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第一篇 总论2

第一章 起重机设计规范（电气部分）和技术标准2

第一节 起重机电气设计规范2

一、电源和供电2

二、配电系统3

三、电气保护3

四、电气控制4

五、电气设备的工作环境6

六、电动机选择6

七、电线电缆及敷设10

八、起重吊具的电气设备11

九、辅助电气设备12

第二节 起重机安全规程（电气）12

一、环境和运行条件12

二、配电系统13

三、控制与操作系统13

四、电气保护14

五、安全防护装置14

第三节 起重机常用电气标准目录16

一、起重机产品类16

二、综合类规范、规则16

三、电气设备类16

第二章 起重机参数和工作级别19

第一节 起重机用途和分类19

一、起重机械和起重机19

二、起重机的用途19

三、起重机的分类19

第二节 起重机主要参数20

一、起重量G20

二、跨度S与轨距K22

三、幅度L与有效悬臂长度L123

四、起升高度H24

五、工作速度与加速度24

六、生产率27

七、年平均工作小时数和年平均起动次数27

第三节 起重机工作级别28

一、起重机整机工作级别28

二、机构工作级别29

三、结构件或机械零件的工作级别30

第三章 起重机电力装备技术要求32

第一节 一般技术要求32

一、环境条件32

二、使用性能32

三、电气设备选用原则32

四、电压损失33

五、电气设备的安装33

六、其他33

第二节 传动控制方案34

一、传动系统选择34

二、传动控制系统性能34

三、控制方式选择34

四、几点说明34

第三节 主要电气元件35

一、电动机35

二、制动器驱动元件35

三、电阻器35

四、起重电磁铁36

第四节 安全保护37

一、对电力装备的安全要求37

二、安全防护措施39

第五节 馈电装置40

一、小车馈电装置40

二、大车馈电装置41

三、集电器及集电环41

四、对馈电装置的一般要求41

五、几点说明41

第六节 导线及敷设41

一、导线选型41

二、导线截面积选择41

三、导线敷设42

四、几点说明43

第七节 照明、信号、通信43

一、照明43

二、信号43

三、通信43

四、几点说明43

第八节 接地44

一、接地范围44

二、接地要求44

三、其他特殊要求44

四、接地电阻44

五、对地绝缘电阻44

六、几点说明44

第四章 电动机容量校验45

第一节 电动机过载校验45

一、起升机构电动机的过载校验45

二、轨道运行式运行机构电动机的过载校验45

第二节 电动机发热校验45

一、各参数的计算式45

二、S4工作方式的绕线转子电动机的发热计算公式46

第三节 电动机功率选择47

一、YZR系列电动机在不同JC和CZ时的允许输出功率47

二、起重机电动机功率选择计算中的JC、CZ和G值47

三、桥式起重机起升机构和运行机构电动机功率的选择47

第四节 用平均损耗法校验发热70

一、平均损耗法及计算公式70

二、计算实例71

第二篇 起重机用电动机82

第一章 一般技术要求和主要特点82

第一节 概述82

第二节 一般技术要求82

一、电动机工作制与定额82

二、换向火花等级86

三、绕组绝缘电阻86

四、耐电压试验87

第三节 主要特点87

第四节 电动机温升88

一、不同工作制的电动机温升88

二、电动机的温升测定89

第五节 电动机的标准化91

一、电动机尺寸及公差91

二、电动机轴伸、键、键槽的尺寸及轴伸的最大允许转矩91

三、输出功率等级95

四、电动机轴中心线高度96

五、电动机轴伸型式尺寸96

六、电动机转速100

七、电动机冷却方法100

八、电动机外壳防护等级103

九、电动机结构、安装型式及代号104

十、电动机参数对额定值的容差116

第二章 YZR、YZ系列起重及冶金用三相异步电动机120

第一节 概述120

第二节 功率范围、电压及频率121

第三节 电动机结构及安装型式122

第四节 技术数据、铁心及绕组数据134

一、技术数据134

二、铁心及绕组数据134

第三章 YZR3系列起重及冶金用三相异步电动机148

第一节 基本性能148

一、结构型式148

二、基本参数148

三、电气性能149

第二节 结构特点150

一、机座、端盖150

二、轴承151

三、转子平衡结构151

四、集电环、刷握及电刷151

五、接线盒151

第三节 主要技术数据、安装及外形尺寸152

一、功率等级与安装尺寸的关系152

二、主要技术数据152

三、安装及外形尺寸152

第四节 YZR3系列电动机与国内外电动机的关系152

一、与YZR系列电动机的关系152

二、与国外电动机的关系152

第四章 YZR、YZ电动机派生系列产品169

第一节 涡流制动器169

一、涡流制动器的原理169

二、WZ系列涡流制动器171

三、YZRW系列起重及冶金用涡流制动绕线转子三相异步电动机178

第二节 YZRG、YZRF系列起重及冶金用强迫通风型绕线转子三相异步电动机185

一、概述185

二、技术数据、安装及外形尺寸189

第三节 YZR-Z系列起重专用绕线转子三相异步电动机189

一、采用专用电动机的由来189

二、主要特点189

三、主要技术数据191

第四节 YZD系列起重用多速三相异步电动机194

一、设计特点194

二、主要性能194

第五节 YZTD系列塔式起重机用多速三相异步电动机196

一、设计特点196

二、主要性能、外形及安装尺寸196

第六节 YG系列辊道用三相异步电动机199

一、结构特点199

二、主要性能199

三、外形及安装尺寸202

第七节 YZRS系列起重及冶金用绕线转子双速三相异步电动机206

一、设计特点206

二、主要性能、外形及安装尺寸206

第八节 起重机用隔爆型电动机207

一、主要特点207

二、电动机在基准工作制时的主要技术数据209

三、电动机外形及安装尺寸209

第五章 交流变频电动机217

第一节 概述217

一、变频电动机的特点及主要技术要求217

二、变频电动机的选型217

第二节 主要技术参数、功率范围、电压和频率218

一、主要技术参数218

二、功率范围218

三、电压和频率219

第三节 通用变频调速三相异步电动机219

一、技术特性219

二、主要技术参数219

第四节 YZP系列起重及冶金用变频调速三相异步电动机222

一、概述222

二、安装及外形尺寸222

第五节 YGP系列辊道用变频调速三相异步电动机228

一、设计特点228

二、外形及安装尺寸230

第六节 1LG/1LA系列变频调速三相异步电动机234

一、概述234

二、技术特点235

第六章 轻小型起重设备用电动机250

第一节 YSE、YDSE实心转子制动电动机250

一、概述250

二、技术数据、安装及外形尺寸251

第二节 锥形转子制动电动机256

一、概述256

二、CD1型、MD1型钢丝绳电动葫芦用锥形转子电动机256

三、AS型、H型钢丝绳电动葫芦用锥形转子电动机262

四、PK型环链电动葫芦用锥形转子电动机265

五、YREZ系列锥形绕线转子电动机265

六、隔爆型锥形转子电动机271

第三节 盘式制动电动机277

一、概述277

二、YZPE、YZPEY系列起重用盘式制动电动机技术数据、安装及外形尺寸277

第四节 轻小型起重设备用德马格电动机281

一、概述281

二、KB锥形转子电动机286

三、Z系列圆柱转子电动机296

第七章 起重及冶金用直流电动机302

第一节 起重及冶金用直流电动机的特点302

一、结构特点302

二、整流电源供电303

三、断续周期工作制303

四、工作环境303

五、最大起动转矩与最大运行转矩303

第二节 ZZJ-800轧机辅传动直流电动机303

一、型式与基本参数303

二、主要技术数据303

三、结构安装型式、安装及外形尺寸305

第三节 ZZJ2系列起重及冶金用直流电动机306

一、型式与基本参数306

二、主要技术数据306

三、结构安装型式、安装及外形尺寸308

第四节 ZZY系列起重及冶金用直流电动机318

一、概述318

二、基本性能和主要技术数据318

第三篇 起重机用电控设备及电器326

第一章 起重机电控设备的一般技术要求326

第一节 起重机传动控制系统的特点326

一、负载类型326

二、工作制、使用条件和调速要求327

三、起重机常用的传动控制系统328

第二节 起重机电控设备技术的依据334

一、起重机电控产品标准334

二、起重机电气制图334

第三节 起重机电控设备的工作条件和技术要求342

一、工作条件342

二、技术要求343

三、起重机电控设备的试验和标志344

四、起重机电控产品型号编制方法345

第四节 起重机电控产品概况347

一、起重机电控设备的发展过程347

二、产品概况347

第二章 起重机受电保护设备350

第一节 概述350

第二节 基本电路350

一、起重机配电保护的一般要求350

二、配电保护柜（屏）的基本电路350

第三节 电流计算和主要元件选型350

第四节 保护柜（屏）通用类型351

一、XQ1系列保护柜351

二、QB1～7系列起重机保护柜（屏）356

第三章 通用起重机电动机转子串电阻类电控设备364

第一节 概述364

第二节 基本电路方案364

一、起升机构控制方案364

二、抓斗机构控制方案370

三、平移机构控制方案372

第三节 电控设备设计要则和主要元器件选型380

一、设计要则380

二、电动机和主要元器件380

第四节 控制柜（屏）主要参数381

一、PQR（XQR）1～6系列起重机控制柜（屏）381

二、QR1～2S系列起升控制柜（屏）383

三、QR1～5Y系列平移机构控制柜（屏）385

四、QR1Z和QR□Z系列抓斗机构控制柜（屏）389

第四章 轻小型起重机电控设备391

第一节 电动葫芦控制箱391

一、工作原理和主要特点391

二、设计要则391

三、产品概况393

第二节 电动单（双）梁起重机电控设备393

一、工作原理及主要特点393

二、设计要则394

三、产品概况397

第五章 起重机常用低压电器元件的选用405

第一节 概述405

一、低压电器特征405

二、结构要求与技术性能407

三、电器的关键性能414

四、低压电器产品型号编制方法419

第二节 断路器421

一、用途和分类421

二、特性和主要参数422

三、主要产品423

四、选用原则430

第三节 熔断器431

一、用途和分类431

二、特性和主要参数431

三、主要产品432

四、选用原则432

第四节 手动开关434

一、用途和分类434

二、主要产品434

第五节 继电器443

一、用途和分类443

二、主要产品443

三、选用原则446

第六节 接触器447

一、用途和分类447

二、特性和主要技术参数447

三、主要产品448

四、选用原则461

第七节 指示灯461

一、用途和分类461

二、主要参数461

三、主要产品462

四、选用原则462

第六章 起重机专用电气元件463

第一节 概述463

第二节 限位开关463

一、用途和分类463

二、特性和主要参数463

三、主要产品463

四、选用原则467

第三节 超速开关467

一、用途和分类467

二、特性和主要参数467

三、主要产品467

四、选用原则469

第四节 凸轮控制器和主令控制器469

一、凸轮控制器469

二、主令控制器472

第五节 脚踏开关479

一、用途479

二、主要产品479

第七章 起重机控制台481

第一节 概述481

一、用途481

二、基本参数481

三、正常使用条件481

四、结构概述481

第二节 产品类型485

一、THQ1系列起重机联动控制台485

二、QT18系列起重机控制台491

三、QT口系列起重机控制台492

四、进口起重机联动控制台495

第八章 起重机成套电阻器496

第一节 概述496

一、电阻值、发热时间常数和允许电流496

二、设计原则498

第二节 电阻器类型500

一、常用电阻材料及主要性能对比500

二、电阻元件500

第三节 起重机成套电阻器计算513

一、计算依据514

二、交流凸轮控制器配用的电阻器计算514

三、交流起升控制柜配用的电阻器计算517

四、交流运行控制柜配用的电阻器计算520

五、交流抓斗控制柜配用的电阻器计算522

六、调速装置配用的电阻器计算522

第九章 制动控制器件524

第一节 概述524

第二节 制动装置525

一、概述525

二、制动器设计计算536

第三节 直、交流驱动器件540

一、直流驱动器件540

二、交流驱动器件550

第四节 驱动器件的选择及绕组计算559

一、驱动器件的选择559

二、绕组计算560

第四篇 起重机调速及控制系统564

第一章 起重机调速系统的一般概念564

第一节 概述564

一、起重机调速对起重机性能的影响564

二、起重机的负载特性564

三、起重机调速的一般概念564

四、调速系统的指标565

第二节 起重机调速系统的特点及分类566

一、调速系统特点566

二、调速系统分类569

第三节 谐波治理和电磁兼容性（EMC）的设计原则570

一、公共电网对谐波的限制570

二、电磁兼容性（EMC）的设计原则573

三、无功功率补偿573

第二章 交流变频调速的概述575

第一节 基本原理和分类575

一、变频调速575

二、变频调速的基本原理575

三、变频器的分类576

四、变频器的控制模式578

第二节 起重机变频调速系统580

一、概述580

二、起重机变频调速主电路的拓扑结构与反馈能量处理方式580

三、起重机变频调速系统控制软件的配置588

四、起重机变频调速系统的注意事项589

五、交流变频传动系统谐波与功率因数591

六、变频传动系统抗干扰594

第三节 起重机械的负载特性596

一、起重机械的负载性质和运行特性596

二、起重机械对传动调速系统的要求597

三、平移机构负载特性597

四、起升机构负载特性597

五、起升机构变频调速及恒功率控制599

第四节 变频调速时的起动和制动600

一、起动状态600

二、制动状态601

第五节 变频调速方案选择604

一、变频调速电气传动方案的选择604

二、主回路拓扑结构605

三、双电机刚性驱动方案605

第六节 变频调速系统主要设备选用607

一、电动机607

二、变频器容量的选择607

三、制动单元（BU）和制动电阻（BR）的选择609

四、其他设备选择617

五、公共整流器选择621

第三章 交流变频调速装置623

第一节 SIEMENS SIMOVERT 6SE70系列变频器623

一、技术规格和产品数据623

二、硬件设备的组成和典型的系统框图625

三、6SE70系列变频调速装置的选型计算和过载能力的定义640

四、制动单元的选型原则、计算方法及制动控制644

五、系统集成可选件648

六、6SE70变频装置的通信654

七、6SE70系列变频器软件介绍及参数设置661

第二节 SIEMENS SINAMICS S120系列变频调速系统665

一、概述665

二、SINAMICS S120机架型与柜装型的主要部件673

三、SINAMICS S120的控制方式、通信与自由功能683

四、SINAMICS S120的选型与调试686

五、S120系统用于起重机械的配置实例689

六、SIMOTION D运动控制系统与起重设备的传动控制697

第三节 ABB ACS800系列变频器704

一、概述704

二、硬件706

三、软件736

四、常用可选件737

五、变频器选型中的注意事项741

六、其他743

第四节 施耐德电气ATV312/ATV71/ATV71EX变频器744

一、概述744

二、常用规格与选型744

三、ATV71变频器选件747

四、起重机应用图例750

五、ATV71变频器的起重应用宏介绍751

六、起重应用内部控制卡754

七、PLC系统、变频器的网络结构758

第五节 安川G7/H1000系列变频器760

一、G7系列变频器的概述760

二、G7系列变频器的容量范围和主要技术参数760

三、G7变频器及外围器件的选型及安装要点763

四、G7变频器设置要点769

五、G7变频器起重专用软件及控制接线介绍772

六、G7系列标准型变频器调整指南及故障对策776

七、G7系列变频器总线通信接口793

八、安川H1000系列变频器简介806

第四章 交流调压调速系统809

第一节 概述809

一、调速基本原理809

二、调速性能及调压调速的特点810

三、晶闸管及保护元件的选择811

四、转子电阻的匹配812

第二节 THYROMAT-BDCH/T数字式交流晶闸管调压调速装置813

一、概述813

二、产品规格型号816

三、THYROMAT-BDCH/T调压调速控制（屏）柜817

四、参数设置及故障码819

第三节 QY系列晶闸管调压调速装置824

一、概述824

二、QY系列调速装置的技术特点及规格型号824

三、QY系列调速装置的转子电阻计算826

四、QY系列调速装置的控制原理828

五、典型应用电路830

第四节 QT系列定子调压调速装置836

一、概述836

二、主要设备的选型837

三、主要装置的电气性能及特点839

四、典型应用电路839

五、QTDJ-II全数字调压调速装置843

第五节 西门子SIMOTRAS-HD调压调速装置849

一、概述849

二、SIMOTRAS-HD的主要硬件和技术数据851

三、SIMOTRAS-HD装置的连接856

四、SIMOTRAS-HD装置的参数设置856

五、SIMOTRAS-HD装置的参数设置实例868

六、SIMOTRAS-HD装置的常见故障表869

第五章 涡流制动调速870

第一节 涡流制动调速的基本原理870

一、基本原理分析870

二、调速机械特性870

三、系统调速比分析872

第二节 涡流制动器调速柜873

一、QW7 S/Y系列控制柜873

二、QW6 S/Y系列控制柜880

三、QW8 S/Y系列控制柜895

第三节 YZRDW系列涡流制动绕线转子双速三相异步电动机900

一、概述900

二、主要技术数据900

三、外形及安装尺寸901

四、涡流制动器机械特性曲线901

第六章 自励动力制动调速904

第一节 直接式自励动力制动调速904

一、调速基本原理904

二、直接式自励动力制动调速控制柜（屏）904

第二节 间接式自励动力制动调速910

一、QJ9S/QJ10S系列910

二、QJ6S系列913

三、QZ1S/QZ2S系列917

四、QJ9SX/QJS10SX系列923

五、选用注意事项928

第七章 可编程序控制器929

第一节 可编程序控制器一般概念929

一、基本硬件929

二、PLC的工作方式933

三、PLC的编程语言934

第二节 PLC的网络系统934

一、现场总线934

二、PLC和变频器的通信934

第三节 PLC在起重机中的应用936

一、PLC的选型936

二、PLC在通用起重机中的应用936

三、PLC冗余系统的应用938

第八章 冶金起重机用调速及控制系统944

第一节 概述944

一、冶金起重机对电控设备的要求944

二、电气传动控制方案的选择945

第二节 交流调压和变频调速系统的应用现状945

一、应用现状945

二、起重机控制系统的智能化946

三、提升机的应用946

第九章 港口起重机用调速及控制系统949

第一节 概述949

第二节 桥式抓斗卸船机的调速及控制系统949

一、概述949

二、对电气控制系统的基本要求949

三、电气控制系统的结构949

四、主电气传动系统950

五、PLC控制系统951

六、自动抓斗控制952

七、半自动工作953

八、起重机监控诊断系统954

第三节 岸边集装箱起重机的调速及控制系统955

一、概述955

二、对电气控制系统的基本要求955

三、主电气传动系统956

四、PLC控制系统958

五、其他959

第四节 港口堆场全集成化控制系统961

一、散货码头的自动控制系统961

二、集装箱码头的自动控制系统963

第五篇 其他电气设备968

第一章 电线、电缆的选择及防止机械损伤的措施968

第一节 电线、电缆及滑线的选择与计算方法968

第二节 电线、电缆（或滑线）的载流量969

一、允许载流量计算969

二、不同条件下允许载流量的校正971

第三节 防止电线、电缆机械损伤的措施977

一、穿管敷设977

二、电缆桥架敷设981

三、拖链防护981

四、电线、电缆接头981

五、接线端子986

六、使用尼龙紧固988

七、使用橡胶出线圈和出线接口988

第四节 常用电线、电缆及参数990

一、电力电缆990

二、控制电缆991

三、移动用扁平电缆991

四、其他电缆992

第二章 移动馈电装置994

第一节 概述994

一、对移动馈电装置功能的要求994

二、移动馈电装置的分类994

第二节 非滑接式移动馈电装置995

一、电缆滑车995

二、电缆导车998

三、电缆拖链998

四、电缆筐1000

第三节 滑接式移动馈电装置1000

一、防护式移动滑接馈电装置1000

二、无防护式滑接馈电装置1017

第四节 滑接馈电装置线路设计要点1020

一、结构型式选择1020

二、确定极数、导电轨截面积1020

三、电压降校核1020

四、载流量电压降的补偿办法1020

五、确定安装结构、选用功能单元1021

第五节 德国法勒（VAHLE）公司移动馈电装置1022

一、滑触线的系统组成及分类1022

二、滑触线设计要点1023

三、电缆滑车系统1023

四、电缆滑车选型技术要求1026

五、电缆滑车技术参数及计算1027

第三章 起重机保护装置1031

第一节 起重量限制器1031

一、用途1031

二、基本原理1031

三、起重量限制器的选择和使用1032

四、几种国产起重量限制器简介1032

第二节 平移机构的防碰撞装置1041

一、概述1041

二、起重机红外防撞原理1041

三、红外防撞装置布置要点1044

四、红外防撞产品简介1044

第三节 风速仪1044

一、EYIA型电传风向风速仪1044

二、EY1-2型电传风向风速仪1047

第四节 鞋式自动定位器1047

一、XKG型鞋式自动定位器的主要功能与作用1047

二、结构和工作原理1048

三、安装尺寸及注意事项1048

第四章 起重机用电子秤1050

第一节 起重机用电子秤的分类和用途1050

一、起重机用电子秤型号说明1050

二、起重机用电子秤分类1050

三、起重机用电子秤选型指南1051

第二节 起重机用电子秤的主要类型1052

一、吊钩秤1052

二、钩头秤1055

三、天车秤1056

四、抓斗秤1060

五、单轨衡1061

第五章 遥控、照明及其他电器1063

第一节 照明及装置1063

一、照明灯具1063

二、照明灯具的选择与配置计算1066

三、照明开关箱1067

第二节 信号及报警装置1070

一、电铃1070

二、电笛1070

三、讯响器1070

四、电子报警器1071

第三节 空调及通风装置1073

一、概述1073

二、P-4空调机组1073

三、T-4分体式起重机专用风机组1075

四、TKF-5.2GW起重机专用分体式空调器1079

五、电风扇1086

第四节 起重机无线遥控装置1086

一、起重机用遥控装置的种类1087

二、起重机用遥控装置的设计1088

三、起重机用遥控装置的安全要求1089

第六章 起重电磁铁及整流控制设备1093

第一节 起重电磁铁概述1093

一、起重电磁铁的最佳工作状况及分类原则1093

二、起重电磁铁的种类1093

三、起重电磁铁的结构类别1094

四、起重电磁铁的有关参数及特性1094

五、影响起重性能的因素1096

第二节 几种不同用途的起重电磁铁1098

一、型号编制方法1098

二、MW1型、MW2型起重电磁铁1099

三、专用型起重电磁铁1099

第三节 起重电磁铁的使用要点和维护1116

一、操作注意事项1116

二、维护保养1117

第四节 电控永磁吸盘和永磁吸吊器1118

一、电磁永磁吸盘1118

二、永磁吸吊器1119

第五节 起重电磁铁控制设备1121

一、概述1121

二、产品设计及工艺要点1122

三、典型产品1134

第六节 Y57型微机配铁装置1154

第七节 起重电磁铁的配套附件1158

参考文献1161