橋式吊車的電氣傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

橋式吊車電氣傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要吊車是起重機(jī)俗稱，隨著市場經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，橋式起重機(jī)成為一種物料搬運(yùn)典型設(shè)備，在公司生產(chǎn)活動中有著明顯而廣泛作用。本設(shè)計(jì)中橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速專用電機(jī)，并且交流驅(qū)動常規(guī)采用調(diào)速辦法是繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，為了保證重物下放時可以低速運(yùn)營，普通依托能耗制動、反接制動，日后還采用渦流制動、轉(zhuǎn)子反饋控制制動等所謂軟制動，隨著電子技術(shù)發(fā)展，PLC可編程控制器應(yīng)用使控制系統(tǒng)性能進(jìn)一步優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)依照橋式起重機(jī)電控設(shè)計(jì)規(guī)定和所給參數(shù)以及工作環(huán)境，設(shè)計(jì)出了起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)，選出了適合調(diào)速變頻電機(jī)、變頻器以及制動單元和制動電阻器型號，設(shè)立變頻器參數(shù)以及采用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)變頻調(diào)速。核心詞：橋式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；變頻調(diào)速；PLC可編程控制AbstractCommonlyknownasthecraneisacrane，withtherapiddevelopmentofmarketeconomy，bridgecraneisonekindoftypicalofmaterialhandlingequipment，hasacsignificantandextensiveapplicationintheenterpriseproductionactivities.Thedesignoftincranehoistingmechanismadoptsfrequencycontrolofmotorspeed，motorandspeedregulatingmethodsusedconventionalacdrivesarewoundrotormotorrotorseriesresistancespeed，inordertokeeptheweightdowntoalowerspeed，generallyrelyonenergyconsumptionbraking，reverseconnectbraking，lateralsousededdycurrentbrake，rotorfeedbackcontrolbrakeandotherso-calledsoftbrake，withthedevelopmentofelectronictechnology，theapplicationofPLCprogrammablecontroller，furtheroptimizetheperformanceofthecontrolsystem.Thisdesignaccordingtotherequirementofelectriccontroldesignofbridgecraneandthegivenparametersandworkingenvironment，designedthecranehoistingmechanism，selecttheappropriatespeedregulationoffrequencyconversionmotor，frequencyconverteraswellasthebrakingunitandbrakingresistortype，settheparametersofthefrequencyconverterandPLCtechnology，realizedthefrequencycontrolofmotorspeedofcrane.Keyword：Bridgecrane;hoistingmechanism;frequencycontrol;PLCprogrammable control

目錄17888摘要 I27394Abstract II295961緒論 1117711.1本設(shè)計(jì)研究及意義 135281.2課題研究國內(nèi)外動態(tài) 2243981.3論文研究重要內(nèi)容 3283732橋式起重機(jī)構(gòu)造及特點(diǎn) 5208242.1橋式起重機(jī)基本構(gòu)造及特點(diǎn) 5306042.2橋式起重機(jī)分類及特點(diǎn) 6116912.3橋式起重機(jī)重要參數(shù) 969832.4橋式起重機(jī)負(fù)荷特點(diǎn)及規(guī)定 10173983橋式起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 12207533.1電動機(jī)調(diào)速指標(biāo) 12166993.2變頻調(diào)速基本原理 13254653.3電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)特性 16145913.4采用變頻調(diào)速基本考慮 18277594電氣傳動系統(tǒng)參數(shù)選型與計(jì)算 22266014.1齒輪電動機(jī)選型與計(jì)算 22255424.2變頻器選型與計(jì)算 26325114.3尺寸標(biāo)注制動電阻器 27132694.4變頻器參數(shù)設(shè)立 28227465橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30317145.1橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3064135.2橋式起重機(jī)整體主電路原理圖 315361結(jié)論 3413448致謝 3513228參照文獻(xiàn) 36緒論本設(shè)計(jì)研究及意義起重機(jī)是指在一定范疇內(nèi)可以垂直起升和水平移動物體以及對物料進(jìn)行起重、運(yùn)送、裝卸和安裝作業(yè)機(jī)械，普通用于人力不能完畢任務(wù)，具備動作間歇性和作業(yè)循環(huán)性，不但提高了勞動生產(chǎn)率，還在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉庫、水電站等各種領(lǐng)域和部門中得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)最早起重機(jī)是通過向前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)以及仿造其技術(shù)制造出來，因此，國內(nèi)起重機(jī)到當(dāng)前為止仍殘留著前蘇聯(lián)起重機(jī)原型影子。自改革開放后，國內(nèi)制造業(yè)日益強(qiáng)大生產(chǎn)需求，促使起重機(jī)生產(chǎn)廠家不得不對起重機(jī)進(jìn)行新摸索和改進(jìn)，在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)同步，積極摸索起重機(jī)發(fā)展方向，以形成具備自我特色優(yōu)勢，其中橋式起重機(jī)是最為明顯代表。橋式起重機(jī)是橋架兩端通過運(yùn)營裝置直接支撐在高架軌道上橋架型起重機(jī)，橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上軌道縱向運(yùn)營，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上軌道橫向運(yùn)營，從而構(gòu)成矩形工作范疇，不受地面設(shè)備阻礙，以達(dá)到充分運(yùn)用橋架下面空間吊運(yùn)物料。因此，橋式起重機(jī)廣泛運(yùn)用于工礦公司、鐵路交通、鋼鐵化工、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等部門和場合。同步，橋式起重機(jī)運(yùn)送機(jī)械對于減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)能力、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高運(yùn)送效率、加快物資周轉(zhuǎn)和流通均有著十分重要影響。隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，特別是當(dāng)代化、專業(yè)化生產(chǎn)規(guī)定，各種專門用途起重機(jī)相繼產(chǎn)生，在許多重要部門中，它不但是生產(chǎn)過程中輔助機(jī)械，并且已成為生產(chǎn)流水作業(yè)線上不可缺少重要機(jī)械設(shè)備，它發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極增進(jìn)作用。橋式起重機(jī)可以說是當(dāng)前使用最廣泛、市場擁有量最大一種輕軌運(yùn)營式起重機(jī)，起重量可以從幾噸達(dá)到幾百噸，詳細(xì)可依照實(shí)際狀況定制相應(yīng)起重量機(jī)型。老式橋式起重控制系統(tǒng)重要采用繼電-接觸器實(shí)現(xiàn)控制，采用交流繞線串電阻辦法進(jìn)行啟動和調(diào)速，這種控制系統(tǒng)存在可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高，電能揮霍大，效率低等缺陷[1]。隨著時代進(jìn)步和科技發(fā)展，國內(nèi)橋式起重機(jī)在使用設(shè)計(jì)、制造工藝、設(shè)備維修、管理方面等不斷改進(jìn)，積累經(jīng)驗(yàn)，推動了橋式起重機(jī)進(jìn)步，但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于頻繁超負(fù)荷作業(yè)、過大機(jī)械振動沖擊等導(dǎo)致機(jī)械疲勞，起重機(jī)構(gòu)造開裂等意外狀況時有發(fā)生。因而，解決該問題有效手段就是采用平滑無級調(diào)速電氣控制系統(tǒng)。而大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)浮現(xiàn)，使得高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。交流拖動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前電力拖動控制重要發(fā)展方向，起重機(jī)將向當(dāng)代化、智能化、安全化、以便可靠化方向發(fā)展。隨著自動化技術(shù)不斷發(fā)展，變頻調(diào)速控制在起重機(jī)械中必將得到更為廣泛應(yīng)用，因而對橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究具備重要現(xiàn)實(shí)意義。由于橋式起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，并且安全性要好，可靠性要高，規(guī)定具備優(yōu)秀耐久性、無端障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。加強(qiáng)對橋式起重機(jī)研究和改進(jìn)，增進(jìn)其不斷發(fā)展，必將對整個起重運(yùn)送行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響課題研究國內(nèi)外動態(tài)近年來，隨著國家在民生設(shè)施方面擴(kuò)大投入和當(dāng)代化建設(shè)發(fā)展，使得起重機(jī)械在土木、建筑和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。而橋式起重機(jī)自然而然成為不可缺少提高和裝卸設(shè)備。為了滿足顧客各種需求，橋式起重機(jī)就要有先進(jìn)高質(zhì)量電控裝置，而保證電控系統(tǒng)擁有有良好穩(wěn)定性、可靠性以及節(jié)能性前提條件，就是起重機(jī)電氣調(diào)速系統(tǒng)控制，其控制辦法有諸多，重要分為直流調(diào)速和交流調(diào)速。對直流驅(qū)動來說，20世紀(jì)60年代采用是發(fā)電機(jī)—電機(jī)(G-M)系統(tǒng)，隨后從交磁放大機(jī)-電機(jī)（SKK-M）系統(tǒng)發(fā)展到晶閘管-電機(jī)（SCR-M）系統(tǒng),到了70年代，由可控硅晶閘管構(gòu)成晶閘管整流器-電機(jī)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)，大多數(shù)晶閘管-電機(jī)系統(tǒng)已被全控型電力電子器件構(gòu)成脈寬調(diào)制-電機(jī)（PWM）系統(tǒng)所取代。從交流驅(qū)動來講，重要有降壓調(diào)速、變頻調(diào)速、變壓變頻調(diào)速、變極對數(shù)調(diào)速、繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等，常規(guī)調(diào)速是采用繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，為保證重物下放時可以低速運(yùn)營，普通采用能耗制動、反接制動，此外也可以用渦流制動、轉(zhuǎn)子反饋控制制動等某些軟制動。而隨著電力電子技術(shù)迅速發(fā)展，使得電氣控制系統(tǒng)性能更加完善，當(dāng)前國內(nèi)外慣用幾種調(diào)速系統(tǒng)，如變頻調(diào)速，其控制辦法有矢量控制、恒壓頻比控制、直接轉(zhuǎn)矩控制，轉(zhuǎn)差頻率控制等，這些控制辦法都已得到了不同限度應(yīng)用；尚有交流調(diào)速控制系統(tǒng)，英國、德國、法國等大型電氣公司已在這一領(lǐng)域展開了重點(diǎn)研究和開發(fā)。交流電氣傳動系統(tǒng)自引入可編程控制器PLC后，它傳動系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)變化，使得橋式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)了全自動控制和故障診斷、檢測顯示等，從而達(dá)到了一種新技術(shù)高度。近年來，隨著變頻技術(shù)飛速發(fā)展，它可靠性能大大提高，生產(chǎn)成本減少，以及優(yōu)越起制動控制特性，在各種行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速控制后，就可以用鼠籠式異步電動機(jī)取代繞線式異步電動機(jī)。通過近年發(fā)展，國內(nèi)橋式起重機(jī)應(yīng)用不斷擴(kuò)大，隨著技術(shù)進(jìn)步，針對實(shí)際中橋式起重機(jī)惡劣工作壞境及長時間超負(fù)荷作業(yè)而導(dǎo)致事故，為橋式起重機(jī)改造提出了新規(guī)定，以便在實(shí)際操作更加安全、更加高效。當(dāng)前，由于高性能金屬材料采用和材料加工能力提高，起重機(jī)零部件性能和壽命也不斷提高，整機(jī)使用壽命普通規(guī)定在以上。由于電動機(jī)、電氣拉制技術(shù)和液壓技術(shù)發(fā)展，近年來起重機(jī)電力驅(qū)動品質(zhì)和自動化水平也大為提高起，其發(fā)展趨勢，將重要體當(dāng)前如下幾種方面：

①大型化：起重機(jī)起重量將會越來越大，以滿足特殊工程需要

②輕量化：將廣泛采用新材料和采用合理構(gòu)造形式，以減輕設(shè)備自重。

③提高作業(yè)性能：如提高運(yùn)營速度，保證運(yùn)營精確性和平穩(wěn)性。

④多樣化：將向同一設(shè)備可使用各種工作裝置規(guī)定發(fā)展，擴(kuò)大使用范疇。

⑤最優(yōu)化：將普遍采用先進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算辦法，并配用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以選取合理構(gòu)造形式。

⑥通用化：力求提高系列產(chǎn)品零部件通用率。

⑦液壓化：重要體當(dāng)前輪式起重機(jī)向全液壓傳動發(fā)展。

⑧安全化：起重機(jī)械可靠性、安全性和舒服性將成為評價設(shè)備重要指標(biāo)；特別是安全性，將作為評價先進(jìn)性頭等重要指標(biāo)。例如，在安全防護(hù)裝置配備、司機(jī)室合理布置、以及減少震動和噪音等方面，都將作為制造廠家設(shè)計(jì)原則一某些。論文研究重要內(nèi)容本設(shè)計(jì)重要內(nèi)容是：本設(shè)計(jì)中橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速專用電機(jī)，并且交流驅(qū)動常規(guī)采用調(diào)速辦法是繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，為了保證重物下放時可以低速運(yùn)營，普通依托能耗制動、反接制動，日后還采用渦流制動、轉(zhuǎn)子反饋控制制動等所謂軟制動。依照變頻調(diào)速基本原理和起重行業(yè)對電動機(jī)和變頻器規(guī)定，以及起重電控設(shè)計(jì)規(guī)定和所給參數(shù)、工作環(huán)境等設(shè)計(jì)出起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)，選出了適合調(diào)速變頻電機(jī)、變頻器以及制動單元和制動電阻器型號，設(shè)立變頻器參數(shù)以及采用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)變頻調(diào)速。橋式起重機(jī)構(gòu)造及特點(diǎn)橋式起重機(jī)基本構(gòu)造及特點(diǎn)吊車拖動系統(tǒng)構(gòu)成①大車拖動系統(tǒng)：拖動橋式起重機(jī)整體沿著車間作橫向移動。②小車拖動系統(tǒng)：裝設(shè)在大車上，拖動吊鉤及重物沿著橋架作縱向移動。③吊鉤拖動系統(tǒng)：裝設(shè)在小車上，拖動重物作提高或下放升降運(yùn)營， 該系統(tǒng)是橋式起重機(jī)中控制最為復(fù)雜、操作最為繁瑣機(jī)構(gòu)，也是耗能重要某些。吊車電氣傳動系統(tǒng)構(gòu)成及技術(shù)方案橋式吊車電氣傳動系統(tǒng)重要由2臺大車電動機(jī)，1臺小車電動機(jī),2臺吊鉤電動機(jī)（主鉤電動機(jī)和副鉤電動機(jī)）構(gòu)成。技術(shù)實(shí)行方案采用是4臺變頻器控制5臺電動機(jī),其中2臺大車電動機(jī)用1臺變頻器驅(qū)動，而小車電動機(jī)和吊鉤主副鉤電動機(jī)分別各用1臺變頻器驅(qū)動,以實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)營。且提高機(jī)構(gòu)、大小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)都采用YTP變頻調(diào)速異步電機(jī)，同步還為每一臺變頻器配備了能耗制動組件，以實(shí)現(xiàn)制動能量和位置勢能消耗，詳細(xì)系統(tǒng)構(gòu)造和配備如下圖所示：主起升機(jī)構(gòu)機(jī)械某些副起升機(jī)構(gòu)機(jī)械某些小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)橋式起重機(jī)主梁金屬構(gòu)造端梁金屬構(gòu)造司機(jī)室電氣設(shè)備電動機(jī)電氣設(shè)備控制電制圖2-1橋式起重機(jī)基本構(gòu)成下面分別對個機(jī)構(gòu)調(diào)速進(jìn)行詳細(xì)分析闡明：起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)屬于位能性負(fù)載機(jī)構(gòu)，作用在于提起和放下重物，其明顯特性是主、副起升機(jī)構(gòu)各自使用一臺帶PG矢量控制方式變頻器驅(qū)動單臺電機(jī)。運(yùn)營機(jī)構(gòu)大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)選用一臺帶PGV/f控制方式變頻器驅(qū)動兩臺電機(jī)，這是由于運(yùn)營機(jī)構(gòu)在工作時候頻率比較接近，因此調(diào)速時選用單臺變頻器，減少成本。橋式起重機(jī)拖動系統(tǒng)特點(diǎn)橋式起重機(jī)各某些（如大車、小車和吊鉤）拖動系統(tǒng)，在調(diào)速過程中，均有一種共同特點(diǎn)，就是“恒轉(zhuǎn)矩”調(diào)速，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小在拖動過程中基本上與轉(zhuǎn)速無關(guān)。橋式起重機(jī)分類及特點(diǎn)橋式起重機(jī)重要分為兩大類型：通用型和電動葫蘆型。雙小車橋式起重機(jī)通用吊鉤橋式起重機(jī)抓斗橋式起重機(jī)通用橋式起重機(jī)電磁橋式起重機(jī)兩用橋式起重機(jī)橋式起重機(jī) 三用橋式起重機(jī) 電動梁式橋式起重機(jī)電動葫蘆型橋式起重機(jī)電動葫蘆橋式起重機(jī)圖2-2橋式起重機(jī)重要分類通用橋式起重機(jī)重要包括雙小車橋式起重機(jī)、通用吊鉤橋式起重機(jī)、抓斗橋式起重機(jī)、電磁式橋式起重機(jī)、兩用橋式起重機(jī)和三用橋式起重機(jī)。雙小車橋式起重機(jī)這種起重機(jī)與吊鉤橋式起重機(jī)基本相似，只是橋架上裝有兩臺起重量相似小車，這種機(jī)型用于吊運(yùn)與裝卸長形物件。通用吊鉤橋式起重機(jī)通用吊鉤橋式起重機(jī)由金屬構(gòu)造、大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)及司機(jī)室構(gòu)成。取物裝置為吊鉤。額定起重量為10t如下多為1個起升機(jī)構(gòu)；16t以上則多為主、副兩個起升機(jī)構(gòu)。此類起重機(jī)能在各種作業(yè)環(huán)境中裝卸和搬運(yùn)物料及設(shè)備。抓斗橋式起重機(jī)抓斗橋式起重機(jī)重要用于廢舊鋼鐵、大宗貨品、木材等裝卸和吊運(yùn)。它裝置為抓斗，基本上就是用鋼絲繩分別連系著抓斗起升、開閉等各個機(jī)構(gòu)。這種起重機(jī)其他構(gòu)造部件與通用吊鉤橋式起重機(jī)并無差別，除了起升閉合機(jī)構(gòu)以外。電磁橋式起重機(jī)電磁橋式起重機(jī)是用來吊運(yùn)具備導(dǎo)磁性黑色金屬及其制品。它構(gòu)造與吊鉤橋式起重機(jī)相似，唯一不同是其吊鉤上掛有1個直流起重電磁鐵(又稱為電磁吸盤)。普通是通過設(shè)在橋架走臺上電動發(fā)電機(jī)組或裝在司機(jī)室內(nèi)可控硅直流箱將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，然后再通過設(shè)在小車架上專用卷筒，將直流電源用撓性電纜送到起重電磁鐵上。兩用橋式起重機(jī)兩用橋式起重機(jī)有3種類型：抓斗吊鉤橋式起重機(jī)、電磁吊鉤橋式起重機(jī)和抓斗電磁橋式起重機(jī)。其特點(diǎn)是在一臺小車上設(shè)有兩套各處獨(dú)立起升機(jī)構(gòu)，一套為抓斗用，一套為吊鉤用(或一套為電磁吸盤用一套為吊鉤用，或一套為抓斗用一套為電磁吸盤用)。三用橋式起重機(jī)三用橋式起重機(jī)是一種多用途起重機(jī)，依照需要可以用吊鉤吊運(yùn)重物，也可以在吊鉤上掛一種馬達(dá)抓斗裝卸物料，還可以把抓斗卸下來再掛上電磁盤吊運(yùn)黑色金屬，故稱為三用橋式(可換)起重機(jī)。其基本構(gòu)造與電磁橋式起重機(jī)相似。這種起重機(jī)合用于經(jīng)常變換取物裝置物料場合。電動葫蘆型橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是橋式起重機(jī)起重小車用自行式電動葫蘆代替，或者用固定式電動葫蘆作起重小車起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)營、大車運(yùn)營等機(jī)構(gòu)傳動裝置也盡量與電動葫蘆部件通用化。因而，與上述通用橋式起重機(jī)相比，電動葫蘆型橋式起重機(jī)雖然普通起重量較小、工作速度較慢、工作級別較低，但其自重輕、能耗較小、易采用原則產(chǎn)品電動葫蘆配套，對廠房建筑壓力負(fù)載較小，建筑和使用經(jīng)濟(jì)性都較好。因而在中小起重量范疇普通使用場合使用越來越廣泛，甚至有代替某些通用橋式起重機(jī)趨勢。電動梁式起重機(jī)其特點(diǎn)是用自行式電動葫蘆代替通用橋式起重機(jī)起重小車，用電動葫蘆運(yùn)營小車在單根主梁工字鋼下翼緣上運(yùn)營?？缍刃r直接用工字鋼作主梁，跨度大時可在主梁工字鋼上面再作水平加強(qiáng)，形成組合斷面主梁。其主梁可以是單根主梁(電動單梁式起重機(jī))，也可以是兩根主梁(電動雙梁式起重機(jī))，其橋架可以是像通用橋式起重機(jī)那樣通過運(yùn)營裝置直接支撐在高架軌道上，也可以通過運(yùn)營裝置懸掛在房頂下面架空軌道上(懸掛式)。電動葫蘆橋式起重機(jī)其特點(diǎn)是固定式電動葫蘆裝在小車上作起升機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)也多采用電動葫蘆零部件作成簡樸構(gòu)造形式，小車也極為簡便輕巧，其整體高度小，小車及橋架自身輕、重心低、有很廣泛使用適應(yīng)性。箱形雙梁橋式起重機(jī)是由一種有兩根箱形主梁和兩根橫向端梁構(gòu)成雙梁橋架，在橋架上運(yùn)營起重小車?？善鸬鹾退桨徇\(yùn)各類物體，它合用于機(jī)械加工和裝配車間料場等場合。橋架構(gòu)造重要有箱形構(gòu)造，空腹桁架式構(gòu)造，偏軌空腹箱形構(gòu)造及箱形單主梁構(gòu)造等，5-80噸中小起重量系列起重機(jī)普通采用箱形構(gòu)造，且為保證起重機(jī)穩(wěn)定，選取箱形雙梁構(gòu)造作為橋架構(gòu)造。為了操縱和維護(hù)需要，在傳動側(cè)走臺下面裝有司機(jī)室。司機(jī)室有敞開式和封閉式兩種，普通工作環(huán)境室內(nèi)采用敞開式司機(jī)室，在露天或高溫等惡劣環(huán)境中使用封閉式司機(jī)室。箱形雙梁橋架具備加工零件少，工藝性好，通用性好等長處。橋架構(gòu)造應(yīng)依照其工作類型和使用環(huán)境溫度等條件，按照關(guān)于規(guī)定來選用鋼材。橋式起重機(jī)普通由裝有大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)橋架、裝有起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)起重小車、電氣設(shè)備、司機(jī)室等幾種大某些構(gòu)成。外形像一種兩端支撐在平行兩條架空軌道上平移運(yùn)營單跨平板橋。起升機(jī)構(gòu)用來垂直升降物品，起重小車用來帶著載荷作橫向運(yùn)動；橋架和大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)用來將起重小車和物品作縱向移動，以達(dá)到在跨度內(nèi)和規(guī)定高度內(nèi)構(gòu)成三維空間里作搬運(yùn)和裝卸貨品用。橋式起重機(jī)是使用最廣泛、擁有量最大一種軌道運(yùn)營式起重機(jī)，其額定起重量從幾噸到幾百噸。最基本形式是通用吊鉤橋式起重機(jī)，其她形式橋式起重機(jī)基本上都是在通用吊鉤橋式起重機(jī)基本上派生發(fā)展出來。橋式起重機(jī)重要參數(shù)起重機(jī)械參數(shù)是用來解釋闡明其規(guī)格和工作性能某些基本數(shù)據(jù),同步也是起重機(jī)械在設(shè)計(jì)方面技術(shù)根據(jù)和計(jì)算選型數(shù)據(jù)根據(jù)。橋式起重機(jī)基本參數(shù)重要有起升能力、額定載荷、起升高度、跨度、各機(jī)構(gòu)運(yùn)營速度以及工作級別等。橋式起重機(jī)起升能力重要由總起升載荷、單鉤起升載荷、起升重量與幅度、牽引力矩等因素決定，額定載荷普通介于50~5000KN之間，例如國內(nèi)生產(chǎn)原則橋式起重機(jī)系列就有13種，即50，80，125/30，160/30，200/50，320/80，500/125，800/200，1000/320，1250/320，1600/500，/500，2500/500。橋式起重機(jī)其她關(guān)于參數(shù)涉及如下幾項(xiàng)：⑴額定起重量吊鉤所能吊起最大重量，涉及使用其他輔助取物裝置和吊具（如電磁鐵、抓斗、平衡梁等）額定起重量在內(nèi)質(zhì)量總和。在決定額定起重量時，應(yīng)符合原則規(guī)定數(shù)值。起重量數(shù)值過小就不能滿足安全生產(chǎn)規(guī)定，過大則會導(dǎo)致基建投資揮霍。⑵起升高度指起重機(jī)吊鉤從最低位置移到最高位置時通過垂直距離，原則橋式起重機(jī)起升高度普通在12~32m之間，但嚴(yán)格意義上來講該參數(shù)沒有原則規(guī)定，可依照工作時需要來設(shè)定。⑶跨度和幅度這兩個參數(shù)都表達(dá)是起重機(jī)工作范疇?？缍戎甘菢蚴筋愋推鹬貦C(jī)大梁兩軌道中心線之間水平距離；幅度是指旋轉(zhuǎn)起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心線與取物裝置鉛垂線之間水平距離。⑷軌距軌距也稱輪距，對橋式起重機(jī)來說指是小車軌道中心線之間距離。⑸基距基距也稱軸距，是指沿縱向運(yùn)動方向起重機(jī)或小車支承中心線之間距離。基距測定與支承輪布置關(guān)于。⑹起重力矩起重力矩是起吊物品重力G與幅度L與乘積。⑺輪壓輪壓是指小車處在極限位置時，大車車輪傳遞到軌道或地面上最大垂直載荷。按工況不同，分為工作輪壓和非工作輪壓。⑻工作速度v(m/min)涉及起升、運(yùn)營、變副和旋轉(zhuǎn)速度，但旋轉(zhuǎn)速度用n(r/min)表達(dá)。①起升速度——起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)營狀態(tài)下吊鉤上升速度，普通為每分鐘幾米到幾十米；②運(yùn)營速度——運(yùn)營機(jī)構(gòu)電動機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)營狀態(tài)下大、小車直線運(yùn)營速度，普通為每分鐘10~120m；③變副速度——穩(wěn)定運(yùn)營狀態(tài)下吊鉤從最大幅度水平位移到最小幅度平均線速度，普通為每分鐘幾米到幾十米；④旋轉(zhuǎn)速度——旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，起重機(jī)轉(zhuǎn)速，普通為每分鐘零點(diǎn)幾到一點(diǎn)幾轉(zhuǎn)，但不超過4r/min。⑼生產(chǎn)率Q（t/h）是起重機(jī)裝載或吊運(yùn)物料工作能力綜合指標(biāo)。⑽起重機(jī)工作級別起重機(jī)工作級別是按照其使用級別和載荷狀態(tài)劃分，該參數(shù)表白起重機(jī)在工作時間上繁忙限度以及在吊重方面滿載限度，也表白起重機(jī)工作循環(huán)次數(shù)工作特性。橋式起重機(jī)負(fù)荷特點(diǎn)及規(guī)定負(fù)荷特點(diǎn)橋式起重機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，且它起升機(jī)構(gòu)為位能性負(fù)載，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)起吊重物下降或者迅速加減速運(yùn)營時，電動機(jī)處在再生發(fā)電制動狀態(tài)。我們需要通過反饋裝置提供電能，并將它們發(fā)送到電網(wǎng)或消耗在制動電阻上，以防止直流側(cè)上升電壓影響電機(jī)制動效果。控制規(guī)定起升機(jī)構(gòu)基本規(guī)定是起動轉(zhuǎn)矩大，起動運(yùn)營平穩(wěn)。起升機(jī)構(gòu)中要有機(jī)械制動器以及相應(yīng)制動電阻。要備有應(yīng)急辦法，防止起升機(jī)構(gòu)在啟動和停止過程中浮現(xiàn)溜鉤等問題。橋式起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電動機(jī)調(diào)速指標(biāo)調(diào)速范疇電動機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下調(diào)速時，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱之為調(diào)速范疇，用D表達(dá)，即（3-1）調(diào)速方向指調(diào)速后轉(zhuǎn)速與本來額定轉(zhuǎn)速，也就是基本轉(zhuǎn)速相比較，是高還是低。若比本來基本轉(zhuǎn)速高，稱為往上調(diào)，相反比本來基本轉(zhuǎn)速低，稱為往下調(diào)。調(diào)速平滑性調(diào)速平滑性與轉(zhuǎn)速級數(shù)關(guān)于，一定范疇內(nèi)得到級數(shù)越多，相鄰兩轉(zhuǎn)速之間差值就越小，平滑性也就越好。無級調(diào)速平滑性就比有級調(diào)速好。由于有極調(diào)速是跳躍式調(diào)節(jié)，例如它只能從1500r/min一下子調(diào)節(jié)到1000r/min，然后再又調(diào)節(jié)到750r/min等，這中間轉(zhuǎn)速就沒辦法得到了，而無級調(diào)速則不同，它在一定調(diào)速范疇內(nèi)可以得到任何轉(zhuǎn)速。平滑限度也稱為平滑系數(shù)，可用兩相鄰高一級轉(zhuǎn)速與低一級轉(zhuǎn)速之比來衡量，即（3-2）→1，調(diào)速平滑性越好，無級調(diào)速中=1，調(diào)速平滑性最佳。調(diào)速穩(wěn)定性調(diào)速穩(wěn)定性通慣用轉(zhuǎn)速變化率來表達(dá)，重要是闡明當(dāng)電動機(jī)在某一新轉(zhuǎn)速下運(yùn)營時，負(fù)載變化可以引起轉(zhuǎn)速變化一種限度，詳細(xì)定義為：當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)營時，電機(jī)由抱負(fù)空載變?yōu)轭~定負(fù)載時所相應(yīng)轉(zhuǎn)速降-與抱負(fù)空載轉(zhuǎn)速之比，即（3-3）越小，穩(wěn)定性越好。 靜差率或稱為轉(zhuǎn)速變化率，與機(jī)械特性硬度關(guān)于，而定義為（3-4）若越大，當(dāng)轉(zhuǎn)矩T發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)速變化限度越小，機(jī)械特性就越硬，轉(zhuǎn)速變化率就越小，相應(yīng)地穩(wěn)定性也就越好。在調(diào)速時靜差率與調(diào)速范疇也是互相制約，因此生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)速時，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，對靜差率有一定規(guī)定，否則難以滿足生產(chǎn)機(jī)械規(guī)定。調(diào)速時容許負(fù)載電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下滿載運(yùn)營時，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速容許輸出轉(zhuǎn)矩相似，恒功率調(diào)速容許輸出功率相似。不同生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速時容許負(fù)載規(guī)定是各有不同。例如起重機(jī)械類，它規(guī)定電動機(jī)具備恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性能，這樣電動機(jī)就可以在各種不同轉(zhuǎn)速下都能輸出相似轉(zhuǎn)矩。又例如切削機(jī)床類，它規(guī)定電動機(jī)在各種不同轉(zhuǎn)速下都能輸出相似功率，因此粗加工大切削時，規(guī)定工件轉(zhuǎn)速低，精加工小切削量時，規(guī)定工件轉(zhuǎn)速高。變頻調(diào)速基本原理依照三相異步電動機(jī)有關(guān)知識，異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速n表達(dá)為：(3-5)其中：—異步電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為r/min；—電機(jī)轉(zhuǎn)差率；—電機(jī)定子電源頻率，單位為Hz；—異步電機(jī)極對數(shù)。三相感應(yīng)電動機(jī)調(diào)速辦法可分為兩大類：一類是通過變化同步轉(zhuǎn)速從而變化轉(zhuǎn)速，詳細(xì)辦法有變極調(diào)速(變化極對數(shù))和變頻調(diào)速(變化頻率)；另一類是通過變化轉(zhuǎn)差率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這就需要讓電動機(jī)從固有特性上運(yùn)營改為人為特性上運(yùn)營，詳細(xì)辦法有變壓調(diào)速(變化電源電壓)，轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速(變化電阻)，轉(zhuǎn)差離合器，串級調(diào)速等。由上式可知，如果變化輸入電機(jī)電源頻率，則可相應(yīng)變化電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速。電動機(jī)調(diào)速是一種很重要過程，它核心因素在于，要保持每極磁通量為額定值不變。若磁通過大，會達(dá)到飽和狀態(tài)，嚴(yán)重時會由于勵磁電流過大而使繞組過熱從而損壞電機(jī)；但是磁通太弱話，又闡明沒有充分合理運(yùn)用電機(jī)磁心，這會導(dǎo)致一種資源揮霍。對于直流電機(jī)來說，只要對電樞反映予以恰當(dāng)補(bǔ)償，就很容易做到保持不變，由于該勵磁系統(tǒng)是獨(dú)立。而交流異步電機(jī)磁通是由轉(zhuǎn)子和定子共同產(chǎn)生。三相異步電動機(jī)每相電動勢有效值(3-6)其中：—?dú)庀洞磐ㄔ诙ㄗ用肯嘀懈袘?yīng)電動勢有效值，單位為V；—定子頻率，單位為Hz；—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；—定子基波繞組系數(shù)；—每極氣隙磁通量，單位為Wb；由式（3-6）可知，只要控制好感應(yīng)電動勢和定子頻率，就可以控制磁通中氣隙磁通量不變，需要考慮基頻(額定頻率)以上和基頻如下兩種狀況：1)基頻如下調(diào)速 當(dāng)電源頻率在基頻如下調(diào)速時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，且始終要保持常數(shù)，因而在調(diào)節(jié)電源頻率同步，還要調(diào)節(jié)電動機(jī)定子電壓，否則電動機(jī)無法正常工作。因素是三相感應(yīng)電動機(jī)定子繞組相電壓，當(dāng)電源頻率下降時，若還保持電源電壓為額定值不變，則氣隙每極磁通必要增長，在電動機(jī)設(shè)計(jì)時，磁路本來剛進(jìn)入飽和狀態(tài)，增長使磁路飽和，電動機(jī)空載電流急劇增長，使電動機(jī)負(fù)載能力變小，從而導(dǎo)致電機(jī)無法正常工作,這是不容許。因而,減少電源頻率同步,必要減少電源電壓，并使常數(shù)。由于氣隙磁通恒定不變，電動機(jī)基頻如下調(diào)速可視為恒磁通調(diào)速，在調(diào)速過程中電磁轉(zhuǎn)矩保持不變，由此可見，從基頻向下變頻調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。2)基頻以上調(diào)速當(dāng)電源頻率在基頻以上調(diào)節(jié)時，受到電動機(jī)絕緣耐壓和磁路飽和限制，定子相電壓是不容許在額定相電壓以上調(diào)節(jié)，因此當(dāng)上調(diào)時，只能保持定子相電壓為額定值不變。于是，當(dāng)越高時相反地將越低，但上升，由此可見，從基頻向上變頻調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制特性，如圖3-1所示，就是把基頻如下和基頻以上兩種狀況結(jié)合起來得到成果。在基頻如下，由于磁通恒定，容許輸出轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”方式；而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時磁通減小，容許輸出轉(zhuǎn)矩也隨之減少，輸出功率基本不變，基本上屬于“恒功率調(diào)速”方式。圖3-1異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制特性電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)特性=常數(shù)時變頻調(diào)速機(jī)械特性下面來分析機(jī)械特性中三個特殊點(diǎn)，并由此來決定機(jī)械特性：①同步點(diǎn)：由，則，下調(diào)，隨之下降。②最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：由c=常數(shù)，常數(shù)，而臨界轉(zhuǎn)差率，臨界轉(zhuǎn)速降常數(shù)。由此可知，在不同頻率下，最大轉(zhuǎn)矩始終保持恒定不變，且與其相應(yīng)轉(zhuǎn)速降也是恒定不變。因此其機(jī)械特性基本上是平行。但當(dāng)頻率下調(diào)過低時，此時電壓也很低，因此定子電阻上壓降不能再被忽視了，否則會使電動勢和磁通下降更為嚴(yán)重，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也將變小。③起動轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩。因此起動轉(zhuǎn)矩隨頻率下降而增長。由此可以畫出=常數(shù)時如圖3-2所示三相異步電動機(jī)變頻調(diào)速特性：圖3-2三相異步電動機(jī)=常數(shù)變頻調(diào)速機(jī)械特性變頻調(diào)速機(jī)械特①同步點(diǎn)：由，則，當(dāng)調(diào)高時，隨之上升。②最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：由，當(dāng)調(diào)高時，減小。③起動轉(zhuǎn)矩點(diǎn)：，當(dāng)調(diào)高時，起動轉(zhuǎn)矩大大減小。此時電動機(jī)機(jī)械特性如圖3-3所示：圖3-3電動機(jī)機(jī)械特性采用變頻調(diào)速基本考慮主拖動系統(tǒng)電動機(jī)選型大車與小車變頻調(diào)速專用電機(jī)；吊鉤用電動機(jī)，由于規(guī)定較高，應(yīng)選用變頻專用籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。制動辦法普通采用直流制動、再生制動和電磁機(jī)械制動三種制動相結(jié)合辦法。一方面，運(yùn)用變頻調(diào)速系統(tǒng)直流制動和再生制動，使運(yùn)動中大車、小車或吊鉤可以停住，也就是使它們轉(zhuǎn)速迅速降為0；對吊鉤來說，經(jīng)常要保持重物能在半空中停留一段時間(例如重物在空中平移時候)，而變頻調(diào)速系統(tǒng)因很容易受外界因素干擾(如在平移過程中很容易浮現(xiàn)瞬間斷電等)，雖然也能使重物停住，但是可靠性較差。因而，運(yùn)用電磁制動器進(jìn)行機(jī)械制動依然是必要。對電動機(jī)運(yùn)營狀態(tài)分析空鉤(涉及極輕負(fù)載)運(yùn)營空鉤運(yùn)營時負(fù)載轉(zhuǎn)矩由摩擦阻力構(gòu)成,由于吊鉤采用蝸輪蝸桿減速機(jī)械設(shè)計(jì),自身具備自鎖功能。上升運(yùn)營重物上升時，電動機(jī)正向電動運(yùn)營，電磁轉(zhuǎn)矩T>0，轉(zhuǎn)速n>0，即旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)矩方向一致，此時電機(jī)處在電動狀態(tài)，其工作點(diǎn)在第I象限，如圖3-4中所示A點(diǎn)(高速)與B點(diǎn)(低速)。下降運(yùn)營重物下降時，電動機(jī)反向電動運(yùn)營，電磁轉(zhuǎn)矩T<0，轉(zhuǎn)速n<0，即旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)矩方向還是一致，此時電機(jī)仍處在電動狀態(tài)，其工作點(diǎn)在第Ⅲ象限，如圖3-4中所示C點(diǎn)(高速)與D點(diǎn)(低速)。圖3-4不同狀態(tài)下電動機(jī)工作點(diǎn)重載運(yùn)營（負(fù)載加重時，工作點(diǎn)將右移）上升運(yùn)營：工作點(diǎn)右移至點(diǎn)和點(diǎn)；下降運(yùn)營：工作點(diǎn)右移至第Ⅳ象限，如圖3-4中所示Cˊ點(diǎn)（高速）和Dˊ點(diǎn)（低速）。受重力加速度影響，此時電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度將超過同步轉(zhuǎn)速而進(jìn)入再生制動狀態(tài)。雖然電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向已變成反轉(zhuǎn)，但是轉(zhuǎn)矩方向仍保持不變，是正向，重要是用來防止重物不斷下降，因此說同重量物體在下降時負(fù)載轉(zhuǎn)矩要不大于上升時負(fù)載轉(zhuǎn)矩。變頻調(diào)速系統(tǒng)控制規(guī)定橋式起重機(jī)拖動系統(tǒng)控制動作涉及：大車左、右行；小車前、后行；吊鉤升、降等。所有這些，都可以通過可編程控制器(PLC)進(jìn)行無觸點(diǎn)控制。詳細(xì)控制辦法如下：重物停住控制過程ONON正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)OFFOFFON制動抱閘規(guī)定ON制動抱閘規(guī)定OFFOFFONOFF制動抱閘開始ONOFF制動抱閘開始ONONOFF制動抱閘完畢OFF制動抱閘完畢圖3-5重物停住控制過程設(shè)定一種“停止起始頻率”，當(dāng)變頻器工作頻率下降到時，變頻器將輸出一種“頻率到達(dá)信號”，發(fā)出制動電磁鐵斷電指令；設(shè)定一種維持時間，長短應(yīng)略不不大于制動電磁鐵從開始釋放到完全抱閘所需要時間；變頻器將工作頻率下降至0。重物升降控制過程正轉(zhuǎn)tRC tRD正轉(zhuǎn)ONOFFONOFF輸出電流輸出電流OFF制動釋放規(guī)定OFF制動釋放規(guī)定OFFON制動釋放開始OFFON制動釋放開始ONONOFF制動釋放完畢OFF制動釋放完畢ONON圖3-6重物升降控制過程設(shè)定一種“升降起始頻率”，當(dāng)變頻器工作頻率上升屆時，將暫停上升。為了保證當(dāng)制動電磁鐵松開后，變頻器已能控制重物升降到不會溜鉤，因此，在工作頻率達(dá)同步，變頻器將開始檢測電流，并設(shè)定檢測電流所需時間；當(dāng)變頻器確認(rèn)已有足夠大輸出電流時，將發(fā)出一種“松開指令”，使制動電磁鐵開始通電；設(shè)定一種維持時間，長短應(yīng)略不不大于制動電磁鐵從通電到完全松開所需要時間。變頻器將工作頻率上升至所需頻率。橋式起重機(jī)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)長處工作可靠性明顯提高節(jié)能效果十分可觀調(diào)速質(zhì)量明顯提高可簡化傳動鏈電氣傳動系統(tǒng)參數(shù)選型與計(jì)算本設(shè)計(jì)中需要某些參數(shù)如下表4-1所示：表4-1本設(shè)計(jì)基本參數(shù)基本參數(shù)參照數(shù)值負(fù)載質(zhì)量涉及負(fù)載懸掛裝置平衡物體重量提高速度提高高度卷筒直徑卷筒轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)差率起始時間機(jī)構(gòu)效率每天作業(yè)時間每小時提高運(yùn)動齒輪電動機(jī)選型與計(jì)算電機(jī)選型原則及變頻調(diào)速對電機(jī)規(guī)定依照負(fù)載啟動特性及運(yùn)營特性，選出最適合于這些特性電動機(jī)，滿足生產(chǎn)機(jī)械過程中各種規(guī)定。選取具備與使用場合環(huán)境相適應(yīng)防護(hù)方式及冷卻方式電動機(jī)，在構(gòu)造上應(yīng)能適應(yīng)電動機(jī)所處環(huán)境條件。計(jì)算和擬定適當(dāng)電動機(jī)容量。普通設(shè)計(jì)制造電動機(jī)，在75%~100%額定負(fù)載時，效率最高。因而，應(yīng)使設(shè)備需求容量與被選電動機(jī)容量差值最小，使電動機(jī)功率被充分運(yùn)用。此外，起重機(jī)械也規(guī)定電機(jī)要有較高絕緣級別，普通絕緣級別要達(dá)到F級以上，要也具備較大過載能力和較強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。電機(jī)容量計(jì)算電機(jī)容量靜止功率為靜（4-1）靜其中，——額定提高負(fù)載/kg——額定起升速度/（m/s）g——重力加速度，取9.81m/s——機(jī)構(gòu)總效率起升機(jī)構(gòu)功率為=靜電（4-2）其中，電—系數(shù)表，取1.2因此起升機(jī)構(gòu)功率選取電動機(jī)：22kW,4極規(guī)定輸出轉(zhuǎn)速規(guī)定齒輪傳動比計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量電動機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算卷筒所需額定輸出轉(zhuǎn)矩電機(jī)額定提高轉(zhuǎn)速規(guī)定電動機(jī)側(cè)加速轉(zhuǎn)矩檢查所選電機(jī)①在121Nm轉(zhuǎn)矩下,額定電動機(jī)轉(zhuǎn)矩要高于穩(wěn)定起重機(jī)力矩；②電機(jī)可以提供最大轉(zhuǎn)矩為：電動機(jī)性能參數(shù)如下表4-2所示：表4-2電動機(jī)性能參數(shù)參數(shù)數(shù)值額定功率額定電壓額定頻率電機(jī)效率額定力矩傾斜力矩與額定力矩之比額定轉(zhuǎn)速依照變頻調(diào)速系統(tǒng)對電動機(jī)規(guī)定，選取電動機(jī)絕緣級別要高，需達(dá)到F級以上，又由于系統(tǒng)采用V/F控制方式和恒矢量控制方式，規(guī)定電機(jī)自身特性可以保證系統(tǒng)所需要低頻性能，綜上所述，我選用是帶絕緣軸承變頻電動機(jī)。YTP系列變頻調(diào)速電機(jī)以變頻器為驅(qū)動電源，普通選取是4極電機(jī)，在0~50Hz、0~1480r/min低頻范疇內(nèi)作恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)營，在50~100Hz、1480~2800r/min高頻范疇內(nèi)作恒功率運(yùn)營，具備良好調(diào)速性能，廣泛應(yīng)用于各種傳動機(jī)械。依照前面計(jì)算成果可知，需要電動機(jī)額定電壓為,額定功率為,額定轉(zhuǎn)速為，因此起升機(jī)構(gòu)選用電動機(jī)型號為。變頻器選型與計(jì)算通用變頻器選取涉及變頻器型式選取和容量選取兩個方面，其總原則是一方面要保證可靠地滿足工藝規(guī)定，盡量節(jié)約資源。依照控制功能高性能U/f控制型變頻器和矢量控制高性能型變頻器。變頻器選取要依照負(fù)載規(guī)定進(jìn)行，對于風(fēng)機(jī)，泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，普通可選取普通功能變頻器。對于恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載或有較高靜態(tài)轉(zhuǎn)速精度規(guī)定傳動系統(tǒng)選用品有轉(zhuǎn)矩控制功能高功能型變頻器則比較抱負(fù)，由于這種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大，不怕負(fù)載沖擊，具備挖土機(jī)特性。在實(shí)際應(yīng)用工程中，為了實(shí)現(xiàn)大調(diào)速比恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，常采用加大變頻器容量辦法。對于規(guī)定精度高、動態(tài)性能好、響應(yīng)快生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)采用矢量控制高功能型通用變頻器。用于驅(qū)動起升機(jī)構(gòu)電動機(jī)變頻器容量計(jì)算（4-3）（4-4）（4-5）式中：——變頻器額定容量（kVA）——負(fù)載所需電動機(jī)軸輸出功率（kW）K——電流波形修正系數(shù)（PWM取1.05～1.1）——容量補(bǔ)償系數(shù)（普通取1.1～1.2）η——電動機(jī)效率（普通約0.85）——電動機(jī)功率因數(shù)（普通約0.75）——電動機(jī)額定電壓（V）——工頻電源時電動機(jī)電流（A）K——電流波形修正系數(shù)（PWM取1.05～1.1）——變頻器額定電流（A）——容量補(bǔ)償系數(shù)（普通取1.1～1.2）西門子變頻器MICROMASTER系列有MM420、MM430、MM440等型號，依照各型號應(yīng)用領(lǐng)域、功率范疇、電壓范疇、控制方式、輸入輸出等參數(shù)不同，本設(shè)計(jì)選用MM440系列，依照額定功率和額定輸出電流，選取外形尺寸為E、型號為6SE6440-2UD33-0EA1變頻器。尺寸標(biāo)注制動電阻器制動電阻器是由制動單元和制動電阻配套工作，都是變頻器選件，在起重變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)營中當(dāng)停車或下降時，重物產(chǎn)生位勢負(fù)載使電機(jī)處在發(fā)電狀態(tài)，能量向電源側(cè)回饋，由于大多數(shù)變頻器沒有電能回饋裝置，此時必要通過制動單元將這某些能量由制動電阻以熱能形式釋放掉，因此制動單元和制動電阻在起重變頻調(diào)速系統(tǒng)中起著很大作用。因而，計(jì)算出制動功率、制動電阻值和功率容量等參數(shù)，對于變頻器正常工作是至關(guān)重要。如下是關(guān)于制動電阻計(jì)算與選型：制動電阻粗略計(jì)算（4-6）其中，—電動機(jī)額定電流—直流電壓上限值（V）計(jì)算下降時制動功率理論上最大制動功率計(jì)算制動功率有效值假設(shè)加速和減速坡道不考慮，假定在整個下降時間段內(nèi)制動功率是穩(wěn)定，且。由于起升機(jī)構(gòu)以每小時22次頻率提高，故提高周期ttotal為選取適當(dāng)制動電阻器所需某些數(shù)值總結(jié)：①電阻值：12.7Ω②下降時制動功率：27s,11.5kW③制動功率有效值：4.7kW選取適當(dāng)制動電阻器尺寸標(biāo)注示例基于上述MM440變頻調(diào)速裝置電阻分派：①型號：6SE6400-4BD22-2EA0②電阻值：12.7Ω③額定制動功率（制動功率有效值）4.7kW變頻器參數(shù)設(shè)立要使變頻器可以驅(qū)動電機(jī)而作用，就要設(shè)立其參數(shù)，在啟動過程中，如果加速時間預(yù)置不對，則變頻器很容易因過電流而跳閘；如果減速時間也預(yù)置有誤，則變頻器很容易因過電壓導(dǎo)致跳閘。變頻器在啟動過程中，頻率上升快慢，是由加速時間來決定，預(yù)置加速時間，可根據(jù)兩個條件：一是拖動系統(tǒng)慣性大小，二是生產(chǎn)機(jī)械加工工藝對加速時間規(guī)定。依照規(guī)定對傳動系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定如下表4-3所示：表4-3傳動系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定參數(shù)功能P0003=1原則顧客訪問（基本應(yīng)用）P0004=0參數(shù)過濾（所有參數(shù)）P0100=0電源頻率50HzP0205=0恒定轉(zhuǎn)矩P0300=1異步電機(jī)P0304=400電動機(jī)額定電壓400VP0305=55電動機(jī)額定電流55AP0307=22電動機(jī)額定功率22kWP0308=0電動機(jī)功率因數(shù)（自動計(jì)算）P0309=0.91電動機(jī)額定效率P0310=50電動機(jī)額定頻率50HzP0311=1460電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速1460RPMP0335=1逼迫風(fēng)冷：裝有一種獨(dú)立電源冷卻電扇P0640=150恒轉(zhuǎn)矩時過載系數(shù)150%P0700=2命令源為端子排P1000=2頻率給定源為模仿輸入P1080=0最小頻率P1082=50最大頻率P1120=27加速時間P1121=27減速時間P1300=20矢量控制橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)是一種額定起重負(fù)載為10t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中，起重機(jī)大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)和提高機(jī)構(gòu)均采用變頻調(diào)速，電機(jī)也都選用變頻調(diào)速專用電機(jī)，并應(yīng)用可編程序控制器(PLC)進(jìn)行信號協(xié)調(diào)和邏輯控制。系統(tǒng)構(gòu)造如圖5-1所示：主控指令PLCPLC變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器提高電機(jī)小車提高電機(jī)小車電機(jī)大車電機(jī)制動器制動器制動器制動器制動器制動器圖5-1系統(tǒng)構(gòu)造各系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：大、小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)如章節(jié)2.1中吊車電氣傳動系統(tǒng)構(gòu)成中，大車運(yùn)營機(jī)構(gòu)為雙梁構(gòu)造，由兩臺電動機(jī)拖動，并由一臺功率較大變頻器供電；小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)由單臺電動機(jī)拖動且有單獨(dú)變頻器供電。大小車運(yùn)營機(jī)構(gòu)都由不帶旋轉(zhuǎn)編碼器預(yù)置V/F控制方式實(shí)現(xiàn)控制。提高機(jī)構(gòu)提高機(jī)構(gòu)電機(jī)選用是變頻調(diào)速專用電機(jī)，變頻器實(shí)現(xiàn)是無測速調(diào)速并預(yù)置為恒矢量控制方式。制動單元與制動電阻橋式起重機(jī)起動、制動比較頻繁并且下降時處在制動狀態(tài)時間相對較長，因此規(guī)定制動轉(zhuǎn)矩大，為了產(chǎn)生較大制動電流，縮短制動過程，制動單元加大了一種檔次，制動電阻額定功率也加大了一倍?？傊?，變頻調(diào)速系統(tǒng)是通過不斷減少頻率來實(shí)現(xiàn)減速和停機(jī)，在變頻調(diào)速運(yùn)營過程中，異步電動機(jī)發(fā)電狀態(tài)，實(shí)質(zhì)上是拖動系統(tǒng)釋放機(jī)械能成果。當(dāng)重物下降時，由于有重力加速度因素，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，電機(jī)處在發(fā)電狀態(tài)，在這里，重物下放是位能減少過程，或者說，是釋放位能過程。橋式起重機(jī)整體主電路原理圖變頻調(diào)速系統(tǒng)整體原理圖圖5-2橋式起重機(jī)電氣傳動系統(tǒng)原理圖圖5-3PLC控制原理圖I/O輸入及功能闡明如下表5-1：表5-1I/O輸入及功能闡明符號地址功能Hoist_UpI2.0提高電機(jī)上升Hoist_StopI2.1提高電機(jī)停止Hoist_DownI2.2提高電機(jī)下降Hoist_upLimitI2.5提高電機(jī)上限位停車Hoist_PowerI2.7提高電機(jī)電源關(guān)斷Hoist_KMQ0.6提高電機(jī)電源側(cè)交流接觸器Hoist_LedQ0.7提高電機(jī)限位報(bào)警燈Hoist_ECBQ1.0提高電機(jī)電磁抱閘RingQ1.1限位報(bào)警蜂鳴器Q1.4