Phân tích và nhận xét kĩ thuật hệ truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp của QC và RTG cảng hải phòng

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Mạc Văn Cường Số hiệu sinh viên:1151540006 Khóa 2011-2016 Khoa Điện- Cơ…… Ngành.Điện Công Nghiệp Và Dân Dụng Tên đề tài: Phân tích nhận xét kĩ thuật hệ truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp QC RTG cảng Hải Phòng Các số liệu ban đầu: Nội dung phần cần thuyết minh tính toán: Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): SV: Mạc Văn Cường i Họ tên cán hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm … Cán hướng dẫn ( Ký, ghi rõ họ, tên) Trưởng môn ( Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày… tháng … năm 2013 Người duyệt ( Ký, ghi rõ họ, tên) SV: Mạc Văn Cường Sinh viên ( Ký, ghi rõ họ, tên) ii PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tinh thần, thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Cho điểm cán hướng dẫn: (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2013 Cán hướng dẫn (Họ tên chữ kí) SV: Mạc Văn Cường iii NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Cho điểm cán chấm phản biện (Điểm ghi số chữ) Ngày tháng năm 2013 Người chấm phản biện SV: Mạc Văn Cường iv LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Phân tích nhận xét kĩ thuật hệ truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp QC RTG cảng Hải Phòng,do em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Ban Các số liệu kết hoàn toàn với thực tế Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm SV: Mạc Văn Cường v MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ 1.1 Tổng quan thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam Hình 1.1 Hình ảnh cầu trục RTG 1 1.1.1.Thiết bị nâng hạ hàng hóa tổng hợp cảng biển 1.1.2.Thiết bị nâng hạ chuyên dụng Hình 1.2.Container gantry crane Hình 1.4 Container stacking crane .5 Hình 1.6.Xe nâng container loại kẹp cạnh bên Hình 1.8 Container truck .7 1.2 Tổng quan hệ truyền động điện sử dụng thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam 1.2.1.Các hệ thống truyền động điện mạch hở thiết bị nâng hạ truyền thống cảng biển Việt Nam Hình 1.9 điều khiển theo thời gian Hình 1.10 khống chế theo tốc độ 11 Hình1.11.Mạch qua cấp điện trở .12 Hình 1.12 Nguyên tắc khống chế theo dòng điện 13 1.2.1.Các hệ thống truyền động điện mạch kín thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam 14 Hình 1.13 Hệ thống truyền động điện mạch kín .14 Hình1.14 Phản hồi âm điện áp 16 Hình 1.15 Đặc tính phản hồi âm dòng .17 Hình 1.16.Mô hình điều khiển tốc độ kiểu vòng kín có phản hồi tốc độ 18 1.2.Kết luận chương 19 CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 20 CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN DỘNG DIỆN SỬ DỤNG TRONG CAC THIẾT BỊ NÂNG HẠ .20 TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 20 2.1 Đặt vấn đề .20 CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ .21 2.2 Hệ truyền động điện cần trục RTG .23 2.2.1 Giới thiệu RTG cảng Hải Phòng .23 Hình 2.1 hình ảnh RTG 23 Hình 2.2 cấu trúc cầu trục RTG 27 2.2.2 Trạm phát RTG .32 Hình 2.4.Sơ đồ đường dây RTG 33 Hình 2.5.sơ đồ nguyên lý điều khiển trạm phát điện cấp nguồn cho cầu trục RTG 36 2.2.3 Hệ điều khiển RTG 37 Hình 2.6 Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển động nâng hạ hàng 39 Hình 2.7 sơ đồ điều khiển cấu nâng hạ hàng 40 Hình 2.8.sơ đồ nguyên lý điều khiển động di chuyển xe cầu trục RTG 49 Hình 2.9.sơ đồ nguyên lý điều khiển động di chuyển xe cầu trục RTG 49 Hình 2.10.sơ đồ nguyên lý điều khiển động di chuyển xe cầu trục RTG.50 Hình 2.11.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cấu di chuyển giàn cầu trục RTG 55 Hình 2.12.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cấu di chuyển giàn cầu trục RTG 56 2.3 Hệ truyền động điện cần trục QC 62 2.3.1 Giới thiệu QC cảng Hải Phòng 62 Hình 2.13 Cầu trục giàn bốc xếp container cho tàu biển 62 Hình 2.14 Bố trí thiết bị điều khiển cabin cầu trục QC 68 2.3.2 Cung cấp điện QC 69 Hình 2.15 sơ đồ nguyên lý điều khiển cấp nguồn cho cẩu giàn QC 70 2.3.3 Hệ điều khiển QC 76 Hình 2.16.nguyên lý điều khiển cấu nâng hạ hàng 77 Hình 2.17.sơ đồ nguyên lý điều khiển cấu di chuyển xe cầu trục 81 Hình 2.18.sơ đồ nguyên lý nâng hạ giàn cầu trục QC .84 2.3.4 Hệ truyền động điện vòng kín sử dụng biến tần gián tiếp QC vả RTG 89 Hình 2.19.nguyên lý hệ thống truyền động điện cần cẩu giàn container crane 89 Hình 2.20.nguyên lý hệ thống điều khiển moment sử dụng biến tần gián tiếp 90 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 123 3.1 Giống khác mục đích sử dụng khai thác hai phương tiện 123 3.1.1 RTG cần trục nâng hạ bánh lốp hoạt động bãi chứa container .123 3.1.2 QC thiết bị nâng hạ container tự cầu cảng xuống tàu ngược lại .124 Hình 3.1.QC cảng hải phòng 124 3.2 Giống khác thiết kế kĩ thuật 126 3.2.1 Vấn đề công suất suất bốc xếp .126 3.2.2 Thiết kế kĩ thuật công nghệ .128 Hình 3.2.Biến tần với converter có khả làm việc chế độ nghịch lưu129 Hình 3.3 Thống điều khiển truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp với hai mạch vòng :dòng điện tốc độ 131 Hình 3.4 Hãm tái sinh xuất thay đổi tốc độ động (giảm)bằng việc thay đổi tần số 133 Hình 3.5 Hãm tái sinh xuất động thực đảo chiều làm việc với tải 134 3.2.3 Điều khiển 134 Hình 3.6.sơ đồ hiển thị PLC .135 3.3 Giống khác hệ truyền động điện 137 3.3.1 Thiết bị thiết kế công nghệ 138 3.3.2 Biến tần gián tiếp hãng FUJI sử dụng RTG QC 139 Hình 3.7 Các kiểu điều chỉnh tốc độ 139 Hình 3.8 Phương pháp điều khiển hệ thống v/f vòng hở 140 Hình 3.9 Đặc tính tốc độ momen 140 Hình 3.10 Phương pháp điều chỉnh tốc độ bù trượt kiểu vòng hở 141 Hình 3.11 Mô hình điều khiển tốc độ kiểu vòng kín có phản hồi tốc độ .142 Hình 3.12 Mô hình điêu khiển slip-frequency control sytem 143 Hình 3.13 Hệ thống điều khiển vector .144 145 Hình 3.14 Cấu tạo biến tần họ FRENIC 146 3.3.3 Biến tần gián tiếp sử dụng RTG 149 3.3.4 Biến tần gián tiếp sử dụng QC 150 Hình 3.16 Đặc tính biểu diễn đại lượng dòng điện, tốc độ đảo chiều .151 151 3.4 Kết luận 151 THỐNG KÊ BẢN VẼ CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ 1.1 Tổng quan thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam Hình 1.1 Hình ảnh cầu trục RTG 1 1.1.1.Thiết bị nâng hạ hàng hóa tổng hợp cảng biển 1.1.2.Thiết bị nâng hạ chuyên dụng Hình 1.2.Container gantry crane Hình 1.4 Container stacking crane .5 Hình 1.6.Xe nâng container loại kẹp cạnh bên Hình 1.8 Container truck .7 1.2 Tổng quan hệ truyền động điện sử dụng thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam 1.2.1.Các hệ thống truyền động điện mạch hở thiết bị nâng hạ truyền thống cảng biển Việt Nam Hình 1.9 điều khiển theo thời gian Hình 1.10 khống chế theo tốc độ 11 Hình1.11.Mạch qua cấp điện trở .12 Hình 1.12 Nguyên tắc khống chế theo dòng điện 13 1.2.1.Các hệ thống truyền động điện mạch kín thiết bị nâng hạ cảng biển Việt Nam 14 Hình 1.13 Hệ thống truyền động điện mạch kín .14 Hình1.14 Phản hồi âm điện áp 16 Hình 1.15 Đặc tính phản hồi âm dòng .17 Hình 1.16.Mô hình điều khiển tốc độ kiểu vòng kín có phản hồi tốc độ 18 1.2.Kết luận chương 19 CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 20 CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN DỘNG DIỆN SỬ DỤNG TRONG CAC THIẾT BỊ NÂNG HẠ .20 TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 20 2.1 Đặt vấn đề .20 CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG  Kiểu điều khiển hở: CONVERTER INVERTER + Acceleration deceleration processer V/F PATTERN frequency setting pot THREE PHASE VOLTAGE REFERENCE PROSESSER M PWM Hình 3.8 Phương pháp điều khiển hệ thống v/f vòng hở Biến tần loại điều khiển vòng hở với luật điều khiển v/f ,tín hiệu vào tín hiệu đặt tần số Dựa vào thông số vi sử lí tính toán điện áp phù hợp với tần số dặt Đặc tính tốc độ mômen thay đổi theo tải TORQUE f6 f5 f4 f3 f2 f1 LOAD TORQUE N6 N5 N4 N3 N2 N1 MOTOR SPEED Hình 3.9 Đặc tính tốc độ momen CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG Hình 3.9.biểu diễn n = f(M) Tốc độ động gần không đổi moment trục động thay đổi miền tần số từ f1đến f6 Tức điện áp tần số cấp cho động cơ, tốc độ động giữ gần không đổi moment tải thay đổi Hệ số trượt [...]... trách kĩ thuật Sau quá trình học tập và nghiên cứu, em được giao đề tài: Phân tích và nhận xét kĩ thuật hệ truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp của QC và RTG cảng Hải Phòng Đồ án trình bày 3 chương với nội dung như sau : CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT HỆ TRUYỀN ĐỘNG... QC vả RTG 89 Hình 2.19.nguyên lý hệ thống truyền động điện trên cần cẩu giàn container crane 89 Hình 2.20.nguyên lý hệ thống điều khiển moment sử dụng biến tần gián tiếp 90 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 123 3.1 Giống và khác nhau trong mục đích sử dụng khai thác hai phương tiện 123 3.1.1 RTG cần trục nâng hạ bánh lốp hoạt động trên... phải dùng hệ thống điều khiển tự động kiểu hệ kín Đối với hệ thống sử dụng động cơ điện 1 chiều làm việc trong hệ thống truyền động điên kiểu hệ kín thường người ta phải sử dụng các bộ biến đổi để cung cấp nguồn điện áp một chiều cho phần ứng động cơ hay cung cấp cho cuộn kích từ của động cơ điều khiển tự động hệ kín người ta thường sử dụng bộ biến tần, hoặc điều khiển xung trở mạch rotor Trong hệ. .. cậy của các máy điện, kết cấu tổng thể của hệ thống, các chế độ làm việc của máy điện và hệ thống Xuất phát từ các nguyên tắc cơ bản của hệ truyền động điện sử dụng trong thiết bị vận chuyển để phân tích được các đặc tính đặc trưng từ đó vận dụng một cách thành thạo, linh hoạt trong công tác điều chỉnh CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ hệ thống thoả mãn yêu cầu công nghệ... trình khởi động ở mức xác định - Quá trình khởi động không phụ thuộc vào nhiệt độ của dây quấn rơle - Không đảm bảo giữ nguyên thời gian khởi động 1.2.1.Các hệ thống truyền động điện mạch kín trên các thiết bị nâng hạ ở cảng biển Việt Nam Nguyên tắc điều khiển hệ thống truyền động điện kiểu hệ kín * Sơ đồ khối của hệ thống tự động điều chỉnh Hình 1.13 Hệ thống truyền động điện mạch kín BD là biến dòng... về các hệ truyền động điện sử dụng trong các thiết bị nâng hạ tại cảng biển Việt Nam Các thế hệ cần trục và cầu trục với hệ truyền động điện cơ thông thường là động cơ không đồng bộ rôto dây quấn điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh điện trở phụ trong mạch rôto Mạch điều chỉnh chính sử dụng các rơle, công tắc tơ nên hệ thống hoạt động kém chính xác vì tần số đóng cắt lớn, gây ra mòn tiếp điểm của các... kiện vận hành của động cơ và giá trị cho phép của dòng điện phần ứng động cơ Giá trị dòng điện I2= (1,8÷2)Iđm được xác định căn cứ vào việc đảm bảo gia tốc tối thiểu khi mở máy động cơ ở phụ tải đã cho đến I1, I2 luôn lớn hơn Iđm này.Muốn khống chế theo nguyên tắc dòng điện ta sử dụng một số rơle dòng điện mắc nối tiếp với phần ứng của động cơ điện 1 chiều hoặc mắc nối tiếp với 1 pha của động cơ xoay...CHƯƠNG 1: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG CÁC THIẾT BỊ NÂNG HẠ .21 2.2 Hệ truyền động điện trên cần trục RTG .23 2.2.1 Giới thiệu về RTG cảng Hải Phòng .23 Hình 2.1 hình ảnh RTG 23 Hình 2.2 cấu trúc cầu trục RTG 27 2.2.2 Trạm phát trên RTG .32 Hình 2.4.Sơ đồ đường dây chính trên RTG 33 Hình 2.5.sơ đồ nguyên lý điều khiển trạm phát điện cấp... 3.1.2 QC thiết bị nâng hạ container tự cầu cảng xuống tàu và ngược lại .124 Hình 3.1 .QC tại cảng hải phòng 124 3.2 Giống và khác nhau trong thiết kế kĩ thuật 126 3.2.1 Vấn đề công suất và năng suất bốc xếp .126 3.2.2 Thiết kế kĩ thuật và công nghệ .128 Hình 3.2 .Biến tần với converter có khả năng làm việc trong chế độ nghịch lưu129 Hình 3.3 Thống điều khiển truyền động điện. .. SỬ DỤNG TRONG CAC THIẾT BỊ NÂNG HẠ CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN CẦN TRỤC RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 2.1 Đặt vấn đề Cần trục có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nó nâng cao năng lực bốc xếp tại các cảng sông cảng biển và trong các nhà máy xí nghiệp…Các thế hệ cầu trục với hệ truyền động là động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn, điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh điện ... 2.20.nguyên lý hệ thống điều khiển moment sử dụng biến tần gián tiếp 90 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 123 3.1 Giống khác mục đích sử dụng khai... 2.20.nguyên lý hệ thống điều khiển moment sử dụng biến tần gián tiếp 90 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KĨ THUẬT HỆ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN RTG VÀ QC CẢNG HẢI PHÒNG 123 3.1 Giống khác mục đích sử dụng khai... iv LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp: Phân tích nhận xét kĩ thuật hệ truyền động điện sử dụng biến tần gián tiếp QC RTG cảng Hải Phòng, do em tự thiết kế hướng dẫn thầy giáo PGS.TS