桥式起重机电气控制毕业设计

1、课程设计专业工程机械及其自动化课程 机械设计题目205t桥式起重机捽制系统设计姓名学号班级指导教师目录一、设计任务及技术参数 21 .主要技术参数 22 .起重机工作机构的级别 2二、电机容量选择及调速电阻器计算 21. 电机容量选择 21.1 主提升机构电机容量选择 21.2 副提升机构电 31.3 大车行走机构电动机选择 31.4 小车行走机构电机容量选择 42调速电器计算 52.1 主起升机构调速电阻计算 52.2 副起升机构调调电阻器计算62.3 大车行走机构调速电阻器计算 72.4 小车行走机构调速电阻器计算8三、主起升机构控制系统设计 93.1 控制系统组成 93.2 主起升机构控

2、制电路图 93.3 主起升机构的工作原理 10四、副起升机构的系统设计104.1 控制系统组成 104.2 副起升机构控制电路图 104.3 副起升机构的工作原理 11五、大车运行机构控制系统设计115.1 控制系统组成 115.2 大车机构控制电路图 175.3 大车机构的工作原理 12六、小车运行机构控制系统设计126.1 控制系统组成 126.2 小车机构控制电路图 176.3 小车机构的工作原理 17一设计任务及技术参数1、主要技术参数起重量跨度起升高度起升速度小车运行速 度大车运行 速度2.起20/5t22.5m12/18m23m/min18m/min40.8m/mi n重机工作机构

3、的级别：(1)工作级别a3;(2)大车运行机构的工作级别与起升机构相同，小车行机构的工作级别一律为m5表中所列速度要求，在计算后所得的实际数据可允许有15%的偏差。二、电机容量选择及调速电阻器计算1电机容量选择1.1 主提升机构电机容量选择1)已知起重量gc1=20 t工作级别a3主提升运行速度vcs=23m/min副钩重 ga=4%gd=0.8 t静功率计算公式pj=qvq j 1000gq= (gci+ ga) g= (20000+800)父9.81 n =204048 nv si =23m/min=0.383m/s=0.98 0.98 0.98=0.94 （二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3

4、）=83.14kw根据电动机样本，选用yzr355m电动机，当s3, jc=25%时，电动机允许输出功率为110kw。在基准工作制s3,jc=40%时 pn =90 kw 。2）电动机的过载校验pngqvq1000按电动机转矩允许过载倍数，叮=2.8,对绕线转子电动机h=2.1, 一台电机m=1h gqvq q - =62.35kw pn=90kw m-t 1000电动机过载校验通过。1.2 副提升机构电机容量选择1）已知起重量gc2=5 t工作级别a3副钩起升速度vq2=23m/min副钩重 ga=3%gc2 =0.15t静功率计算公式pj =gqvq1000gq= (gc2+ ga) g=

5、 (5000+150)父9.81 n =50521.5nvq2 =23 m/min=0.383m/s=0.98 0.98 0.98=0.94 （二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率 3）所以pj =gqvq100050521.5 0.3831000 0.94kw=20.58kw根据电动机样本，选用 yzr200l电动机，当s3, jc=25%时，电动机允许输出功率为26kw 。在基准工作制 s3,jc=40% 时，pn =22 kw jc是电机的按蛹肄,擀负躺舞,它罚一个工仗蹦（即i毒）中负哂imi琳i公式为:ijc 二2）电动机的过载校验p h gqvqnmt 1000按电动机转矩允许过载倍数，叮=

6、2.8，对绕线转子电动机h=2.1，一台电机m=1h gqvq _ 2.1mt 1000 -1 2.850521.5 0.3831000 0.94kw=15.435kwp电动机发热校验通过。1.4小车行走机构电机容量选择1）已知起重量gd =25t工作级别a5小车运行速度vss=23m/min小车自重gx =7808kg运行静阻力。小车运行部分总质量gg%=（ gc1+ gx）g= （25000+7808） 9.81 n=321846.48n室内运行，风阻力gw1=0,坡度阻力gr=0,查得取运行摩擦阻力系数6=0.0075gz= g 屋 =3321846.48 0.0075 n=2413.8

7、5n2)运行静功率vss =41m/min=0.683m/s小车运行机构总效率取=0.9pjgzvs = 2413.85 0.683 kw=i.83kw10001000 0.93）运行加速功率。查得取 a=0.083 m/s2,ta=8.29 s1.15gg%vcs _1.15 321846.48 0.68321000gta1000 9.81 8.29kw=2.12kw4）初选电动机_11pn -(pj pa)=- (1.83 2.12) kw=2.32kwm as1 1.7式中：m-电动机数目kas-平均启动转矩倍数（对绕线转子异步电动机取1.7）根据电动机样本，选用 yzr132m1电动机

8、，当s3, jc=25%时，电动机允输出许功率为 2.5 kw。在基准工作制 s3, jc=40%时,pn=2.2kw。5）电动机发热校验。根据起重机设计规范附录 u和附录w推荐，选小车运行机构的接电持续率jc=25%, cz=300，稳态负载平均系数g=g2=0.9g z vssps=g ss=0.910002413.85 0.6831000 0.9kw=1.65 kw查得，yzr132m1电动机，当jc=25%,cz=300时，其允许输出功率 p=2.46kw ps,电动机发热校验通过。2调速电阻器计算2.1主起升机构调速电阻计算主提升机构选用用电阻调速方法pe=110kw电机型号yzr3

9、55m动率额定电压u=380v额定电流i1e=218a转子开路电压 u 2e =475v转子电流iie=207a额定转速n=581r/ min最大转矩m m额定转矩m e- m=1.84功率因数cos l 1e=0.81效率=0.9调速要求：额定负载转矩：约等于电动机额定转矩。电机额定转速 一速130r/min,二速200r/min,三速330r/min,四速460r/min,五 速 560r /min.分析：对于电动机固有特性有： 额定转差率 se=(n0-n 2 )/n 0=(750-581)/750=0.23绕线转子每相绕组电阻：r2=see2e = 0.23 475 =0.305 3i

10、2e ,3 207临界转差率 sm=se( m+ , m2 -1 )=0.23 3.391 =0.781 .第一档速度 n1e=130r/min贝u有 se=( n0-n1)/ n 0=(750-130)/750=0.83叉根据异步电机人为特性的实用表达式mx=2 , mmmsx sxmsxm sx可解得：sxm=sx mmm/mx - ( , m mm / mx)2 t 在该起重机中，负载转矩mx如机额定转矩me。则有s1m=s1e ( m- .m2 -1)=0.83(1.84 - , 1.842 -1 )即 s1m=2.81又根据异步电动机的机械特性参数表达式，当am/as=0时.即转矩最

11、大值时.临界转差率sm为：j； (xi x2)2对于一速，有sxm=r2_b1 sm %得廿1.244, 同理可得rb2=1.064jrb3=0.704jrb4=0.349j第五档速度此档速度为电机鞭定糟建，不用接任何电阻.2.2 副起升机构调速电-阻器计算1）已知参数：由所选 yzr200l电动机，查得额定功率pn=26kw,转子开路电压e 2n =380v,转子额定电流i 2n =82.4a,额定转速n n =956 r/min ,同步转速no60 f 60 50 =1000 r/min o 2）电动机额定电阻j =2.66r = e2n =380n .3i2n 3 82.43）电动机的等

12、效转差率r d额定转差率sn=典二小 n。1000 -9561000=0.044等效转差率rd=r* sn转子导线电阻 r= l =0.0175 30 =0.033 a16式中：l-电动机转子导线长度，对起升电动机为 30 ma导线截面积.转子导线电阻标么值 r*= = 0033 =0.012rn2.66所以 r d =r* s n =0.012 0.044=0.0005 4）选电阻器选用rs5型电阻器，用4级可切换电阻和1级常用电阻。可得各级电阻的标么值 r1 =0.1-rd =0.1-0.0005=0.0995一*r2 =0.1r3=0.2_ * _ _r4=0.27 r5=1.135）各

13、级电阻值计算 *_ r1=rnr1 =22.26 0.0995 1 =0.225 1* _ _r2=rn r2=2.26 0.1 1 1 =0.226 1一 一 _ * _ _ _ _ _ _ _ _ _r3=rnr3=2.26 0.2 11 =0.452 1 _* _ _ _ _ _ _ _r4=rn r4=2.26 0.27 11 =0.610.1 r5=rn r5=2.26 1.13 11 =2.5541.12.3 大车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选 yzr180l电动机，查得额定功率 pn=15kw,转子开路电压e 2n =380v,转子额定电流i 2n = 46.5a,额

14、定转速nn =962r/min ,同步转速60f =钝 尊=1000 r/min p 32）电动机额定电阻rne2n380.3i2n 3 46.511 =4.72113）电动机的等效转差率rd却在辛如n0 - an 1000 -962 ,额止转差率s n =n =0.038n。1000等效转差率rd=r* sn转子导线电阻 r= l =0.0175 15=0.016 ja16式中：l-电动机转子导线长度，对运行电动机为15 ma-导线截面积，查得a为16 mm2转子导线电阻标么值 r* = = 0.016 =0.0034rn4.72所以 rd =r* sn =0.0034 0.038=0.00

15、0134）选电阻器运行机构电动机功率100 kw以下时，选用ry5型电阻器，用4级可切换电阻和1 级常用电阻。查得各级电阻的标么值r； =0.1-rd =0.1-0.00013=0.09987*r2 =0.1 *r3=0.2* _r4=0.4r5=1.25）各级电阻值计算 一 一 _ * _ _ _ _ r1=rnr1 =4.72 0.09987（=0.471 * _ _r2=rn r2=4.72 0.1 11 =0.472 _ *_ _ _r3=rnr3=4.72 0.2 i 1 =0.944 11 * _ _ _ _ _ _r4=rn r4=4.72 0.4 11 =1.888 r5=rn

16、 r5=4.72 1.2 1 =5.664 112.4 小车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选 yzr132m1电动机，查得额定功率pn=2.2kw,转子开路电压e2n=132v,转子额定电流i2n=12.6a,额定转速nn=908r/min, 同步转速 60f60 50 ,n0 = =1000 r/min。2 ）电动机额定电阻rn = ：2n =1及_ q =6.05q.3i2n 3 12.63 ）电动机的等效转差率r*d归再4北上辛加n0 n 1000 - 908额止转差率sn= 0n=0.092n01000等效转差率r；=r* sn转子导线电阻r= l =0.0175 15=0.

17、0263ja10式中：l-电动机转子导线长度，对运行电动机为15 ma-导线截面积，查得a为10 mm2转子导线电阻标么值 r* = = 0-263=0.0043rn 6.05所以；=r*sn =0.0043 0.092=0.00044）选电阻器选用ry5型电阻器，用4级可切换电阻和1级常用电阻。查得各级电阻的标 么值 r1 =0.1- rd =0.1-0.0004=0.0996* r2 =0.1r3=0.2* _r4=0.4*r5=1.25）各级电阻值计算 _* r1=rn r1 =6.05 0.0996 c =0.603.1 r2 =rn r2 =6.05 0.1 11 =0.605 1一

18、 一 _ * _ _ _ .r3=rn r3=6.05 0.2=1.21一 一 _ * _ _ _ _ _r4=rn r4=6.05 0.4 11 =2.42,1r5= rn r5=6.05 1.2 11 =7.26.1三：主起升机构控制系统3.1 控制系统组成主提升控制系统包括制动器，三相异步电动机，凸轮控制等。3.2 主起升机构控制电路图a蝴fy占制左腰tim-x5()8伊十里z12 r12-;1s r1ele00l拌开ujlj hilltrnffi3.3主起升机构的工作原理开关#下降54321012345z1+z2+z3+q2+q1+x2d2+x3d1+x2d1+x3d2+图4.2无触点

19、开关切换电阻调速控制板注：上升即为正转、下降即为反转；+代表接通、空白代表断开例如：在上升的3挡时 z3、z2、z1、x2d1 x3d2断开，q2 q1 x2d2 x3d1 接 通，电机正转q2 q1下面电阻被短接，电阻变小，转速变快。在下降的4 挡时 z1、z2、x2d2 x3d1 断开，z3、q2 qi x3d2 x2d1 接通，电机反转 z3、q2 q1下面电阻被短接，电阻变小，转速变快。四、副起升机构的系统设计4.1 控制系统组成1) 三相异步电动机2) 凸轮控制器3) 制动器6.2小车机构控制电路图3-piaa五一活承3w3z qdqo4.2 副起升机构控制电路图图4.1 起升升降控制回路4.3 副起升机构的工作原理与主起升机构相似五、大车运行机构控制系统设计1)三相异步电动机2)凸轮控制器3) 制动器5.2 大车机构控制电路图4/=01/15ill-“优 t守一d2 di di ibs543e112345-p4i hill i hill口由刑|尊二f :山曲dm图5.1 大车控制回路5.3 大车机构的工作原理；与主起升机构相似六、小车运行机构控制系统设计6.1控制系统组成1)三相异步电动机2) 凸轮控制器 3) 制动器1 *td*ubo珏axw