桥式起重机电气控制毕业设计

1、10t/50桥式起重机电气控制设计摘 要桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷

2、筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。本文重点研究起重机的控制，通过使用串电阻的调速方法已实现对电机的控制，从而控制起重机。关键词：起重小车;电动机；串电阻调速10t/50 bridge crane electrical control designabstractbridge crane is a bridge in an elevated running track as a bridge-type crane, also known as crane。bridge crane installed in the bridge along the track on both si

3、des of the elevated vertical run，lifting trolley along the bridge on the laying of the track in the horizontal run, which constitute the scope of work of a rectangle, you can take full advantage of the space bridge was being lifted the following materials, the hindered from ground equipment.bridge c

4、rane widely used in indoor and outdoor warehouses, factories, docks and outdoor storage yard, etc. bridge crane bridge crane can be divided into ordinary, simple beam bridge crane and metallurgical three special bridge crane.lifting bodies, including the motor, brake, reducer, drum and pulley blocks

5、。car lifting and lifting by the agencies, institutions and small car running frame is composed of three parts.lifting bodies, including the motor, brake, reducer, drum and pulley blocks. motor through reducer, driven rotating drum so that the wire rope around the drum or from the reel down to take-o

6、ff and landing weights. this article focuses on the cranes control, through the use of series resistance to achieve the speed control method of motor control to control a crane.keywords: lifting trolley; motor; governor resistor string目录1绪论11.1 选题的提出和意义11.2桥式起重机的发展趋势21.2.1国外起重机的发展状况21.2.2国内起重机情况52起重

7、机控制系统方案选择83电机容量选择及调速电阻器计算113.1电机容量选择113.1.1主提升机构电机容量选择113.1.2大车行走机构电机容量选择113.1.3 小车行走机构电机容量选择123.2调速电阻器计算143.2.1主起升机构调速电阻计算143.2.2大车行走机构调速电阻器计算153.2.3小车行走机构调速电阻器计算174主起升机构控制系统194.1控制系统组成194.2主起升机构控制电路图194.3主起升机构的工作原理204.4系统的保护225 大车运行机构控制系统设计245.1控制系统组成245.2大车机构控制电路图245.3大车机构的工作原理：256小车运行机构控制系统设计276

8、.1控制系统组成276.2小车机构控制电路图276.3大车机构的工作原理286.4晶闸管无触点开关的工作原理296.5晶体管无触点的应用29结论31致 谢32参考文献331绪论1.1 选题的提出和意义由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性,起重机的出现大大提高了人们的劳动效率，以前需要许

9、多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果，尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。图1 桥式起重机随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高，科学技术的飞速发展，推动了现代设计和制造能力的提高，激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段，起重机正经历着一场巨大的变革。传统的桥式起重机主要是有交流凸轮控制器进行控制，采用绕线式电动机转子串电阻调速，交流控制器由于频繁的动

10、作和高压的影响，经常会出现触点烧损的现象，电阻箱受工作环境的影响容易腐蚀、老化。频繁的生产事故势必会影响生产。随着工业自动化的发展plc的应用越来越广泛。由于plc的工作可靠性高，因此用plc来代替传统的交流控制器已成为一种必然趋势1.2桥式起重机的发展趋势1.2.1国外起重机的发展状况1.重点产品大型化，高速化和专用化由于工业生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长，起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安

11、全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的履带起重机起重量3000t，最大的桥式起重机起生日一1200t，集装箱岸连装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机级最大运行速度240mmin，垃圾处理用起重机的起升速度达100mmin。工业生产方式和用户需求的多样性，使专用起重机的市场不断扩大，品种也不断更新，以特有的功能满足特殊的需要，发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理专用起重机，防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加，性能不断提高，适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用

12、起重机，在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上，跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管，与飞机维修平台相连，并可作3600旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位，进行飞机的维护和修理极为快捷方便。2.系列产品模块化、组合化和标准化 用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型起重机，只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机

13、改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。目前，德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计，并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后，比单件设计的设计费用下降12，生产成本下降45，经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种kbk柔性组合式悬挂起重机，起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成，起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置，可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大扎

14、遏生产，再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好，操作方便，能充分利用空间，运行成本低。有手动、自动多种形式，还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机，甚至能组成大型自动化物料搬运系统。3.通用产品小型化、轻型化和多样化有相当批量的起重机是在通用的场合使用，工作并不很繁重。这类起重机批量大、用途广，考虑综合效益，要求起重机尽量降低外形高度，简化结构，减小自重和轮压，也可命名整个建筑物高度下降，建筑结构轻型化，降低造价。因此电动葫芦桥式起重机和梁式起重机会有更快的发展，并将大部分取代中小吨位

15、的一般用途桥式起重机。德国德马格公司经过几十年的开发和创新，已形成了一个轻型组合式的标准起重机系列。起重量180吨，工作级别a1a7，整个系列由工字形和箱型单梁、悬挂箱形单梁、角形小车箱形单梁和箱形双梁等多个品种组成。主梁与端梁相接以及起重小车的布置有多种型式，可适合不同建筑物及不同起吊高度的要求。根据用户需要每种规格起重机都有三种单速及三种双速供任意选择，还可以选用变频调速。操纵方式有地面手电门自行移动、手电门随小车移动、手电门固定、无线遥控、司机室固定、司机室随小车移动、司机室自行移动等七种选择。大车及小车的供电有电缆小车导电、dvs系统两种方式。如此多的选择项，通过不同的组合，可搭配成百

16、上千种起重机，充分满足用户不同的需求。这种起重机的另一最大优点是轻型化，自重轻、轮压轻、外形尺寸高度小，可大大降低厂房建筑物的建造成本，同时也可减小起重机的运行功率和运行成本。与通用产品相比较，起重量10t，跨度22.5m，通用双梁桥式起重机自重24t，起重机轨面以上高度1876mm，起重机宽度5980mm；德马格起重机的自重只有8.7t，重量轻了176，起重机轨面以上高度920mm，降低了104，起重机宽度2980mm，外形尺寸减少了100%。 4、产品性能自动化、智能化和数字化起重机的更新和发展，在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子

17、技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性，以适合多批次少批量的柔性生产模式，提高单机综合自动化水平。重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置，使起重机具有优良的调速和静动特性

18、，可进行操作的自动控制、自动显示与记录，起重机运行的自动保护与自动检测，特殊场合的远距离遥控等，以适应自动化生产的需要。例如德国采用激光装置查找起吊物的重心位置，在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。吊具自动防摇系统能在运行速度200m/min,加速度0.5m/s2情况下很快使起吊物摇摆振幅减至几个毫米。起重机可通过磁场变换器或激光达到高精度定位。起重机上安装近场感应系统，可避免起重机之间的互相碰撞。起重机上还安装了微机自诊断监控系统，该系统能提供大部分常规维护检查内容，如齿轮箱油温、油位，车轮轴承温度，起重机的载荷、应力和振动情况，制动器摩擦衬片的寿命及温度状况等。 5、产品

19、组合成套化、集成化和柔性化 在起重机单机自动化的基础上，通过计算机把各种起重运输机械组成一个物料搬运集成系统，通过中央控制室的控制，与生产设备有机结合，与生产系统协调配合。这类起重机自动化程度高，具有信息处理功能，可将传感器检测出来的各种信息实施存储、运算、逻辑判断、变换等处理加工，进而向执行机构发出控制指令。这类起重机还具有较好的信息输入输出接口，实现信息全部、准确、可靠地在整个物料搬运集成系统中的传输。起重机通过系统集成，能形成不同机种的最佳匹配和组合，取长补短，发挥最佳效用。目前重点发展的有工厂生产搬运自动化系统，柔性加工制造系统，商业货物配送集散系统，集装箱装卸搬运系统，交通运输和邮电

20、部门行包货物的自动分拣与搬运系统等。 例如生产工程机械的美国卡特皮勒公司金属结构厂购置了一条以桥式起重机为主的物料自动搬运系统，用于钢板的喷丸处理、切割和入库的自动装卸搬运作业，比原先采用单机操作工作效率提高65。日本东芝浜川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工线上的夹具和工件，为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库。这些在空间移动的起重机搬运系统代替了过去通常使用的自动导向搬运车，使车间地面面积得到充分利用。6产品构造新型化、美观化和实用化结构方面采用薄壁型材和异形钢、减少结构的拼接焊缝，提高抗疲劳性能。采用各种启强度低合金钢新材料，提高承载能力，改善受力条件，

21、减轻自重和增加外形美观。桥式起重机的桥架结构型式大多采用箱形四梁结构，主梁与端梁采用高强度螺栓联接，便于运输与安装。在机构方面进一步开发新型传动零部件，简化机构。“三合一”运行机构是当今世界轻、中级起重机运行机构的主流，将电动机、减速器和制动器合为一体，具有结构紧凑、轻巧美观、拆装方便、调整简单、运行平稳、配套范围大等优点，国外已广泛应用到各种起重机运行机构上。为使中小吨位的起重小车结构尽量简化，同时降低起童机的尺寸高度，减少轮压，国外已大量采用电动葫芦作为起升机构。为了减轻自重，提高承载能力，改善加工制造条件，增加产品成品率，零部件尽量采用以焊代铸，如减速器壳体、卷简、滑轮等都用焊接结构。减

22、速器齿轮都采用齿面，以减轻自重、减小体积、提高承载能力、增加使用寿命。液压推杆盘式制动器的应用范围也越来越大。此外，各机构采用的电动机都向高转速发展，从而减小电机基座号，减轻重量与减小外形尺寸，并可配用制动力矩小的制动器。 在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和电控系统，发展半自动和全自动操纵。采用机电仪液一体化技术，提高使用性能和可靠性，增加起重机的功能。今后会更加注重起重机的安全性。研制新型安全保护装置。重视司机的工作条件上，应用人体工程学设计司机室，降低司机的劳动强度。德国近年为解决起重机吊钩的防摆控制，开发了模糊逻辑电路的控制技术，用神经信息和模糊技术来寻找开始加速的最佳时

23、刻，将有经验司机防摆实际操作的数据输入系统，实现最优控制。模糊控制方式能确定实施自动工作的控制指令，将人们主观上的模糊量通过模糊集合进行数字化定量，再利用计算机实现像熟练司机一样的自如操作，取得了更高的效率和安全性。模糊控制作为新的控制方法已引人注目。1.2.2国内起重机情况我国工业化进程的推进将不断催生重机行业需求；持续扩大的固定资产投资规模将拉动行业稳定增长；行业竞争力的提升打开了产品进口替代与出口增长的空间；国家政策的一贯扶持是行业良性发展的重要保障。在中国将起重机械总体划分为12大类型，即轻小型起重设备、旋臂式起重机、塔式起重机、门式起重机、桥式起重机、流动式起重机、铁路起重机、门座起

24、重机、桅杆起重机、缆索起重机、升降机和机械式停车设备。桥式起重机是桥式起重机的一种变形。在港口，主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。它的金属结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。桥式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。经过几十年的发展，我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模，市场竞争也越发激烈。面对竞争与市场的变化和挑战，近一两年来，起重机厂家在扩大产能方面投入很大，有的企业已经收到了显著的效果，市场占有率进一步提高。我国桥式起重机产品的技术水平在不断提高，但是与国际水平还有一定

25、距离，扩大生产规模，提高产量的同时，做到技术水平的提升，将会为增强我国桥式起重机行业的竞争力，由太重研制成功的最新科技成果我国第一台无线并车吊运百米钢轨新型桥式起重机，日前在山西省科技厅举办的科技成果鉴定会上通过了专家鉴定。 该项目由太重技术中心起重机研究所开发设计，经过攀枝花新钢钒股份有限公司轨梁厂现场一年多的使用，并经山西省机械产品质量监督检总站依据国家及行业标准的现场检测，各项技术性能指标均达到设计任务书的要求，完全满足了百米钢轨高效批量吊装作业的需求。专家一致认为，该产品与国外同类产品相比，不仅具有控制技术先进、自动化程度高、运行稳定、安全可靠等优点，而且生产效率可提高近一倍。经专家评

26、审，百米钢轨新型桥式起重机整机技术及生产效率已达到国际领先水平。我国起重机工业有很大的发展潜力，前景很好，但同时我国起重行业目前存在的几个突出问题：1、整体技术含量偏低，突出表现在产品的品种规格少，性能、可靠性等指标低于发达国家同类产品的水平。2、知名品牌寥寥无几，能打入国际市场并享有一定声誉的知名品牌几乎没有。3、产品低价恶性竞争严重，企业合理利润难保，已严重制约企业生产技术的持续发展。对桥式起重机，特别是大功率的桥式起重机的需要量日以增加。随着现代科学技术的发展，各种新技术、新材料、新结构、新工艺在桥式起重机上得到广泛的应用,所有这些因素都有里地促进了工程起重机的发展。根据国内外现有桥式起

27、重机产品和技术资料的分析，近年来桥式起重机的发展趋势主要体现在以下几个方面：1）通用型起重机以中小型为主，专用起重机向大型大功率发展为了提高建设工程的装卸和安装作业的机械化程度，工程起重机的发展，仍然是以轻便灵活的中小型起重机为主。2）重视“三化”，逐步过渡采用国际标准三化是指：标准化、系列化、通用化3）发展一机多用产品为了充分发挥工程起重机的作用，扩大其使用范围，有的国家在设计起重机是重视了 产品的多用性。4）采用新技术、新材料、新结构、新工艺为了减轻起重机的自重，提高起重机的性能，保证起重机可靠地工作，现在都多采用新技术、新材料、新结构和新工艺。2起重机控制系统方案选择可编程控制器简称pl

28、c是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一plc是在继电器控制逻辑基础上，与3c(computer,control,communication)技术相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。自动化系统中所使用的各种类型plc，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单

29、机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但plc是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说，使用plc构成控制系统，和同等规

30、模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。1、plc的工作方式plc源于用计算机控制来取代继电接触器，所以plc具有同通用计算机的相同之处，如具有相同基本结构和相同的指令执行原理。但是，两者的工作方式上确有着重要的区别，不同之处体现在plc的cpu上采用循环扫描工作方式，集中进行输入采样，集中进行输出刷新，i/o映像区分别存放执行

31、程序之前的各输入状态和执行过程中个结果的状态。2、plc的工作扫描方式plc的循环扫描工作方式过程，一般包裹五个阶段，内部处理与自诊断、外设进行通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新。3、plc同传统继电器的异同。继电器控制装置采用硬逻辑并行运算的方式，一个继电器线圈的通断，将会影响该继电器所有常开和常闭触点的动作，同触点在控制线路的位置无关。plc的cpu采用循环扫描的工作方式，一个软继电器线圈的通断，只会影响该继电器扫描的接点动作，但是由于cpu的运算处理的速度很高，使得从外观上看，用户程序是同时运行的三相异步电动机的工作原理:当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以

32、同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）.由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感

33、应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同三相异步电动机转速公式为: n=从上式可见，改变供电频率f,电动机的极对数p及转差率s均可达到改变电机转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。在生产机械中广泛使用改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机。改变定子电压，频率的变频调速有能无换向电动机调速等。不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速，斩波调速，串波调速以及应用电磁转差离合器，液力偶合器，油膜离合器等调速。

34、传统的桥式起重机调速方式采用绕线式异步电动机转子串电阻调速，其主电路如图1所示图1 绕线转子异步电动机的主电路3电机容量选择及调速电阻器计算3.1电机容量选择3.1.1主提升机构电机容量选择1）已知起重量=10 t 工作级别a5 主提升运行速度=20m/min静功率计算公式= =g=1000009.81 n =98100 nv=20m/min=0.333m/s=0.980.980.98=0.94（二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3） 所以= kw=34.75kw根据电动机样本，选用yzr-250m1电动机，当s3, jc=25%时，电动机允许输出功率为35kw。在基准工作制s3, jc=40%时

35、=30 kw 。2) 电动机的过载校验 按电动机转矩允许过载倍数=2.8, 对绕线转子电动机h=2.1, 一台电机m=1 =26.1kwp，电动机发热校验通过。3.1.3 小车行走机构电机容量选择1) 已知起重量=210t 工作级别a5 小车运行速度=40m/min 小车自重=4000kg 运行静阻力。小车运行部分总质量 g=( + )g=（10000+4000）9.81 n=137340n室内运行，风阻力g=0, 坡度阻力=0，查得取运行摩擦阻力系数 =0.0095 = g=1373400.0095 n=1304.73n2) 运行静功率 =40m/min=0.67m/s小车运行机构总效率取=

36、0.9 p=kw=0.97kw3) 运行加速功率。查得取a=0.2 m/s,=3.5 s =kw=2.06kw4) 初选电动机 p= kw=1.78kw式中：m-电动机数目 - 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yzr112m电动机，当s3, jc=25%时，电动机允输出许功率为2 kw。在基准工作制s3, jc=40%时，p=1.5 kw。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=g=0.8 则 =g=0.8kw=0.78 kw查得，yzr112m电动机，当jc=25

37、%,cz=300时，其允许输出功率p=1.5kw，电动机发热校验通过。3.2调速电阻器计算3.2.1主起升机构调速电阻计算主提升机构选用串电阻调速方法电机型号 yzr250m1动率 pe=42kw 额定电压 u=380v 额定电流 i=80a转子开路电压 u=250v 转子电流 i=103a 额定转速 n=960rmin ： =3.48功率因数 cos1e=0.82效率 =0.92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130rmin, 二速200rmin, 三速330rmin, 四速460rmin,五速 560rmin. 分析：对于电动机固有特性有 ： 额定转差

38、率se=(n-n)/n=(1000-960)/1000=0.04绕线转子每相绕组电阻:r=0.65临界转差率sm=se(+)=0.04=0.271第一档速度n=130rmin则有se=( n-n)/ n=(1000-130)/1000=0.87叉根据异步电机人为特性的实用表达式mx=可解得：sxm=sxmm/mx在该起重机中，负载转矩mx=电机额定转矩 me。则有 s=s ()=0.87(3.48)即s=5.92又根据异步电动机的机械特性参数表达式,当am/as=0时.即转矩最大值时.临界转差率sm为： sm=对于一速，有=得r=1.244同理可得r=1.064 r=0.704 r=0.349

39、 第五档速度此档速度为电机鞭定糟建,不串接任何电阻.3.2.2大车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选yzr160m电动机,查得额定功率p=6.3kw, 转子开路电压e=380v, 转子额定电流i= 29.4 a, 额定转速n=921r/min，同步转速n=1000 r/min2) 电动机额定电阻 r= =7.463）电动机的等效转差率r额定转差率s=0.079 等效转差率 r=r s转子导线电阻r=0.0175=0.016 式中：l-电动机转子导线长度，对运行电动机为15 m a-导线截面积，查得a为16 mm转子导线电阻标么值r=0.002145所以r=rs=0.0021450.09

40、=0.0001934）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，串4级可切换电阻和1级常串电阻。查得各级电阻的标么值r=0.1- r=0.1-0.000193=0.0998 r=0.1r=0.2r=0.4r=1.25) 各级电阻值计算r=rr=7.460.002145 =0.016r=rr=7.460.1 =0.746 r=rr=7.460.2 =1.492 r=rr=7.460.4 =2.984 r=rr=7.461.2 =8.952 3.2.3小车行走机构调速电阻器计算1） 已知参数：由所选yzr112m电动机, 查得额定功率p=1.8kw, 转子开路电压e=380

41、v, 转子额定电流i=13.4a, 额定转速n=815r/min， 同步转速n=1000 r/min。2） 电动机额定电阻 r= =16.373）电动机的等效转差率r额定转差率s=0.185 等效转差率 r=r s转子导线电阻r=0.0175=0.0263 式中：l-电动机转子导线长度，对运行电动机为15 m a-导线截面积，查得a为10 mm转子导线电阻标么值r=0.00161所以r=rs=0.001610.185=0.0002984）选电阻器选用ry5型电阻器，串4级可切换电阻和1级常串电阻。查得各级电阻的标么值r=0.1- r=0.1-0.000298=0.0997 r=0.1r=0.2

42、r=0.4r=1.25）各级电阻值计算r=rr=16.370.0997=1.63r=rr=16.370.1 =1.637r=rr=16.370.2 =3.274r=rr=16.370.4 =6.548r= rr=16.371.2 =19.6444主起升机构控制系统4.1控制系统组成主提升控制系统包括接触器控制开关，三项异步电动机，晶闸管开关，以及plc控制系统等。4.2主起升机构控制电路图图4.1 主升机构控制原理图图4.2 无触点开关切换电阻调速控制板4.3主起升机构的工作原理通过plc的控制接触器接触开关km1和km2来实现对电机的正传，反转的控制，在电机调速方面采用串电阻的调速方法，应用

43、晶闸管开关进行逐级的电阻的切除已实现对电机的调速，最终达到对重物的上升速度和下降速度的控制当相序错误、主提升故障、主提升闸故障、风机故障或停电时，电动机停止运行，为防止拖动负载快速下降出现危险，主起升闸抱闸。如图2串电阻调速原理一般是 用在先绕式异步电动机。在线饶式电动机转子电路中通过滑环串接一只可变电阻器，增加转子电阻式转子电流减小，电动机的 转矩也随之下降，同时也产生反转矩，（反转矩是由机械作用在 电机轴，电机风阻。和摩擦所产生的 ）当反转矩等于转矩时，电动机电机便以某以转数稳定运行。当电机转矩大于反转矩是，电动机则加速。当转矩小于反转矩时电机则减速，既转差率增大，转数下降，转矩又增大直到

44、于反转矩平衡为止，此时的 电机便以较前为低的转数运行。所以在串接不同的 电阻，既改变了转差率从而达到了调速。电机转子串入可变电阻时（可以用接触器切除来改变所串电阻的阻值。）这种方法既可以减少电机的启动电流，又可增大启动转矩，串接电阻值取的适当，还可以使启动转矩接近最大转矩启动。在设备启动的初期，接入电阻，设备的启动速度可以明显的减小，这也可以减少设备机械传动和电气上的冲击，可以大大的延长设备的使用寿命。在逐级切除所串的电阻时，电机的运行速度也会明显的变化，可以实现电机的有级调速。图2 主起升梯形图 接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，

45、是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。 触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。 其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 工作原理：当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克

46、服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作采用串电阻调速的优点：绕线式异步电动机转子串电阻调速最为简单经济，适合于低速运行要求不高的场合，因此仍广泛的应用于各种对调速性能要求不高的起重机械运输上。4.4系统的保护桥式起重机的动力源是起重机，通过控制电动机的正反转，以及速度来控制桥式起重机，所以对于起重机的电动机要进行保护。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用输送机，输送机的动力传输装置是电动机。电动机在高温、高湿、多尘埃的工况条件下，容易使电动机出现堵转、短路、断相、漏电和长期过负荷导致

47、绝缘受损等故障。一旦输送机的动力传输装置电动机发生故障，拆卸更换和修理电动机需要很长时间，这必将造成其所在生产线的停工, 它甚至会影响整个大生产系统的工艺流程。另外，由于电机的故障、损坏所造成的其它事故以及导致工厂停产所造成的间接经济损失则更为巨大。因此, 超前、准确、及时地判断电动机的故障, 就能有效地防止灾难性事故的发生。目前使用的电动机保护装置中，电动机保护器集过(轻)载保护、缺相、过(欠)压、堵转、漏电、接地及三相不平衡保护等低压保护于一身,具有设定精度高、节电、动作灵敏、工作可靠等优点,并且可以远程控制，十分适合对电动机的保护，电动机保护器在桥式起重机上通过保护电机来实现对起重机的保

48、护缺相和相不平衡保护：由于缺相能引起电动机三相电流严重不平衡,故在设计时将缺相和相不平衡故障综合考虑。根据电动机使用规范,相间不平衡及缺相的计算公式如下：%式中：i三相最大电流i三相最小电流i三相平均电流电动机的相间不平衡采用反时限动作原理,即数越大,动作时间越短,考虑到电动机本身因素和测量值误差,为10%时开始累加,大于150%时,保护器立即动作。接地保护：电动机内部最常发生的故障是定子绕组故障。究其原因，一般是因为电动机长时间或周期性过热，导致绝缘状况恶化。由于电动机定子绕组安装在接地金属外壳内，所以电动机内部发生的绝大部分故障都表现为接地故障。采用的接地保护类型及ta(电流互感器)的连接方式与发生接地故障时接地故障电流的大小相关。而接地故障电流的大小则与系统接地方式有关 5大车运行机构控制系统设计5.1控制系统组成1)双向晶闸管无触点开关。2) plc可选择日本三菱系统。3)大车机构采用两台三相异步电动机驱动。5.2大车机构控制电路图图5.1 大车控制回路图5.2 大车无触点开关控制板图5.3 无触点开关切换电阻调速图5.4 无触点开关切换电阻调速控制板5.3大车机构的工作原理：大车机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动大车运行，使大车在轨道上运行。大车的工作原理和副起升机构基本相同，通