桥式起重机被广泛应用于核电站、水电站、重化工、冶金、重型机械制造、船舶制造等场所,它是生产和流通领域物料装卸、搬运、吊装实现机械化的基本工具,是国民经济建设中不可缺少的设备。电差动桥式起重机从结构型式、工作原理上对传统桥式起重机进行了根本性的变革,将小车上的起升机构取下来,通过电差动驱动使起升运动和小车运动的驱动“合二为一”,变自行式小车为牵引式小车,减轻小车自重,从而减小主梁上的载荷,大幅度减轻主梁自重,实现桥式起重机真正意义上的轻量化。然而,电差动桥式起重机的多电机、柔性牵引驱动方式,会对小车-吊重系统的运动精度产生不利的影响,以及会导致能耗增大等问题,需进一步的研究。另外,电差动桥式起重机是一种全新的尝试,需建立相应的设计开发方法,促进其实际应用。本文以电差动桥式起重机为研究对象,通过分析电差动驱动原理及驱动特性,采用理论、试验、仿真等研究手段,对多电机共直流母线节能技术、钢丝绳悬垂影响下小车-吊重系统的运动学及动力学特性、参数化设计软件开发等关键技术进行研究,为电差动桥式起重机的实际应用奠定基础。本文的主要内容和创新点如下:1)通过分析桥式起重机电差动驱动原理及驱动特性,可知两台电动组合驱动可以确定性的实现小车、吊重的单动或联动动作;在小车单动或小车吊重联动工况下,电差动驱动方式的装机容量远远大于传统桥式起重机,且会导致能耗过高,但该工况下放绳侧电动机为发电状态,存在可回馈利用的能量。采用合适的能量反馈技术,将该电动机发出的电能实时传输给收绳侧电动机。2)根据电差动驱动特性分析结论,将多电机共直流母线节能技术应用于电差动桥式起重机中,对放绳侧电机所产生的电能实时回馈给收绳侧电动机利用,解决电差动驱动方式导致的能耗过高问题。搭建了电差动驱动试验台,对电差动驱动特性及多电机共直流母线节能技术进行试验验证。3)建立钢丝绳悬垂下的小车-吊重系统的运动学模型,经分析得知钢丝绳悬垂对小车-吊重系统的运动速度几乎没有影响。针对吊重摆动、卷筒速度差等导致小车运行速度产生波动的问题,采用PID控制方法并经仿真试验验证,实现了小车匀速运动控制。考虑吊重摆动及小车两侧钢丝绳悬垂的耦合影响,基于钢丝绳抛物线理论及达朗贝尔原理,分别建立小车和吊重的动力学模型,为小车-吊重系统的精确定位控制提供理论基础。4)基于VB及APDL二次开发平台,完成电差动桥式起重机参数化设计软件的开发。提出基于数据库的标准件快速选型方法、基于参数敏感性的主梁结构多参数优化方法,并应用于软件的开发中,提升软件的使用性能。参数化设计软件有助于提高设计人员的设计效率,促进电差动桥式起重机的实际推广应用。