门式起重机电气系统设计(4)

求设计、制造部门能精心设计、认真制造，才能造出好的电气设备、造出好的起重机。

但是，仅仅这样还不够，更重要的还要求我们能够正确、合理地使用起重机和它的电

气设备，注意日常的维护保养，执行计划预修制度，经常保持设备完好，才能保证正

常运行，以满足日益发展的生产需要。

断续周期性工作类型：

生产机械的工作类型有连续、短时和断续周期性三种。

断续周期性工作类型的特点是：有一系列相似的工作周期。在每个工作周期中，

机构的工作是短时的，间断的，其中有工作时间，也有休息时间。这些工作周期又是

持续的、频繁的、重复的进行。

起重机吊运重物的过程是：首先将大车和小车开至吊运物的上空，放下吊钩，升

起重物，将大车和小车开至安放重物位置的上空，放下重物，升起吊钩，以上是一个

工作周期。再将大车和小车开至另一重物的上空，进入下一个工作周期，如此不断的

重复运行。在某一工作周期中，无论是大车，小车还是吊钩，就一个机构而言，都不

是连续工作的，而是短时工作，其中有工作时间（本机构工作时），也有休息时间（其

他机构工作时）。这些都符合断续周期性工作类型的特点，所以说起重机的主要工作机

构是断续周期性类型运行的。与之相适应，起重机的主要电控设备（电动机、控制器、

控制屏、电阻器、继电器等）也是按断续周期性工作类型运行的。

断续周期性运行时，在一个工作周期中，有工作时间，也有休息时间。对电动机

或电器元件的温升来说，开始工作时，不能达到其稳定值，停止时，也不能冷却到周

围介质的温度，如此重复多次之后，温度便逐渐升高，最后在某两个固定的温度值间

变化，温度基本稳定。按规定每一周期持续时间不超过10min，超过10min的应按短

时工作类型考虑。

断续周期性运行时，各工作周期不断重复进行，要求电动机经常起动和制动，电

器元件经常接通和分断，接电次数多，工作频繁。

16

门式起重机电气系统设计

重庆交通大学二OO八届机电一体化专业毕业设计（论文）

断续运行（既有工作时间又有休息时间）和不断重复（接电次数多，工作繁重）

是起重机电器设备的两个主要特点。所以起重机用的电动机和主要电器元件（控制器、

变频器、接触器、电阻器、继电器等）都是专门设计的，并自成系列。

一、接电持续率、接电次数和起动次数

在起重机的一个工作周期中，电器设备有接电工作时间，也有断电停止工作时间。

其工作时间与周期时间（工作时间加停止工作时间）的比值称之为接电持续率，通常

用JC%来表示。（也有称负载持续率的，用FC%表示）

JC% t1t 100% 1 100% t1 t2T

式中：t1————工作时间；

t2————停止时间；

T————周期时间；

常用的接电持续率JC值有15%、25%、40%、60%和100%5种。

选择电动机或电器元件时，接电持续率是一个重要的因素。当电动机或电器元件

使用在不同的接电持续率时，其输出功率或允许电流是不同的。接电持续率低，说明

在一个工作周期中工作时间短。从热容量观点看，电动机可有较大的输出功率，电器

元件可有较大的允许电流。电动机或电器制造厂在铭牌和产品样本上已经给出了在额

定接电持续率下的额定输出功率或额定电流值。其他常用接电持续率下的输出功率或

允许电流值一般也在产品样本上给出。如没有给出，则可以按下列公式近似地折算。

P P

I I式中：JCe————额定接电持续率；

Pe————额定接电持续率时的输出功率；

Ie————额定接电持续率时的允许电流；

JC————实际接电持续率；

P————接电持续率为JC时的输出功率；

I————接电持续率为JC时的允许电流；

按规定，断续周期性工作类型的一个工作周期时间最大不超过10min，也就是说每

小时至少要工作6次。对起重机来说，每小时的工作次数远远超过6次，一般为每小

时工作150~300次，较繁忙的每小时工作300~600次，某些起重机的个别机构每小时

工作可达1200次。工作一次也就是接电一次，故用接电次数表示其工作的繁忙程度。

17 1

门式起重机电气系统设计

李江华：集装箱龙门起重机设计（电气控制部分）

接电次数是选择电器元件的重要参数，电器元件的接电次数增多，将使触头电磨

损加大，直接影响其电寿命。当接电次数超过每小时600次时，其影响更为显著。如

欲保持电寿命不变，必须降低其允许电流值。考虑这一因素，在接电次数高时，适当

降低允许电流值。在国际上，电器制造厂的产品样本中已提供电器元件在各种接电次

数时的允许电流值。

电动机在起动和制动过程中，由于电流较大，所损耗的功率比在额定转速工作时

大，发热量也大，同时由于转速较低，散热条件恶化，故温升较高。频繁的起、制动

将影响电动机的输出功率。在考虑起、制动的影响时，我们采用起动次数的概念。起

动是指电动机转速从零起动到额定转速，又叫全起动。起重机在实际使用中，电动机

不是每次都起动到额定转速的，而是有很大一部分是起动到较低转速时就被制动，通

常称为“点车”。点车的功率损耗低于全起动。点车一次虽然也是起动一次，但从功率

损耗上讲不能算全起动一次。一般折算方法是4次点车算一次全起动。同样的道理，

由额定转速用电气的制动方法制动到零，一次相当于0.8次全起动。由正向额定转速反

接制动并反向起动到额定转速，一次相当于1.8次全起动。把这些全起动的次数加起来，

即成为在功率损耗上相当的全起动次数，简称起动次数。

启动次数是检验电动机发热、确定输出功率的重要参数。电动机的起动次数增加

后，起动损耗增加，冷却条件恶化，容许的输出功率必须相应降低。起重机各机构的

电动机的起动次数与接电次数一样也是比较高的，但两者在数值上并不一样，因接电

一次不一定是一次全起动，其中有点车甚至还有电制动。起动次数对电动机的合理选

择与使用有很大的影响，必须引起注意。

以往选择和使用电动机或电器元件时，一般都以热容量为主，认为断续周期性工

作类型的工作周期中有停止时间，可以提高电动机的输出功率或电器元件的允许电流

值，这是不合理的。因为忽略了电动机起动次数增加而影响输出功率和电器元件接电

次数而影响电寿命的因素，使在频繁操作场合下使用的电动机和电器元件损坏率很高。

所以在选择和使用的电动机或电器元件时，既要考虑断续工作的特点，又要考虑频繁

操作的特点。

二、起重机负载的特点

轨道式集装箱龙门起重机的机构一般可分为运行和升降两种，这两种机构的负载

性质是不同的。

运行机构的正、反两个方向均属阻力负载，对电动机来说在两个方向都是电动状

态，需要发出驱动力矩来拖动机构运转。

升降机构两方向的负载性质不一样。上升时为阻力负载。下降时有两种情况：当

18

门式起重机电气系统设计

重庆交通大学二OO八届机电一体化专业毕业设计（论文）

负载很轻，其重量克服不了机构的摩擦阻力时， …… 此处隐藏：2198字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……