THLDQH2型 实训指导书.docx

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THLDQH2型实训指导书

第二章实验的基本要求和安全操作规程3

一、实验的基本要求3

二、实验前的准备3

三、实验的进行3

四、实验总结4

五、安全操作规程4

第三章THLDQH-2型船舶起货机电气控制技能实训装置的实训5

一、装置各部分的认知5

二、原理图7

三、起货机运行及电路分析8

四、起货机电气控制线路故障排除实习训练指导11

第一章THLDQH-2型船舶起货机电气控制技能实训装置简介

THLDQH-2型船舶起货机电气控制技能实训装置主要由船舶起货机控制屏、船用主令控制器和船舶起货机半实物模型三部分组成，整体效果见下图：

一、实训装置的特点

1．电气控制线路原理图和电气控制线路及操作装置都固定在面板上，操作方便。

2．装置只需三相四线的交流电源即可投入使用，且占地面积小、节约用房、减少基建投资；

3．控制线路和半实物模型可模拟船用起货机的工作状况，可满足起货机电路的调试、故障分析及排除等技能训练要求；

4．操作内容具有针对性，实用性，装置安装了漏电保护，对学生的安全起到了保护作用。

二、实训装置的布局及操作使用

船舶起货机控制屏在左边，船用主令控制器在中间，船舶起货机半实物模型在右边。

船用主令控制器与控制屏用19芯航空电缆线连接，船舶起货机半实物模型与控制屏用31芯航空电缆线连接。

控制屏左侧有电源总开关（即漏电保护器）可控制实训装置的设排故单元、控制回路及主回路的供电，当手柄拨向上时为接通，这时按“启动”按钮，这样控制回路有电。

若三相输出电源中任意一相和控制屏外壳发生漏电（只要漏电流超过一定值）则漏电保护装置动作，自动切断控制回路及主回路的电源。

熔断器为带有氖泡的熔断器，如果熔丝熔断，则氖泡会发光指示。

如果漏电保护动作，则相应的告警发光管发亮，同时蜂鸣器发出声响，三相电源自动切断。

若再要给控制回路供电，应按下复位按钮，才能再次启动。

故障设置箱内，钮子开关拨到上边为设故，拨到下边为正常。

排故区带灯按钮按下为排除故障，弹起为正常，旁边有数码管用来显示学生排除故障的次数，数码管下方的故障指示灯，红灯表示有故障，绿灯表示正常。

起货机半实物模型由主令控制器控制其动作。

第二章实验的基本要求和安全操作规程

一、实验的基本要求

船舶起货机电气控制技能实训装置的实验的目的在于使学生掌握系统运行的原理及特性，学会通过故障运行现象及相关数据分析故障原因，并排除故障。

通过实验使学生能够根据实验目的，实验内容及测取的数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。

在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。

现按实验过程提出下列具体要求。

主要内容：

⏹起货机的基本要求；交流电动起货机线路的功能、保护措施和工作原理；要求能够分析控制线路的工作过程，尤其是主要环节的工作过程；

⏹掌握对起货机的基本要求和线路的特点、功能；

⏹掌握起货机线路的保护措施；

⏹能够分析起货机线路主要环节的工作过程；

⏹能够完成起货机半实物模拟的起货、落货的全过程。

二、实验前的准备

实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。

每次实验前都应做好预习，才能对实验目的、步骤、结论和注意事项等做到心中有数，从而提高实验质量和效率。

预习应做到：

1．复习教科书有关章节内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。

2．认真学习实验指导书，了解本次实验目的和内容，掌握实验工作原理和方法，仔细阅读实验安全操作规程，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。

3．实验前应写好预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。

4．认真做好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。

三、实验的进行

在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验阶段。

实验时要做到以下几点：

1．预习报告完整，熟悉设备

实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。

指导老师要对实验装置作详细介绍，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。

2．建立小组，合理分工

每次实验都以小组为单位进行，每个小组大概3--4人。

实验进行中保证实验操作的协调，数据准确可靠。

3．试运行

在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通控制屏，观察所有仪表是否正常。

如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。

4．测取数据

预习时应对所测数据的范围做到心中有数。

正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。

5．认真负责，实验有始有终

实验完毕后，应请指导老师检查实验数据。

经指导老师认可后，关闭所有电源，并把实验中所用的物品整理好，放至原位。

四、实验总结

这是实验的最后阶段，应对实验数据进行整理、分析实验现象并撰写实验报告。

每位实验参与者要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。

如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，而应用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大误差的原因。

实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会，应简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告应包括以下内容：

1．实验名称、专业、班级、学号、姓名、同组者姓名、实验日期、室温等。

2．实验目的、实验线路、实验内容。

3．实验设备、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号。

4．用理论知识对实验结果进行分析总结，得出正确的结论。

5．对实验中出现的现象、遇到的问题进行分析讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。

6．实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

7．每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导老师批阅。

五、安全操作规程

为了顺利完成船电设备控制实验台的实验，确保实验时人身安全与设备的安全可靠运行，实验人员要严格遵守如下安全规程：

1．上电前，应做如下工作：

检查实验台的电源线是否正确可靠连接，检查各个元器件的接线是否牢靠。

2．上电后，实验前，检查电压指示是否正确。

如果不正确，请检查电源是否正常。

3．实验过程中人体不可接触带电线路，如继电器、接触器的触点。

4．半实物在启动后，切勿触碰半实物上运动的机构。

5．控制屏上的总电源应由实验指导教师来控制，其他人员只能经指导教师允许后方可操作，不得自行合闸。

第三章THLDQH-2型船舶起货机电气控制技能实训装置的实训

一、装置各部分的认知

1．电源控制面板（铝质面板）

（1）交流电源（带有漏电保护措施）

通过市电提供三相四线交流电源（AC380V）

（2）人身安全保护体系

电压型漏电保护器：

对线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。

电流型漏电保护装置：

控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。

2．起货机控制线路铝面板

面板上安装有起货机各个继电器、接触器的动作指示灯，指示灯可以指示继电器、接触器的相应动作。

面板上印有起货机控制线路的原理图，可以很直观地看出起货机控制回路的工作原理。

3．起货机控制线路铁面板

面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件，这些元器件直接安装在面板表面，可以很直观的看它们的动作情况。

4．船用主令控制器

主令控制器安装在可移动的小车上，主令控制器如下图所示，主令扳手用于控制起货机的起货、落货和速度；主令开关SC为主令控制器的电源开关；应急操作按钮SB用于当热继电器动作后的紧急启动。

5．排故及观测铝面板

设有排故按钮，正常及故障指示灯，数显计数器，风机和三速电机观测孔。

6．故障开关箱

设有16个故障开关，其中K1到K14用于故障设置；K15模拟热继电器动作，K16过电流继电器动作。

7．起货机半实物

半实物主要由极数为4/6/12的三速电机、减速比为1：

50的蜗轮减速器、卷筒、电动/手动的制动器、钢丝绳、滑轮、吊钩、吊臂、风机等组成，详见下图：

二、原理图

1．主回路

图3-1起货机线路主回路

2．控制回路

图3-2起货机线路控制回路

三、起货机运行及电路分析

1．起货机运行工作特点

起货机工作特点：

负载变化大，无固定循环，短时间内不断重复循环：

起货、移动、落货、空钩返回，每个循环所吊的货物重量不尽相同。

起货机的安全：

起货机的安全必须通过各种保护措施实现。

起货机工作时，安全问题非常重要。

不但过载会损坏电动机等机械设备，制动、限位及速度控制不正常则将引起人身安全事故及设备的损坏。

2．对电力拖动及控制的要求

对电动机的要求：

1．起动力矩足够大；

2．机械特性软；

3．调速范围广；

4．惯量小；

对控制线路的要求：

1）采用主令控制器操作，其操作手柄的正、反和调速各档具有明显的空间位置差异；起动、加速与操作速度无关。

2）手柄从零位快速扳到高速档，应能使转速由零自动逐级加速到高速，不发生由静止起动直接到中速或高速；

3）采用电气制动与电磁机械制动相配合的制动；不发生中速、高速反接制动，以避免在电流的冲击和损耗；高速超载时自动返回中速，采用再生或能耗或倒拉制动等速下放重物，控制线路设有防止重载高速提升和超速下落的保护环节；

4）不发生自由落体，电机绕组先通电后松闸，应先接通高（低）档绕组后断开低（高）档绕组的交替电路环节；

5）设强制低速下放重物的应急按纽；具有零位保护；设短路、过载、欠失压和起/落货互锁等保护。

6）几点要求，1.起动时间（2秒之内）；2.制动时间（1秒之内）；3.逆转矩控制（防止高、中速时反接制动）；4.冷却（与通风机联锁）等。

此外：

手柄换档时至少有一个绕组通电，设有紧急停车按钮，设有重物低速放下按钮。

3．控制元件说明

时间继电器：

KT1为通电延时其余都是断电延时。

KT1：

刹车经济电阻延时接入；KT2：

停车延时通电；KT3：

2～3档延时延时过流保护；KT4：

切换KI工作状态，KT5：

瞬时闭合为制动接触器KMB获电做准备。

中间继电器：

KA1：

“零压（位）继电器”，失、欠压保护；KA2：

为中间继电器，与KT4配合，3档（高速）换档过载检测。

电流继电器：

KI：

重载不上高速。

接触器：

KMH：

正转，起货用；KML：

反转，落货用；KM1：

“1速”，低速用；KM2：

“2速”，中速用；KM3：

“3速”，高速用；KM4：

刹车经济电阻接入；KM5：

风机运行；KMB：

接通电磁制动器用。

主令触点、开关：

S：

风机开关；SC：

主令开关；SA1～9：

各档控制。

4．起货机的运行及控制线路的电气控制分析

起货机系统的总要求：

⑴逐级起动；⑵低速通电后松刹车；⑶总有一绕组通电；⑷中高速不堵转；⑸中高速不允许反接制动。

控制线路：

除上述“五点”外，还有：

⑴风机连锁；⑵重载不上高速；⑶逐级制动；⑷保护功能。

保护功能：

⑴短路；⑵过载；⑶失压；⑷缺相；和其它保护措施等。

主电路：

变极调速起货电动机M2的三速绕组分别由KM1、KM2和KM3控制；KMH和KMF分别为正反转接触器，控制起货机的升降。

起货电动机由风机M1进行冷却。

CT为电流互感器，向负载继电器KI提供电流分量，KI的电压分量为控制电路中变压器提供，其相位与L1、L3两线之间线电压同相位。

若设L1、L2和L3分别为A、B和C相，则电压分量为AC相，电流分量为B相，只有这样，才能保证测量有功电流。

其原理后面再介绍（见图4-3）。

负载继电器：

KI—当起吊货物超过额定负载的一半时，不允许上高速。

低速运行（主电路）

合上低压断路器QS，风机开关S顺时针旋转90°，则风机起动。

主令开关旋转至“I”，将主令手柄放在0档位置上，则KA1上电自锁，将主令手柄放在起货1档位置上，则正转接触器KMH和低速接触器KM1有电，接通主电路，起货机半实物上卷筒转动钢丝绳带动重物低速上升。

中速运行（主电路）

起货机已经在低速运行时再将主令手柄放在起货2档位置上，则正转接触器KMH和中速接触器KM2有电，接通主电路，起货电动机工作在中速运行状态。

此时起货机半实物以中速提升货物。

中速运行时，负载继电器KI开始工作（经KM1、KM2支路，未进入高速，KT4不闭合）。

高速运行（主电路）

起货机在中速运行后，将主令手柄放到起货3档，则正转接触器KMH和高速接触器KM3有电，接通主电路，进入高速运行状态。

此时起货机半实物以高速提升重物。

高速运行时，负载继电器KI有两个工作状态：

KT4还没有闭合，负载继电器避开换档电流；KT4延时闭合，负载继电器正常检测起货机负载。

若此时起吊重物超过半载，则KI将动作，KM3断开，KM2自动重新闭合，起货机自动回到中速运行。

控制回路：

手柄零位合上空气开关QS，控制线路有电。

风门开关S、主令控制器上电源开关SC闭合，为控制电路工作做准备。

起货1档KT1延时到，KM4线圈通电，其在27路的常闭触点断开。

刹车线圈串入R3，使电流减小，起延长线圈寿命的作用。

起货2档KM2通电后，其15路常闭触头使KM1线圈断电。

同时，其25路常闭触头断开，KT3线圈断电开始延时。

起货3档若起货机负载在半载以下，KI不动作，KA2也不动作，起货机保持在高速上升状态，进行高速起吊货物。

3档重载返回2档KA2动作后自锁，KM3断电，KM2再次通电，回到中速。

此时若KI复位，也不能自动上高速，只有将手柄搬回2档，然后再推向3档，起货机才能再上高速运行。

停车KT2延时时间到，KMH线圈断电，此时进入单独的机械制动状态。

快速反转第三级制动：

——单独机械制动。

制动结束后，在进行反向逐级启动。

落货过程与起货过程基本相同

注：

无论起货还是落货，要集中注意观察重物的位置不可过高也不可过低，与上下面之间留有余量，完成当前操作；否则可能损坏设备（为保护设备本装置在顶端滑轮处设置限位开关，当发生此种问题时，限位开关将控制屏立即断电，设备不能启动，若想继续使用需用手拉住制动器操纵杆，以落货方向旋转电机轴来调节重物的位置，当脱离限位开关的位置，才能启动控制屏）

5．负载继电器分析

负载继电器的接线可以测量起货机的负载，由图可见，IF不仅与IB的大小有关，而且与IB的相位有关。

因此，可以用IF来反映起货机提升负载的大小。

图中，R5是一个可以改变阻值大小的电阻，可以用来适应2档和3档时功率因数不同而造成IF大小的不一样。

图4-3负载继电器分析

四、起货机电气控制线路故障排除实习训练指导

1．实习内容

（1）用通电试验方法发现故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。

（2）按图排除三相起货机控制电路中，人为设置的两个电气自然故障点。

2．电气故障的设置原则

（1）人为设置的故障点，必须是起货机在使用过程中，由于受到振动、受潮、高温、异物侵入、电动机负载及线路长期过载运行、启动频繁、安装质量低劣和调整不当等原因造成的“自然”故障。

（2）切忌设置改动线路、换线、更换电器元件等由于人为原因造成的非“自然”的故障点。

（3）故障点的设置，应做到隐蔽且设置方便，除简单控制线路外，两处故障一般不宜设置在单独支路或单一回路中。

（4）对于设置一个以上故障点的线路，其故障现象应尽可能不要相互掩盖。

否则学生在排故时，若检查思路尚清楚，但排故到定额时间的2/3还不能查出一个故障点时，可作适当的提示。

（5）应尽量不设置容易造成人身或设备事故的故障点，如有必要时，教师必须在现场密切注意学生的排故动态，随时作好采取应急措施的准备。

（6）设置的故障点，必须与学生应该具有的排故能力相适应。

3．实习步骤

（1）先熟悉原理，再进行正确的通电试操作。

（2）熟悉电器元件的安装位置，明确各电器元件作用。

（3）教师示范故障分析排故过程（故障可人为设置）。

（4）教师设置让学生知道的故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分

析，逐步引导到采用正确的检查步骤和排故方法。

（5）教师设置人为的自然故障点，由学生排故。

4．实习要求

（1）学生应根据故障现象，先在原理图中正确标出最小故障范围的线段，然后采用正确的检查和排故方法并在定额时间内排除故障。

（2）排除故障时，必须修复故障点，不得采用更换电器元件、借用触点及改动线路的方法，否则，作不能排除故障点扣分。

（3）排故时，严禁扩大故障范围或产生新的故障，并不得损坏电器元件。

5．操作注意事项

（1）设备应在指导教师指导下操作，安全第一。

设备通电后，严禁在电器侧随意扳动电器件。

进行排故训练，尽量采用不带电测试。

若带电测试，则必须有指导教师在现场监护。

（2）必须安装好各电机、试验台接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫，厚度不小于8mm，操作前要仔细查看各接线端，有无松动或脱落，以免通电后发生意外或损坏电器。

（3）在操作中若发出不正常声响，应立即断电，查明故障原因待修。

故障噪声主要来自电机缺相运行，接触器、继电器吸合不正常等。

（4）发现熔芯熔断，应找出故障后，方可更换同规格熔芯。

（5）在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。

（6）操作时用力不要过大，速度不宜过快；操作频率不宜过于频繁。

（7）实习结束后，应拔出电源插头，将各开关置分断位。

（8）作好实习记录。

五、教学演示、故障图及设置说明

在学习了起货机电气控制课程后，首先应说明起货机控制回路中主要手柄操作与相应开关动作间的关系，而后采取原理分析与实物电气操作相结合的“实践式”现场教学或演示，这样可获得良好的教学效果。

设故排故训练，是一种实践性极强的技能训练，该模拟装置提供了全方位、真实的排故训练方式，既能达到预期效果，又极为经济。

设备可以通过人为设置故障来模仿实际起货机电路的电气故障，采用“触点”绝缘、设置假线、导线头绝缘等方式，形成电气故障。

训练者在通电运行明确故障后，进行分析，在切断电源，无电状态下，使用万用表检测直至排除电气故障，从而掌握电气线路维修基本要领，实际设故形式可以多样，可按教学对象而定。

六、起货机电路故障点设置一览表

起货机故障原因及现象：

（故障位置见下图）

K1：

模拟热继电器FR1动作，起货机上风机不转，转动控制器无作用。

K2：

互锁故障，起货机落货正常，不能起货。

K3：

互锁故障，起货机起货正常，不能落货。

K4：

KA1辅助触点不闭合，起货机风机转，转动控制器无作用。

K5：

KT5得电常开触点不闭合，KMB不吸合，起货机低速运行不松闸，不能中高速运行。

K6：

KM5辅助触点不闭合，起货机低速运行正常，不能中高速运行。

K7：

KML在KMB区的触点坏，起货机起货运行正常，落货不松闸，不能中高速运行。

K8：

KMH在KMB区的触点坏，起货机落货运行正常，起货不松闸，不能中高速运行。

K9：

KA2常闭触点坏，起货机能中速运行，不能高速运行。

K10：

电阻R3接触不良，起货机制动器松闸后只维持一会就又抱闸了。

K11：

KA1自锁常开触点坏，不能自锁，旋转控制器，起货机无任何动作。

K12：

KMB吸合，但起货机制动器一直不松闸。

K13：

KT5不得电，起货机低速运行制动器不松闸，不能中高速运行。

K14：

起货机低中速运行正常，高速运行制动器抱闸。

K15：

模拟温度继电器BT或热继电器FR2动作，转动控制器，起货机无任何动作。

K16：

模拟电流继电器动作，起货机起货、落货不能上高速运行或高速运行下自动退回中速。

注：

有关制动器的故障如K5、K7、K8、K10、K12、K13、K14应快速观察，不应超过3S，防止电机长时间堵转而损坏。

图4-4起货机电路故障点

七、设备维护

1．操作中，若发出较大噪音，要及时处理，如接触器发出较大嗡声，一般可将该电器拆下，修复后使用或更换新电器。

2．设备在经过维修后，可能出现导线过短，一般可按原理图进行第二次连接，即可重复使用。

3．更换电器配件或新电器时，应按原型号配置。

4．半实物在使用一段时间后，需加少量润滑油，作好保养工作。