桥式起重机电气控制设计说明书

起重机电气控制设计说明书专业题目桥式起重机电气控制设计姓名班级指导教师1.题目:起重量/跨度桥式起重机电器控制设计2.设计内容通过对桥式起重机的学习，按实际要求对起重机各机构电气控制进行设计，培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力。

3.设计要求1）设计计算说明书1份2）桥式起重机总电路原理图1张，各机构控制图在说明书上体现.课程设计题目及原始数据：说明：1.大车运行机构的工作级别与起升机构相同，选M5，小车运行机构的工作级别为M5；2.表中所列速度要求，在计算后所得的实际数值可允许有15%的偏差.8T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；串电阻调速目录1．起重机控制系统方案选择…………………………………………2．电机容量选择及调速电阻器计算…………………………………2.1电机容量选择……………………………………………………2.1.1提升机构电机容量选择……………………………………2.1.2大车行走机构电机容量选择………………………………2.1.3 小车行走机构电机容量选择……………………………2.2调速电阻器计算…………………………………………………2.2.1起升机构调速电阻计算…………………………………2.2.2大车行走机构调速电阻器计算……………………………2.2.3小车行走机构调速电阻器计算……………………………3．起升机构控制系统………………………………………………………3.1控制系统组成………………………………………………………3.2起升机构控制电路图……………………………………………3.3起升机构的工作原理……………………………………………3.4系统的保护…………………………………………………4. 大车运行机构控制系统设计………………………………………4.1控制系统组成…………………………………………………4.2大车机构控制电路图………………………………………………5．小车运行机构控制系统设计……………………………………5.1控制系统组成……………………………………………………5.2小车机构控制电路图………………………………………………主钩以外的其他机构机构的工作原理图…………………………结论………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………1.起重机控制系统方案选择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。

绕线转子异步电动机的主电路2.电机容量选择及调速电阻器计算2.1电机容量选择2.1.1提升机构电机容量选择1）已知起重量1C G =8t 工作级别A5 主提升运行速度cs V =8m/min吊钩组重a G =4%1c G =0.32 t静功率计算公式j P =η1000QQ V GQ G =（1c G + a G ）g =（8000+320）⨯9.81 N =816192NV 1S =8m/min=0.13m/sη=0.98⨯0.98⨯0.98=0.94（二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3）所以j P =η1000QQ V G查《实用起重机电气技术手册》P151，选用YZR315M-8电机，当S3, JC=15%时，电动机允许输出功率为125KW 。

在基准工作制S3, JC=25%时 N P =100 KW 。

2) 电动机的过载校验N P ≥T m H λη1000Q Q V G 按电动机转矩允许过载倍数T λ=2.8, 对绕线转子电动机H =2.1, 一台电机m =1T m H λη1000Q Q V G =8.211.2⨯N P =100KW 电动机过载校验通过。

2.1.2大车行走机构电机容量选择1）已知起重量1C G =8 t 工作级别A5 大车运行速度cs V =90m/min 起重机总重 G =32.5t运行静阻力。

大车运行部分总质量∑G G =（1C G +G ）g =（8000+32500）⨯9.81 N=397305N室内运行，风阻力G 1W =0, 坡度阻力r G =0查得，取运行摩擦阻力系数 ω=0.0065则 Z G =∑G G ω=397305⨯0.0065 N=2582.5N2) 运行静功率cs V =90 m/min=1.5m/s大车运行机构总效率取η=0.95j P =η1000cs V G Z =3) 运行加速功率, 查《实用起重机电气技术》P83取a =0.26 m/s 2，a t=10sa P =a cs G gtV G 100015.12∑4) 初选电动机N P ≥（a j 1P P m as+λ式中：m -电动机数目（2台）as λ- 平均启动转矩倍数（对绕线转子异步电动机取1.7）同上根据电动机样本，选用YZR180L8-8电动机，在基准工作制S3, JC=25%时，电动机允输出许功率为13KW 。

当S3时, JC=40%时，N P =11KW 。

5）电动机发热校验。

根据《起重机设计规范GBT3811》附录U 和附录W 推荐，选大车运行机构的接电持续率JC=25%, CZ=600,稳态负载平均系数G =2G =0.9则 s P =G η1000cs Z V G = 查得YZR180L8-8电动机，当JC=25%, CZ=600时，其允许输出功率P =9.669KW>P s ，电动机发热校验通过。

2.1.3 小车行走机构电机容量选择1) 已知起重量1C G =8t ，工作级别A5，小车运行速度ss V =40m/min小车自重X G =4000Kg小车运行部分总质量G ∑G =( 1C G + X G )g =（8000+4000）⨯9.81 N=117720N室内运行，风阻力G 1W =0, 坡度阻力r G =0，查得取运行摩擦阻力系数 ω=0.0075运行静阻力 Z G = G ∑G ω=117720⨯0.0075 N=882.9N2) 运行静功率ss V =40m/min=0.67m/s小车运行机构总效率取η=0.9P j =η1000ss Z V G =3) 运行加速功率 查《实用起重机电气技术》取a =0.18 m/s 2,a t =5.0 sa P =a cs G gt V G 100015.12∑= 4) 初选电动机P N ≥）（a j 1P P m as+λ式中：m -电动机数目as λ- 平均启动转矩倍数（对绕线转子异步电动机取1.7）同上根据电动机样本，选用YZR132M2-6电动机，当S3, JC=25%时，电动机允输出许功率为4 KW 。

在基准工作制S3, JC=40%时，P N =3.7 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 2=0.8则 s P =G η1000ss Z V G =G查得，YZR132M2-6电动机，当JC=25%,CZ=300时，其允许输出功率P =4KW>s P ，电动机发热校验通过。

2.2调速电阻器计算2.2.1起升机构调速电阻计算提升机构选用串电阻调速方法，查《实用起重机电气技术手册》P163 电机型号 YZR315M-8 功率（JC=25%） Pe=100KW 额定电压 U=380V 额定电流 I e 1=100000/380=262A 转子开路电压 U e 2=376V 转子电流 I e 1=149.2A同步转速 n=750r ／min ：Mm=3.56 KN*me m M M 额定转矩最大转矩 λm =3.56/1.27=2.8功率因数 cos α=0.84效率 η=0.896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260r ／min, 三速400r ／min, 四速560r ／min,五速 715r ／min.分析：对于电动机固有特性有 ：额定转差率Se=(n 0-n)/n 0=(750-715)/750=0.047绕线转子每相绕组电阻:r 2=e I e SeE 232临界转差率Sm=Se(λm +12-m λ)=0.047x5.42 =0.2551．第一档速度n e 1=130r ／min则有Se=( n 0-n 1)/ n 0=(750-130)/750=0.83又根据异步电机人为特性的实用表达式Mx=Sx Sxm Sxm Sx Mm m +λ2 在该起重机中，负载转矩Mx=电机额定转矩 Me 。

则有 S m 1=S e 1 (λm ±12-m λ)=0.83(2.8+√2.8x2.8-1 )一般取+号，则可得S m 1=4.49 对于一速，有Sm Sxm =212r r r b +得r 1b =1.129Ω 同理可得r 2b = 0.871Ω r 3b =0.612Ω r 4b =0.293Ω rb5=0.0042.2.2大车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选YZR180L-8(JC=25%)电动机,额定功率P N =13KW, 转子额定电压E N 2=380V, 转子额定电流I N 2= 136.8 A, 额定转速n N =958r/min ，同步转速n 0=pf 60=35060⨯=1000 r/min 2) 电动机额定电阻 R N =N N I E 223= 380/√3x136.8Ω=1.73Ω 3）电动机的等效转差率r *d额定转差率s N =00n n n N -=（1000-958）/1000=0.042 等效转差率 r *d =R * s N转子导线电阻R =AL =0.0175⨯1615=0.016 Ω 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 2转子导线电阻标么值R *=NR R =0.016/1.73 =0.009 所以r *d=R *s N =0.009⨯0.042=0.0004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。