起重机电气设计规范(精)

对于两台（或两组）电动机有同步要求时，可根据 应用情况采用下列同步控制方式： ①速度闭环控制、同步赋予相同的速度给定值、绝 对位置点标定与校正。 ③速度闭环控制、同步赋予相同的速度给定值、采 用绝对式编码器实时位置检测校正、绝对位置点标 定。 当起升机构采用星行传动时，两台电机应采用顺序 启动方式即：0~50%速度范围由一台电机运行， 50%~100%另一台电机启动，两台电机同时运行。 回转机构采用变频控制方式时，由于负载惯性大且 通常工作在起、制动状态，为起、制动平稳，减少 机械冲击，变频系统应采用转矩控制方式。
3）调压调速系统在任何速度上的允许运行时 间相对于电阻器的发热时间常数来讲，均为 长期。故电阻元件的接电持续率应按100%选 用。但由于上升和下降时，机械传动效率相 反，电动机的工作电流不等，所以电阻元件 在JC=100%下的电流值为： I上= IN； I下= IN×η2。

变频调速系统
系统特点： 1）变频调速系统可实现额定频率以下恒转矩调速及 额定频率以上恒功率调速，弱磁升速范围取决于 电机允许的最高运行转速及在最高转速下输出的 转矩能否满足负载的加速要求。 2）动态特性较硬，即：动态速降小，因此适用于起 升及运行机构。运行采用变频调速较采用调压调 速系统其速度稳定性更好。 3）变频调速采用开环还是闭环控制，对于在起重机 上的应用来讲最大的差别在于闭环控制起动转矩 更大，低速运行更平稳，调速范围更宽。 一般起升采用闭环控制，运行采用开环控制。

四、电机选择

在进行电动机容量选择时，必须对电动机的过载和 发热能力进行计算与校验。所选电动机应同时满足 过载和发热的功率计算值。以二者计算值的较大值 为准，作为选择电动机的计算依据。在考虑工作环 境条件等影响因素后，最终选取电动机。具体方法 见附录P电动机的初选、附录R电动机的过载校验和 附录S电动机的发热校验。
对供给起重机的电源要求采用3φ+PE的供电
系统，强调了要提供接地线，轨道将不得作 为接地保护回路。原GB/T3811规定可以无 PE线，轨道接地可作为起重机接地回路；因 为当接地电流流经轴承和滚轮时，由于接地 电阻较大，会提高起重机结构对地电位，从 而影响人身安全。同时，对地电流经过轴承 时也会对轴承造成一定的损坏，考虑上述因 素并参考FEM标准，故本次修订时，要求供 电电源提供PE线。

线路保护与分支线路配电主要包括两重含义：
a）分支线路应设置断路器保护，以避免分支 线路出现短路时事故上扩及不能及时分断故 障回路。 b）除我们通常概念上对用电设备进行保护外， 对长距离电缆也要进行保护，断路器应在其 下方任一回路发生短路或接地时能够自动分 断。
起重机构电动机应设置定子异常失电保护功

对于有机械偶合的多电机传动（如大容量起升机构 采用大减速机方案由两台电动机拖动，大车运行机 构前后两组电动机通过车轮和轨道的偶合），当采 用两套驱动装置并分别构成闭环控制时，两套驱动 装置之间应设置负荷均衡控制功能，在起重机上， 通常可采用如下两种负荷均衡方式： ①主装置为速度闭环控制、从装置为转矩控制的主 从控制方式 ②采用下垂软化特性功能、两台装置相对独立的负 荷均衡方式

调压调速系统：
系统特点： 1）低速区域（通常n≤50%ne）为速度闭环控制， 高速区域为开环控制；下放高速档为超同步运 行，实现回馈制动。 2）若采用编码器作为速度反馈信号，可实现低速 区域的静态高精度速度控制，但由于调压调速 系统动态特性曲线太软，即：动态速降大，所 以调压调速系统较适用于起升机构，而不太适 合用于运行机构。
附录P：电机初选

起升电动机初选： 1).计算稳态起升功率：PN=PQ×Vq/1000/η 2).计算S3、JC=40%基准工作制下所需的电动机 功率：Pn≥K PN 式中：K——作业频繁系数，与机构工作级别对 应，见表1； Pn——S3、JC=40%下电动机额定功率。
表1 作业频繁系数
机构工作级别 M5以下 K 0.9~1.0 M6 1.0 M7 1.2 M8 1.3
注：M5及以下K值可选1是因为太小的K值会在负荷试 车的静载试验时，机构不能起吊1.25倍额定载荷。
3）电动机在不同工作制下功率值的折算 将S1工作制下的电动机功率值折算到 S3 JC =40%或S3 JC =60%下的电动机功率值可 参考下式折算： P40≈1.15~1.2 PS1 P60≈1.05~1.1 PS1 对于不同的电动机，其折算系数略有不同，若需 知道准确折算值，需向制造商索取
能，当调速装置或正反向接触器故障导致电 动机失控时，制动器应立即抱闸 。为确保制 动器抱闸，制动接触器辅助触点应反馈至控 制系统，确认制动接触器可靠分断，否则断 开总接触器。
三、控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ统
电气控制部分在修订时，其内容包括了原
GB3811-1983，FEM相关部分的内容，同时 增加了变频调速和调压调速的说明。(对吊钩 起重机，当起升机构的工作级别为M4、M5 和M6，且额定起升速度≥5m/min时要求制动 平稳，应采用电气制动方法，保证在0.2～ 1.0G范围内下降时,制动前的电动机转速降至 同步转速的1/3以下,该速度应能稳定运行.)
《起重机设计规范》
电气部分
主要内容
一、电源与供电 二、电气保护 三、控制系统 四、电机选择
附录P：电机初选
附录R：电机过载校验 附录S：电机发热校验 五、装置及电阻器选择
一、电源与供电
对电网电压波动范围按 GB5226.2 中 4.3.2 交
流电源的电压波动范围规定为：在正常工作 条件下，供电系统，在起重机械馈电线接入 处的电压波动不应超过额定值的±10% 的要 求，但FEM标准中规定为±5%，建议在应用 中尽可能要求用户的供电电源符合±5%的国 际通用要求。
二、电气保护
超速保护整定值取决于控制系统在下降最高速度时 系统的控制状态，若系统为速度闭环控制，其静态 速度精度较高，超速保护整定倍数可为1.25（也可 达1.1，视系统而定），若系统处于开环状态，其速 度精度较差，通常超速整定倍数约为下降额定速度 的1.4倍。 接地保护在本规范中规定了车轮、滚轮、铰接等均 不能作为接地导体，必须设专门的接地线，以提供 接地电流通路，且建议整车设专用接地线至所有用 电设备。