摘要：“制动器接触器的自锁”，是起重机制造行业上防止电动机运行方式之间转换时出现瞬间抢闸的常用的设计方法。但此设计存在很大的缺陷，容易发生重物自由坠落，造成严重事故。本文通过线路分析阐述了该设计的缺陷并提出了解决办法，为起重机电路的合理设计提供参考。
关键词：接触器故障；制动器；断路；自锁
Abstract: “Brake contactor latching ", is the crane manufacturing industry to prevent the motor operation mode switching between appear transiently will be commonly used design method. But this design has great deficiencies, prone to heavy free fall, causing a serious accident. This paper analyzed the design of line defects and put forward the solution, for the rational design of crane circuit provides reference.
Key words: Contactor fault; Brake; Circuit breaker; Self locking
中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：
GB/T3811-2007《起重机设计规范》7.4.6 规定：起重机构电动机应设置定子异常失电保护功能，当调速装置或正反向接触器故障导致电动机失控时，制动器应立即上闸。对这一规定，有很多不同的理解，也有不同的做法。笔者谈谈自己对这一条规定的理解，和全国起重机行业的广大技术人员探讨。
这一条规定主要是针对某企业重大事故的起重机控制屏(PQR6402)设计上有“重大事故隐患” 做出的。该企业事故的起重机控制屏的“重大事故隐患”为“起升机构的制动器接触器自锁”。“制动器接触器的自锁”，是起重机制造行业上防止电动机运行方式之间转换时出现瞬间抢闸的常用的设计方法。但这种设计方法有一个致命的缺陷，当部分档位在切换时，正在运行的电动机的方向接触器断路，电动机的动力电源会失电，此时一旦有电气故障发生，制动器就不能制动,发生重物自由坠落。具体过程如下：
①起重机启动运行后，上升或下降运行的方向驱动接触器控制线圈的控制回路断电时：
a.上升方向1～6挡：上升方向运行时， 上升方向接触器断电时，电动机失电，制动器不能下闸；
b.下降方向2～3挡：反接制动挡，下降方向运行时，上升方向接触器断电，电动机失电时，制动器不能自动制动；
c.下降方向4～6挡：下降方向运行时，下降方向接触器断电，电动机失电时，制动器不能自动制动。
②起重机停止在空中后，重物下降方向接触器线圈断路，上升方向接触器完好,往下降方向（下降4、5、6挡）启动运行时,经过下降2、3挡开闸后,转为下降4、5、6挡,下降方向接触器断路，电动机不能得电，制动器不能下闸，重物发生自由坠落。
出事故的起重机控制屏，采用图1的控制线路。下降方向接触器FC控制线圈的控制回路断路，起重机停止在空中后，直接打下降方向第6挡，经过下降2、3挡开闸后,转为下降6挡,下降方向接触器控制线圈的控制回路断路，电动机动力回路不能得电，制动器不能下闸，重物发生自由坠落。为了避免同类事故的再发生，标准中就出现了“起重机构电动机应设置定子异常失电保护功能，当调速装置或正反向接触器故障导致电动机失控时，制动器应立即上闸”的要求。
图1“起升机构的制动器接触器自锁”的某企业出事故的起重机控制屏的电气控制原理图
然而，单从字面上分析，笔者认为此条规定还是有不全面的地方，因为在起重机的实际应用中，还有一些其它的电路故障同样也会引起起重机不能及时抱闸，造成事故的发生。因此我们在起重机的电路设计时，还应做到更深入的考虑。下面来分析一下规定不完善的地方：
1．规定只提到了“电动机定子电源的“每个驱动接触器”和“制动器接触器”之间的控制关系，没提到它们之间的保护关系
这一条规定是规定“接通电动机定子电源（三相交流、能耗制动的直流电源、单相制动等）的“每个驱动接触器”和接通制动器开闸电源的“制动器接触器”两者之间的控制关系”，不存在“正反向接触器”的“故障保护”功能，即不存在“正反向接触器”保护“制动器接触器”的问题，不是“故障保护”关系。也不是“正反向接触器”之间的“故障保护”功能，而是电动机的“每个驱动接触器”和“制动器接触器”两者之间的“开闸、下闸”控制关系。这个控制关系是：驱动接触器得电，制动器接触器同时得电，制动器“开闸”；驱动接触器失电，制动器接触器同时失电，制动器“下闸”。而事故起重机正是因为“起升控制屏的制动器接触器自锁”导致驱动接触器失电，而制动器接触器不能同时失电，而这两者之间又没有相应的保护措施，因此导致制动器不能“下闸”，重物坠落，造成事故。因此在设计时还应该考虑“每个驱动接触器”和“制动器接触器”之间的保护关系。
2．只规定“调速装置或正反向接触器故障”，未规定“调速装置或正反向接触器线圈的控制电源回路故障”是不全面的
在起重机的使用过程中，控制回路故障是很常见的，原因也是比较多的。这些故障同样也会导致类似事故的发生。因此我们必须把控制回路的故障考虑在内。下面我们分析一下控制回路的故障形式：
1）电动机“定子异常失电”有不能得电，或得电后失电两种情况；其原因有：①电动机的驱动接触器的本身故障；②电动机的驱动接触器的本身没有故障，驱动接触器的线圈回路控制电源故障断路。③电动机动力回路或绕组断相。
2）“电动机的驱动接触器” 的本身故障有：①得电后，衔铁故障不吸合；②得电后，衔铁吸合，传动系统故障，如卡住，常闭触点不断开，常开触点不闭合。③失电后，常闭触点不闭合，常开触点不断开。④ 控制线圈绕组断路；
3）接触器线圈控制电源回路故障造成断路，使接触器不能得电或失电的原因有：①控制回路电源的导线折断；②接线端子的接头松脱掉落；③回路中的其他接触器（或自己）的触点，因烧蚀、变形等原因，造成常闭触点断开。线圈控制电源回路故障造成接触器失电的还有：导线对地短路；
上述这些故障都有可能使电动机“定子异常失电”（不能得电，或得电后失电）；我们以图1为例来分析。①如上升运行1-6或下降2、3档运行时，ZC线圈回路断路，ZC失电，电动机“定子异常失电”；② 正在运行时，突然转换到上升或下降或调速的驱动接触器线圈控制回路断路的档位上，造成电动机“定子异常失电”；如FC线圈回路断路，上升运行1-6或下降2、3档运行时，突然转换到下降4、5、6档运行时， FC不能得电，电动机“定子异常失电”；③如停在空中，FC线圈回路断路，突然由零位转换到下降4、5、6档运行时， FC不能得电，电动机“定子异常失电”；上述电动机“定子异常失电”，都会发生重物的自由坠落事故。
3．这一规定不包括“电动机动力回路或绕组断相”，造成的电动机“定子异常失电”
当电动机的定子动力导线折断，接点松脱等，或者电动机绕组断路时，就会导致“电动机动力回路或绕组断相”。这种情况也同样会导致事故的发生，也应考虑在内。然而这种情况是很好处理的，在电动机另设缺断相保护就可以了。
根据上述分析，我们以图一的电路图为基础，结合考虑到的各种情况，对电路图做了相应的修改和完善，以更好的实现“起重机构电动机应设置定子异常失电保护功能，当调速装置或正反向接触器故障导致电动机失控时，制动器应立即上闸”。以下是三种经过修改的电路：
⑴删除制动器接触器自锁的控制环节
删除制动器接触器自锁的控制环节，同时还要保留防止瞬间抢闸的控制环节。见图2。
图2制动器接触器自锁，保留防止瞬间抢闸的控制环节
⑵ 不删除制动器接触器自锁的控制环节（保留防止瞬间抢闸的控制环节），另外设置所有方向接触器全部断电时，强迫制动器制动的控制环节，同时也要保留防止瞬间抢闸的控制环节。见图3。
图3 不删除制动器接触器自锁，保留防止瞬间抢闸，另外设置所有方向接触器全部断电时，强迫制动器制动的控制环节
⑶不删除制动器接触器自锁的控制环节（保留防止瞬间抢闸的控制环节），另外设置所有方向接触器全部断电时，强迫解除“制动器接触器自锁”的控制环节见图4。
图4 不删除制动器接触器自锁，保留防止瞬间抢闸，另外设置所有方向接触器全部断电时，强迫解除制动器接触器自锁的控制环节
上述重物自由坠落事故预防环节，采用了时间继电器，故障停车会出现滞后下闸的现象，滞后时间大约是时间继电器的延时时间，故障停车出现滞后下闸的现象是允许的。但正常停车（回零位停车）出现滞后下闸（不包括制动距离）的现象是不允许的，因此，回零位停车时不得经过时间继电器延时切断“制动器接触器”，一般应由控制器的触点直接切断“制动器接触器”。
起重机电路的安全关系到群众的生命财产安全，因此我们在设计、生产、日常维护、检测中都应该充分的重视，把隐患消除在萌芽之初，杜绝事故的发生。
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