Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Bài tập lớn Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Đề tài : tÝnh chän ®éng c¬ vµ x©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho c¬ cÊu n©ng h¹ hµng 1 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Phần 1: Tính chọn động cơ điện 1.1. Các thông số ban đầu + G đm = 8000KG ; + G 0 = 200 KG ; + D TT = 0,8 m ; + i = 100 ÷ 120 => Chọn i = 100. ; + η TĐ = 0,8 ; + H = 12 m ; + v đm = 0,2 ÷ 2 m/s => Chọn v đm = 0,4; + t 01 = 150 s ; + t 02 = 120 s . 1.2. Tính chọn động cơ Trong mỗi hệ thống truyền động điện đều có 1 động cơ gọi là động cơ thực hiện. Vì vậy ta cần tính chọn động cơ. Với cơ cấu nâng của cần trục ta chưa biết được giane đồ phụ tải mà chỉ biết các thông số của hệ thống nên ta tính chọn động cơ theo phương pháp gần đúng. 1.2.1. Sơ bộ tính chọn động cơ + Mômen định mức được tính theo công thức. M đm = TT TD dm D i GG . 2 )( 0 η + , Trong đó: M đm – mômen định mức; G đm – khối lượng hàng định mức, KG; G 0 - khối lượng của móc câu, KG; i - tỷ số truyền của bộ truyền; η TĐ - hiệu suất truyền động; D TT - đường kính của tang, m. Vậy : 8000 200 .0,5 51,25 2.100.0,8 đm M + = = KG.m = 51,25 N.m + Số vòng quay định mức được tính theo công thức: n đm = R vi dm . 30 π , trong đó: v đm – tốc độ nâng hàng định mức. Vậy : n đm = 30.100.0,4 3,14.0,5 = 764 v/p + Tính công suất của động cơ: 2 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ . 51,25.764 41 9550 9550 đm đm đm M n P = = = kW Dựa vào các thông số P đm , n đm , M đm vừa tính được ta chọn động cơ dẫn động hệ thống là loại động cơ YD280S- 8/6/4.Động cơ có các thông số sau: Model Số cực Tốc độ Công suất Dòng điện Hiệu suất Hệ số công suất Dòng khởi động Momen khởi động Momen lớn nhất (v/phút) (kW) (A) (%) (cosӨ) Lst/Ln Tst/Tn Tmax/Tn YD280s 8 740 30 68,1 89 0,75 6,5 1,2 1,8 6 990 34 67,5 89 0,86 7 1,5 1,8 4 1480 42 77,9 89 0,92 7 1,4 1,8 Source: http://www.ne-enterprises.com/english/products/detail.asp?proid=17 1.2.2. Nghiệm động cơ theo điều kiện phát nhiệt  Xây dựng đặc tính cơ của động cơ: - Mômen của động cơ được xác định theo công thức 2 th th th M M S S S S = + , Trong đó: + M th – mômen tới hạn của động cơ, KG.m ; + S - độ trượt, s ∈ (-1,1); + S th - độ trượt tới hạn, S th = S đm .(λ + 1 2 − λ ) , Trong đó: + S đm - hệ số trượt định mức, S đm = 0 0 n nn dm − , + n 0 – tốc độ không tải, n 0 = p f.60 , + f – tần số của dòng điện, f = 50 Hz; + p – số đôi cực; + n đm – tốc độ định mức; + λ - hệ số quá tải về mômen, λ = dm th M M , + M đm – mômen định mức của động cơ, 3 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ M đm = 9550. dm dm P n , + P đm – công suất định mức của động cơ.  Số đôi cực 2p = 8 + Mômen định mức trên trục động cơ: M đm = 9550. dm dm P n = 9550. 740 30 = 387,2 N.m = 38,72 KG.m + Hệ số quá tải về mômen: λ = dm th M M = 1,8 + Tốc độ quay không tải: n 0 = p f.60 = 4 50.60 = 750 v/ph. + Hệ số trượt định mức: s đm = 0 0 n nn dm − = 750 740750 − = 0,013 + Hệ số trượt tới hạn: 04,0)18,18,1.(013,0)1.( 22 =−+=−+= λλ đmth ss + Mômen tới hạn trên trục động cơ: 72,38.8,1. == đmth MM λ = 69,7 KG.m Ta có: 2 th th th M M S S S S = + , n i =n 0 .(1-s i ) ; Cho s các giá trị nằm trong khoảng từ (-1÷1) ta sẽ tính được các giá trị mô men M i và n i s 0 0,04 0,2 0,5 0,75 1 M 0 69,7 26,81 11,08 7,41 5,57 n 750 720 600 375 187,5 0  Số đôi cực 2p = 6 + Mômen định mức trên trục động cơ: M đm =9550. = 9550. 990 34 = 328 N.m = 32,8 KG.m + Hệ số quá tải về mômen: λ = dm th M M = 1,8 + Tốc độ quay không tải: 4 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ n 0 = p f.60 = 3 50.60 = 1000 v/ph. + Hệ số trượt định mức: s đm = 0 0 n nn dm − = 1000 9901000 − = 0,01 + Hệ số trượt tới hạn: 03,0)18,18,1.(01,0)1.( 22 =−+=−+= λλ đmth ss + Mômen tới hạn trên trục động cơ: 8,32.8,1. == đmth MM λ = 59,04 KG.m Ta có: 2 th th th M M S S S S = + , n i =n 0 .(1-s i ) ; Cho s các giá trị nằm trong khoảng từ (-1÷1) ta sẽ tính được các giá trị mô men M i và n i s 0 0,03 0,2 0,5 0,75 1 M 0 59,04 17,32 7,06 4,72 3,54 n 1000 970 800 500 250 0  Số đôi cực 2p = 4 + Mômen định mức trên trục động cơ: M đm =9550. = 9550. 1480 42 = 271 N.m = 27,1 KG.m + Hệ số quá tải về mômen: λ = dm th M M = 1,8 + Tốc độ quay không tải: n 0 = p f.60 = 2 50.60 = 1500 v/ph. + Hệ số trượt định mức: s đm = 0 0 n nn dm − = 1500 14801500 − = 0,013 + Hệ số trượt tới hạn: 04,0)18,18,1.(013,0)1.( 22 =−+=−+= λλ đmth ss + Mômen tới hạn trên trục động cơ: 1,27.8,1. == đmth MM λ = 48,78 KG.m Ta có: 2 th th th M M S S S S = + , 5 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ n i =n 0 .(1-s i ) ; Cho s các giá trị nằm trong khoảng từ (-1÷1) ta sẽ tính được các giá trị mô men M i và n i s 0 0,04 0,2 0,5 0,75 1 M 0 48,78 18,76 7,76 5,19 3,9 n 1500 1440 1200 750 375 0 1.3. Xây dựng giản đồ phụ tải: a. Tính mômen ở chế độ xác lập: + Mômen khi nâng hàng ổn định. M 1 = TT td x D i GG . 2 )( 0 η + , Trong đó: + G x – trọng lượng của hàng, G x = G đm = 8000KG; + G 0 – trọng lượng của móc câu, G 0 = 200KG; D TT - đường kính của tang quấn cáp, D TT = 1 m; i – tỷ số truyền của bộ truyền, i = 100; η tđ - hiệu suất của bộ truyền, η tđ = 0,8. Vậy : M 1 = (8000 200) .1 2.100.0,8 + = 51,25 KG.m. + Mômen khi hạ hàng ổn định. M 2 = tdTT x D i GG η .2 )( 0 + , Trong đó: td η - hiệu suất truyền ngược, td η = ) 1 2( td η − = 1 (2 ) 0,8 − = 0,75. Vậy: M 2 = (8000 200) .1.0,75 2.100 + = 30,75 KG.m. + Tính mômen khi nâng móc câu. M 3 = 0 0 2 . η i DG TT , Trong đó: η 0 - hiệu suất của cơ cấu khi nâng móc, z z dm K K− + = 1 . 1 1 0 α η η , α- hệ số tổn hao cơ khí không đổi, α=0,05; K z - hệ số tải, 200 0,025 8000 o z dm G K G = = = 6 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ ⇒ 1 1 0,3125 1 1 1 0,0251 0,05. . 0,8 0,025 o z dm z K K η α η = = = − − + + Vậy: M 3 = 200.1 2.100.0,3125 = 3,2 KG.m. + Mômen khi hạ móc câu ổn định. M 4 = 0 1 200.0,5 1 .R . 2 . 2 0,75 2. 2.100 0,8 tt ck G i η     − = − =  ÷  ÷     KG.m. Trong đó: 0,8 ck η = : hiệu suất cơ khí b. Tính mômen ở chế độ quá độ: + Mômen khởi động khi nâng hàng. M kđn = M 1 + M đm = γ kđ .M đm , Trong đó: + M - mômen tải của hệ thống ứng với M 1 ; + M đm - mômen xuất hiện để động cơ có thể gia tốc được trong quá trình khởi động; + γ kđ - hệ số quá tải theo mômen ở chế độ khởi động, γ kđ = dm kd M M , Trong đó: + M kđ , M đm - tra bảng khi chọn động cơ. Trong trường hợp này ta cần tính chính xác nên ta tính M đn . M đn = 2 1 1 . 375. ht p kd GD n t , Trong đó: + GD 2 ht = (1,1 ÷ 1,2).(GD 2 đc + GD 2 kn ) + GD 2 h , + GD 2 đc - tra bảng khi chọn động cơ, GD 2 đc = 7,0 KG.m 2 ; + GD 2 kn – mômen của khớp nối, + GD 2 kn = (0,2 ÷ 0,3). GD 2 đc = 0,25.7 = 1,75 KG.m 2 ; + GD 2 h - mômen đà của hàng, GD 2 h = 2 ).( .4 i R G T td x η = 2 4.8000 0,5 . 0,8 100    ÷   = 1 KG.m 2 . + GD 2 ht = 1,15.(7 + 1,75) + 1 = 11,6 KG.m 2 . + n p1 - tốc độ nâng khi khởi động được xác định nhờ đồ thị đặc tính cơ của động cơ nó là giao điểm của đường đặc tính 2p=8 (ở góc phần tư thứ I) với tải M 1 , từ đường đặc tính ta tìm được n p = 696 v/ph. 7 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ + t kđ1 - thời gian khởi độngkhi nâng hàng , t kđn = a v p , a – gia tốc an toàn, a = (0,2 – 0,35)m/s 2 => chọn a = 0,3 m/s 2 . v p1 – vận tốc khi khởi động, v p1 = i Rn TTdm .60 2. π = 696.2.3,14.0,5 60.100 = 0,36 m/s. ⇒ t kđ1 = 0,36 0,3 = 1,2 s. M đm = 11,6.696 375.1,2 = 17,94 KG.m. Vậy: M kđn = 51,25 + 17,94 = 69 KG.m. + Mômen khởi động khi hạ hàng. M kđh = M 2 + M đh , trong đó: M 2 - mômen khi hạ hàng ổn định; M đh – mômen động khi hạ hàng, M đh = kdh pht t nGD .375 . 2 , GD 2 ht – mômen đà của hệ thống, GD 2 ht = (1,2 ÷ 1,5)(GD 2 dc + GD 2 kn )+ GD 2 h , GD 2 h = td TT x i R G η .).(.4 2 , = 4.8200. 2 0,5 1 . 2 100 0,8     −  ÷  ÷     = 0,615 KG.m 2 . GD 2 ht = 1,2.( 7 + 1,75) + 0,615 = 11,12 KG.m 2 . n p2 - tốc độ hạ hàng khi khởi động, là giao điểm của đường đặc tính cơ 2p = 8(ở góc phần tư thứ IV) với tải M 2 ⇒ n p =750 v/ph; t kđ2 - thời gian khởi động khi hạ hàng , t kđ2 = a v p2 , a – gia tốc an toàn, a = (0,2 – 0,35)m/s 2 => chọn a = 0,3 m/s 2 . v p2 – vận tốc khi khởi động, v p2 = i Rn TTdm .60 2. π = 750.2.3,14.0,5 60.100 = 0,39 m/s. ⇒ t kđ2 = 0,39 0,3 = 1,3 s. 8 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ M đh = 11,12.750 375.1,3 = 17 KG.m. Vậy: M kđh = M 2 + M đh = 30,75 + 17 = 47,75 KG.m. + Mômen khởi động khi nâng móc không. M kđnm = M 3 + M đnm , Trong đó: M 3 – mômen khi nâng móc câu, M 3 = 3,2 KG.m; M đnm – mômen động khi nâng móc câu, M đnm = 3 3 2 .375 . kd pht t nGD , Trong đó: GD 2 ht – mômen đà của hệ thống, GD 2 ht = 1,2.( 7 + 1,75 ) = 10,5 KG.m 2 . n p3 - tốc độ khởi động khi nâng móc không, là giao điểm của đường đặc tính cơ 2p = 8 ( ở góc phần tư thứ I) và tải M 3 ⇒ n p3 = 749 v/ph; t kđ3 - thời gian khởi độngkhi hạ hàng , t kđ3 = a v p3 , a – gia tốc an toàn, a = (0,2 – 0,35)m/s 2 ; => chọn a = 0,3m/s 2 . v p3 – vận tốc khi khởi động, v p3 = i Rn TTdm .60 2. π = 749.2.3,14.0,5 60.100 = 0,39 m/s. ⇒ t kđ3 = 0,39 0,3 = 1,3 s. M đnm = 10,5.749 375.1,3 = 16 KG.m. Vậy: M kđnm = M 3 + M đnm = 3,2 + 16 = 19,2 KG.m. + Mômen khởi động khi hạ móc câu. M kđhm = M 4 + M đhm , Trong đó: M 4 – mômen khi hạ móc câu, M 4 = 0,75 KG.m; M đnm – mômen động khi hạ móc câu, M đhm = 4 4 2 .375 . kd pht t nGD , 9 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Trong đó: GD 2 ht – mômen đà của hệ thống, GD 2 ht = 1,2.( 7 + 1,75 ) = 10,5 KG.m 2 . n p4 - tốc độ khởi động khi nâng móc không, là giao điểm của đường đặc tính cơ 2p = 8 ( ở góc phần tư thứ III ) và tải M 4 ⇒ n p4 = 750 v/ph; t kđ4 - thời gian khởi động khi hạ hàng , t kđ4 = a v p4 , a – gia tốc an toàn, a = (0,2 – 0,35)m/s 2 ; => chọn a = 0,3 m/s 2 v p4 – vận tốc khi khởi động, v p4 = i Rn TTdm .60 2. π = 750.2.3,14.0,5 60.100 = 0,3925 m/s. ⇒ t kđ4 = 0,3925 0,3 = 1,3 s M đhm = 10,5.750 375.1,3 = 16,5 KG.m. Vậy: M kđhm = M 4 + M đhm =0,75 + 16,5 = 17,25 KG.m. c. Tính các thời gian quá độ: + Thời gian khởi động nâng hàng: t kđ1 = 1,2 s; - Thời gian hãm động cơ cấu nâng khi hạ hàng: t h1 = 0,5.t kđ1 = 0,5.1,2 = 0,6 s; + Thời gian khởi động hạ hàng: t kđ2 = 1,3 s; - Thời gian hãm tái sinh: t h2 = ).(375 . 22 2 kd k MM nGD + = 7.750 375.(30,75 47,5)+ = 0,17s. + Thời gian khởi động nâng móc: t kđ3 = 1,3 s; + Thời gian khởi động hạ móc: t kđ4 = 1,3 s; d. Tính các thời gian công tác ổn định: + Thời gian nâng hàng ổn định: 1 1 1 2 kd h od p t t H t v + = − trong đó: H- chiều cao nâng hàng, H = 12m; v p - vận tốc nâng hàng ổn định, 2 . . 60. TT p p R v n i π = , n p - được xác định qua giao điểm của đường đặc tính cơ 2p=6 (ở góc phần tư thứ I) với đặc tính tải M 1 , n p =954,9 v/ph; 10 [...]... Động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện phát nhiệt CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO CƠ CẤU NÂNG 2.1 Giải thích các ký hiệu: 13 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ - ACB1, ACB2: Các cầu dao tự động có chức năng bảo vệ ngắn mạch CC1, CC2, CC3, CC4: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho hệ điều khiển CC5, CC6: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống phanh CH: Phanh điện từ một chiều, nguồn cấp cho phanh được... Thiết bị bảo vệ Mc có tác dụng khi hàng nâng lên chạm vào đỉnh cần thì nó có nhiệm vụ ngừng cơ cấu lại + Rơ le trung gian d1 có chức năng bảo vệ “0”: giả sử cơ cấu đang làm việc ở tốc độ 3 (nâng) thì đột ngột mất điện, công nhân quên không gạt tay điều khiển về vị trí “0” thì khi có điện trở lại cơ cấu vẫn không hoạt động trở lại mặc dù tay điều khiển vẫn ở vị trí 15 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ. .. ĐC: Động cơ thực hiện - QG: Quạt gió làm mát - BA1, BA2: Các biến áp hạ áp cấp nguồn cho hệ thống phanh và hệ thống điều khiển - Rp: Điện trở phóng điện cho cuộn phanh - Rh: Điện trở hạn chế cho cuộn phanh - pt1,pt2,pt3.pt4: Các rơle nhiệt bảo vệ quá tải ở các cấp tốc độ 1, 2, 3 và cho quạt gió - 1b1 : Nút dừng khẩn cấp, được đặt ở tay điều khiển chính - b12: Công tắc hành trình - K : Tay điều khiển. .. đặc tính cơ 2p = 4 (ở góc phần tư thứ I) với đặc tính tải M3 , np =1500 v/ph; vp = 2.3,14.0,5.1500 2π RTT n p = = 0,785 m/s 60.i 60.100 tkđ3,th3 - thời gian khởi động và hãm động cơ khi hạ hàng tod 3 = H tkd 3 + th 3 12 1,3 + 0, 085 − − = = 14,24 s vp 2 0, 785 2 + Thời gian hạ móc ổn định: tod 4 = Trong đó: H tkd 4 + th 4 − , vp 2 H- chiều sâu hạ hàng, H = 12m; 11 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ. . .Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ ⇒ vp = 2.3,14.0,5.954,9 2π RTT n p = = 0,5 m/s 60.i 60.100 tkđ1,th1- thời gian khởi động và hãm động cơ khi nâng hàng tod 1 = H tkd 1 + th1 12 1, 2 + 0, 6 − − = = 23,1 s vp 2 0,5 2 + Thời gian hạ hàng ổn định H tođ2 = v − p tkd 2 + th 2 , 2 trong đó: H- chiều sâu hạ hàng, H = 12 m; vp- vận tốc hạ hàng ổn định, vp = 2π RTT n p 60.i... điều khiển ở vị trí 1: K 1=0, K2=1 suy ra d2=1 tiếp điểm d22=1làm cho công tắc tơ C 1=1=> các tiếp điểm trong mạch 14 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ động lực C11=1 có nghĩa là đưa nguồn 3 pha vào cuộn dây tốc độ 1 và tiếp điểm C14=1=>C6=1: đóng tiếp điểm C61 trong mạch phanh, cấp điện cho phanh điện từ, má phanh được tách ra và động cơ làm việc ở tốc độ 1 Vì K 2=1 nên tiếp điểm d31=0 => Rơ le d3=0... nhanh tay điều khiển từ tốc độ “0” sang tốc độ “3” - Tmax, Tmin: các tiếp điểm của thiết bị bảo vệ sức căng tối đa và sức căng tối thiểu trên dây cáp khi nâng hạ hàng - Mc: tiếp điểm của thiết bị bảo vệ móc chạm đỉnh cần khi nâng hàng - CL: Chỉnh lưu 2.2 Nguyên lý hoạt động: - Đóng cầu dao tự động để cấp nguồn cho hệ thống + Mở cửa gió làm mát b12=1, C7 =1 làm cho các tiếp điểm C 71=1(ở mạch động lực)... tiếp điểm C72=1: động cơ sẵn sàng làm việc ở tốc độ 2 hoặc 3 + Khi tay điều khiển ở vị trí “0”: K 1=1 => d1=1: cuộn hút của rơle d1 được cấp nguồn qua vị trí “0” của tay điều khiển, công tắc tơ C 3=1, rơ le thời gian d5=1 Như vậy khi tay điều khiển ở vị trí “0” thì động cơ sẵn sàng làm việc * Tay điều khiển ở vị trí nâng hàng: + Tốc độ 1: Muốn động cơ làm việc ở tốc độ 1 ta đặt tay điều khiển ở vị trí... C4=1 => C41=1 cấp điện cho cuộn dây tốc độ 2 d7=1 sau một thời gian trễ d71=1 => C5=1 => C52=0 =>C4=0, cắt tốc độ 2, C51=1 cấp nguồn cho cuộn dây tốc độ 3 - Đưa nhanh tay điều khiển từ “3” về “0”: Giả sử cơ cấu hoạt động theo chiều nâng hàng: Khi động cơ đang làm việc ở tốc độ 3 thì K 2=1, K5=1 Còn khi chuyển về “0” thì các khoá này đều =0 và khoá K1=1 Khi K5=0 thì C5=0 Khi động cơ đang làm việc ở... => C12=1 và C5=1 Khi K2=0 thì d2=0 => d22=0 nhưng C1vẫn =1 nhờ d51=1 và C12=1 Khi K1=1 =>C3=1 => C31=1 Như vậy cuộn dây tốc độ 1 có điện, d5 song song với C3 nên d5=1 Sau một thời gian trễ d 51=0 => C1=0 => C11=0 cắt điện vào động cơ, phanh điện từ không được cấp điện => động cơ dừng lại + Thiết bị bảo vệ T max có tác dụng khi sức căng trong cáp vượt quá giá trị cho phép thì nó sẽ làm cho cơ cấu ngừng . Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Bài tập lớn Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ Đề tài : tÝnh chän ®éng c¬ vµ x©y dùng hÖ thèng ®iÒu khiÓn cho c¬ cÊu n©ng h¹ hµng 1 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy. => Chọn v đm = 0,4; + t 01 = 150 s ; + t 02 = 120 s . 1.2. Tính chọn động cơ Trong mỗi hệ thống truyền động điện đều có 1 động cơ gọi là động cơ thực hiện. Vì vậy ta cần tính chọn động cơ. Với. trí 15 Bài Tập Lớn - Trang Bị Điện Máy Xếp Dỡ 3, bởi vì khi toàn bộ hệ thống mất điện thì khóa K 1 =0, rơ le d 1 =0 vì thế các tiếp điểm d 11 =0, d 12 =0, không có điện cho hệ thống. Muốn hệ thống