Nghiên cứu một số loại biến tần gián tiếp tiêu biểu điều khiển động cơ không đồng bộ sử dụng trong RTG QC tại xí nghiệp xếp dỡ chùa vẽ

LỜI MỞ ĐẦU Bước sang kỷ 21, phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật trở thành nòng cốt tiến xã hội, đặc biệt quan trọng tiến kinh tế, nhờ xã hội thay đổi ngày, Trong công nghiệp, máy điện không đồng ba pha loại động chiếm tỷ lệ lớn so với loại động khác Do kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, nguồn cung cấp lấy lưới điện, dải công suất động rộng từ vài trăm W đến vài ngàn kW Tuy nhiên hệ điều chỉnh tốc độ dùng động không đồng có tỷ lệ nhỏ so với động chiều Nhưng với đời phát triển nhanh công cụ bán dẫn công suất như: Điôt, Tranzitor, thyristor …thì hệ truyền động có điều chỉnh tốc độ dùng động không đồng khai thác mạnh Sau trình học tập nghiên cứu, em giao đề tài : “ Nghiên cứu số loại biến tần gián tiếp tiêu biểu điều khiển động KĐB sử dụng RTG (QC) Xí nghiệp xếp dỡ Chùa Vẽ ” Trong đồ án em xin trình bày chương với nội dung sau : Chương : Giới thiệu cầu trục RTG ( Rupbber tired gantry crane ) cảng Chùa Vẽ Chương : Biến tần gián tiếp sử dụng IGBT, biến tần hãng FUJI Nhật Bản với ứng dụng cần trục RTG QC Chương : Mô hệ truyền động điện biến tần cấp cho động xoay chiều ba pha (dựa sở nguyên lý họ biến tần frenic 5000 vg7s) Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất thầy giáo Khoa Điện tận tình dạy dỗ em kiến thức chuyên môn làm sở để hoàn thành đề tài tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn tất khóa học Đặc biệt em xin gởi lời cảm ơn tới thầy hớng dẫn PGS.TS Nguyễn Tiến Ban tận tình bảo, gợi ý, giúp đỡ, tạo điều kiện nhiệt tình giúp đỡ em hồn thành tốt đề tài -1- CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ CẦU TRỤC RTG (RUPBBER TIRED GANTRY CRANNE) CẢNG CHÙA VẼ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RTG Hình 1.1 Hình ảnh cầu trục RTG 1.1.1 Đặc điểm Cầu trục giàn bánh lốp mơ tả hình 1.1, cấu điều khiển khiển chuyển động cầu trục giàn bánh lốp bao gồm: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu di chuyển xe con; Cơ cấu di chuyển giàn; Việc cấp nguồn điện cho cầu trục hoạt động diesel lai máy phát điện đồng Đặc điểm làm việc cầu trục giàn bánh lốp có tính động, suất cao 1.1.2 Cấu trúc Cấu trúc RTG mơ tả hình 1.2 Trong , , , - chân cầu trục; - xà đỡ cho cấu xe nâng hạ hàng; - xe con; Buồng lắp đặt thiết bị điều khiển chính; - Kẹp dây cấp nguồn cho cấu -2- lắp phía trên; - Buồng điều khiển xe con; 10 -Buồng Diesel – Máy phát; 11 Hộp đấu dây; M1,M2 - Động di chuyển giàn ; 12-Cabin 12 10 11 Hình 1.2 Cơ cấu RTG Giàn di chuyển hệ thống bánh lốp với hai động truyền động với công suất động 45 KW Động nâng hạ đặt xà đỡ xe công suất 150 kW động di chuyển xe 15kW -3- Cấu trúc bàn điều khiển 2 Left hand Right hand 3 14 21 22 23 24 25 26 15 16 17 18 19 11 13 10 10 28 12 12 11 15 27 28 29 18 31 17 19 20 32 Hình 1.3 Bàn điều khiển Bảng điều khiển bên phải cabin Bảng 1.1: Cơ cấu bảng điều khiển phía phải cabin Thứ tự Tên gọi tiếng anh MASTER Dạng Tay điều khiển Chức Điều khiển nâng hạ ,di SWITCH chuyển HOIST DOWN Hạ hàng HOIST UP Nâng hàng GANTRY LEFT Di chuyển sang trái GANTRY RIGHT Di chuyển sang phải -4- 30 5, GANTRY RIGHT Nút ấn Nút ấn dừng khẩn cấp (EMERGENCY STOP) SPREADER Khung cẩu Ngoạm UNLOCK-0- Cơng tắc Khóa mở chốt Cơng tắc Thay đổi chiều dài móc phù LOCK SPREADER 10 20FT-40F hợp với container 11 Công tắc dùng chạm công LANDED BYPASS 12 OFF-ON 13 WHEEL Khóa Vị trí lái POSITION 14 00-90 Cơng tắc Quay bánh 15 FLOOD LIGHT Công tắc Điều khiển đèn pha hệ thống ON/OF chiếu sáng 16 ON/OFF Đèn chiếu sáng 17,18,19 ON-OFF Gạt nước rửa kính chuyển đổi ,20 21 Công tắc SPREADER Nút ấn Khởi động bơm ngoặm Nút ấn Dừng bơm Nút ấn Đặt chốt bánh xe PUMP START 22 SPREADER PUMP STOP 23 Các đèn báo 25-29 -5- Bảng điều khiển bên trái ca bin: Bảng 1.2: Cơ cấu bảng điều khiển phía trái cabin Thứ tự Tên tiếng anh MASTER Dạng Cần gạt Chức Điều khiển di chuyển xe SWITCH TIến xe TROLEY FORWART TROYLEY Lùi Xe REVERSIDE EMERGENCY STOP(ENGINE Nút ấn Nút dừng máy cố STOP) RIGHT-LEFT Công tắc điều khiển nghiêng SKEW Nghiêng móc LEFT-0-RIGHT Cơng tắc xoay ENGINE Công tắc Chuyển chế độ hoạt động (chờ 10 IDLE-FULL xoay có tải) 12 SKEW SWITCH Cơng tắc Công tắc điều khiển độ nghiêng 13 FUEL LEVEL 14 CONTROL ON Kiểm tra mức dầu Nút bấm Ấn để bật nguồn điều khiển 15 CONTROL OFF Nút bấm Ấn để tắt nguồn điều khiển 16 ENGINE FAULT Đèn báo Máy bị lỗi 17 ENGINE RUN Đèn báo Máy hoạt động 18 BATTERRY ON Đèn báo Kiểm tra nguồn ắc quy 19 BUZZER STOP Nút bấm Còi báo dừng máy 20 CAB LIGHT Công tắc Đèn cabin -6- 1.1.3 Các thơng số RTG Sức nâng lớn dùng khung cẩu: 35,6 Chế độ thử tải: 125% sức nâng lớn Loại container: 40 FEET , 20 FEET ; Khung cẩu: Khung cẩu kiểu ống lồng 20’, 40’ Hành trình xe : 19,07m Chiều cao nâng: 15,24 Cơ sở xe (khoảng cách trục bánh xe) : 6,4 m Số lượng bánh xe cầu trục: bánh (2 bánh/cụm chân) Áp lực lên bánh xe (khi khơng có tải trọng gió) Với tải trọng danh định (35,6 tấn) xấp xỉ 26,9 tấn/bánh Khi không tải: xấp xỉ 18,8 tấn/bánh 1.1.4 Tốc độ vận hành a Tốc độ nâng Với tải lớn : 20 m/phút Chỉ với khung cẩu: 45 m/phút b Tốc độ di chuyển xe : 70 m/phút c Tốc độ di chuyển giàn: 135 m/phút (khơng gió, khơng dốc, khơng tải) 1.1.5 Nguồn điện a Cầu trục cung cấp hệ thống điezel – máy phát điện b Động điezel chính: Cummins - Loại động cơ: kiểu NTA855-G2 - Loại vận hành: kỳ, làm mát nước quạt gió tự lai c Mạch động xoay chiều: AC 440V, 60Hz, pha d Mạch điều khiển : AC 100V, 60Hz, pha : AC 200V, 60Hz, pha -7- e Điện áp cố chiếu sáng: AC 220V, 60Hz, pha f Máy điều hồ khơng khí: AC 100V, 60Hz, pha g Bộ sấy nóng: AC 220V, 60Hz, pha h Nguồn lượng dự phòng AC 220V, 50Hz, pha 1.1.6 Phanh hãm Bảng 1.3: Cơ cấu phanh hãm Công dụng Số lượng Cơ cấu nâng hạ Loại Phanh đĩa điện thuỷ lực xoay chiều Cơ cấu di chuyển xe Phanh đĩa điện từ 1 chiều Cơ cấu di chuyển cầu trục Phanh đĩa điện từ 1 chiều Cơ cấu nghiêng Phanh điện từ xoay chiều 1.1.7 Các thông số kĩ thuật máy phát điện xoay chiều động điện sử dụng cầu trục RTG Các thông số kỹ thuật máy phát điện động Bảng 1.4: Bảng thông số kĩ thuật máy phát điện RTG [1] Công Công Tốc độ Điện Đặc Nắp dụng suất ( v/ph) áp (V) tính đậy MFĐ 450 1800 AC440 cấp Liên Chống Sứ cách điện Vật liệu -8- Loại Đồng Số lượng nguồn tục KVA thấm cách cho điện động cấp điện F Đ/cơ 150 cấu KW 1000/2250 AC440 Liên TEFC ’’ tục Lồng sóc nâng Đ/cơ 37 1750 AC440 60# ED TEFC ’’ ’’ cấu di KW 45KW 1533/2300 AC440 40%ED TEFC ’’ ’’ Đ/cơ 5,5 1800 AC440 Liên TEFC ’’ ’’ bơm KW TENV Cấp ’’ ’’ chuyển xe Đ/cơ cấu di chuyển cần trục tục thủy lực khung cẩu Đ/cơ 2,2 cấu KW 1800 AC440 30 phút E chống nghiêng Đ/cơ 5,5 KW 1800 AC440 Liên tục bơm hệ -9- TENV Cấp B thống lái Đ/cơ 4,4 momen KGM 1800 AC440 Liên Chống Cấp Đ/cơ tục thấm F có xoắn Mo chống men lắc lớn 1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KHIỂN CẦU TRỤC RTG 1.2.1 Điều khiển dễ dàng Trên ca bin điều khiển cần điều khiển , nút bấm phanh hãm bố trí hợp lý đảm bảo vận hành đơn giản với cấu nâng hạ, di chuyển di chuyển giàn Cùng với nút bấm cảnh báo khẩn cấp bố trí hợp lí 1.2.2 Đảm bảo tốc độ nâng với tải trọng định mức Đảm bảo tốc độ nâng với tải trọng định mức điều kiện để nâng cao suất bốc xếp hàng hoá, đưa lại hiệu kinh tế kỹ thuật tốt cho hoạt động cần trục – cầu trục Nếu tốc độ nâng hạ thiết kế q lớn địi hỏi kích thước, trọng lượng truyền khí lớn,điều dẫn tới giá thành chế tạo cao Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ưu đảm bảo cho hệ thống điều khiển chuyển động cấu thoả mãn yêu cầu thời gian đảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục chế độ độ (hệ thống liên tục đảo chiều theo chu kỳ bốc xếp), gia tốc độ dật thoả mãn yêu cầu Ngược lại tốc độ thấp ảnh hưởng đến suất bốc xếp hàng hố RTG tốc độ nâng đến 45m/p 1.2.3 Có khả thay đổi tốc độ phạm vi rộng Khả thay đổi tốc độ giúp để nâng cao suất bốc xếp đồng thời - 10 - Hình 3.15 Tính vector biên thơng qua biết us us sin(600 ur ) usd2 Trong : ; ul (3.59) usq2 us sin( ) us (3.60) (3.61) C2 : tính trực tiếp thông qua hai đại lượng usα usβ ur us us ; ul us (3.62) Trong khơng gian sector góc phần tư vector điều chế theo bảng sau : - 67 - Bảng 3.2 : Bảng tính giá trị ur , ul sector G ur S1 us us us us us us Q1 Q1 S2 Q2 S3 us us us Q2 S4 Q3 Q4 us us us us us us us us us Q4 us us S5 us us us Q3 S6 ul us us us us us Để tiện cho việc tính tốn ta đua thơng số tính tốn sau ; a us us ; b us us ; c us (3.63) + Bằng việc xét dấu usα usβ ta xác định us nằm góc phần tư thực bước tiếp + Bằng việc xác định b biết us qua góc phần 6( b đổi dấu qua góc phần 6) - 68 - Và ta có biểu đồ thời gian phát xung hình sau : Hình 3.16 Thời gian việc điều chế vector us chu kì trích mẫu TP Hình 3.17 Thời gian việc điều chế vector us sector2, sector3 - 69 - Hình 3.18 Thời gian việc điều chế vector us sector4, sector5,sector6 - 70 - Từ ta thiết lập thuật tốn tính toán cho vi xử lý sau; Nhập số liệu usα,usβ Tính a,b, c theo cơng thức 4.49 usβ