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:1051060018
Nguyễn 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 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 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.
Đồ thị phụ tải:
Tính toán chọn động cơ:
Chọn tang trống:
+ Chọn tang nâng phù hợp với cơ 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 cơ – n = 1500 vòng/phút
Thay số:
+ Momen nâng có tải:
G: trọng lượng nâng vật
trọng lượng cơ cấu nâng vật (tang trống = 788 Kg = 7880N)
là hiệu suất cơ cấu nâng: chọn (theo giáo trình trang bị điện điện tử)
u là bội số palang – u = 1.
+ Momen động cơ khi 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 trong 1 chu kì là:
+ Hệ số tiếp điện phụ tải:
*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 hạ hãm lúc này ta phải xác định moment hãm của trục động cơ:
+ gọi moment trên trục động cơ do tải trọng gây ra không có tổn thất thì khi hạ tải thì năng lượng được truyền từ tải trọng sang cơ cấu truyền động nên :
→
→ Momen đẳng trị:
+ Từ vận tốc nâng ta tính được tốc độ góc của động cơ khi nâng:
→ Vậy từ kết quả tính toán sơ bộ chọn loại động cơ xoay chiều 3 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 cơ có
III.CHỌN ĐỘNG CƠ:
Yêu cầu:
Chọn động cơ phù hợp với tải nâng hạ
Động cơ phải có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất đã tính toán.
Động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
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:
Công suất: 200KW
Tốc độ đầu ra: 1481 v/p
Điện áp định mức: 380-420
Dòng điện định mức: 375A
Momen định mức: 1290 Nm
Tỉ số truyền: 27.92
Cos
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:
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:
Công suất: 200KW
Điện áp vào: 380-500V
Dòng điện vào định mức: 381A
Dòng điện ra: 395A
Tần số 50/60 Hz
Tần số ngõ ra điều chỉnh được: từ 0 đến 590Hz
Chọn braking resistor:
Mục đích:
Biến tần điều khiển động cơ có tải quán tính lớn,vì vậy ta lên dùng điện trở hãm để dừng và hãm động cơ nhanh hơn.
Yêu 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 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
V.CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ:
Một vài tham số của động cơ
Công suất 200kw
Tốc độ 1481 rpn
Dòng điện 375 A
Hệ số công 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 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
Chọn CONTACTOR
Mục đích: điều khiển hệ thống bằng cách tác động các công 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 50-30-00
Điện áp 220-230V
Tần số 50Hz
Dòng định mức 400A
1NO,1NC
