【正文】 功率 /電流 主起升機 構(gòu) FRF54037KCH 37KW/70A 副起升機構(gòu) FRF54022KCH 22KW/43A 大車運行機構(gòu) 小車運行機構(gòu) 常用輔助件的選擇 變頻器系統(tǒng)器件由斷路器、接觸器、電抗器、變頻器、制動電阻及制動單元組成。 對于起重機運行電動機，考慮到功能性負載，工作時總是重載起動、制動。 PKgvCKP MPMCN ????? c o s1 0 00c o ??? 式中 ?cos — 電機的功率因數(shù)， ?cos = P — 起升額定負載所需功率， kw M? — 電機效率， M? =0. 85 CNP — 變頻器容量， KVA K — 系數(shù)， K=2 起升機構(gòu)變頻器容量依據(jù)負載功率計算，并考慮 2 倍的安全力矩。該變頻器是一種通用變頻器，能適用于一切傳動系統(tǒng)，使得當(dāng)負載突然增加時仍然能保持控制的穩(wěn)定性。 通過利用上述公式的計算，選用改造后的橋式起重機各執(zhí)行機構(gòu)的電機參數(shù)如表 32 所示 : 表 32 各執(zhí)行機構(gòu)電機參數(shù) 電機型號 電機功率 /電流 主起升機構(gòu) YZR225M8 26KW/55A 副起升機構(gòu) YZR180L8 13KW/ 大車運行機構(gòu) YZR160M16 2*小車運行機構(gòu) YZR132M26 4KW/ 變頻器的選用 變頻器選型 起重機各機構(gòu)負載為恒轉(zhuǎn)矩負載，普遍選用帶低速轉(zhuǎn)矩提升功能的電壓型變頻器，如日本的安川，三菱，富士，德國的西門子及丹麥的丹佛斯等。 副起升機構(gòu)： （ 1）初選電動機 ? ? ? ? NNgGQG Q 1 5 0 0 0 00 ??????? 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 smmv q / in/15 ?? ?? KWKWvGP qQj 00 50 210 00 ?? ??? ? 根據(jù)電動機樣本，選用 YZR180L8 電機，當(dāng) S3， %25?JC 時，電動機允許功率為 13KW。電機在起動過程中可承受 倍額定電流值，遠大于變頻起動上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 要求的 倍值，運行機構(gòu)的電機在以額定速度運行時電機通常工作在額定功率以下，因此高頻引起的 倍電流值可不予考慮。普通電機與變頻電機在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致 。目前，變頻器己經(jīng)發(fā)展到除非有超同步調(diào)速的要求或呈 1:20 以上的大速比，一般無須選用變頻專用電機作變頻系統(tǒng)的電動機。 電動機的選用 變頻調(diào)速對電動機的要求 采用變頻調(diào)速時，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電動機轉(zhuǎn)速范圍的擴大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動時不同的特征。機構(gòu)的電氣制動方式必須著重考慮。 運行機構(gòu) 大車運行機構(gòu)二臺電動機用一個變頻器；考慮到運行機構(gòu)的工作頻率較少，為節(jié)省成本，在調(diào)速中運行機構(gòu)共用一臺變頻器。 主起升和副起升兩臺電動機各自使用一個變頻器。 大車小車副鉤主鉤變頻器變頻器變頻器3 ~ M3 ~3 ~ M M3 ~3 ~ M變頻器PLCPLCPLCPLC主令控制器主令控制器變頻器 M變頻器變頻器變頻器 圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 下面分別對各機構(gòu)調(diào)速控制進行說明。 圖 24 主令 控制器 示意圖 根據(jù) 20/5T 橋式起重機特點及電動機的因數(shù)，故選用型號為 LK1810/1102的主令控制器。主令控制器 由觸點、 凸 輪、定位機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、面板及支承件等部分組成。 ? 可以適應(yīng)起重機所要求的頻繁啟動與變速要求 ? 可以防止起重機運動機構(gòu)超過極限位置 ? 保證在零位啟動 根據(jù) 20/5T 橋式起重機特點及電動機的因數(shù)，故選用型號為 KT1425J/1 的凸輪控制器。 表 1 KT14 系列凸輪控制器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 型 號 額定電壓/V 額定電流/A 位置數(shù) 最大功率/KW 額定操作 頻率 /次 /h 最大工作周期 /min 左 右 KT1425J/1 380 25 5 5 11 600 10 KT1425J/2 5 5 2* KT1425J/3 1 1 KT1460J/1 60 5 5 30 600 10 KT1460J/2 5 5 2*11 KT1460J/3 5 5 2*11 凸輪控制器的功能： ? 控制電動機的啟動與停止。這三部分分別由凸輪控制的 12 對觸點進行控制，其中 4對為電源控制用， 5 對為電阻切換用， 2 對起限位作用，還有 1 對為零位控制安全保護作用。 凸 輪控制器是橋式起重機的主要電氣控制設(shè)備，電動機的起停、調(diào)速、反向上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 及正反轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖等功能都由凸輪控制器完成。其中4對主觸點用于電動機正反轉(zhuǎn)控制 。 圖 22為凸輪控制器的結(jié)構(gòu)原理圖。 凸輪控制器 簡介 凸輪控制器的結(jié)構(gòu) 凸輪控制器從外部看，由機械結(jié)構(gòu)、電氣結(jié)構(gòu)、防護結(jié)構(gòu)等三部分組成。磁場定向控制有兩種方法：磁通直接反饋型和磁通前反饋型。然而 V/F 種子是一種開環(huán)控制方式，速度動態(tài)特性差，電機轉(zhuǎn)矩利用率低，控制參數(shù)（如加 /減速度等）還需要根據(jù)負載的不同來進行相應(yīng)的調(diào)整，特別是低速時由于定子電阻和逆變器等的開關(guān)延時的存在，系統(tǒng)可能會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。有的變頻器把通信口作為標(biāo)準(zhǔn)配置，有的則提供模塊形式的可選件，通信模塊插在總線接口槽內(nèi)，與數(shù)據(jù)總線連接。微處理器的控制程序存儲在存儲器中，用戶通過參數(shù)設(shè)置可以改變程序的計算參數(shù)和機構(gòu)。 變頻器的控制電路 變頻器控制電路包括主控電路、信號檢測電路、門極驅(qū)動電路、外部接口電路以及保護電路等幾個部分，是變頻器的核心部分。整流電路按其控制方式，可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。在器件的控制模式上，從電流型控制模 式及發(fā)展到電壓型控制模式，不僅大大降低了門極 (柵極 )的控制功率，而且大大提高了器件導(dǎo)通與關(guān)斷的轉(zhuǎn)換速度，從而使器件的工作頻率不斷提高。因此在選購變頻器時，變頻器輸出的諧波越小越好。所以，基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。由式 可知，這將迫使磁通隨頻率升高而降低，相當(dāng)于直流電機弱磁升速的情況。在低頻時， 1V和1E都較小，定子阻抗壓降所占的分量都比較顯著，不能再忽略。在恒頻率比條件下改變頻率時，我們能夠證明：機械特性基本上是平行下移的，如圖 21所示。 三相異步電動機每相電動勢的有效值是： gE = sN Nsk m? （ ） 式中： gE 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動勢有效值，單位為 V； 1f 定子頻率，單位為 Hz； sN 定子每現(xiàn)繞組串聯(lián)匝數(shù)； Nsk 與繞組結(jié)構(gòu)有關(guān)的繞組系數(shù)； m? 每 極氣隙磁通量，單位為 wb； 由公式可知，只要控制好gE和 1f 便可以控制磁通 m? 不變，需要考慮基頻（額定頻率）基頻以下和基頻以上兩種情況： 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 基頻以下調(diào)速 即采用恒定的電動勢。 在電動機調(diào)速時，一個重要的因素是希望保持每極磁通量 m? 為額定值不變。 本課題橋式起重機基本參數(shù)： 該機的起重量為 20/5 噸，其跨度 (L)為 主鉤起升速度為 ，副鉤起升速度為 15m/min。 變頻調(diào)速裝置的先進性能特別適用于起重機的惡劣工況，對改善起重機的調(diào)上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 速性能，提高工作效率和功率因素，減小起制動沖擊以及增加起重機使用的安 全可靠是非常有益的。它具有承載能力大、可靠性高、結(jié)構(gòu)相對簡單等優(yōu)點，隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，用戶對起重機的性能要求越來越高，而早期的起重機已無法滿足要求，因此需要對起重機的控制方式進行改進，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。在機構(gòu)方面進一步開發(fā)新型傳動零部件，簡化機構(gòu)，以焊代鑄，采用機電液一體化技術(shù)，提高使用性能和可靠性。 6．采用新理論、新方法、新技術(shù)提高設(shè)計質(zhì)量。 5．向小型化、輕型化發(fā)展。 4．向模塊化、組合化、系列化和通用化發(fā)展。起重機上還裝有微機自診斷監(jiān)控系統(tǒng)，對于自身的運行狀態(tài)進行監(jiān)測和維護。自動化立體庫堆垛機最大運行能力為 240m/min。因此，起重機將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠的方向發(fā)展。圖 11為橋式起重機總體示意圖。橋式起重機按起吊裝置不同，可分為吊鉤橋式起重機、電磁盤橋式起重機 和抓斗橋式起重機 等等 。它對減輕工人勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、促進生產(chǎn)過程機械化起著重要作用，是現(xiàn)代化生產(chǎn)中不可缺少的工具。To rise， lower liver direction and change speed， can measure each motor trouble Phenomenon， have reduced traditional electricityContacttype control system of intermediate link . it reduce the hardware and control line， has improved systematic stability ，dependability greatly . 3. The experimental result indicates ， adopt PLC control system ， it is reliable to make the bridge crane work， easy to use， have dynamical shown function， energyconservation is effectual. Key words: PLC。吊鉤的升、降方向及速度，同時能檢測各個電機故障現(xiàn)象，減小了傳統(tǒng)繼電 — 接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。電能浪費大，效率低等缺點。傳統(tǒng)的橋式起重控制系統(tǒng)主要采用繼電器接觸器進行控制，采用交流繞線串電阻的方法進行啟動和調(diào)速，這種控制系統(tǒng)存在可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高。 系統(tǒng)采用三菱公司產(chǎn)品，能控制起重機大車、小車的運行方向和速度 。 關(guān)鍵詞 : 可編程序控制器；變頻調(diào)速；橋式起重機；電氣控制系統(tǒng) 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于 PLC 控制橋式起重機變頻系統(tǒng) 的設(shè)計 2 Frequency of Bridge Crane Based on PLC Control System Design Abstract： The bridge crane carries a kind of typical equipment in the supplies system， so it have extensive function in the activity of Producing enterprise， so it important improve the bridge crane operational efficiency， guarantee the safe reliability to be operated， reduce the cost of the supplies carrying. But the traditional bridge crane control system mainly adopts relay and contactor to control bridge crane， adopt the methods of Wire winding bunch of resistance to start and adjust speed of motor， the control system have many disadvantages， for example: dependability is bad，it is plicated to operate， fault rate is high .the electric energy is wasted greatly， efficiency is low. To the question that exist in the bridge crane control system， the Paper apply Programmable Controller and frequency converter on control system of bridge crane， have candied on deeper research . Irrelevant respects. 1. According to the operation characteristic of bridge crane， bridge crane control system adopt PLC control system an