起重机设计手册➤桥式起重机电气控制设计手册

通过桥式起重机的学习，根据实际要求设计起重机各机构的电气控制，培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力。一张桥式起重机总电路原理图，各机构控制图，就是说8T桥式起重机的电气控制设计。桥式起重机的桥架沿着铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿着铺设在桥架上的轨道水平运行，形成一个矩形的工作范围，可以充分利用空间桥架下用于吊运物料。受地面设备阻碍。重型机械广泛应用于室内外仓库、工厂、码头和露天堆场等。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简支梁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。起重小车由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。升降机构包括电机、制动器、减速器、滚筒和滑轮组。电动机通过减速器带动卷筒旋转，使钢丝绳缠绕在卷筒上或从卷筒上下降，以提升重物。2.1 电机容量选择...................................................... ................................................... 3 起升机构工作原理………………………………………… 3.4 系统保护……………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………。大车机构控制电路图 5.1 控制系统组成 5．

由于旋转磁场以n1的速度旋转，起初转子导体是静止的，因此转子导体会切割定子旋转磁场产生感应电动势（感应电动势的方向由右手法则）。由于导体导体的两端被短路环短路，因此在感应电动势的作用下，转子导体中会产生感应电动势方向的感应电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力作用（力的方向由左手法则确定）。电磁力在转子轴上产生电磁力矩，带动转子沿旋转磁场的方向旋转。2.1 电机容量选择 2.1.1 起升机构电机容量选择 1) 已知起重量GC1=8t 工作级别A5 主起升速度Vcs=8m/min GQ=(Gc1+Ga)g=(8000+320) 9.81 =0.980 .98 0.98=0.94（二级闭式齿轮传动，带轮组比3）查看《实用起重机电气技术手册》P151，选用YZR315M-8电机，当S3、JC=15%时，电机允许输出功率为125KW . 在标准工作制S3中，JC=25%，PN=100KW HGQVQPN 根据电机转矩的允许过载倍数T=2.8，对于绕线转子电机H=2.1，一台电机m=1 HGQVQ2.1PN=100KW =1000 T12 .8 2.1。

S3 5) 电机发热检查。根据《起重机设计规范GBT3811》附录中的推荐，所选起重机操作机构的电源连接连续率为JC=25%，CZ=600，稳态载荷平均系数为G=G2=0.9 Ps=G=1000。检查YZR180L8-8电机，当JC=25%，CZ=600时，允许输出功率P=9.669KW>Ps，电机热检通过。2.1.3 小车行走机构电机容量的选择 GC1+GX)g=(8000+4000) 9.81 N=117720N 运行静阻力 GZ= GG =1177200.0075 N=882.9N 小车行走机构总效率手推车=0.9。As21.15GGVcs1000gta=同上。根据电机样品，选用YZR132M2-6电机。当S3、JC=25%时，电机允许输出允许功率KW。在基准值班系统S3中，JC=40%，PN=3.7KW。5) 电机发热检查。根据《起重机设计规范》附录U和附录W的推荐，小车运行机构通电持续率JC=25%，CZ=300，稳态负荷平均系数G=G2 =0.8 被选中。YZR132M2-6电动机，当JC=25%，CZ=300时，其允许输出功率P=4KW>Ps，电动机 2.2调速电阻的计算 2.2.1起升机构调速电阻的计算 起升机构采用串联电阻调速方法见《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恒流I1e=100000/380=262A转子开路电压U2e=376V转子电流I1e=149.2A同步转速n=750r/min:Mm=3。56 KN*mm=3.56/1.27=2.8额定扭矩Me功率因数cos=0.84 560r/min，五速715r/min。1)=0.047x5.42=0.255 然后 Se=(n0 -n1)/n0=(750-130)/750=0。

则有 S1m=S1e m212.8x2.8 -1 一般取+号，则可得 S1m=4.49 第一速度，有 Sxmr2 rb1= 得 rb1=1.129 r2Sm 同理可得 rb2=0.871 rb3 =0.612 rb4=0.293 rb5 =0.004 2.2.2 大车行走机构调速电阻的计算 1）已知参数：选用YZR180L-8（JC=25%）电机，额定功率PN=13KW，额定转子电压 E2N=380V, I2N=136.8 n0=60f6050==1000 r/min p3 I2N2) 电机额定电阻 RN= sN==380/3x136.8 =1.73 n0 nN=(1000-958 /1000=0.042n0 转子线电阻R=15L=0.0175 =0.016 A——导体截面积，A为16mm2 转子导体电阻标准值R*=R=0.016/1.73=0.009 RN d=RsN=0.0090.042=0.0004 当操作机构电机功率100KW以下，采用RY5电阻，串联4电平切换电路R*=0。1R=0.2 R=0.4 R35=1.2 24 *R1=RNR1=1.730.0996 =0.172 R2=RNR*2=1.73 0.1 *R3=RNR*3=1.730.2 = 0.346R4=RNR4=1.73 0.4 R5=RNR5= 1.731.2 2.2.3 小车行走机构调速电阻计算 1）已知参数：选用YZR132M2-6（JC=25$）电机，额定功率PN=4KW，转子开路电压E2N=380V，转子额定电流I2N=10.5A，额定转速nN=900r/min，同步转速n0=60f60 50==1000r/min。同步转速 n0=60f60 50==1000 r/min。同步转速 n0=60f60 50==1000 r/min。

p3 I2N2) 电机额定电阻RN= sN==380/3x10.5=20.89 n0 nN=(1000-900)/1000=0.01 n0 转子导线电阻R=15L=0.0175 =0.0263 A-导线截面积，查A 转子导线电阻的标准单位值为10mm2 R*=R=0.0263/20.89=0.0013RN d=RsN=0.00130.01=0.00001 选用RY5型电阻，4档可切换电阻，1档常量串联电阻。检查各级电量 2=0.1R3=0.2 R4=0.4 R5=1.2 *R1=RNR1=20.890.09999 =2.089 R2=RNR*2=20.89 0.1 *R3=RNR*3=20.890.2 =4.178R4=RNR4 =20.89 0.4 R5=RNR*5=20.89 1.2 3.1 控制系统组成 主要起重控制系统包括接触器控制开关、三相异步电动机、主控制器、电压继电器、过流继电器、中间继电器、限位开关等。3.2 起升机构控制电路图 3. 3 起升机构工作原理 到位后，SA-1闭合起重机设计手册，电压继电器KV线圈得电自锁，准备启动。当控制器手柄离开零位，处于其他工作位置时，SA-1触点虽然断开，但不影响KV的吸合状态。

但断电后控制器手柄必须回到0位才能再次启动，这就是零电压零位保护的作用。(1)起吊重物的控制。控制器升降控制5个档位。在各档位，控制器的触点SA3、SA4、SA6、SA7均闭合，故接通上升行程开关SGU2，起升降限位保护作用；接触器KMU、KMB、KM1常通电闭合，电磁制动器释放，R1电阻短接。电机按升降相序通电，产生升降方向的电磁力矩。重物仅用作张紧钢丝绳和消除齿轮齿隙的准备启动阶段。当主控制器手柄依次拨到2时，控制器触点SA8-SA11依次闭合，接触器KM2-KM5线圈依次通电闭合，R2-R5电阻短接- 一步步循环。根据负载的大小，选择合适的档位进行升降操作，可获得5种升降速度。当正转接触器线圈KMU通电闭合时，电动机仍按上升相序接通，产生向上的电磁转矩。较低的电磁扭矩，因此前2档为反向牵引和反向制动下降，后3档为强力下降。齿轮储备。此时控制器触点SA4断开，九巴断电释放，刹车不释放；

设置该档位是为了适应升降机构从提升重物到下降重物的变化，消除机械传动间隙带来的冲击。所以这个齿轮不能停留，必须通过这个齿轮快速拉下其他齿轮，防止电机在堵转​​状态下时间过长而被烧毁。该齿轮设计用于在低速时降低负载。此时控制器触点SA4、SA6、SA7、SA8闭合，接触器KMB、KMU、KM1、KM2的线圈得电闭合，抱闸打开，电机转子与R1串联，R2电阻，定子按升降相序连接，得到负载。反向牵引和反向制动以降低低速。因此，当控制器手柄处于该档位时，它将运行稳定并在低速时降低负载。在一档位置，控制器触点SA3常闭，起升限位开关SQU2接通，防止对吊物重量估计不准确。重物非但不落下反而上升，此时SQU2上升到极限位置 3）当控制器手柄处于3、4、5下降位置时，强行下降。此时，控制器触点SA2、SA4、SA5、SA7、SA8常闭，接触器KMD、KMB、KM1、KM2的线圈得电闭合，抱闸打开，电机定子按动重物相序接通，转子电阻逐级递增。短路，起升机构在电动机的联合作用下' s 降低电磁力矩和重力力矩，重量降低。(3)电路的联锁和保护。过流保护由过流继电器KI5实现；电压继电器KV和主控制器SA实现零电压保护和零位保护；行程开关SQU2实现上升限位保护，KMU、KMD实现上升下降联锁保护，在加速接触器KM3、KM4、KM5线圈回路中，串联加速接触器前级常开辅助触点保证转子电阻短路，以实现机械特性的平稳过渡，电机转速逐级升高。(3)电路的联锁和保护。过流保护由过流继电器KI5实现；电压继电器KV和主控制器SA实现零电压保护和零位保护；行程开关SQU2实现上升限位保护，KMU、KMD实现上升下降联锁保护，在加速接触器KM3、KM4、KM5线圈回路中，串联加速接触器前级常开辅助触点保证转子电阻短路，以实现机械特性的平稳过渡，电机转速逐级升高。(3)电路的联锁和保护。过流保护由过流继电器KI5实现；电压继电器KV和主控制器SA实现零电压保护和零位保护；行程开关SQU2实现上升限位保护，KMU、KMD实现上升下降联锁保护，在加速接触器KM3、KM4、KM5线圈回路中，串联加速接触器前级常开辅助触点保证转子电阻短路，以实现机械特性的平稳过渡，电机转速逐级升高。电压继电器KV和主控制器SA实现零电压保护和零位保护；行程开关SQU2实现上升限位保护，KMU、KMD实现上升下降联锁保护，在加速接触器KM3、KM4、KM5线圈回路中，串联加速接触器前级常开辅助触点保证转子电阻短路，以实现机械特性的平稳过渡，电机转速逐级升高。电压继电器KV和主控制器SA实现零电压保护和零位保护；行程开关SQU2实现上升限位保护，KMU、KMD实现上升下降联锁保护，在加速接触器KM3、KM4、KM5线圈回路中，串联加速接触器前级常开辅助触点保证转子电阻短路，以实现机械特性的平稳过渡，电机转速逐级升高。

电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁芯，它们是接触器的重要部件，依靠它来驱动触点的闭合和打开。触头系统：触头是接触器的执行部分，包括主触头和辅助触头。主触点的作用是接通和分断主电路以控制大电流，而辅助触点在控制电路中以满足各种控制方式的要求。灭弧系统：采用灭弧装置，保证触点断开电路时，产生的电弧可靠熄灭，减少电弧对触点的损坏。为了在断开时快速熄灭电弧，接触器通常装有灭弧装置，一般采用半密封纵缝粘土灭弧罩，并装有强磁吹弧回路。工作原理：当接触器的电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁铁心的自重使主触头保持在断开位置。当电磁线圈通过控制电路接通控制电压（一般为额定电压）时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁芯，带动主触点闭合，电路接通，辅助触点相应动作。调速的优点：绕线式异步电动机转子串联电阻调速最为简单经济，适用于不需要低速运行的场合，因此在对调速性能要求不高的各种起重机械运输中仍被广泛使用。3.4 系统保护 桥式起重机的动力源是电动机起重机设计手册➤桥式起重机电气控制设计手册，通过控制电动机的正反转和速度来控制桥式起重机，因此必须对起重机的电动机进行保护。输送机在很多需要连续作业的重要生产单位都有使用，如电厂煤炭的输送，钢铁厂和水泥厂散装物料的输送，港口船舶的装卸等。

在高温、高湿、多尘的工作环境下，电机容易出现堵转、短路、断相、漏电、长期过载导致绝缘损坏等故障。输送机动力传动装置的电机一旦出现故障，拆装、更换、维修电机需要很长时间，势必造成其所在生产线的停工，甚至影响工艺流程整个大规模生产系统的流程。此外，电机故障和损坏造成的其他事故，以及工厂停工造成的间接经济损失就更大。因此，及早、准确、及时地判断电机故障，可以有效防止灾难性事故的发生。在目前使用的电机保护装置中，电动机保护器集过（轻）载保护、缺相、过（欠）压、失速、漏电、接地、三相不平衡保护等低压保护于一体，整定准确。具有高、省电、动作灵敏、工作可靠等特点，并可远距离控制，非常适用于电动机的保护。电动机保护器通过保护桥式起重机上的电动机来实现对起重机的保护。缺相、三相不平衡保护：由于缺相会导致电机三相电流严重不平衡，设计时应综合考虑缺相、三相不平衡故障。根据电机使用规范，相不平衡和缺相的计算公式如下： (IMAX/IMIN)IP 100% 公式中：IMAX——三相最大电流 IMIN——三相最小电流 IP——电机三相平均电流 相间不平衡采用反时限动作原理，即δ数越大，动作时间越短。考虑到电机本身和测量值的误差，δ为10%时开始累加，大于150%时保护器立即动作。最常见的故障是定子绕组故障。保护器立即运行。最常见的故障是定子绕组故障。保护器立即运行。最常见的故障是定子绕组故障。

原因一般是电机长期或周期性过热，导致绝缘状况恶化。由于电机定子绕组安装在接地的金属外壳中，因此电机内部发生的故障大多表现为接地故障。所采用的接地保护类型和TA（电流互感器）的连接方式与接地故障发生时接地故障电流的大小有关。接地故障电流的大小与系统接地方式有关。4.1 控制系统组成 4.2 轿厢机构主电路图 5.1 控制系统组成 5.2 轿厢机构主电路图 闭合开关QS1、QS2、QS3，急停按钮SA1弹起，处于工作状态。起升机构上行开关SQU1，小车前后限位开关SQFW、SQBW起重机设计手册，小车左右限位开关SRL、SQR处于工作状态，横梁安全开关SQ2、SQ3和轿门安全开关SQ1均处于工作状态关闭并处于正常运行状态。凸轮控制器 Q2 和 Q3 首先置于 0 档，为下一步的起重机工作做准备。参照各凸轮控制器的联系表，控制起重机大车、小车的运行，副钩的起升。按下启动按钮SB，KM线圈得电，KM主触点闭合，辅助常开闭合。将Q2设置到每个档位以获得不同的速度；将Q2置于0档，调节Q3以适应小车的各种运行速度；然后把Q2和Q3调到0档，通过调整SA的各个档位，可以获得不同的上下运行速度。本次设计的桥式起重机控制系统，主要是利用主控制器和凸轮控制器的控制和调节功能，对桥式起重机主起升、大车、下车的控制系统进行研究。设计的主要内容包括对桥式起重机的现状和国内外发展的介绍和分析，以及对其工作原理和重要部件电气控制过程的分析。机械设计课程设计 辽宁：东北大学出版社，2000。 电气传动 西安：西北工业大学出版社，2008 本次设计的桥式起重机控制系统，主要是利用主控制器和凸轮控制器的控制和调节功能，对桥式起重机主起升、大车、下车的控制系统进行研究。设计的主要内容包括对桥式起重机的现状和国内外发展的介绍和分析，以及对其工作原理和重要部件电气控制过程的分析。机械设计课程设计 辽宁：东北大学出版社，2000。 电气传动 西安：西北工业大学出版社，2008 本次设计的桥式起重机控制系统，主要是利用主控制器和凸轮控制器的控制和调节功能，对桥式起重机主起升、大车、下车的控制系统进行研究。设计的主要内容包括对桥式起重机的现状和国内外发展的介绍和分析，以及对其工作原理和重要部件电气控制过程的分析。机械设计课程设计 辽宁：东北大学出版社，2000。 电气传动 西安：西北工业大学出版社，2008 设计的主要内容包括对桥式起重机的现状和国内外发展的介绍和分析，以及对其工作原理和重要部件电气控制过程的分析。机械设计课程设计 辽宁：东北大学出版社，2000。 电气传动 西安：西北工业大学出版社，2008 设计的主要内容包括对桥式起重机的现状和国内外发展的介绍和分析，以及对其工作原理和重要部件电气控制过程的分析。机械设计课程设计 辽宁：东北大学出版社，2000。 电气传动 西安：西北工业大学出版社，2008