桥式起重机吊钩控制系统设计

电机与运动控制系统课程设计任务书一、设计题目题目1：某桥式起重机吊钩控制系统设计二、目的意义本课程设计是自动化专业学生在学完专业课程“电机与运动控制系统”之后进行的一项实践性教学环节。通过此环节，使学生能结合已完成的基础课、技术基础课和专业课对“电机与运动控制系统”课程的主要内容进行较为综合的实际运用，进一步培养学生应用所学的理论知识解决实际设计问题的能力，初步掌握设计的方法和步骤，增强独立查阅资料、分析问题和解决问题的能力，以及刻苦钻研的工作作风和严肃认真的工作态度。为毕业设计和将来从事实际工作奠定基础。三、设计要求起重机在实际生产中用途极为广泛，从港口码头、车站货场，到各种冶金、机械、化工、军事等领域，都离不开起重机。起重机最显著的特点是位能性负载，交直流电动机均可使用。本专业学生应充分掌握根据生产工艺流程，绘制电动机的转矩负载图，选择合适的电动机和控制设备，组成控制系统。包括系统构成、设备及器件选择、参数整定计算以及绘制系统电路原理图等内容，并能用先进控制器实现控制策略。（一）生产工艺流程及基本参数起重机吊钩的工作循环为：控钩下放、重载提升、重载下放和控钩提升四个阶段。已知数据为：起重量49000N，提升及下放速度均为10.5m/min；提升高度为16m，空钩重量为2943N，负载持续率为30%。设提升负载效率为0.85，下放负载效率为0.84，提升空钩效率为0.37，下放空钩效率为0.1。电动机经传动装置带动卷筒旋转，卷筒直径为0.38m，电动机与卷筒间的传速比为82。预选电动机：kWPN11（ZC%=25%），AIN5.11，min/715rnN，Km=2.9，222.18mNGDd。设所有旋转部件（不包括电动机转子）的飞轮力矩为GDd2的30%。设电动机的平均起动转矩为1.6TN,平均制动转矩为1.4TN,起制动过程中转矩为恒值。空钩提升及下放时，电动机接近空载，负载极小，转矩可修正为0.6TN（设I0/I1N=0.6）。电源电压为交流380V。（二）设计具体要求1.绘制电动机的转矩负载图)(tfT，并校验电动机的发热及过载能力（设当ZC=25%时，1/0Cuppk）。2.选择控制器（自主）。3.动态指标：起制动性能好、定位过程无超调量。3.系统具有过流、过压、过载、过热保护。四、设计内容（一）主回路选择和计算1.确定电动机包括：绘制电动机的转矩负载图)(tfT，校验电动机的发热及过载能力，选择电动机型号整，具体计算。2．主回路相关器件的选择3．电路保护环节的选择和计算（二）控制电路设计控制器的选择输入输出通道及其接口设计、电流反馈通道、转速反馈通道、位置反馈通道。（三）绘图画出控制系统电路原理图（包括主电路和控制电路，采用标准图纸打印）。（四）系统的软件结构（可选项）控制算法设计（五）设计报告（说明书）要求1.论述全面，叙述简洁，层次分明，书写清楚，图形、符号、曲线、数据等符合规范；2.有完整的设计说明、计算过程和系统工作原理；3.图纸清晰，规范，使用标准A×号图纸；4.封面、任务书、图纸、须打印；课设报告摘要、正文、参考文献可手写或打印，统一为A4纸；5.报告字数不少于4000字(不含图纸)。中、英文摘要（各200字左右），关键字（3～5个），列出参考文献（格式规范）；6.装订：页面左侧装订。装订顺序：封面，任务书，中、英文摘要，目录，正文，参考文献，附录1：电气元器件明细表，附录2：控制系统电路原理图。五、设计时间2015——2016学年第2学期第16、17周2016-6-1摘要桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱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。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。关键词：桥式起重机;起重小车;电动机AbstractBridgecraneisabridgetypecranerunningontheelevatedtrack,alsoknownascrane.Bridgecranebridgelayingalongtheelevatedtrackintheverticalsidesofruns,heavycartalongthelayingonthebridgetransverserunningtrack,constitutearectangularscopeofwork,youcanmakefulluseofspacebelowthebridgeliftingmaterial,fromthegroundequipmenthindered.Bridgecranewidelyusedinindoorandoutdoorwarehouses,factories,docksandopenstorageyard,etc..Bridgecranecanbedividedintoordinarybridgecranesimplebeambridgecraneforbridgecraneandmetallurgicalthree.Generalbythegeneralbridgecraneliftingtrolleyandbridgeoperationorganizationbridgemetalstructure.Liftingtrolleyiscomposedofthreeparts,theliftingmechanism,thetrolleyrunningmechanismandthesmallframe.Thehoistingmechanismcomprisesanelectricmotor,abrake,aspeedreducer,adrumandapulleyblock.Theelectricmotordrivesthedrumtorotatethroughthespeedreducer,sothatthesteelwireropeiswoundonthedrumorisdroppedfromthedrumtolifttheheavyobject.Keywords:bridgecrane;liftingtrolley;motor目录摘要.........................................................................................................................................1Abstract.....................................................................................................................................2第1章绪论.............................................................................................................................41.1桥式起重机.................................................................................................................41.2桥式起重机分类.........................................................................................................41.3桥式起重机的技术参数................................................................................................41.4桥式起重机的发展史....................................................................................................51.5桥式起重机电气控制发展趋势....................................................................................5第2章给定数据及预选电机.................................................................................................62.1生产工艺流程及基本参数............................................................................................62.2预选电机........................................................................................................................6第3章绘制转矩负载图.........................................................................................................7第4章校验电动机的发热及过载能力...............................................................................114.1发热校验......................................................................................................................114.2过载能力校验.............................................................................................................11第5章起升机构控制系统...................................................................................................115.1控制系统组成..............................................................................................................115.2起升机构控制电路图..................................................................................................125.3起升机构的工作原理...........................................................................