【正文】 在門吊上用作短路保護的電器有熔斷器和過電流繼電器；用作過載保護的電路有熱繼電器。負載變化時，各檔速度基本不變，調(diào)速性能好。控 制 小 車 電 動 機 的 變 頻 器 與 PLC 控 制 原 理 圖 如 圖 2 所 示 。（注：參照同規(guī)格起重機） 可編程序控制器（ PLC） 可編程序控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術(shù)、半導體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。 輸入側(cè)電磁接觸器 ： 不要頻繁的操作輸入側(cè)電磁接觸器 (MC)， 會導致變頻器故障 。 需要大轉(zhuǎn)矩啟動時 ， 要選擇大 1 級容量的變頻器 。 對于 “ 溜鉤 ” 現(xiàn)象方面，可以充分利用變頻器豐富的控制功能，有些變頻器制造商已生產(chǎn)了起重機專用的變頻器。 由此可見，從電阻部分被切除的過程：分析可以得出： 當控制器轉(zhuǎn)到第一檔時，電阻沒有切除，電動機的轉(zhuǎn)子外接電阻全部接入電動機轉(zhuǎn)子內(nèi)，電動機起動電流很?。灰蚨_到了控制起動電流，又可獲得適當?shù)钠饎愚D(zhuǎn)矩。 改變非磁性墊片的厚度或用調(diào)節(jié)螺母改變反作用彈簧的壓力，就可以調(diào)整繼電器的延時整定值。 三 、 接觸器 接觸器是用來將主電路接通與斷開遠距離控制的電器。 為了避免觸頭開閉過程中產(chǎn)生的電弧從一對觸頭跳到另一對去，在各觸頭元件間裝有用耐 火絕緣材料制成的滅弧罩。KTJ1— 50/3 型控制器控制一臺鼠籠型電動機。 為了適應環(huán)境溫度變化范圍大的特點，電動機一般制成兩種以上的絕緣登等級，分別使用在不同的環(huán)境溫度下。 由于橋吊、門吊的工作特點，采用的三相交流繞線式異步電動機應適應反復短時運轉(zhuǎn)；頻繁的起動、逆轉(zhuǎn)和制動；經(jīng)常起載和重載起動；機械振動和沖擊較大；工作環(huán)境惡劣等。 本機在最高處設置有避雷裝置。門式起重機電氣方面的拖動原理、電器設備、保護電器、控制電器等與橋式起重機區(qū)別不大。正序電壓在定子繞組中產(chǎn)生正序電流，而負序電壓產(chǎn)生負序電流。對電動機來說，上升和輕負載下降時是電動狀態(tài)，產(chǎn)生驅(qū)動力矩來拖動機構(gòu)運轉(zhuǎn)；重負載下降時，由重物拖動機構(gòu)向下運轉(zhuǎn)，電動機處于制動狀態(tài)，產(chǎn)生制動力矩來平衡由負載產(chǎn)生的驅(qū)動力矩，使重物以穩(wěn)定的速度下降。一般折算方法是 4 次點車算一次全起動。如沒有給出，則可以按下列公式近似地折算。與之相適應，起重機的主要電控設備（電動機、控制器、控制屏、電阻器、繼電器等）也是按斷續(xù)周期性工作類型運行的。完善的電氣保護系統(tǒng)和故障自動檢測系統(tǒng)是現(xiàn)代起重機控制技術(shù)的一個重要特點，觸摸屏成為軌道龍門吊司機室的必要配置。 集裝箱龍門起重機設計（電氣控制部分） 10 四、 小車運行機構(gòu) 根據(jù)小車軌距大小， 軌道式集裝箱門式起重機 的小車運行機構(gòu)可選用集中驅(qū)動或分別驅(qū)動。如有的一年內(nèi)要工作 7000 小時，有的工作 4000 小時，還有 2021 小時、 1000 小時不等。在萊茵河兩岸的集裝箱碼頭 廣泛采用這種機型，如曼海姆集裝箱碼頭，裝備有 2臺 軌道式集裝箱門式起重機 ，其中 l臺跨距為 65m，外伸距為 13m；另 1臺跨距為 65． 5m，外伸距為 ，起重量均為 35t。 機電一體化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 1 7 軌道式集裝箱門式起重機 的分類 軌道式集裝箱門式起重機 的結(jié)構(gòu)形式很多，早期有桁架結(jié)構(gòu)和 L 型箱形單梁結(jié)構(gòu)等，但目前基本上都采用箱形雙梁結(jié)構(gòu)形式。 (2)、 軌道式集裝箱門式起重機 可以最大限度地實現(xiàn)堆場作業(yè)的自動化，也可以實現(xiàn)無人駕駛，而這是一般 輪胎式集裝箱門式起重機 所不具備的。一般表示起升速度參數(shù)，應注明繩數(shù)。有效幅度反映起重機的實際工作能力；沒有使用支腿側(cè)向工作時，則工作幅度用 A1（ 單胎）或 A2（雙胎）表示。 起重機械的主要性能參數(shù)包括：起重量、工作幅度、起重力矩、起升高度以及工作速度等。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有起升機構(gòu)帶剛性吊桿的和帶撓性懸掛吊具；根據(jù)集裝箱載重量大小可分為 5噸、 10 噸、 20 噸和 噸幾種；還有根據(jù)走行機構(gòu)的不同，有輪胎式和軌道式。根據(jù)人類生產(chǎn)和生活的需要．許多具有持殊用途的新型設備不 斷出現(xiàn)。 集裝箱龍門起重機由普通龍門起重機發(fā)展而來，是專門用來 裝卸集裝箱的一種起重機，被廣泛的用于碼頭、車站、貨場等。 集裝箱龍門起重機設計（電氣控制部分） 2 電氣設備部分主要由電動機、電器元件和電氣線路等組成。設計起重機的機器房結(jié)構(gòu)，并構(gòu)建實 體模型，編寫設計說明書 。工作幅度表示起重機不集裝箱龍門起重機設計（電氣控制部分） 4 移位時的工作范圍，它包括最大幅度 (Rmax)和最小幅度 (Rmin)兩個參數(shù)。額定起升高度是指滿載時吊鉤上升到最高極限，自吊鉤中心到地面的距離。其中以 輪胎式集裝箱門式起重機 和 軌道式集裝箱門式起重機 為主，這兩種機 型可以更有效地利用場地空間。 (4)、 以電力為動力，無廢氣排放，噪聲低，環(huán)保 性能好。 本設計 軌道式集裝箱門式起重機 的起重量為 。 — 般不超過 120 米 /分。近幾年，采用卓輪行星減速機驅(qū)動的四聯(lián)卷筒起升機構(gòu)在許多碼頭、貨場得到應用，通過合理設置鋼絲繩纏繞系統(tǒng)，可以使起升機構(gòu)既能保證同步升降，同時又具有一定的防搖效 果。起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)大多選用盤式制動器，而大 車運行機構(gòu)可選用塊式制動器、盤式制動器、液壓輪邊制動器，近年來防風慣性制動器也有較 多應用。 斷續(xù)周期性工作類型的特點是：有一系列相似的 工作周期。（也有稱負載持續(xù)率的，用 FC%表示） 1112% 10 0% 10 0%ttJC t t T? ? ? ?? 式中： 1t ———— 工作時間； 2t ———— 停止時間； T———— 周期時間； 常用的接電持續(xù)率 JC 值有 15%、 25%、 40%、 60%和 100%5 種。 電動機在起動和制動過程中，由于電流較大，所損耗的功率比在額定轉(zhuǎn)速工作時大，發(fā)熱量也大，同時由于轉(zhuǎn)速較低，散熱條件惡化，故溫升較高。因為忽略了電動機起動次數(shù)增加而影響輸出功率和電器元件接電次 數(shù)而影響電壽命的因素，使在頻繁操作場合下使用的電動機和電器元件損壞率很高。 反接制動 電動機被過重的負載倒拉，就會出現(xiàn)反接制動狀態(tài)。 電氣設備的功用主要在于：由電動機將電能轉(zhuǎn)變成機械能，通過傳動裝置拖動工作機構(gòu)；控制設備通過各種控制器件和電器元件用來控制電動機按工作機構(gòu)的要求完成各種動作。 小車運行機構(gòu)：該機構(gòu)操作手柄為 3SA，設置前進和后退各四個檔位，可實現(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運動。另外還配備了 2盞隔爆型手提檢修燈（可充電式）和必要的消防設備。為了適應頻繁起動的要求，提高高起動次數(shù)下的輸出功率，電動機具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較小的平均起動電流，以降低起動損耗 為了適應頻繁的帶負荷起動、制動和逆轉(zhuǎn)，要求電動機具有較高的最大力矩值（即過載能力）。控制電路容量選擇應按實際工作工況、電器能力和要求的工作壽命來綜合考慮決定。 KTJ1— 50/ KT10— 25J/2 和 KT10— 60J/2 的控制功率由定子回路接觸器的控制功率而定。 LK16 型主令控制器 LK16 型主令控制器的額定電流為 10A，額定電壓為交流 380V 或直流 1 2440V。轉(zhuǎn)動式交流接觸器，當線圈通電時，銜鐵即被吸向軛鐵，帶動方軸轉(zhuǎn)動，控制觸頭的開閉，實現(xiàn) 遠距離閉合、切斷電路，控制電動機的各種工作狀態(tài)。 根據(jù)控制設備與所控制電動機的容量范圍，按規(guī)定選用相應電阻器。本設計采用分檔。 控制系統(tǒng)的故障率大為下降，原系統(tǒng)是由十分復雜的繼電系統(tǒng)和接觸器進行控制的，故障率較高。集裝箱龍門起重機設計（電氣控制部分） 26 而且 ， 為了不受外圍設備的干擾 ， 與強電回路 (主回路和繼電器程序回路 )分開進行接線 。 而且 ，因為低速運行時冷卻效果降低的 緣故 ， 容許輸出轉(zhuǎn)矩會降低 。 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 ： PLC 控制的門 式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖 1 所示 ： 門 式起重機大車、小車、主鉤，副鉤電動機都需要獨立運行，大車為八 臺電動機同時拖動，所以整個系統(tǒng)有 十四 臺電動機， 4 臺變頻器傳動，并由 4 臺 PLC 分別加以控制。位置開關(guān) SQ1 和 SQ2 裝在小車兩頭。 保護箱由閘刀開關(guān)、接觸器、過電流繼電器和信號指示燈等組成。在小起重量的橋、門吊上可直接用接觸器作零壓保護。 電器保護裝置及選用 一 、 保護箱 起重機保護箱 (柜 )是用來保護起重機及其各機構(gòu)電動機的一種專用電器裝置。當發(fā)生緊急情況時，可立即拉開緊急開關(guān) SB2，一方面機械制動將所有電動機制動，另一方面將變頻器緊急停機控制端 EMS接通，變頻器將使電動機迅速停機。 近年來，隨著計算機技術(shù)和電力電子器件的迅猛發(fā)展，電氣傳動和自動控制領(lǐng)域也日新月異。 請與電機制造商聯(lián)系 ， 必要時使用絕緣強化的電機 。 保養(yǎng)檢查 ： 因 變頻器內(nèi)部有儲能電容器 ,切記在停電后等放電燈滅后方可進行保養(yǎng)和檢查 。 二、 起重機采用變頻調(diào)速的優(yōu)點 ： 可靠性提高，主要有以下幾個方面 ： 消除了電動機的薄弱環(huán)節(jié)，用鼠籠電機取代繞線電機 ， 消除了電刷和滑環(huán)等薄弱環(huán)節(jié)。 一、 采用變頻調(diào)速的基本考慮： 主拖動系統(tǒng) （ 1）電動機的選型（略，見上節(jié)） （ 2）調(diào)速方法：采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 橋、門吊上普遍采用康銅板形元件 (ZB2 型 )、鐵鉻鋁帶形元件 (ZDl 型 )和鐵鉻鋁圓形元件 (ZY 型 )的電阻器。它由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)三個主要部分組成。各種型式的主令控制器中以凸輪型主令控制器應用最廣泛。 KT10— 25J/7 和 KT10— 60J/7 控制器控制一臺繞線型電動機，轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器。起重機常見的控制電器有開 關(guān)、接觸器、凸輪控制器、主令控制器、繼電器和電阻器等。為了提高在高接電持續(xù)率下的輸出功率，電動機設計得有較高的熱容量、較低的固定損耗（即鐵損）和較大的散熱面積。在機器房配置有 2臺軸流風機，在電氣房配置有一臺軸流風機以改善散熱條件?？蓪崿F(xiàn)平滑地勻加速或勻減速運動。如果以電動機作為原動機來拖動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝通常稱為電力拖動系統(tǒng)。這種制動方法常用于起升機構(gòu)下降重物時，其特點是轉(zhuǎn)速較快，且必須超過同步轉(zhuǎn)速。起動次數(shù)對電動機的合理選擇與使用有很大的影響，必須引起注意?？紤]這一因素，在接電次數(shù)高時，適當降低允許電流值。 一、 接電持續(xù)率、接電次數(shù)和起動次數(shù) 在起重機的一個工作周期中，電器設備有接電工作時間，也有斷電停止工作時間。但是，僅僅這樣還不夠，更重要的還要求我們能夠正確、合理地使用起重機和它的電氣設備，注意日常的維護保養(yǎng)，執(zhí)行計劃預修制度，經(jīng)常保持設備完好，才能保證正常運行，以滿足日益發(fā)展的生產(chǎn)需要。減速器采用軸裝式或臥式，前者目 前在高效率起重機上應用普遍，而且經(jīng)常選用三合 一驅(qū)動裝置，工作可靠，但價格較高。所以在起升機構(gòu)的設計中，必須考慮吊具的同步升降問題。 門吊的工作速度有三種，根據(jù)起重機用途和起重量的不同而不同。 一、 起重量 軌道式集裝箱門式起重機 的起重量有 3個指標，即額定起重量、吊具下起重量、吊鉤下起重量 。 (2)、 定位能力好，且可以提供最迅速和最有效的集裝箱存儲和檢索系統(tǒng)，易于實現(xiàn)堆場自動化，如 果和自動搬運車或移箱輸送機等配合作業(yè)，可以達到很高的作業(yè)效率。起重機質(zhì)量利用系數(shù)（ 2 /KN m KN? ）的表示形式是以起重力矩和與此相對應的起升高度來表示，如下式： QRHK G? 。 對于能配用幾種不同臂長的起重機，對應每一種長度的起重臂都有其起重特性曲線 。一般起重機的額定起重量是指基本起重臂處于最小幅度時允許起吊的最大起重量，也就是起重機銘牌上標定的起重量。到 4039。如果以電動機作為原動機來拖動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)，則它的驅(qū)動、傳動裝置通常稱為電力拖動系統(tǒng)。國際標準化組織為集裝箱規(guī)定了統(tǒng)一的規(guī)格、重量。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長，擴大作業(yè)范圍。任何生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設計，都包括兩個方面：一是滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求，另一個是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用及維修的需要。通常稱為額定起重量，用“ Q”表示。起重力矩的單位過去慣用 tm表示，現(xiàn)都用 KNm? 表示，它是起重機的綜合起重能力參數(shù)，能全面和確切地反映起重機的起重能力。 俯仰變幅起重臂的變幅速度也就是起重臂升起和降落的速度，一般落臂速度要快于升臂速度。 (4)、 目前英國泰晤士港集裝箱碼頭和 MorrisAutomation公司已完成了世界上第 1個雙提升吊具 在無人駕駛?cè)詣?軌道式集裝箱門式起重機 上應用的試驗，可同時吊運 2個 20ft集裝箱，額定起吊能力為 50t。其中單懸臂結(jié)構(gòu)形式的 軌道式集裝箱門式起重機 主要受使用場地的限制，從結(jié)構(gòu)受力角度講并不是一種好的結(jié)構(gòu)形 式，使用較少。 四、 工作速度 起重機的速度參數(shù)包括起升速度、小車運行速度和大車運行速度。 機電一體化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 1 9 軌道式集裝箱門式起重機 的機構(gòu) 一、 門架結(jié)構(gòu) 軌道式集裝箱門式起重機 的門架結(jié)構(gòu)一般采用箱形雙主梁對稱結(jié)構(gòu)，不帶懸臂的大多采用中軌梁，帶 懸臂的大多采用偏軌梁。