桥式起重机吊钩控制系统设计

电机与运动控制系统课程设计任务书

一、设计题目

题目1：某桥式起重机吊钩控制系统设计

二、目的意义

本课程设计是自动化专业学生在学完专业课程“电机与运动控制系统”之后进行的一项实践性教学环节。通过此环节，使学生能结合已完成的基础课、技术基础课和专业课对“电机与运动控制系统”课程的主要内容进行较为综合的实际运用，进一步培养学生应用所学的理论知识解决实际设计问题的能力，初步掌握设计的方法和步骤，增强独立查阅资料、分析问题和解决问题的能力，以及刻苦钻研的工作作风和严肃认真的工作态度。为毕业设计和将来从事实际工作奠定基础。

三、设计要求

起重机在实际生产中用途极为广泛，从港口码头、车站货场，到各种冶金、机械、化工、军事等领域，都离不开起重机。起重机最显著的特点是位能性负载，交直流电动机均可使用。本专业学生应充分掌握根据生产工艺流程，绘制电动机的转矩负载图，选择合适的电动机和控制设备，组成控制系统。包括系统构成、设备及器件选择、参数整定计算以及绘制系统电路原理图等内容，并能用先进控制器实现控制策略。

（一）生产工艺流程及基本参数

起重机吊钩的工作循环为：控钩下放、重载提升、重载下放和控钩提升四个阶段。 已知数据为：起重量49000N ，提升及下放速度均为10.5m/min ；提升高度为16m ，空钩重量为2943N ，负载持续率为30%。 设提升负载效率为0.85，下放负载效率为0.84，提升空钩效率为0.37，下放空钩效率为0.1。 电动机经传动装置带动卷筒旋转，卷筒直径为0.38m ，电动机与卷筒间的传速比为82。

预选电动机：kW P N 11=（ZC%=25%），A I N 5.11=，m in /715r n N =，K m =2.9，222.18m N GD d ⋅=。设所有旋转部件（不包括电动机转子）的飞轮力矩为GD d 2的30%。设电动机的平均起动转矩为1.6T N , 平均制动转矩为1.4T N , 起制动过程中转矩为恒值。空钩提升及下放时，电动机接近空载，负载极小，转矩可修正为0.6 T N （设I 0/I 1N =0.6）。

电源电压为交流380V 。

（二） 设计具体要求

1. 绘制电动机的转矩负载图)(t f T =，并校验电动机的发热及过载能力（设当ZC=25%时，1/0==Cu p p k ）。

2. 选择控制器（自主）。

3. 动态指标：起制动性能好、定位过程无超调量。

3. 系统具有过流、过压、过载、过热保护。

四、 设计内容

（一）主回路选择和计算

1. 确定电动机

包括：绘制电动机的转矩负载图)(t f T =，校验电动机的发热及过载能力，选择电动机型号整，具体计算。

2．主回路相关器件的选择

3．电路保护环节的选择和计算

（二）控制电路设计

控制器的选择输入输出通道及其接口设计、电流反馈通道、转速反馈通道、位置反馈通道。

（三）绘图

画出控制系统电路原理图（包括主电路和控制电路，采用标准图纸打印）。

（四）系统的软件结构（可选项）

控制算法设计

（五）设计报告（说明书）要求

1. 论述全面，叙述简洁，层次分明，书写清楚，图形、符号、曲线、数据等符合规范；

2. 有完整的设计说明、计算过程和系统工作原理；

3. 图纸清晰，规范，使用标准A×号图纸；

4. 封面、任务书、图纸、须打印；课设报告摘要、正文、参考文献可手写或打印，统一为A4纸；

5. 报告字数不少于4000字(不含图纸)。中、英文摘要（各200字左右），关键字（3～5个），

列出参考文献（格式规范）；

6. 装订：页面左侧装订。装订顺序：封面，任务书，中、英文摘要，目录，正文，参考文献，附录1：电气元器件明细表，附录2：控制系统电路原理图。

五、设计时间

2015——2016学年 第2学期 第16、17周

2016-6-1

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，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。

关键词：桥式起重机;起重小车;电动机

Abstract

Bridge crane is a bridge type crane running on the elevated track, also known as crane. Bridge crane bridge laying along the elevated track in the vertical sides of runs, heavy cart along the laying on the bridge transverse running track, constitute a rectangular scope of work, you can make full use of space below the bridge lifting material, from the ground equipment hindered. Bridge crane widely used in indoor and outdoor warehouses, factories, docks and open storage yard, etc.. Bridge crane can be divided into ordinary bridge crane simplebeam bridge crane for bridge crane and metallurgical three. General by the general bridge crane lifting trolley and bridge operationorganization bridge metal structure. Lifting trolley is composed of three parts, the lifting mechanism, the trolley running mechanism and the small frame. The hoisting mechanism comprises an electric motor, a brake, a speed reducer, a drum and a pulley block. The electric motor drives the drum to rotate through the speed reducer, so that the steel wire rope is wound on the drum or is dropped from the drum to lift the heavy object.

Key words: bridge crane;lifting trolley; motor