Đồ án trang bị điện TRANG bị điện CHO cầu TRỤC

NỘI DUNG: CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG Cầu trục điện có kết cấu đa dạng sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực khác Trong xí nghiệp luyện kim, xí nghiệp cơng nghiệp thường lắp đặt loại cầu trục để vận chuyển nguyên vật liệu, thành phẩm bán thành phẩm Trong xí nghiệp tuyển than, tuyển quặng bải chứa than nhà máy nhiệt điện thường lắp đặt cầu trục sếp dở Tren công trường xây dựng dân dụng công nghiệp thường lắp đặc loại cổng trục cần cẩu tháp.v.v Ngoài loại cầu trục lắp đặc cố định sử dụng cần cẩu di động như: cần cẩu ôtô, cần cẩu bánh xích, cần cẩu v.v… Ở ta nghiên cứu cần cẩu đặc trưng cầu trục có cấu tạo hình: Cấu tạo trang bị điện cầu trục Cầu trục gồm có gầm cầu di chuyển đường ray lấp đặc dọc theo chiều dài nhà xưởng cấu nâng hạ hàng lắp xe di chuyển dọc theo dầm cầu (theo chiều ngang nhà xưởng) cấu bốc hàng cầu trục dùng gầu ngoạm móc cầu trục cơng suất lớn có hai móc hàng: • • Cơ cấu móc hàng có tải trọng lớn Cơ cấu móc phụ có tải bé Trong cầu trục có ba hệ truyền động chính: di chuyển xe cầu, di chuyển xe nâng hạ hàng Trên cầu trục trang bị động truyền động: hai động di chuyển xe cầu 16, động nâng hạ hàng 12 động di chuyển xe 10 Phanh hảm điện từ 6, 11, 14, 18 lắp hợp với động truyền động Điều khiển động truyền động khống chế cabin điều khiển Hộp điện trở dùng để điều chỉnh khởi động tốc độ động lắp đặt dầm cầu Bảng bảo vệ để bảo vệ tải, bảo vệ điện áp thấp , bảo vệ điện áp không lắp đặt cabin điều khiển Để hạn chế hành trình di chuyển cấu dùng cơng tắc hành trình cho cấu di chuyển xe cầu ; 17cho cấu di chuyển xe 13 cho cấu nâng-hạ hàng Cung cấp điện cho cầu trục hệ thống tiếp điện gồm hai phận: cấp điện thép góc lắp giá đỡ sứ cách điện đặc dọc theo nhà xưởng phận tiếp điện lắp cầu trục để cấp điện cho thiết bị điện lắp cấu xe dùng tiếp điển phụ 15 lắp dọc theo chiều dọc dầm cầu CHƯƠNG II: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CÁC ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CỦA CẦU TRỤC Động truyền động cấu cầu trục làm việc điều kiện nặng nề, môi trường làm việc khắc nghiệt nơi nhiệt độ cao, nhiều bụi, độ ẩm cao nhiều loại khí, hơi,chất gây cháy, nổ Chế độ làm việc động chế độ ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt lớn, mở máy, hãm dừng liên tục Do đặc điểm đặc thù trên, ngành công nghiêp chế tạo máy sản xuất loại động chuyên dùng cho cầu trục loại động là: động khơng đồng pha roto lồng sóc, roto dây quấn động điện chiều kích từ song song nối tiếp Những đặc điễm khác biệt động cầu trục so với loại động dùng chung là: - Bộ chiệu nhiệt lớp cách điện cao(F H) - Mơmen qn tính bé để giảm thiểu tổn hao lượng chế độ độ - từ thông lớn để nâng cao khả tải động - Có khả chiệu tải cao (Mmax\Mdm= 2.5 ÷ động khơng đồng 2.3 ÷ 3.5 động điện chiều) - Hệ số tiếp điện tương đối TĐ% 15%, 25%, 40% 60% Ở góc phần tư thứ nhất, máy điện làm việc chế độ động cơ( đường đặc tính 1) M = Mc + Mdm với M – mômen động sinh Mc – mômen cản tải trọng gây Đối với động nâng-hạ làm việc chế độ nâng hàng Còn động di chuyển làm việc chế độ chạy tiến Ở góc phần tư thứ hai II, máy điện làm việc chế độ máy phát cấu di chuyển đường thực hãm tái sinh có ngoại lực tác động chiều với chiều chuyển động cấu, cấu nâng hạ thực hãm động ( đường 3) hãm dừng Ở góc phần tư thứ ba III, chế độ làm việc chế độ động Đối với cấu di chuyển tương ứng với chạy lùi Còn cấu nâng-hạ Mc < Mm ( không tải có khối khối lượng móc, G = 0) Trong trường hợp M = Mms – Mc gọi chế độ hạ động lực ( đường 4) Ở góc phần tư thứ tư IV, máy điện làm việc chế độ máy phát cấu nâng-hạ hàng, Mc > Mms trường hợp M = Mc – Mms, trường hợp hàng hạ tải trọng nó, động đóng điện chế độ nâng để hãm tốc độ hạ hàng Lúc động làm việc chế độ hãm ngược đường Khi thực hạ động lực, động làm việc chế độ máy phát( hãm tái sinh) với tốc độ hạ lớn tốc độ đồng bộ, đường 4 CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHUYÊN DÙNG TRONG CẦU TRỤC III.1 PHANH HÃM ĐIỆN TỪ Là phận thiếu cấu cầu trục, dùng để dừng nhanh cấu, giữ hàng nâng độ cao cách chắn phanh hãm điện từ dùng cầu trục theo cấu tạo thường có loại: phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa Nguyên lý hoạt động loại phanh nói giống Khi động truyền cấu đóng vào lưới điện, đồng thời cuộn dây nam châm phanh hãm có điện lực hút nam châm thắng lực cản lò xo, má phanh giải phóng khỏi trục động để động làm việc Khi điện, cuộn dây nam châm phanh hãm điện, lực căng lò xo sẻ áp chặc má phanh vào trục động để hãm Cấu tạo phanh guốc pha 1,7 Cánh tay đòn cấu phanh; Lõi lò xo; Lò xo;4 Giá định hướng; Vòng đệm chặn; Bánh đai ph Cuộn dây nam châm điện; Guốc phanh má phanh Cấu tạo phanh đĩa gồm phần sau: Đĩa phanh quay nối với trục cấu, lò xo ép 4, nam châm điện phần ứng nam châm bắt chặc với đĩa số lượng nam châm điện gujơng hướng có cái, phân bố điều theo đường tròn cấu phanh với góc lệch 1200 Đĩa phanh di chuyển tự dọc theo gujông Khi cấp điện cho cuộn nam châm, lực điện từ kéo phần ứng đĩa phanh 3, giải phóng trục cấu III.2 BỘ KHỐNG CHẾ Bộ khống chế dùng để điều khiển động truyền động gồm có cấu: khởi động, dừng máy, điều chỉnh tốc độ, hãm đảo chiều quay 2.1.Về nguyên lý có loại khống chế: - Bộ khống chế động lực có tiếp điểm đóng - cắt trực tiếp phần tử mạch động lực hệ truyền động thường dùng để khống chế truyền động cấu cầu trục có cơng suất nhỏ với chế độ làm việc nhẹ trung bình - Bộ khống chế từ gồm khống chế huy hệ thống rơle công tắc tơ Các tiếp điểm khống chế huy đóng - cắt phần tử mạch động lực hệ truyền động cách gián tiếp thông qua hệ thống tiếp điểm phần tử trung gian ( rơle công tắc tơ) Bô khống chế từ thường dùng để điều khiển động truyền động cấu cầu trục có cơng suất trung bình lớn làm việc chế độ nặng nề nặng nề với tầng số đóng -cắt điện lớn ( 600 lần giờ) 2.2.Về cấu tạo khống chế có 2loại: a) Bộ khống chế kiểu tay gạt Nguyên lý hoạt động: Khi đẩy tay gạt sang trái sang phải, sẻ quay trục gắn chặc với tay gạt, trục có gá lắp hàng chuc đĩa cam Trên đầu mút tay đỏn có gắn tiếp điểm đơng5 Khi lăn nằm phần lõm đĩa cam tiếp điểm động tiếp điểm tỉnh kín, lăn nằm phần lòi đĩa cam, lòxo ép vào cánh tay đòn làm cho hai tiếp điểm hở b) Bộ khống chế kiểu vơ lăng Cấu tạo gồm nhiều đơn nguyên lắp trục gắng với vô lăng quay có vỏ bảo vệ ximăng amiăng cấu tạo đơn nguyên gồm tiếp điểm tĩnh gắn giá đỡ 10 chất cách điện Tiếp điểm động gắn tay đòn 8, quay xung quoanh trục Đầu cuối tay đòn có lăn bánh cam lắp trục Khi quay vô lăng 4, bánh cam ép vào lăn ( phần lòi bánh cam 2) làm cho tay đòn quay tiếp điểm sẻ hở ngược lại phần phần lõm cam 2, tiếp điểm kín III.3 BỘ TIẾP ĐIỆN Để cấp điện cho đông truyền động truyền động cấu cầu trục, thiết bị điều khiển lắp đặt cầu trục di chuyển, người ta dùng hệ thống tiếp điện đặc biệt gọi đường trơn-lây ( trolle) Có hai hệ thống tiếp điện: - Hệ thống tiếp điện cứng thường dùng cho loại cầu trục tải trọng lớn, cung đường chuyển dài - Hệ thống tiếp điện dây cáp mềm dùng cho cầu trục tải trọng nhỏ, cung đường di chuyẻn không dài thường gặp trường hợp cung cấp điện cho palăng điện Ba đường thép góc 1(loại 50x50x5 đến 70x70x10)mm gá giá đỡ đường tiếp điện cách điện sứ đỡ Bộ lấy điện gồm thép góc gá lên đầu nối cáp gang Bằng đường cáp mềm cấp điện đến động thiết bị điều khiển III.4 BẢNG BẢO VỆ Khi điều khiển động truyền động cấu cầu trục dùng khống chế, để bảo vệ động người ta dùng bảng bảo vệ lắp cabin người điều khiển.Trên bảng bảo vệ lắp thiết bị để bảo vệ cho động với chức bảo vệ sau: - Bảo vệ ngắn mạch tải ( I > 2.25 Idm) - Bảo vệ điện áp thấp điện áp lưới thấp 0.85Udm - Bảo vệ điện áp “ không” nghĩa không cho phép động tự mở máy có điện áp trở lại sau thời gian điện ( phép mở máy khống chế vị trí “0”) - Cắt điện cấp cho cầu trục có người làm việc dầm cầu, cơng tác hành trình liên động với cửa cabin điều khiển  Có hai loại bảng bảo vệ: a) Bảng bảo vệ xoay chiều Các khí cụ điện bảng bảo vệ gồm: cầu dao CD, công tắc tơ đường dây Đg, rơle dòng điện cực đại ORC1,ORC2,1RC, 2RC, 3RC Nút bấm khởi động M, cầu chì CC, cơng tắc hành trình KHN, KTT, KTC, KNC, KB Nguyên lý làm việc bảng bảo vệ; Cuộn dây công tắc tơ đường dây có điện ấn nút khởi động M, vị trí khống chế nằm vị trí “0’ cửa buồng cabin đóng kín (KB kín) tiếp điểm ORC RC kín( động truyền động không bị tải) Hai tiếp điễm cơng tắc tơ đường dây Đg đóng nguồn cho mạch điều khiển khống chế Bảo vệ điện áp thấp cuộn dây cơng tắc tơ đường dây Đg, điện áp lưới thấp 0.85Udm, công tắc tơ Đg không tác động Hạn chế hành trình nâng cấu nâng hạ cơng tắc hành trình KHN, hạn chế hành trình tiến lùi cấu di chuyển xe công tắc hành trình KTC, KTT, cấu di chuyển xe cầu cơng tắc hành trình KNC KNT Sơ đồ nguyên lý bảng bảo vệ xoay chiều 10 b) Bảng bảo vệ chiều: 11 Sơ đồ nguyên lý bảng bảo vệ chiều Cấp nguồn cho động khống chế công tắc tơ đường dây 0Đg, 1Đg, 2Đg Đg Công tắc tơ đường dây 0Đg trạng thái có điện thời gian cầu trục làm việc Còn cơng tắc tơ 1Đg, 2Đg, 3Đg có điện khống chế KC đóng sang phải sang trái, nút ấn thường kín M mắc mạch cuộn dây 1Đg, 2Đg, 3Đg để tránh không cho phép cơng tắc tơ tác động ấn nút M Các cuộn dây nam châm cấu phanh hãm điện từ NCN, NCT, NCC nối song song với phần ứng động truyền động tương ứng qua tiếp điểm 1Đg, 2Đg, 3Đg III.5 HỘP ĐIỆN TRỞ Hộp điện trở dùng cầu trục để hạn chế dòng điện mở máy, hạn chế dòng hãm dừng điều chỉnh tốc độ với động điện chiều động không đồng rotor dây quấn Khi tính chọn điện trở cần ý đến hai yếu tố sau: - Trị số điện trở chọn phải đảm bảo cho hệ truyền động tạo họ đặc tính để hạn chế dòng khởi động giới hạn cho phép, đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ yêu cầu - Độ phát nhiệt hộp điện trở giới hạn cho phép Điện trở thường dùng cầu trục có hai loại: - Điện trở làm từ gang đúc Dùng cho động có dòng điện từ 10 đến hàng trăm ampe Các phần tử điện trở từ gang đúc lắp thành hợp điện trở cho phép làm việc chế độ dài hạn có trị số dòng làm việc từ( 215 ÷ 240)A với trị số hộp điện trở tương ứng (0.1 ÷ 0.7)Ω Đối với động công suất nhỏ dùng dây điện trở suất cao như: hợp kim contantan, hợp kim reostan hợp kim fecral Dây điện trở quấn kim loại có sứ cách điện 12 IV.6 BÀN TỪ BỐC HÀNG Cầu trụ thường dùng xí nghiệp luyên kim dùng để vận chuyển nguyên vật liệu nhiễm từ sắt thép v.v khác với loại cầu trục khác có cấu lấy tải thay cho móc, gầu ngoạm bàn từ( nam châm điện) Hình dạng kích thuớt bàn từ gồm có loại điển Bàn từ dạng tròn dùng để vận chuyển thiết bị gang, sắt, thép,có kích thước nhỏ, hình dạng khác nhau( sắt thép vụn, phôi, đinhv.v ) Bàn từ mặt cầu lõm dùng để vận chuyển vật liệu nhiễm từ có dạng hình cầu lớn Bàn từ hình chử nhật dùng để vận chuyển vật liệu nhiễm từ có kích thước dài thép tấm, đường ray, ống thép dài Bàn từ dạng xà dùng để vận chuyển vật liệu nhiễm từ có khối lượng kích thướt lớn Cấu tạo bàn từ nguyên lý 13 Hình biễu diễn cấu tạo bàn từ hình tròn Cuộn dây nam châm điên5 lắp đặt vỏ thép khe hở cuộn dây vỏ thép đổ đầy hợp chất cách điện phía cuộn dây có đệm bảo vệ 4, đầu nối cực định vị vào vỏ bàn từ bulông Cấp điện cho cuộn dây nam châm điện đường cáp mềm Cuộn dây nam châm điện bàn từ làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điện TĐ% = 50% Lực nâng bàn từ phụ thuộc vào tính chất vật liệu hàng cần vận chuyển, vào nhiệt độ cuộn dây nam châm điện nhiệt độ sắt thép cần vận chuyển thực tế vận hành chothấy nhiệt độ sắt thép gang lớn 7200C, lực nâng giảm xuống khơng vật liệu nhiểm từ từ tính Bàn từ có điện cảm từ dư lớn thiết kế mạch điều khiển cầu trục từ cần ý đến bảo vệ áp cho cuộn dây nam châm điện cắt điện khử từ dư dỡ hàng 14 CHƯƠNG IV: HỆ TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU NÂNG-HẠ CỦA CẦU TRỤC DÙNG HỆ MÁY PHÁT ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (F-D) Đối với cầu trục có trọng tải lớn, chế độ làm việc nặng nề, yêu cầu điều chỉnh tốc độ cao hơn, đáp ứng yêu cầu ngặt nghèo công nghệ đặt ra, dùng hệ truyền động với động KĐB điều khiển khống chế động lực không đáp ứng thỏa mản yêu cầu truyền động điều chỉnh tốc độ Trong trường hợp này, thường dùng hệ truyền động F-Đ, T-Đ hệ truyền động với động KĐB cấp nguồn từ biến tần Sơ đồ hệ truyền động F-Đ có máy điện khuếch đại trung gian( MĐKĐ), chức tổng hợp khuếch đại tính hiệu điều khiển Hệ truyền động sử dụng phổ biến cho cầu trục xí nghiệp luyện kim, nhà máy lắp ráp sửa chữa Động truyền động cấu nâng-hạ Đ cấp nguồn từ máy phát F kích từ cho máy phát F cuộn CKTF cấp từ máy điện khuếch đại từ trường ngang MĐKĐ, MMĐKĐ có nguồn kích từ: - Cuộn chủ đạo CCĐ (9) cấp từ nguồn bên qua cầu tiếp điểm N,H (8) N,H (10) nhằm đảo chiều dòng chủ đạo nghĩa định chiều quay( nâng hạ) cho động cơ, với điện trở hạn chế R6 - Cuộn phản hồi âm điện áp CFA (6) đấu song song với phần ứng động cơ, gồm chức năng: • Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi sức từ động sinh cuộn CFA biến trở R4(6) trường hợp làm việc tốc độ thấp, tiếp điểm cơng tắc tơ gia tốc G(5) kín, sức từ động sinh cuộn CAF lớn làm giảm sức điện động tổng máy điện khuếch đại, kết điện áp máy phát F giảm dần đến tốc độ động giảm • Khi dừng máy, cuộn CAF (6) nối vào phần ứng động qua hai tiếp điểm thường kín N,H(7) điện trở hạn chế R5(7) Do chiều cuộn CAF ngược chiều với dòng cuộn CCĐ, giúp dừng nhanh động truyền động cuộn phản hồi âm dò ng có ngắt CFD(2) hạn chế dòng mở máy đảo chiều Khi động chưa bị tải Iu< Ing, dòng ngắt Ing=( 2.25 ÷ 2.5)Iđm, điện áp rơi điện trở shun nhỏ điện áp so sánh URsh < Uss Trong đó: URsh= Iu.Rsh ( tỷ lệ với dòng điện phần ứng); Uss đặt R2 R3 15 Khi van 1V 2V khóa, dòng qua cuộn dây CFĐ(2) bé ( qua R1) Ngược lại, dòng điện động lớn giá trị Ing làm cho van 1V 2V thơng ( tùy theo cực tính dòng điện) sinh dòng CFA lớn làm giảm sức từ động máy điện khuếch đại hạn chế mômen động Để nâng cao chất lượng hệ truyền động có nguồn ổn định CƠĐ thực chất cuộn phản hồi mềm điện áp máy điện khuếch đại cuôn dây sơ cấp biến áp vi phân BA nối với đầu MĐKĐ, cuộn thứ cấp nối với cuộn dây CÔĐ Nguyên lý hoạt động sau: điện áp đầu MĐKĐ ổn định, dòng cuộn CƠĐ không; điện áp phát máy điện khuếch đại thay đổi, cuộn thứ cấp biến áp xuất suất điện động cảm ứng, làm cho dòng cuộn CƠĐ khác 0, chiều dòng cuộn CƠĐ chiều với dòng cuộn CCĐ điện áp phát giảm ngược chiều với cuộn CCĐ điện áp phát tăng, tác dụng dòng chảy cuộn CƠĐ làm cho điện áp phát MĐKĐ ổn định Điều khiển hệ truyền động khống chế huy kiểu cam KC, có hai vị trí nâng hạ hàng Đầu tiên khống chế KC đặc vào giữa, đủ điện áp cấp RĐA(13) tác động đóng RĐA(14) để trì RĐA ( 14,15) đóng cấp điện cho dòng 15 -> 22 Quay khống chế KC sang phải N(15) có điện, hàng nâng lên với tốc độ thấp vị trí 1, tốc độ cao vị trí lúc có thêm G(17) có điện làm tiếp điểm G(5) mở để giảm phản hồi âm áp Tương tự muốn hạ hàng, quay khống chế KC sang trái, H(16) có điện, hạ chậm KC vị trí 1, hạ nhanh vị trí Khi khởi động, cần phải tăng mômen( để dễ đưa hàng khỏi vị trí ban đầu), ta tăng dòng kích từ động cách nối tắt điện trở R7(12) nối tiếp với cuộn CKĐ trì thời gian rơ le thời gian RTh1 RTh2 tùy chế độ nâng hạ Trong sơ đồ điều khiển có khâu bảo vệ sau: - Bảo vệ dòng rơle dòng điện cực đại RDC - Bảo vệ điện áp rơle điện áp cao KĐA - Bảo vệ điện áp “ không” rơle điện áp RĐA - Bảo vệ từ thông rơle dòng điện RTT Họ đặc tính hệ truyền động biểu diễn hình 16 Trong đường đặc tính ứng với vị trí khống chế KC đường đặc tính tương ứng với vị trí khống chế KC 17 18 ... hành trình cho cấu di chuyển xe cầu ; 1 7cho cấu di chuyển xe 13 cho cấu nâng-hạ hàng Cung cấp điện cho cầu trục hệ thống tiếp điện gồm hai phận: cấp điện thép góc lắp giá đỡ sứ cách điện đặc dọc... tiếp điện lắp cầu trục để cấp điện cho thiết bị điện lắp cấu xe dùng tiếp điển phụ 15 lắp dọc theo chiều dọc dầm cầu CHƯƠNG II: CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CÁC ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CÁC CƠ CẤU CỦA CẦU TRỤC... hạn cho phép, đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ yêu cầu - Độ phát nhiệt hộp điện trở giới hạn cho phép Điện trở thường dùng cầu trục có hai loại: - Điện trở làm từ gang đúc Dùng cho động có dòng điện