Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học kỹ thuật điều khiển động cơ Cẩu hàng gồm các nội dung sau: tìm hiểu nguyên lý hoạt động của cẩu hàng, tính toán chọn động cơ,đồ thị đặc tính cơ, thiết bị truyền động, chọn động cơ, chọn biến tần, chọn các thiết bị bảo vệ,...
BỘ GIAO THƠNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TPHCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỂN THƠNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỀ TÀI: CẨU HÀNG GVHD: TS.LÊ QUANG ĐỨC Cái Thế Hạp MSSV:1051060018 Nguyễn Cơng Thượng Khuyến MSSV:1051060028 Nhóm: 5 Lớp: DC11 ĐỀ TÀI:CẨU HÀNG Yêu cầu đề tài: Điều khiển nâng hạ cẩu hàng trên cảng trọng lượng 12 tấn, nâng lên 3 tốc độ với tốc độ tối đa 1.4 m/s. hạ xuống tốc độ 0.5 m/s. Chọn động cơ, thiết bị, biến tần Điều khiển lên xuống bằng nút ấn: lên, xuống, dừng khẩn cấp Khi chỉ kéo móc hàng khơng tải cho phép chạy tốc độ 2m/s Bảo vệ hành trình hai đầu Bảo vệ q tải trọng, khơng cho cẩu chạy khi tải q trọng, báo động Kết hợp điều khiển q trình thắng cơ khi khi nâng và hạ I.TÌM HIỂU NGUN LÝ HOẠT ĐcỘNG CỦA CẨU HÀNG Quy trình cơng nghệ: II.TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ,ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ,THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG Đồ thị phụ tải: Tính tốn chọn động cơ: Chọn tang trớng: + Chọn tang nâng phù hợp với cấu: nâng 12 tấn và chiều cao nâng là 15m Tính chọn động cơ: + Tỉ số truyền: là bán kính tang trống: là tố độ nâng tải (m/phút) là tốc độ động – n = 1500 vòng/phút Thay số: + Momen nâng có tải: G: trọng lượng nâng vật trọng lượng cấu nâng vật (tang trống = 788 Kg = 7880N) là hiệu suất cấu nâng: chọn (theo giáo trình trang bị điện điện tử) u là bội số palang – u = + Momen động hạ tải: + Momen hạ không tải: + Momen nâng không tải: + Thời gian nâng có tải: + Thời gian hạ có tải: + Thời gian nâng hạ móc không: + Thời gian móc dỡ hang: 90s → Tổng thời gian làm việc chu kì là: + Hệ số tiếp điện phụ tải: *Ta cho moment khởi động 1,7 lần moment định mức: ta chọn thời gian khởi động 3s - Biểu thức mối quan hệ moment gia tốc theo thời gian: - Trong đó: moment động điện - moment máy sản xuất moment quán tính Ta tính moment mở máy động kéo máy sản xuất: moment mở máy moment tĩnh tải trọng cấu nâng gây moment quán tính cấu gây → với tỉ số truyền của động cơ là - Vận tốc tang với → Mà → thời gian nâng tải đảm bảo yêu cầu làm việc của động cơ. - Do tải trọng lớn nên ta thực hạ hãm lúc ta phải xác định moment hãm trục động cơ: + gọi moment trục động tải trọng gây tổn thất hạ tải lượng truyền từ tải trọng sang cấu truyền động nên : → → Momen đẳng trị: + Từ vận tốc nâng ta tính được tốc độ góc của động nâng: → Vậy từ kết quả tính toán sơ bộ chọn loại động xoay chiều pha làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại có thời gian đóng điện tương đối tiêu chuẩn Do đó công suất quy đổi tương ứng: → Vậy ta chọn động có III.CHỌN ĐỘNG CƠ: Yêu cầu: - Chọn động phù hợp với tải nâng hạ - Động phải có cơng suất lớn cơng suất tính tốn - Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Động tích hợp sẵn phanh hãm - Tỉ số truyền phù hợp với phần tính tốn động ⇒ Động cơ của hang SEW phù hợp với các tiêu chuẩn đề ra có mã DRS135L4 → Với thông số động cơ: o Công suất: 200KW o Tốc độ đầu ra: 1481 v/p o Điện áp định mức: 380-420 o Dòng điện định mức: 375A o Momen định mức: 1290 Nm o Tỉ số truyền: 27.92 o Cos o Có tích hợp sẵn phanh hãm: loại BE122 Kiểm nghiệm lại động cơ: - Kiểm tra moment: < 36000 Nm - Kiểm tra tốc độ puli: =>> Vậy động cơ ta chọn phù hợp với các tiêu chuẩn đã được kiểm nghiệm IV.CHỌN BIẾN TẦN: Yêu cầu : - Chọn theo công suất động cơ - Chọn biến tần điều khiển nâng hạ - Luật điều khiền vecter - Chọn biến tần chuyên dụng cho cẩu trục - So sánh các loại biến tần của hãng Danfoss: stt Loại biến tần ứng dụng VLT Aqua drive FC 200 VLT AutomationDrive FC 300, FC 301, FC 302 Cấp nước và sử lí nước Các ứng dụng cơng nghiệp Cơng suất Điều kiện mơi trường làm việc Trong nhà FC 301: 0.37 – 45 KW FC 302: 0.37 – 1.1 MW FC 301: trong nhà FC 302: ngồi trời Các thơng số cơ bản: o Cơng suất: 200KW o Điện áp vào: 380500V o Dòng điện vào định mức: 381A o Dòng điện ra: 395A o Tần số 50/60 Hz o Tần số ngõ ra điều chỉnh được: từ 0 đến 590Hz Chọn braking resistor: Mục đích: Biến tần điều khiển động cơ có tải qn tính lớn,vì vậy ta lên dùng điện trở hãm để dừng và hãm động cơ nhanh hơn - u cầu: theo hướng dẫn của catalogua biến tần ta chon phanh loại VLT Brake Resistor MCE 101 Chọn bộ lọc Filter với mục đích dùng để lọc nhiễu điện từ Theo khuyến cáo của nhà sản suất lựa chọn bộ lọc VLT Advanced Harmonic Filter AHF 005/010 Chọn bộ lọc Sine – Wave Filters MCC 101 dùng để tối ưu hóa cơng suất động cơ, giảm tiếng ồn. Chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất: Chọn bộ lọc dU/dt filter đặt giữa biến tần và động cơ nhằm lọc nhiễu theo khuyến cáo của nhà sản xuất: VLT dU/dt filter MCC 102 V.CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ: Một vài tham số của động cơ Cơng suất 200kw Tốc độ 1481 rpn Dòng điện 375 A Hệ số cơng suất 0.88 Chọn thiết bị bảo vệ MCCB,MCB,CB,ROLER,CONTACTOR Đối với mạch động lực Chọn MCCB Mục đích: dùng để đóng cắt nguồn điện và bảo vệ các thiết bị khác khi có sự cố như ngắn mạch xãy ra cho phần mạch động lực Tiêu chuẩn lựa chọn Udmmcb >= Udmld =380V: Nguồn áp định mức của MCB phải lớn hơn hoặc bằng nguồn định mức của lưới điện Idmmcb >= Idmld =375: dòng làm việc định mức của MCB phải lớn hơn hoặc bằng dòng định mức của lưới điện hoặc dòng tải làm việc MCB phải chịu được dòng làm việc tức thời của tải mà khơng tác động bảo vệ ( vài giây đến vài chục giây ). Dòng chịu cắt ngắn mạch phải lớn hơn hoặc bằng dòng xung kích của lưới điện. In >= Ixk =*1.8*Ingắn mạch . Chọn MCCB 4 cực 1SDA66563R1 dòng định mức 400A dòng bảo vệ ngắn mạch 50KA Chọn CONTACTOR Mục đích: điều khiển hệ thống bằng cách tác động các cơng tắc thường đóng và thường mở Yêu cầu: Un Usupply In Idriver Dùng cho tải AC1 (vì động cơ được điều khiển qua biến tần) Điện áp cuộn hút 220 240VAC Ta chọn contactor loại A 503000 Điện áp 220230V Tần số 50Hz Dòng định mức 400A 1NO,1NC Chọn thiết bị cho mạch điều khiển Bộ nguồn AC/DC Yêu cầu: Biến đổi điện áp AC 220 thành điện áp 24VDC Bộ cấp nguồn sơ cấp LoạI CPC Primary switch mode power supplies CPC range Dải điện áp đầu vào rộng; dự trữ công suất tới 50% đặc biệt cho các tải nặng nhọc Chọn Relay trung gian: Mục đích: mở rộng số tiếp điểm và đóng ngắt trung gian mạch điều khiển và đóng cắt tiếp điểm cho phanh u cầu: điện áp cuộn hút 220 VAC cùng nguồn với mạch điều khiển Nút nhấn loại giữ cho các cấp tốc độ Dùng để nhấn khởi động một thao tác Dùng nút nhấn có đèn led : Khơng có biến thế,mã hàng:YW1P1EQM3(R,Y,W,A) Đặc tính kỹ thuật nguồn cáp: 220V AC/DC Nút nhấn START Là nút nhấn nhả Dùng để nhấn nút khởi động Nút STOP Dùng để dừng tất cả mọi hoạt động của tải VI. Mạch điều khiển VII. Cài đặt biến tần: Thông số động cơ: mã Giá trị Mô tả Đơn vị 0-01 Tiếng anh 0-02 Tốc độ động 1-01 Điều khiển vector 1-20 200KW Công suất động KW 1-22 380 Điện áp định mức V 1-23 50Hz Tần số động Hz 1-24 375 Dòng điện định mức A Hz 1-25 1481 Tốc độ danh định Rmp 1-26 1290 Moment định mức Nm 4-12 Tốc độ tối thiểu Hz 4-14 Tốc độ tối đa Hz 3-40 Tăng giảm tốc với việc cài đặt thời gian 3-41 3s Thời gian tăng tốc S 3-42 3s Thời gian giảm tốc S Phanh Cài tốc độ đặt trước 3-04 5-10 start 5-11 Đảo chiều 5-12 Không dùng 5-13 15 Đặt tham chiếu bit 5-14 16 Đặt tham chiếu bit 5-15 17 Đặt tham chiếu bit 3-10 Preset ref Tốc độ 1: Hz Preset ref Tốc độ 2: Hz Preset ref Tốc độ 3: Hz Preset ref Tốc độ 4: Hz Preset ref Tốc độ 5: Hz Bảo vệ động 1637 418 200% Iđm 180%M 750 2322 A Nm 190 Bảo vệ quá nhiệt động ... Dùng để nhấn nút khởi động Nút STOP Dùng để dừng tất cả mọi hoạt động của tải VI. Mạch điều khiển VII. Cài đặt biến tần: Thông số động cơ: mã Giá trị Mô tả Đơn vị 0-01 Tiếng anh 0-02 Tốc độ động 1-01 Điều khiển. .. Bảo vệ q tải trọng, khơng cho cẩu chạy khi tải q trọng, báo động Kết hợp điều khiển q trình thắng cơ khi khi nâng và hạ I.TÌM HIỂU NGUN LÝ HOẠT ĐcỘNG CỦA CẨU HÀNG Quy trình cơng nghệ: II.TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ,ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ,THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG... chọn động có III.CHỌN ĐỘNG CƠ: Yêu cầu: - Chọn động phù hợp với tải nâng hạ - Động phải có cơng suất lớn cơng suất tính toán - Động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại - Động tích hợp sẵn phanh