PHÂN TÍCH ưu KHUYẾT điểm của cơ cấu NÂNG hạ HÀNG TRONG THIẾT bị bốc xếp sử DỤNG ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ RÔTO dây QUẤN với hệ THỐNG sử DỤNG ĐỘNG cơ KHÔNG ĐỒNG bộ RÔTO LỒNG sóc CUNG cấp bởi BIẾN tần GIÁN TIẾP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG TRONG THIẾT BỊ BỐC XẾP SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO DÂY QUẤN VỚI HỆ THỐNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RƠTO LỒNG SĨC CUNG CẤP BỞI BIẾN TẦN GIÁN TIẾP Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Tiến Ban Sinh viên thực hiện: Ngô Quang Biển Lớp: Điện Công nghiệp Dân dụng Khóa: k9 LỜI MỞ ĐẦU Động không đồng rôto dây quấn ứng dụng rộng rãi đưa điện trở phụ ngồi vào để cải thiện tính mở máy điều chỉnh Nhưng có cấu tạo phức tạp, bảo quản khó, tốc độ điều khiển theo cấp Với việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển q trình sản xuất cơng nghệ Thì hệ thống nâng hạ hàng nay, người ta sử dụng hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động ba pha rơto lồng sóc phương pháp thay đổi tần số cấp nguồn cho mạch stator nhờ biến tần gián tiếp điều chế độ rộng xung đảm bảo trình mở máy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, hãm dừng xác so với động không đồng rôto dây quấn  Trong đề tài: “Phân tích ưu khuyết điểm cấu nâng hạ hàng thiết bị bốc xếp sử dụng động không đồng rôto dây quấn với hệ thống sử dụng động khơng đồng rơto lồng sóc cung cấp biến tần gián tiếp”     Đồ án có nội dung sau: Chương Giới thiệu thiết bị nâng hạ điển hình Chương Truyền động điện thiết bị nâng hạ sử dụng động không đồng rôto dây quấn Chương Truyền động điện thiết bị nâng hạ sử dụng động khơng đồng rơto lồng sóc biến tần gián tiếp Chương Giới thiệu thiết bị nâng hạ hàng Chức hệ thống nâng hạ hàng Phân loại hệ thống nâng hạ Những yêu cầu thiết bị nâng hạ hàng Chức hệ thống nâng hạ hàng - Nâng hàng di chuyển hàng hoá kho hàng - Bốc xếp hàng hóa lên phương tiện vận chuyển Phân loại hệ thống nâng hạ - Phân loại theo mục đích sử dụng + Tời hàng cần trục: dùng để bốc xếp hàng hoá từ nơi sang nơi khác hay lên phương tiện vận chuyển Đây thiết bị sử dụng rộng rãi ngày + Máy nâng: dùng để luân chuyển hàng hoá kho bãi di chuyển… - Phân loại theo chế độ cấp nguồn Lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện hay lấy nguồn từ máy phát riêng Những yêu cầu thiết bị nâng hạ hàng - Năng suất làm hàng cao - Hệ thống phải có khả thay đổi tốc độ phạm vi rộng, tạo tốc độ cao không tải tải nhẹ - Hệ thống phải có khả rút ngắn thời gian q độ - An tồn cho hàng hố thiết bị Chương TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ NÂNG HẠ SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO DÂY QUẤN Cấu trúc thiết bị nâng hạ sử dụng động khơng đồng rơto dây quấn (có ưu nhược điểm?) Đặc tính đặc điểm khai thác hệ truyền động điện động không đồng rôto dây quấn cho cần trục Quá trình hãm lượng xảy hãm động không đồng rôto dây quấn Sơ đồ nguyên lý hoạt động thiết bị nâng hạ sử dụng động không đồng rôto dây quấn   2.1 Cấu trúc thiết bị nâng hạ sử dụng động không đồng rôto dây quấn Hệ truyền động mạch hở cần trục Hệ thống động lực gồm phần tử: Động điện truyền động Phanh hãm dừng điện từ Bộ truyền khí Trống tời quấn cáp nâng hạ hàng Phanh hãm an toàn  Ưu điểm + Kết cấu hệ thống đơn giản, thường xây dựng theo nguyên tắc dùng tay điều khiển kết hợp với trạm từ + Phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn, đầu tư ban đầu thấp  Nhược điểm + Độ trơn điều chỉnh khơng cao, gây lên lực giật trình làm việc cần trục Vì tính bền vững khơng cao + Khi có sửa chữa hệ trục từ phanh tang cáp thiết phải hãm phanh an toàn cách chắn  Hệ truyền động điện xoay chiều ba pha không đồng điều khiển mạch kín Hệ thống động lực gồm phần tử: Động truyền động Phanh điện từ hãm dừng Bộ truyền khí Phụ tải động Trống tời cho cấu nâng hạ hàng Phanh an toàn  Ưu điểm - Có đặc tính điều chỉnh tốt, độ trơn điều chỉnh có khả điều chỉnh sâu hai phía nâng hạ, quay trái – quay phải  Nhược điểm - Hệ thống điều khiển thường phức tạp hệ kín, giá thành tổng thể cao, hiệu suất vùng điều chỉnh sâu thấp  2.2 Đặc tính đặc điểm khai thác hệ truyền động điện động không đồng rôto dây quấn cho cần trục  Đặc tính n n n dm A N -M max -1,2M M cdm -n M co 1,2M M cdm A H max  Chức thiết bị điều khiển Mạch động lực: Am1, As1: Động phanh hãm dừng Ac1, Ac2: Các tiếp điểm công tắc tơ đảo chiều điều khiển cấp nguồn mạch điện stator động truyền động Ac41 – Ac45: Các tiếp điểm công tắc tơ điều khiển trở phụ mach rôto động truyền động Am5: Phanh điều chỉnh tốc độ cho cấu nâng hạ hàng Ad5: Rơle dòng cực đại bảo vệ dòng cho cuộn dây stator phanh Am5 Ac7: Tiếp điểm cấp điện cho phanh As1 phanh hãm dừng cho cấu nâng hạ Mạch điều khiển: Ac1, Ac2: Cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho động Ac41 – Ac45: Cuộn hút công tắc tơ điều khiển điện trở phụ mạch rôto động Ad1, Ad2, Ad3, Ad63: Cuộn hút rơle trung gian Ad43 – Ad45: Rơle thời gian khống chế đóng ngắt điện trở mạch rơto động cơ.Bộ điều khiển dòng KA 481 Chương TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ NÂNG HẠ SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ RƠTO LỒNG SĨC BẰNG BIẾN TẦN GIÁN TIẾP Cấu trúc biến tần gián tiếp Biến tần tạo nên đặc tính tốc độ động Đặc điểm sử dụng biến tần gián tiếp nâng hạ hàng Năng lượng động sử dụng biến tần hãm tái sinh Nhận xét hai hệ truyền động nâng hạ tiêu biểu đánh giá kỹ thuật 3.1 Cấu trúc biến tần gián tiếp + = f1,U1  Ud f2, U2 Trong biến tần điện áp xoay chiều chuyển thành chiều nhờ mạch chỉnh lưu, qua lọc biến trở lại điện áp xoay chiều với tần số f2 Điện áp đầu chỉnh lưu nhờ thay đổi van nhóm điều chế độ rộng xung = -  Việc phải thay đổi lượng lần làm giảm hiệu suất biến tần, song bù lại loại biến tần cho phép thay đổi dễ dàng tần số f2 không phụ thuộc f1 mà phụ thuộc mạch điều khiển  Ngày nay, nghịch lưu điện nguồn người ta thường sử dụng van bán dẫn sơ đồ nghịch lưu transistor IGBT, có nhiều tính ưu việt tốc độ chuyển mạch nhanh Công suất điều khiển yêu cầu nhỏ    Kết cấu biến tần gián tiếp , gồm khối chỉnh lưu chiều khối nghịch lưu IVT Khối nghịch lưu IVT dùng van IGBT có vai trị biến đổi điện áp đầu vào thành nguồn điện xoay chiều ba pha hình sin có tần số điện áp thay đổi để cấp nguồn cho động thực 3.2 Biến tần tạo nên đặc tính tốc độ động Đặc tính điện qua trình khởi động  Nếu bỏ qua tổn hao điện áp mạch stato (bỏ qua R1và X1) ta có: U1 = E1 = 4,44f1W1kcdφ  (3.1) Điều chỉnh giữ từ thơng khơng đổi (có thể bỏ qua điện trở điện kháng stato) lúc mômen bằng: M= (3.2) Gọi U1 điện áp tần số định mức f Với k hệ số, phương trình 3.2 trở thành: M=  (3.3) Biểu thức mơmen (3.3), biểu diễn đặc tính mơmen vi t s 2pfL 2/R2 = Tần số định møc k = k = 0,4 k = 0,7 M « m en k = 1,3    Từ hình vẽ thấy nguồn có tần số nhỏ lại tạo nên mơmen mở máy lớn nguồn có tần số lớn Nếu tần số mở máy cảm kháng rơto nhỏ dịng điện cảm ứng rôto gần trùng pha với điện áp Điều tạo nên mơmen lớn, hệ số cơng suất lớn biên độ dòng điện mở máy nhỏ 1 Tốc độ Hệ số trựơt 3.3 c điểm sử dụng biến tần gián tiếp nâng hạ hàng  Đặc điểm bật sử dụng biến tần gián tiếp nâng hạ hàng điều chỉnh vơ cấp tốc độ động Tức thông qua việc điều chỉnh tần số, điều chỉnh tốc độ động thay đổi theo ý muốn dải rộng  Sử dụng biến tần gián tiếp khai thác nhiều tính linh hoạt : + Tự động nhận dạng động + Tính điều khiển thơng qua mạng, + Khống chế dịng khởi động động giúp trình khởi động êm (khởi động mềm), giảm chi phí lắp đặt, bảo trì, chế độ tiết kiệm lượng + Có thể kiểm sốt lượng thơng qua chế độ bảo vệ tải, nhiệt, dòng, áp, thấp áp, lỗi pha, lệch pha,… biến tần 3.4 Năng lượng động sử dụng biến tần hãm tái sinh   Điều khiển động khơng đồng dùng biến tần vấn đề hãm tái sinh giải hai phương án: + Phương án 1: Để tránh tượng hãm tái sinh động không đồng rôto dây quấn, biến tần tạo loạt đường đặc tính trung gian sát song song với sau  Tuy nhiên làm điều biến tần cần phải tạo họ đặc tính đủ dày để khống chế điểm làm việc góc phần tư thứ đặc tính Điều đòi hỏi biến tần thiết kế tốn  + Phương án 2: Lắp thêm nghịch lưu phụ thuộc song song với chỉnh lưu, nghịch lưu phụ thuộc hoạt động tương tự động chiều, phát điện lưới  Khi xảy hãm tái sinh động tiêu thụ cơng suất phản kháng Q để trì từ trường cịn cơng suất tác dụng P trả lại nghịch lưu máy phát điện xoay chiều Như lượng mà động phát dạng công suất tác dụng gửi trả lại nguồn Nhận xét hai hệ truyền động nâng hạ tiêu biểu đánh giá kỹ thuật Nhận xét đối với hệ truyền động nâng hạ hàng dùng động không đồng bộ rôto dây quấn  So với loại động điện khác (động điện đồng bộ, động điện chiều) động có nhiều ưu việt như: kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, độ bền cao, giá đầu tư thấp  So với động không đồng rơto lồng sóc động khơng đồng rơto dây quấn có cấu tạo phức tạp, bảo quản khó, giá thành cao  Dùng động khơng đồng rơto dây quấn đưa điện trở phụ ngồi vào để cải thiện tính mở máy điều chỉnh tốc độ động Nhược điểm:  Tốc độ vòng quay động rôto dây quấn điều khiển theo cấp (hữu cấp); thông thường động thay đổi dãy tốc độ đồng như: 3.000 - 1.500vg/ph… có cơng nghệ sản xuất yêu cầu hệ thống truyền động cần điều khiển tốc độ liên tục (vô cấp) theo mômen phụ tải thay đổi nên hệ truyền động điện khơng có khả đáp ứng  Để khởi động dừng động điện không đồng công suất vừa lớn thông thường sở sản xuất sử dụng phương pháp khởi động trực tiếp (qua cầu dao áp tô mát) nên gây sụt áp đường dây lớn  Tuy nhiên, với phương pháp “cổ truyền” phù hợp với xu sản xuất hàng hóa chất lượng cao theo cơng nghệ tiên tiến tỷ lệ tổn thất điện toàn hệ thống cịn cao Nhận xét đới với hệ truyền động nâng hạ hàng dùng biến tần    Biến tần kết hợp với động khơng đồng đem lại lợi ích sau:    An toàn, tiện lợi việc bảo dưỡng giảm bớt số nhân công phục vụ vận hành máy… Hiệu suất làm việc máy cao Quá trình khởi động dừng động êm dịu nên giúp cho tuổi thọ động cấu khí dài Khi khởi động có hệ số cao, nên có đặc tính khởi động tốt, hiệu suất cao Tiết kiệm điện mức tối đa trình khởi động vận hành Hệ thống máy có kết nối với máy tính trung tâm Từ trung tâm điều khiển nhân viên vận hành thấy hoạt động hệ thống thông số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay…), trạng thái làm việc cho phép điều chỉnh, chuẩn đoán sử lý cố xảy Kết luận  Với tính vượt trội biến tần, việc cải thiện khả điều khiển hệ thống máy đem lại hiệu tiết kiệm điện máy có tải biến đổi theo tốc độ  Như đề tài em giải vấn đề sau: + Giới thiệu thiết bị nâng hạ hàng + Giới thiệu cấu trúc thiết bị nâng hạ sử dụng động không đồng rôto dây quấn cấu trúc biến tần gián tiếp + Trình bày đặc tính đặc điểm khai thác hệ truyền động điện động không đồng rôto dây quấn cho cần trục biến tần + Quá trình hãm lượng xảy hãm động không đồng rôto dây quấn biến tần + Nhận xét hai hệ truyền động nâng hạ tiêu biểu đánh giá kỹ thuật Tuy nhiên nhiều hạn chế thiếu sót Em mong bảo thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn!