DA_TDD_Hau_va_Linh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Faculty of Electrical and Electronics Engineering BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phan Thanh Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Phạm Hồi 18142 TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2021 Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………… Điểm:……………………………………… GV ký tên Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA .1 Giới thiệu chung Cấu tạo Nguyên lý làm việc Đánh giá nhận xét .4 Ứng dụng .4 II PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ .4 III PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ .7 IV CÁC THAM SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ 10 Điện áp nguồn cấp .10 Điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp mạch Stator 11 Điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor 12 Tần số nguồn cấp 13 V CÁC DẠNG KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ 14 Khởi động động không đồng 14 Khởi động trực tiếp .15 Khởi động máy biến áp tự ngẫu 16 Khởi động điện trở phụ mạch rotor 18 VI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ 20 Điều chỉnh tốc độ động không đồng điện trở mạch rotor .20 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp nguồn cung cấp .23 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số nguồn cấp vào stator 23 VII HÃM MÁY 25 Hãm tái sinh 25 Hãm ngược 28 Hãm động 30 VIII MỞ MÁY 34 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NÂNG CẦN TRỤC BẰNG ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA 37 Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh I TÍNH TỐN CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ THỐNG NÂNG HẠ CẦU TRỤC 38 Tính phụ tải tĩnh 38 Tính hệ số tiếp điện tương đối TĐ%: 40 Chọn sơ công suất động theo hệ số tiếp điện tương đối: 40 Kiểm nghiệm công suất động 40 II TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG CƠ VÀ YÊU CẦU MỞ MÁY CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ 46 Tính tốn thơng số động 46 Tính tốn điện trở phụ mở máy qua cấp điện trở phụ phương pháp đồ thị 49 CHƯƠNG 3: YÊU CẦU NÂNG TẢI 52 I TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐĨNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 52 II TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 53 III TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐĨNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 53 CHƯƠNG 4: YÊU CẦU HẠ TẢI 55 I TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC: 55 II TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 56 III TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐĨNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC .56 IV TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐĨNG VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ HẠ TẢI BẰNG LẦN TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 57 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ AC KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA KHI MỞ MÁY NÂNG VÀ HẠ TẢI 59 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh LỜI MỞ ĐẦU Ngày phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kĩ thuật nói chung lĩnh vực điện – tự động hóa nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Máy móc ngày sử dụng rộng rãi mức độ ngày đại Trong đó, phận máy thiết bị nâng xếp dỡ đóng vai trị quan trọng sản xuất vận chuyển hàng hóa, thiết bị nâng hạ góp phần làm giải phóng sức lao động, tăng nhanh suất lao động Cầu trục thiết bị nâng hạ sử dụng rộng rãi nhà xưởng, có nhiều ưu điểm kết cấu nhỏ gọn phù hợp với không gian nhà xưởng Cầu trục sử dụng xây dựng cơng trình cơng nghiệp, nhà máy luyện kim, nhà máy khí, cảng biển, … Đặc biệt nhà máy khí, nhóm máy thiết bị cầu trục đóng vai trị quan trọng, góp phần lớn vào suất lao động hiệu kinh doanh Gắn liền với việc sử dụng cầu trục trình điều khiển kết hợp cấu cho đạt hiệu sản xuất cao Cùng với phát triển kinh tế, khoa học kĩ thuật, nhóm thiết bị ngày hồn thiện, có tính ưu việt hơn, đáp ứng tốt yêu cầu vận hành cơng suất, mức độ tự động hóa cao, vận hành an toàn hiệu … Sau thời gian nghiên cứu học tập, em xin chọn đề tài thiết kế môn học với nội dung: “Thiết kế hệ thống truyền động cho cấu nâng hạ cần trục sử dụng động không đồng ba pha” Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Phan Thanh giúp em hoàn thành đồ án Dù cố gắng kiến thức chúng em cịn có nhiều hạn chế thiếu xót nên em kính mong giúp đỡ hướng dẫn thầy, cô để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Phạm Hoài Linh Lê Thị Thanh Hậu Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Giới thiệu chung Động khơng đồng máy điện xoay chiều, có tốc độ rôto khác tốc độ stato Từ trường quay pha, pha pha, tuỳ thuộc vào cấu tạo dây quấn stato pha, pha pha Theo cấu tạo dây quấn rôto, động không đồng chia làm loại: Rơto lồng sóc rơto dây quấn Hình 1.1 Cấu tạo động KĐB Cấu tạo 2.1 Phần tĩnh (Stato): Trên stato có vỏ, lõi sắt dây quấn a/ Vỏ máy: Vỏ có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ Thân vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất (P) tương đối lớn (1000kW) thường dùng kim loại làm thành vỏ b/ Lõi sắt: Lõi sắt phần dẫn từ, từ thông qua lõi sắt từ thông quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt làm lõi thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ghép lại Khi đường kinh ngồi lõi sắt nhỏ 0,9mm Thì dùng ghép lại Khi đường kính ngồi lớn 0,9mm phải dùng hình rẻ quạt ghép lại: Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dòng điện máy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối, lõi sắt dài ghép thành Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh thếp ngắn, thếp từ - cm đặt cách cm để thơng gió cho tốt, mặt thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn c/ Dây quấn: Dây quấn stato đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt 2.2 Phần quay Rơto: Có phân chính: Lõi sắt dây quấn a/ Lõi sắt: Lõi sắt dùng thép kỹ thuật stato, lõi sắt ép trực tiếp trục động lên giá roto động phía ngồi thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn b/ Dây quấn to: Phân làm loại chính: Loại rơto kiểu dây quấn loại rơto kiểu lồng sóc - Loại rơto kiểu dây quấn: Rơto có dây quấn giống dây quấn stator Dây quấn pha rôto thường đấu hình cịn ba đầu nối vào vành trượt thường làm đồng đặt cố định dầu trục thơng qua chổi than đấu với mạch điện bên Đặc điểm thơng qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy máy làm việc bình thường Dây quấn rơtor nối ngắn mạch - Loại rơto kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn khác, với dây quấn stato rãnh lõi sắt rôto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu vành ngắn mạch đồng hay nhôm làm thành lồng gọi lồng sóc Dây quấn rơto lồng sóc khơng cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính mở máy máy cơng suất lớn Rãnh rơto làm thành dạng rãnh sâu làm thành hai rãnh lồng sóc kín máy có công suất nhỏ, rãnh rôto thường làm chéo góc so với tâm trục c/ Khe hở: Khe hở máy điện không đồng nhỏ (từ 0,2 đến 1mm máy điện cỡ nhỏ vừa), nhỏ tốt để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào Đồ án – Truyền động điện GVHD: Ts Nguyễn Phan Thanh Nguyên lý làm việc Hình 1.2 Nguyên lý làm việc động khơng đồng pha Khi dịng điện xoay chiều pha vào ba cuộn dây đặt lệch 120 khơng gian từ trường tổng qua cuộn dây từ trường quay Nếu từ trường quay có đặt dẫn điện từ trường quay quét qua dẫn làm xuất sức điện điện cảm ứng dẫn Trong động KĐB ph ía rôto (phần cảm ứng sức điện động) nối ngắn mạch làm xuất dòng điện (ngắn mạch) dây quấn rơto, dịng điện có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải Từ trường quay lại tác dụng vào dịng cảm ứng lực từ có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái tạo momen làm quay roto theo chiều quay từ trường quay Tốc độ quay rôto luôn nhỏ tốc độ quay từ trường Nếu rôto quay với tốc độ tốc độ từ trường quay từ trường khơng qt qua dẫn nên khơng có dịng điện cảm ứng nên momen quay khơng cịn Khi đó, momen cản rôto quay chậm từ trường quay dẫn lại bị từ trường quét qua, dịng điện cảm ứng lại xuất lại có momen quay làm rơto tiếp tục quay với tốc độ nhỏ từ trường quay Động hoạt động với nguyên tắc nên gọi động không đồng