Báo cáo Đồ án môn học Kỹ thuật điều khiển động cơ - Đề tài: Cẩu hàng

Nội dung text: Báo cáo Đồ án môn học Kỹ thuật điều khiển động cơ - Đề tài: Cẩu hàng

1. 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
2. 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.
3. • Quy trình công nghệ: II.TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ,ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ,THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG. 1. Đồ thị phụ tải:
4. 2. 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: 2 푅푡푛 + Tỉ số truyền: 푖 = 푛 푅푡 là bán kính tang trống: 푅푡 = 0.25 푛là tố độ nâng tải (m/phút) 푛 là tốc độ động cơ – n = 1500 vòng/phút 2 0.25.1500 → Thay số: 푖 = 1.4×60 = 28.1 ( )×푅 (120000 7880)×0.25 + Momen nâng có tải: = 0 푡 = = 1264.13 푛 푖× ×푛 28.1×1×0.9 G: trọng lượng nâng vật 0 trọng lượng cơ cấu nâng vật (tang trống = 788 Kg = 7880N)
5. 푛 là hiệu suất cơ cấu nâng: chọn 푛 = 0.9 (theo giáo trình trang bị điện điện tử) u là bội số palang – u = 1. + Momen động cơ khi hạ tải: ( + 0)푅푡 1 (120000 + 7880) × 0.25 1 ℎ = 2 ― = 2 ― 푖 × 푛 28.1 × 1 0.9 = 1011.3( ) + Momen hạ không tải: 0 × 푅푡 1 7880 × 0.25 1 ℎ0 = 2 ― = 2 ― = 62.32( ) 푖 × 푛 28.1 × 1 0.9 + Momen nâng không tải: 0 × 푅푡 7880 × 0.25 푛표 = = = 78( ) 푖 × × 푛 28.1 × 0.9 ℎ 15 + Thời gian nâng có tải: 푡 = = = 11푠 푛 푛 1.4 ℎ 15 + Thời gian hạ có tải: 푡 = = = 30푠 ℎ ℎ 0.5 ℎ 15 + Thời gian nâng hạ móc không: 푡 = 2 × = 2 × = 15푠 2 + Thời gian móc dỡ hang: 90s → Tổng thời gian làm việc trong 1 chu kì là: 푡 = 푡푛 + 푡ℎ + 푡 + 푡 = 11 + 30 + 15 + 90 = 146(푠) 푡푙푣 56 + Hệ số tiếp điện phụ tải: 휉 = × 100 = × 100 = 38.4% 푡 푡 46 *Ta cho moment khởi động bằng 1,7 lần moment định mức: = 1.7 đ ta chọn thời gian khởi động là 3s - Biểu thức mối quan hệ giữa moment và gia tốc theo thời gian: 휔 = + 퐽 đ 푡 푡 - Trong đó: đ là moment của động cơ điện ▪ 푡 là moment của máy sản xuất ▪ 퐽 là moment quán tính - Ta tính được moment mở máy của động cơ kéo máy sản xuất: = 푡 + đ ▪ là moment mở máy ▪ 푡 là moment tĩnh do tải trọng và cơ cấu nâng gây ra
6. ▪ đ là moment do quán tính của các cơ cấu gây ra → với tỉ số truyền của động cơ là 푖 = 28.1 ( + 0)푅푡 (120000 + 7880)0.25 = = = 1264.14 푡 푖. .푛 28.1 × 0.9 푛 1500 - Vận tốc của tang cuốn 푖 = = = 53.4 푣/ 푛푡 28.1 휔 2 2 2 = 퐽 푡 với 퐽 = × = 0 × 0.25 = 492.5 퐾 . 휔 푛푡 53.4 = = = 2.8 푡 9.55 × 푡푛 9.55 × 3 → = 푡 + = 1264.14 + (492.5 × 2.8) = 2150.63 2150.63 Mà = = 1.7 → thời gian nâng tải đảm bảo yêu cầu làm việc của động đ 1264.14 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 푡 ( 0 )×0.25 1 = × 2 ― khi hạ tải thì năng lượng được truyền từ tải trọng ×푖 푛 sang cơ cấu truyền động nên : ℎ = 푡 ― ∆ = 푡 × 푛ℎ( ) ℎ: 표 푒푛푡 푡 ê푛 푡 ụ độ푛 ơ ℎ푖 ℎạ 푡ả푖 ∆ :푡ổ푛 푡ℎấ푡 표 푒푛푡 푡 표푛 ơ ấ 푡 ề푛 độ푛 1 1 푛ℎ:ℎ푖ệ 푠 ấ푡 ơ ấ ℎ푖 ℎạ 푡ả푖 푛ℎ = 2 ― = 2 ― 푛 푛 (120000 7880)×0.25 1 → = × 푛 = × 2 ― = 1011.3 ℎ 푡 ℎ 28.1 푛 2 ∑ 푡 푡푖 → Momen đẳng trị: 푡 푖 = = ∑ 푡푖 2150.622×6 1264.132×5 1011.32×24 15×(78 62.32)2 1896.22×3 1011.32×3 46 = 1177.2 + Từ vận tốc nâng ta tính được tốc độ góc của động cơ khi nâng: 푖× × 푛 28.1×1.4×60 푛 = = = 1500 푣/ ℎ 2 푅푡 2× ×0.25
7. 푡 × 푛 1177.2 × 1500 푃 = = = 184.9 푊 9550 9550 → 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 휉 = 40%. Do đó công suất quy đổi tương ứng: 휉% 푡 38% 푃푞 = 푃 × = 184.9 × = 180 푊 휉%푡 40% → Vậy ta chọn động cơ có 푃 = 180 푊 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
8. → Với các thông số động cơ: o Công suất: 200KW o Tốc độ đầu ra: 1481 v/p o Điện áp định mức: 380-420
9. o Dòng điện định mức: 375A o Momen định mức: 1290 Nm o Tỉ số truyền: 27.92 o Cos휑 = 0.88 o Có tích hợp sẵn phanh hãm: loại BE122 ❖ Kiểm nghiệm lại động cơ: - Kiểm tra moment: 푙푖 = 1264.13 × 27.92 = 35294.5 < 36000 Nm 푣 84 - Kiểm tra tốc độ puli: 푛 푙푖 = 2 푅 = 2×3.14×0.25 = 53 = 푛 =>> 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 trường làm việc 1 VLT Aqua drive FC 200 Cấp nước và sử lí nước Trong nhà 2 VLT AutomationDrive FC Các ứng dụng công FC 301: 0.37 – 45 FC 301: trong 300, FC 301, FC 302 nghiệp KW nhà FC 302: 0.37 – 1.1 FC 302: ngoài MW trời 3 VLT Micro Drive FC51 Trong công nghiệp có Tối đa 22kW công suất thấp 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