桥式起重机电气控制毕业设计1

1、下载可编辑河南机电高等专科学校起重机械课程设计说明书专 业 机械制造与自动化起重机方向课 程 起 重 机 械题 目 桥式起重机设计姓 名段振兴学 号 1 0 0 1 2 5 1 40班 级 起机 101 班指导教师郭云霞起机教研室编制目录、设计任务及技术参数 21 .主要技术参数22 .起重机工作机构的级别 2、电机容量选择及调速电阻器计算 21. 电机容量选择 21.1 主提升机构电机容量选择 21.2 副提升机构电 31.3 大车行走机构电动机选择 31.4 小车行走机构电机容量选择 42调速电器计算52.1 主起升机构调速电阻计算 52.2 副起升机构调调电阻器计算 62.3 大车行走机

2、构调速电阻器计算72.4 小车行走机构调速电阻器计算 8 三、主起升机构控制系统设计 9 3.1 控制系统组成93.2 主起升机构控制电路图 93.3 主起升机构的工作原理 10 四、副起升机构的系统设计 104.1 控制系统组成104.2 副起升机构控制电路图 10 4.3 副起升机构的工作原理11五、大车运行机构控制系统设计 115.1 控制系统组成 115.2 大车机构控制电路图XVIII5.3 大车机构的工作原理 12六、小车运行机构控制系统设计 126.1 控制系统组成126.2 小车机构控制电路图XIX6.3 小车机构的工作原理XIX 一设计任务及技术参数1、主要技术参数起重量跨度

3、起升高度起升速度小车运行速度大车运行速度25/5t22.5m12/18m23m/min41m/min110m/mi n2.起重机工作机构的级别：(1)工作级别A5;(2)大车运行机构的工作级别与起升机构相同，小车行机构的工作级别一律为M5表中所列速度要求，在计算后所得的实际数据可允许有15%的偏差。二、电机容量选择及调速电阻器计算1电机容量选择1.1主提升机构电机容量选择1)已知起重量Gc1=25 t 工作级别A5主提升运行速度Vcs=23m/min副钩重 Ga=4% Gc1=1 t静功率计算公式Pj = G也 j 1000Gq= (Gc1+ Ga) g= (25000+1000 )父9.81

4、 N =255060 NVS1 =23m/min=0.383m/s ”=0.98父0.98父0.98=0.94 （二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3）GqVq255060 0.383所以 Pj= Q_2_= KW=103.92KWj 10001000 0.94根据电动机样本，选用YZR355M电动机，当S3, JC=25%时，电动机允许输出功率为110KW。在基准工作制 S3, JC=40% 时 PN =90 KW。2)电动机的过载校验PnH GQVQ> m,T 1000按电动机转矩允许过载倍数 标=2.8,对绕线转子电动机H=2.1, 一台电机m=1HGQVQ _ 2. 1mT 10001

5、 2.8255060 0.3831000 0.94=77.94KW<Pn =90KW电动机过载校验通过1.2副提升机构电机容量选择1）已知起重量Gc2=5 t工作级别A5副钩起升速度VQ2=23m/min副钩重 Ga=3% Gc2=0.15t静功率计算公式GqVq Pj j 1000Gq= (Gc2+ Ga) g= (5000+150 )父9.81 N =50521.5NVq2=23 m/min=0.383m/sn=0.98 x 0.98 x 0.98=0.94 (二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3)所以Pj =GqVq = 50521.5 0.38310001000 0.94KW=20.5

6、8KW根据电动机样本，选用YZR200L电动机，当S3, JC=25%时，电动机允许输出功率为26KW。在基准工作制 S3, JC=40% 时，PN=22 KW。2）电动机的过载校验PGqVqN 一 m T 1000按电动机转矩允许过载倍数 h=2.8，对绕线转子电动机H=2.1，一台电机m=1H GQVQ _ 2.1mT 10001 2.850521.5 0.3831000 0.94KW=15.435KW<PN =22 KW.专业.整理.电动机过载校验通过。1.3大车行走机构电机容量选择1）已知起重量Gci=25 t工作级别A5大车运行速度Vcs=23m/min起重机总重G=47000

7、Kg运行静阻力。大车运行部分总质量Gg£= （Gc1 + G） g= （25000+47000 ）父9.81 N=7063207N室内运行，风阻力Gwi =0,坡度阻力Gr=0查得，取运行摩擦阻力系数 =0.0065Gz= Gg%，=706320 0.0065 N=4591.8N2）运行静功率Vcs =110 m/min=1.833m/s cs大车运行机构总效率取=0.95GzVcs4591.8 1.833PZ_L= _5_KW=8.86 KWj 10001000 0.953）运行加速功率，查得取a=0.26 m/s 2 , ta =7sPa 二1.15GG，Vcs 1.15 706

8、320 1.8332G-cs = - KW=39.74KW1000gta1000 9.81 74）初选电动机Pn1一(PjPa)=m' as as1(4.99 39.74) KW=13.16KW2 1.7式中：m-电动机数目（2台）%s-平均启动转矩倍数（对绕线转子异步电动机取1.7）根据电动机样本，选用YZR180L电动机，当S3, JC=25%时，电动机允输出许功率为 17KWo 在基准工作制 S3, JC=40%时，Pn=15KW。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=G2=0.9则P

9、s=GGV=0.9 4591.8 1.833 KW=8.95 KW10001000 0.94查得，YZZR180L电动机，当JC=25%, CZ=600时，其允许输出功率 P=12KW>Ps, 电动机发热校验通过。1.4小车行走机构电机容量选择1）已知起重量GC1=25t工作级别A5小车运行速度Vss=23m/min小车自重Gx =7808Kg运行静阻力。小车运行部分总质量Gg（ Gci+ GX）g= （25000+7808 ）父9.81 N=321846.48N室内运行，风阻力Gw1 =0,坡度阻力Gr=0,查得取运行摩擦阻力系数=0.0075GZ= G Gx =3321846.48

10、0.0075 N=2413.85N2）运行静功率Vss =41m/min=0.683m/s小车运行机构总效率取=0.9PjGzVss =10002413.85 0.6831000 0.9KW=1.83KW1.15GgM；_Pc =1000gtaKW=2.12KW3）运行加速功率。查得取a=0.083 m/s 2 ,ta=8.29 s_21.15 321846.48 0.68321000 9.81 8.294）初选电动机_11Pn (PjPa)=- (1.83 2.12) KW=2.32KWmas1 1.7式中：m-电动机数目?-as-平均启动转矩倍数（对绕线转子异步电动机取1.7）根据电动机样

11、本，选用YZR132M1电动机，当S3, JC=25%时，电动机允输出许功率为 2.5 KW。在基准工作制 S3, JC=40% 时，PN=2.2KW。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=G2=0.9GZVssPs= G Z ss =0.910002413.85 0.6831000 0.9KW=1.65 KW查得，YZR132M1电动机，当JC=25%,CZ=300时，其允许输出功率 P=2.46KW> Ps, 电动机发热校验通过。2调速电阻器计算 2.1主起升机构调速电阻计算主提升机构选用

12、用电阻调速方法电机型号YZR355M动率Pe=110KW额定电压U=380V额定电流I1e=218A转子开路电压 U 2e =475V转子电流I1e=207A额定转速n=581r/min :最大转矩M m 额定转矩Mem=1.84功率因数cos： 1e=0.81效率=0.9调速要求： 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200r/min,三速330r/min,四速460r/min,五 速 560r/min.分析：对于电动机固有特性有额定转差率 Se=(n 0-n 2 )/n 0=(750-581)/750=0.23绕线转子每相绕组电阻:r2 =SeE2e

13、 0.23 4753I2e 3 207=0.305临界转差率 Sm=Se( m+ m2 -1 )=0.23 3.391=0.78 1 .第一档速度 ne=130r/minWJ有 Se=( n 0-n1)/ n 0 =(750-130)/750=0.83叉根据异步电机人为特性的实用表达式 Mx=2' mMmSx SxmSxm Sx可解得:Sxm=Sx ' mMm/Mx 二(mMm/Mx)2 -1 在该起重机中，负载转矩Mx=电机额定转矩Me。S1m=S 1e (' m -'m2则有-1 )=0.83(1.84 一 .1.842 -1 )即 S1m =2.81又根据

14、异步电动机的机械特性参数表达式，当am/as=0时.即转矩最大值时.临界转差率Sm为： r Sm=二22（2 X2）对于一速，有Sxm = r2二亚 Smr2得 rb1=1.244 f 1同理可得 rb2=1.064 11 rb3 =0.704 11rb4 =0.349 11第五档速度此档速度为电机鞭定糟建，不用接任何电阻.2.2 副起升机构调速电-阻器计算1）已知参数：由所选YZR200L电动机，查得额定功率Pn=26KW,转子开路电压E2N =380V,转子额定电流I 2N =82.4A,额定转速n N =956 r/min ,同步转速60 f 60 50n 0 =1000 r/min。R

15、N =3803 82.42）电动机额定电阻c=2.66 113）电动机的等效转差率r*d额定转差率Sn叫一小n01000-9561000=0.044等效转差率r*d=R* Sn转子导线电阻R= -=0.0175 笆=0.033 11A16式中：L-电动机转子导线长度，对起升电动机为30 mA-导线截面积.转子导线电阻标么值R*=E="33=0.012 Rn2.66所以 r； = R*sN =0.012 0.044=0.00054）选电阻器选用RS5型电阻器，用4级可切换电阻和1级常用电阻。可得各级电阻的标么值 R； =0.1- r ； =0.1-0.0005=0.0995 * R2=

16、0.1R；=0.2 _ * _ _ R4=0.27R5=1.135）各级电阻值计算R产R N R1 =22.26 0.0995 11 =0.225 11R2=R n R2 =2.26 0.1 11 =0.226 11r3=r n r3=2.26 0.2 j =0.452 j * r .R4 = Rn R4 =2.260.27 'J=0.610*. .ysnta.x-w.R5=Rn R5=2.261.13 11 =2.554 112.3 大车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选 YZR180L电动机，查得额定功率 Pn=15KW,转子开路电压E2N =380V,转子额定电流I 2N

17、 = 46.5A,额定转速n n =962r/min ,同步转速 no=6Of= 60=1000 r/min 2）电动机额定电阻RN =E2N =3803I2N 3 46.53）电动机的等效转差率rd十二斗士 n0-nN1000 - 962额定转差率Sn = 0N = 一而 =0.038等效转差率rd=R* sN转子导线电阻 R= - =0.0175 15=0.016 11A16式中：L-电动机转子导线长度,对运行电动机为15 mA-导线截面积，查得A为16 mm 2转子导线电阻标么值 R*= 0016 =0.0034Rn4.72所以 rd =R*Sn =0.0034 0.038=0.0001

18、3 4）选电阻器运行机构电动机功率100 KW以下时，选用RY5型电阻器，用4级可切换电阻和1 级常用电阻。查得各级电阻的标么值 R1 =0.1- rd =0.1-0.00013=0.09987*R2 =0.1 *R3=0.2 * _R4=0.4R5=1.25）各级电阻值计算R1 = RN R1 =4.72 0.09987 1 1 =0.471 11r2 = Rn r2 =4.72 0.1 1 1 =0.472 11R3=RN r3=4.72 0.2 j =0.944 11 * _ _R4 = RN R4 =4.72 0.4 11 =1.888 11R5=RnR5=4.72 1.2 11 =5

19、.6642.4 小车行走机构调速电阻器计算1）已知参数：由所选YZR132M1电动机，查得额定功率 Pn=2.2KW,转子开路电压E2N =132V,转子额定电 流I 2n =12.6A,额定转速 n n =908r/min , 同步转速60 50 =1000 r/min32）电动机额定电阻Rn= E2N = 132, =6.05 11、3I2n 3 12.6. - . 、 *3）电动机的等效转差率1额定转差率sN = n0 fn01000-9081000=0.092等效转差率r； = R* Sn转子导线电阻 R= - =0.0175 =0.0263 11 A10式中：L-电动机转子导线长度,

20、对运行电动机为15 mA-导线截面积，查得A为10 mm 2Rn 6.05转子导线电阻标么值 R*= = a*63 =0.0043所以 rd = R* sN =0.0043 0.092=0.00044）选电阻器选用RY5型电阻器，用4级可切换电阻和1级常用电阻。查得各级电阻的标么值 R； =0.1- rd =0.1-0.0004=0.0996一*R2 =0.1R；=0.2一 * _ R4=0.4R5=1.25）各级电阻值计算Ri=Rn R1 =6.05 0.0996 ' 1 =0.60311R2 = Rn R2 =6.05 0.1 11 =0.605 11r3=rn r3=6.05 0

21、.2 11 =1.21 11* R4 = Rn R4 =6.05 0.4 11 =2.42 11R5= Rn R5=6.05 1.2 I 1 =7.26 11三：主起升机构控制系统3.1 控制系统组成主提升控制系统包括制动器 ，三相异步电动机，凸轮控制等。3.2 主起升机构控制电路图A蝴FY占制左腰鞠f一乂5（伯伊9里IzlalrrL2 3 4 5 - 一-a一 旦 R R RUJLj Hillnffi3.3主起升机构的工作原理开关±#下降54321012345Z1+Z2+Z3+Q2+Q1+X2D2+X3D1+X2D1+X3D2+图4.2无触点开关切换电阻调速控制板注：上升即为正转&

22、#39;、下降即为反转'；+彳弋表接通、空白代表断开。例如：在上升'的 3"挡时 Z3、Z2、Z1、X2D1、X3D2 断开，Q2、Q1、X2D2、X3D1 接通，电机正转Q2、Q1下面电阻被短接，电阻变小，转速变快。在下降的4"挡时Z1、Z2、X2D2、X3D1 断开，Z3、Q2、Q1、X3D2、X2D1 接通，电机反转 Z3、Q2、Q1下面电阻被短接,电阻变小，转速变快。四、副起升机构的系统设计4.1 控制系统组成1) 三相异步电动机2)凸轮控制器3) 制动器Cin3-piaa五一活承3w3Z Q0QD4.2 副起升机构控制电路图图4.1起升升降控制回路4.3 副起升机构的工作原理与主起升机构相似五、大车运行机构控制系统设计5.1 控制系统组成3）制动器1）三相异步电动机2）凸轮控制器5.2 大车机构控制电路图JJ4/=01/15543E11E34