

首先预励磁电路和转子反馈电路接通，为自激动力制动作好准备，制动器松闸线圈通电，转子电阻最小，转子电流最大，反引到定子绕组的直流励磁电流也最大，因此制动力矩大，使机构获得最低转速。

下降第2档：

转子增加一部分电阻（其他情况同下降第1档），于是转子电流相应减少一部分。

因此自激电流较一档小，转速增加。

下降第3档：

此时转子电阻全部串入，转子电流最小，于是得到自激调速的最快速度。

下降第4档：

-K31、-K4、-K7均接通，为全速下降状态。

下降各档返回零位时，由-K90延时分断自激电路，而且-K91能延时-K7线圈，提高制动的平衡性。

图12-3-2自激动力制动凸轮控制器的主电路

图12-3-3自激动力制动凸轮控制器控制线路

4、【P443】12.3.6[铁岭冶金吊事故案例分析]

一起重机起升机构的电气控制系统（图12-3-4）中，主令控制器下降有6个档位，第一位为预备档位，第二至第六位分别是5个运行档位。

调查组对事故起重机进行了无负荷通电试验，现场试验时各档位状态如下：

下降1档：

上升接触器闭合，电动机定子供电，制动器接触器未闭合，电动机有电磁噪声但不转动：

R1=1.33。

下降2档：

上升接触器闭合，制动器接触器闭合，制动器打开后，电动机开始转动加速（正向转动），缓慢加速：

R2=2.0。

下降3档：

上升接触器和制动器接触器保持闭合状态，制动器保持打开状态，电动机保持原速度：

R3=2.86。

下降4档：

上升接触器失电断开，下降接触器无动作，制动器接触器保持原状态，制动器保持打开状态，电动机缓慢减速（目击溜车）。

下降5档：

上升、下降接触器均处于打开状态，制动器接触器继续处于闭合状态，制动器处于打开状态，电动机停止转动。

一级加速（电动机转子串接电阻切换）接触器闭合。

下降6档：

上升、下降接触器均处于打开状态，制动器接触器继续处于闭合状态，制动器仍处于打开状态，一级加速接触器保持闭合状态，二、三、四级加速接触器相继闭合。

手柄回零：

上升接触器瞬间闭合后打开，制动器接触器和一、二、三、四级加速接触器相继失电打开，制动器制动抱闸。

试分析：

（1）接触器ZC、FC控制主起升电机的哪部分电路，其作用是什么？

接触器1FJC，2FJC控制主起升电机的哪部分电路，其作用是什么？

（2）说明主钩下降3档、4档两个档位的电机转子电路电阻切除或接入情况；（3）在主钩从下降3档转换到4档后，依次列出从电源线X1到X2间其抱闸控制回路中的各电气触点和电气元件；（4）通过上述各接触器（ZC.FC.ZDC）闭合的逻辑分析判断，在起升机构下降各档，哪些档位时电动机能够正常运行，那些档位不能？

（5）制动器接触器线圈存在什么重大缺陷，在上升接触器中与下降接触器联锁的常闭辅助触点出现什么情况时，其隐患可能显现？

（6）正确的电气控制系统设计思路应该是怎样的？

答：

（1）接触器ZC.FC控制主起升电机的定子电路与供电电源的通断，定子电路接入三相交流电后产生电机正、反转所需的旋转磁场。

接触器1FJC.2FJC控制主起升电机的转子电路，以切换该电路调速电阻来调整电机转速。

（2）主钩下降3档，接入了转子电路中所有的调速电阻；主钩下降4档，用1FJC.2FJC切除其相连的调速电阻；

（3）X1与X2间抱闸控制回路中的各电气触点是2DK、LYJ（1，2）、S40（3，4）、FC（15，16）及与其相并联的ZDC（15，16）、S40（11，12）；电气元件是ZDC接触器的线圈和2DK。

（4）起升机构下降1、2、3档的逻辑基本正常，电动机按照控制逻辑正常运行；下降4、5、6档时，上升、下降接触器均失电断开，电动机电源被切断，电动机失去电磁转矩，此时，制动器接触器仍在闭合状态，制动器通电打开，属不正常状态。

（5）制动器接触器线圈ZDC有自保回路的重大缺陷，当上升接触器或者下降接触器接通后，制动器接触器触点（ZDC15、16）闭合并自保，不再受上述二接触器的控制，只要手柄不回零档位，制动器接触器将处于闭合状态。

上升接触器中与下降接触器联锁的常闭辅助触点（ZC11、12）锈蚀断开，在回馈制动状态时，造成下降接触器得不到主令的控制信号，使制动器接触器线圈自保回路的隐患显现，电动机失速。

（6）正确的电气控制系统设计应该是：

当下降接触器不能被接通时，制动器的接触器及时断电，制动器及时抱闸，系统停止运行，可避免电动机的失速，减少对制动器能力的需求，有效降低事故发生概率。

【设备知识P495】

经分析，在接触器触点接触失效情况下，起升机构下降1、2、3档的逻辑基本正常，电动机按照控制逻辑正常运行；下降4、5、6档时，上升、下降接触器均失电断开，电动机电源被切断，电动机失去电磁转矩，此时，制动器接触器仍在闭合状态，制动器通电打开，属不正常状态。

制动器接触器线圈ZDC有自保回路的重大缺陷，当上升接触器或者下降接触器接通后，制动器接触器触点（ZDC15、16）闭合并自保，不再受上述二接触器的控制，只要手柄不回零档位，制动器接触器将处于闭合状态。

上升接触器中与下降接触器联锁的常闭辅助触点（ZC11、12）锈蚀断开，在回馈制动状态时，造成下降接触器得不到主令的控制信号，使制动器接触器线圈自保回路的隐患显现，电动机失速。

正确的电气控制系统设计应该是：

当下降接触器不能被接通时，制动器的接触器及时断电，制动器及时抱闸，系统停止运行，可避免电动机的失速，减少对制动器能力的需求，有效降低事故发生概率。

这起事故的通报中写到：

清河特殊钢有限公司炼钢车间吊运钢水包的起重机主钩在开始下降作业时，由于下降接触器控制回路中的一个联锁常闭辅助触点锈蚀断开，下降接触器不能被接通，致使驱动电动机失电；由于电气系统设计缺陷，制动器未能自动抱闸，导致钢水包失控下坠；主令控制器回零后，制动器制动力矩严重不足，未能有效阻止钢水包继续失控下坠，钢水包撞击浇注台车后落地倾覆，钢水涌向被错误选定为班前会地点的工具间，是造成此次事故的直接原因。

图12-3-4PQR6402控制屏的电气原理图

5、【P444】

12.3.7在图12-3-4中，正常状态下，下降第1、2、3档和下降第4、5、6档时分别是哪个方向接触器得电，可以做什么性质运行？

下降第1档，不开闸，作用是什么？

答：

①下降重物也有六个位置，但分两种情况，若是重载下降，为了得到低速，可使电动机工作在倒拉反接制动状态。

若放下空钩或轻物，当重物下降转矩不足以克服传动机构的靡擦力矩时，则必须加力使之强迫下降。

为此，前者电动机定子为正转方向接电，后者电动机应工作在反转电动状态。

控制器手柄在下降方向的前三位为反接制动下降，后三位为反向电动下降。

②下降第1档，不开闸的作用是：

在控制器手柄处于下降方向前三个位置（1、2、3）时，电动机仍按正转接线，在转子中串入一定的电阻，在一定位能转矩作用下，迫使电动机反转，从而获得较小的下降速度，这种情况往往用于重载下降重物。

当控制器手柄放在0位时，S40（11、12）断开，即ZDC线圈无电，电磁抱闸对电动机起制动作用，把电动机闸住。

当控制器手柄放在下降第1档时，S40（5、6）、S40（9、10）、S40（13、14）、S40（15、16）闭合，ZC、1FJC、2FJC通电，电动机转子短接两段电阻，定子正向接电，产生一个提升的转矩。

当重载时，当控制器手柄由下降任何一位扳回0位时，在下降第1档稍作停留，这时既有电动机的倒拉反接制动，又有机械抱闸，在其共同作用下可以防止溜钩，停车后再回到0位，可以实现准确停车。

当轻载时，操作人员可以直接回0位进行停车。

此种设计可以提供给操作人员下降回0停车时，一种防止重物溜钩的制动方式。

6、【P445】

12.3.8在图12-3-4中，正常状态下，下降第2、3档在重载和轻载时电路及载荷的工作状态都是怎样的？

在下降档位，出现轻载上升情况时如何实现上升限位保护？

答：

当控制器手柄转到下降2、3位时，S40（11、12）接通，ZDC通电，制动器松开，S40（15、16）、S40（13、14）相继断开，2FJC、1FC相继断电，逐段加入电阻，使电动机产生的转矩减小，在一定重载情况下，可让电动机工作在不同速度的倒拉反接制动状态，获得两级重载下降速度。

但是必须注意，若下降轻物而转到此位，当电动机产生的提升转矩大于负载转矩时，将不再是倒拉反接制动下降，而成为电动机提升，以致使吊物或空钩不但不下降反而上升，所以轻载或空钩时，不应使控制器手柄置于下降2、3位停留，而应立即推过去。

为防止误操作产生空钩或轻载不下降反而上升超过上极限位置，在下降1、2、3位置时S40（3、4）断开，S40（5、6）闭合，上升限位开关接入电路，实现上升时的限位保护。

7、【P445】

12.3.9在图12-3-4中，触点ZDC（15，16）、触点ZC（15，16）、触点ZC（11，12）、触点4JSC（21，22）、触点FC（21，22）、4JSC（11，12）作用是什么？

答：

ZDC（15，16）作用是，提供FC与ZC相互转接过程中的制动器控制回路的自保，以保证相应的换档过程制动器不下闸。

FC（15，16）是反向接触器的常开辅助触点（自锁触点），作用是实现只有反向接触器FC先得电，制动器接触器ZDC才能得电开闸。

触点ZC（11，12）是正向接触器的常闭辅助触点，串入反向接触器的线圈电路中，形成互锁，作用是保证正向接触器ZC得电时，即断开反向接触器FC的电源，防止产生误动作。

触点4JSC（21，22）的作用是在上升接触器ZC处于释放（失电）状态下,只要切除电阻接触器4JSC或下降方向接触FC,二者之中的任何一个接触器（得电）动作后，无论主令控制器处于任何位置，保证上升接触器ZC无法吸合。

触点4JSC（11，12）的作用是使切除电阻接触器4JSC得电后具有自保功能，此触电4JSC（11，12）是切除电阻接触器4JSC的常开触电。

触点FC（21，22）在主令控制器位于下降4、5、6档时，此点应闭合。

只有在触点FC（21，22）闭合的状态条件下，才能够保证使切除电阻接触器4JSC得电后具有自保功能。

8、【P438】

12.2.77图12-2-1是某电动单梁起重机的电气原理图。

图中存在多处安全隐患，与标准要求不符。

写出图中的安全隐患之处，并指出XA是什么？

其作用是什么？

ZC-开关；1C～6C-接触器；B-变压器；M1-起升电机；M2-小车电机；M3-大车电机。

图12-2-1电动单梁起重机电气原理图

答：

（1）变压器应采用380/36。

（2）1C与2C、3C与4C、5C与6C都应有电气互锁功能。

（3）急停开关不能切断主电源回路。

（4）没有失压保护、总断路器、线路保护。

（5）主回路和控制回路缺短路保护装置。

（6）XA是断火限位器，其作用是防止钩头过卷扬发生坠钩事故。

8、【P449】

12.3.13图12-3-7为某起重机大车运行控制系统中主令控制器的零位保护电路：

（1）请写出以下触点名称：

①-S40（1、2）；②K00（7、8）；③K00（9、10）；

（2）按照图中给出的控制线路，如果大车向右运行，撞上向右限位开关，会发生什么现象？

为什么？

（3）写出你在起重机现场检验过程中对主令控制器零位保护的具体检验方法。

答：

（1）触点名称：

①-S40（1、2）为主令控制器-S40的零位触点；

②K00（7、8）为零位保护继电器的控制线圈；

③K00（9、10）为零位保护继电器的连锁触点。

（2）不能停止向右运行，向右限位开关，断开不能使KM1或K00动作。

（3）按下停止按钮，总电源接触器断电。

把主令控制器手柄扳离零位，按动总电源

启动按钮，总电源接触器得电，但主令控制器控制的电动机不能同时启动。

把主令控制器手柄扳回零位，再把主令控制器手柄扳到运行位置，电动机才能启动运行。

9、【P450】

12.3.14图12-3-8为利用时间继电器的延时触点对接触器控制来实现转子串电阻起动的控制线路。

图中KM1、KM2、KM3为短接电阻接触器、KM4为电源接触器，KT1、KT2、KT3为通电延时型时间继电器，其延时时间的长短决定动作顺序，以达到按时间原则逐级切除电阻的目的。

试述：

（1）简述绕线式异步电动机转子串电阻的优缺点？

（2）简述该电路转子串电阻起动工作过程的顺序。

答：

（1）优点：

是绕线电动机的一种简单运行控制方式，此种控制：

设备简单、造价便宜、控制方便、坚固耐用，仍广泛地应用于各种对控制性能要求不高的起重运输机械上。

缺点：

该控制方式因串入的电阻消耗一部分功率，使系统的效率降低，起重机低速时不允许长期运行。

串电阻时由于机械特性较软，转速随负载变化而变化，速度控制效果不好，无法满足调试要求。

（2）控制线路工作过程的顺序：

按SB2→KM4线圈通电并自锁→KM4主触点闭合→M串电阻起动→KM4常开触点闭合→KT1线圈通电→KM1线圈通电→KM1主触点闭合→短接R1→KM1常开触点闭合→KT2线圈通电→KM2线圈通电→KM2主触点闭合→短接R2→KM2常开触点闭合→KT2线圈通电→KM3线圈通电→KM3主触点闭合→短接R3→KM3常开触点闭合→自锁→KM3常闭触点断开→切断KT1线圈回路→KM1线圈失电→KT2线圈失电→KM2线圈失电→KT3线圈失电。

10、【P451】

12.3.15图12-3-9为一台普通三相异步交流电动机的正反转控制线路图，图中符号为：

TA-紧急停止开关；ZA-正转启动按钮；FA-反转启动按钮；ZC-正转接触器；FC-反转接触器；RD-熔断器；RD1-熔断器；DK-刀开关；RJ-热继电器。

试指出图中错误所在，并说明错误原因？

答：

（1）反转接触器FC的主触点接线存在错误。

三相分别互换，电机仍然正转，

不能实现电机的反转。

（2）紧急停止开关TA的接线位置错误。

其只能控制正转接触器线圈回路，应放在并联回路外的公共线路上。

（3）PE线上不能接熔断器。

（4）控制回路未设置防止短路的熔断器。

（5）RJ接线位置错误，不能保护电机正转时的过热，应接在并联回路外的公共线路上。

（6）正反转接触器自保接点接反，不能自保，电机不能启动。

（7）正反转接触器互锁接点接反，电机不能启动。

11、【设备知识P123】图4.44通用交-直-交变频器主电路

12、【设备知识P112】断路器工作原理

13、【P451】

12.3.16图12-3-10是某厂的起重机电路简图，试说明该电路如何实现：

（1）短路保护（主回路、控制回路）；

（2）零位保护；（3）失压保护；（4）过流保护（主回路）；（5）紧急断电保护；（6）正反转互锁保护。

（7）如触点LYJ（1、2）如发生粘连，电路将出现何种情况？

（8）如LYJ（1、2）发生触点接触不良，电路将出现何种情况？

答：

（1）短路保护：

主回路，自动空气开关ZK过流脱扣线圈带动脱扣机构动作，断开起重机主电源，起主回路短路保护作用。

控制回路，1RD或2RD熔丝熔断起控制回路短路保护作用。

（2）零位保护：

在突然断电的情况下，如主令开关LK不在零位，恢复供电时，LYJ继电器线圈不能吸合LYJ（1-2）断开，控制电机正反转回路得不到电源而起到零位保护作用。

（3）失压保护：

当电源在失压或欠压情况下，主电源接触器XLC线圈断电，XLC主触点断开，起重机断电。

在电源恢复正常时，不按QA，主电源接触器不能吸合，起到失压保护作用。

（4）主回路过流保护：

主回路过流，过流继电器1LJ、2LJ动作打开1LJ（1、2）或2LJ（1-2）常闭触点，LYJ线圈断电，LYJ（1、2）断开，ZC和FC线圈失压，其主触点断开，电动机D断电，起过流保护作用。

（5）紧急断电保护：

断开2DK开关，控制电源失电，主电源接触器断电，可实现紧急断电保护。

（6）正反转互锁保护：

在电机正反转控制回路中分别串入了反、正转接触器的常闭触点，保证电机只能向一个方向运行，实现正反转反锁，同时还有正反转接触器机械互锁。

（7）如触点LYJ（1、2）发生粘连，则失去零位保护和主回路过流保护。

（8）如触点LYJ（1、2）接触不良，则ZC和FC线圈失去控制电源，电动机不能正常工作。

14、【P453】

12.3.17指出图12-3-11中所列8个图示中接地系统的名称，并写出1、5、6、7、8的安全条件，是IT系统只指出第一次接地故障的安全条件。

图12-3-11接地系统

答：

（1）TN-S接地系统。

安全条件：

系统中的过电流保护电器的动作特性应满足如下安全关系式：

Ia≤U0/Zs

式中：

Ia——动作电流，A；U0——相电压，V；Zs——故障回路阻抗，Ω。

（2）TN-C接地系统。

（3）TN-C-S接地系统。

（4）电源中性点不接地，电器设备单独接地的IT接地系统。

（5）电源中性点经阻抗或电阻接地，电器设备单独接地的IT接地系统。

安全条件：

应满足如下安全关系式：

Ud=RdU0/（Rd+1000）≤50；式中：

Rd—接地电阻，Ω；Ud—对地电压，V；U0—电源相电压，V。

（6）电源中性点的阻抗或电阻与电器设备共享一个接地极的IT接地系统。

安全条件：

确保接地线PE不断开。

（7）TT接地系统。

安全条件：

供电线路上必须设有漏电保护断路器，漏电保护断路器的额定动作电流I△n应满足如下安全关系式：

I△nRd≤50；式中：

I△n—漏电保护断路器的额定动作电流，mA×10-3；Rd—接地电阻，Ω。

（8）低压电器设备为TN接地系统。

安全条件：

接地连接可靠，并设置短路保护装置。

15、【P455】

12.3.18图12-3-12中的RCD是漏电保护断路器，指出下列各图中的接线错误或正确，并指出理由。

图12-3-12漏电保护断路器接线图

答：

g和h接线正确，可保证当用电设备发生漏电时,漏电保护器动作。

其他接线错误理由：