机电一体化毕业论文--桥式起重机的变频调速控制系统

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1、 毕 业 设 计（论文） （说 明 书） 题 目 ： 桥式起重机的变频调速控制 系统 姓 名 ： 学 号 ： 2013 年 11 月 10 日 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 专业 机电一体化专业 任 务 下 达 日 期 2013 年 10 月 07 日 设计（论文）开始日期 2013 年 10 月 09 日 设计（论文）完成日期 2013 年 11 月 10 日 设计（论文）题目： 桥式起重机的变频调速控制系统 A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 李俊堂 系（部）主 任 2013年 11 月 10 日 摘要 桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地

2、位，经过几 十年的发展，我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺、设备使用维修、 管理方面，不断积累经验，不断改造，推动了桥式起重机的技术进步。但在实际使用 中，传统桥式起重机的控制系统所采用交流绕线转子串电阻的方法进行启动和调速， 继电接触器控制，在工作环境差，工作任务重时，电动机以及所串连电阻烧损和断 裂故障时有发生；继电接触器控制系统可靠性差，操作复杂，故障率高；转子串电 阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。所串连电阻长期发热， 电能浪费大，效率低。要从根本上解决这些问题，只有彻底改变传统的控制方式。近 年来，随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展，同时也带动电气

3、传动和自动控制 领域的发展。其中，具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应 用，为 PLC 控制的变频调速技术在桥式起重机系统提供了有利条件。变频技术的运 用使得起重机的整体特性得到较大提高，可以解决传统桥式起重机控制系统存在诸多 的问题，变频调速以其可靠性好，高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重运 输机械行业中具有广泛的发展前景本次设计采用 PLC 和变频器技术，以 PLC 控制变 频器，即以程序控制取代继电接触器控制，控制变频器实现变频调速，设计出 PLC 控制的桥式起重机的变频调速系统，进而实现了起重机的半自动化控制。此系统特别 适用于桥式起重机在恶劣条件下的工作情

4、况，对改善桥式起重机的调速性能，提高工 作效率和功率因数，减小起制动冲击以及增加起重机使用的安全可靠性是非常有益 的。 关键词：设计背景，设计方案，硬件组成，软件系 目录目录 第一章 桥式起重机的变频调速控制系统的设计背景及意义 1 1.1 桥式起重机调速控制方式的发展 . 1 1.2 主要调速系统 . 1 1.2.1 DC-300 直流驱动调速系统： 1 1.2.2 交流调速控制系统： 2 1.2.3 变频调速系统： . 2 1.3 本课题的意义 . 3 第二章 桥式起重机的变频调速控制系统的设计思路 5 2.1 起重机调速控制要求. 5 2.1.1 调速范围 5 2.1.2 调速方向和经济

5、性 . 5 2.1.3 调速的平滑性 5 2.1.4 调速的稳定性 6 2.1.5 调速时的允许负载 . 6 2.2 变频调速的原理 7 2.2.1 据异步电机的知识，异步电机的转速公式： . 7 2.2.2 三相异步电动机每相电动势的有效值： 8 2.3 变频调速系统图 8 第三章 桥式起重机变频调速系统的组成 9 3.1 起重机主体 9 3.1.1 吊钩 9 3.1.2 钢丝绳 9 3.1.3 制动器 9 3.1.4 减速器 10 3.1.5 联轴器 10 3.2 电动机 . 10 3.2.1 11 / fU =常数时的变频调速机械特性 . 10 3.2.2 N UU 11 的变频调速机械

6、特性 . 11 3.3 变频器 . 12 3.3.1 变频器的分类 12 3.3.2 变频器的主电路 . 13 3.3.3 变频器的控制电路 . 14 3.3.4 交直交变频器 . 14 3.3.5 脉宽调制型 (PWM) 变频器. 17 3.4 PLC 的选择 21 3.4.1 PLC 的产生 21 3.4.2 PLC 的主要功能 . 22 3.4.3 PLC 的主要优点 . 23 第四章 桥式起重机变频调速控制系统设计 25 4.1 系统控制的要求 25 4.1.1 对桥式起重机变频调速控制系统的基本要求： 25 4.1.2 桥式起重机变频调速控制系统的组成： 25 4.1.3 桥式起重机变频调速控制系统的选择 . 25 4.2 变频调速控制系统的 I/O 地址分配 26 4.2.