Đồ án môn học kỹ thuật điều khiển động cơ: Cẩu hàng

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 THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỂN THÔNG



BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

ĐỀ TÀI: CẨU HÀNG

GVHD: TS.LÊ QUANG ĐỨC

Cái Thế Hạp MSSV:1051060018Nguyễn Công 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 vớitốc 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 không tải cho phép chạy tốc độ 2m/s

- Bảo vệ hành trình hai đầu

- Bảo vệ quá tải trọng, không cho cẩu chạy khi tải quá trọng, báo động

- Kết hợp điều khiển quá trình thắng cơ khi khi nâng và hạ

I.TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐcỘNG CỦA CẨU HÀNG

 Quy trình công nghệ:

II.TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ,ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ,THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG

1 Đồ thị phụ tải:

+ Tỉ số truyền:

là bán kính tang trống:

là tố đ nâng tải (m/phut) ô

là tốc đ đ ng cơ – n = 1500 vong/phut ô ô

Thay số:

+ Momen nâng có tải:

G: trọng lượng nâng v t â

trọng lượng cơ cấu nâng v t (tang trống = 788 Kg = 7880N) â

là hi u suất cơ cấu nâng: chọn (theo giáo trình trang bị điện điện tử)ê

u là b i số palang – u = 1.ô

+ Momen đ ng cơ khi ha tải: ô

+ Momen ha không tải:

+ Momen nâng không tải:

+ Thời gian nâng có tải:

+ Thời gian ha có tải:

+ Thời gian nâng ha móc không:

+ Thời gian móc dỡ hang: 90s

→ Tông thời gian làm vi c trong 1 chu kì là: ê

+ H số têp đi n phụ tải: ê ê

*Ta cho moment khởi động bằng 1,7 lần moment định mức: ta chọn thời gian khởi động là 3s

- Biểu thức mối quan hệ giữa moment và gia tốc theo thời gian:

- Trong đó: là moment của động cơ điện

 là moment của máy sản xuất

 là moment quán tính

- Ta tính được moment mở máy của động cơ kéo máy sản xuất:

 là moment mở máy

 là moment tĩnh do tải trọng và cơ cấu nâng gây ra

 là moment do quán tính của các cơ cấu gây ra

→ với tỉ số truyền của động cơ là

- Vận tốc của tang cuốn

với

→

Mà → thời gian nâng tải đảm bảo yêu cầu làm việc của động cơ

- Do đây là tải trọng lớn nên ta thực hiện ha hãm luc này ta phải xác định moment hãm của trục động cơ:

+ gọi moment trên trục động cơ do tải trọng gây ra không có tôn thất thì khi ha tải thì năng lượng được truyền từ tải trọng sang cơ cấu truyền động nên :

→

→ Momen đẳng trị:

+ Từ v n tốc nâng ta tính được tốc đ góc của đ ng cơ khi nâng: â ô ô

→ V y từ kêt quả tính toán sơ b chọn loai đ ng cơ xoay chiều 3 pha làm â ô ô

vi c chê đ ngăn han l p lai có thời gian đóng đi n tương đối têu chuân ê ô ă ê

Do đó công suất quy đôi tương ứng:

→ V y ta chọn đ ng cơ có â ô

III.CHỌN ĐỘNG CƠ:

 Yêu cầu:

- Chọn động cơ phù hợp với tải nâng ha

- Động cơ phải có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất đã tính toán

- Động cơ làm việc ở chê độ ngăn han lặp lai

- Động cơ tích hợp sẵn phanh hãm

- Tỉ số truyền phù hợp với phần tính toán động cơ

⇒ Động cơ của hang SEW phù hợp với các tiêu chuẩn đề ra có mã

DRS135L4

→ Với các thông số động cơ:

o Công suất: 200KW

o Tốc độ đầu ra: 1481 v/p

o Có tích hợp sẵn phanh hãm: loai BE122

 Kiểm nghiệm lai 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 Công suất Điều kiện môi

FC 302: 0.37 – 1.1 MW

FC 301: trong nhà

FC 302: ngoài trời

3 VLT Micro Drive FC51 Trong công nghiệp

có công suất thấp Tối đa 22kW

4 VLT 6000 Công nghiệp 1.1 đến 500KW Trong nhà và

ngoài trời

5 VLT 5000 Công nghiệp 0.75 đến 355KW Trong nhà và

ngoài trời

6 VLT 2800 series Công nghiệp Dưới 18.5 kW

7 VLT 8000 Aqua Xử lí nước thải

Chọn biến tần nâng hạ có công suất 200 KW, chuyên dùng cho tải nâng hạ :VLT AutomationDriver FC 302 của hãng Danfoss Mã sản phẩm: 131B6867

 Các thông số cơ bản:

o Công suất: 200KW

o Điện áp vào: 380-500V

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 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 AHF005/010

 Chọn bộ lọc Sine – Wave Filters MCC 101 dùng để tối ưu hóa công 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

 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 không 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

 Dùng cho tải AC1 (vì động cơ được điều khiển qua biến tần)

 Điện áp cuộn hút 220- 240VAC

 Ta chọn contactor loại A 50-30-00

Điện áp 220-230VTần số 50HzDòng định mức 400A

Chọn thiết bị cho mạch điều khiển

 Bộ nguồn AC/DC

Yêu cầu:

 Bộ cấp nguồn sơ cấp - LoạI CP-C

 Primary switch mode power supplies - CP-C range

 Dải điện áp đầu vào rộng; dự trữ công suất tới 50% đặc biệt cho cáctải nặng nhọc

 Chọn Relay trung gian:

-Mục đích: mở rộng số tiếp điểm và đóng ngắt trung gian mạch điều khiển vàđóng cắt tiếp điểm cho phanh

-Yêu cầu: điện áp cuộn hút 220 VAC cùng nguồn với mạch điều khiển

 Nút nhấn loại giữ cho các cấp tốc độDùng để nhấn khởi động một thao tác

Dùng nút nhấn có đèn led :

Không có biến thế,mã hàng:YW1P-1EQM3(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:

1 Thông số động cơ:

1-25 1481 Tốc độ danh định Rmp

3-40 2 Tăng giảm tốc với việc

cài đặt thời gian

Preset ref 1 Tốc độ 2: HzPreset ref 2 Tốc độ 3: HzPreset ref 3 Tốc độ 4: HzPreset ref 4 Tốc độ 5: Hz

4 Bảo vệ động cơ

4-18 180%M 2322 Nm

cơ