Đồ án tốt nghiệp - Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691

LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày càng đi lên ,cùng với đó là sự phát triển không ngừng của nền kinh tế.Trong đó ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng một nhân tố không thể thiếu trong quá trình làm thay đổi bộ mặt của xã hội.Với sự nghiên cứu phát triển khoa học kĩ thuật đã cho ra đời các thiết bị máy móc tối ưu, giảm sức lao động và nâng cao năng suất cũng như lợi ích kinh tế.Một trong số đó chúng ta có thể kể ra ở đây đó là các máy nâng-vận chuyển. Chúng đóng vai trò khá là quan trọng trong việc lưu thông hàng hóa, hay như vận chuyển các nguyên liệu có tải trọng lớn, lắp ráp thiết bị, trong xây dựng dân dụng hay thủy điện và trong công nghiệp…Cần trục là một thiết bị nâng- vận chuyển có mặt khá phổ biến trong cuộc sống kể cả trong dân dụng hay công nghiệp và kể cả trong các ngành chuyên trách. Qua tìm hiểu trong quá trình thực tập tại cơ sở cùng với việc được sự dẫn hướng chỉ bảo của thầy Ths Trần Văn Khôi và thấy được giá trị to lớn về mặt kinh tế, cũng như sự tiện dụng trong cuộc sống của cần trục. Em đã chọn đề tài tốt nghiệp cho mình xây dựng và tính toán thiết kế hệ thống điện cho cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691. Với mục đích: + Giới thiệu tổng quan về cần trục nói trung và cần trục KONE nói diêng. + Phương án thiết kế cần trục do mình chọn + Xây dựng hệ thống điện cho cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691. Trong quá trình hoàn thành đề tài em rất cám ơn các thầy cô giáo trong bộ môn và đặc biệt thầy Trần Văn Khôi đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ -O0O - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN TRỤC KONE 4691 Lớp Giáo viên hướng dẫn : ThS Trần Văn Khôi Sinh viên thực : Nguyễn Thế Cương : Trang bị điện CN - K14 HÀ NỘI - 2013 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày lên ,cùng với phát triển khơng ngừng kinh tế.Trong ngành cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng nhân tố khơng thể thiếu trình làm thay đổi mặt xã hội.Với nghiên cứu phát triển khoa học kĩ thuật cho đời thiết bị máy móc tối ưu, giảm sức lao động nâng cao suất lợi ích kinh tế.Một số kể máy nâng-vận chuyển Chúng đóng vai trị quan trọng việc lưu thơng hàng hóa, hay vận chuyển nguyên liệu có tải trọng lớn, lắp ráp thiết bị, xây dựng dân dụng hay thủy điện công nghiệp…Cần trục thiết bị nâng- vận chuyển có mặt phổ biến sống kể dân dụng hay công nghiệp kể ngành chuyên trách Qua tìm hiểu trình thực tập sở với việc dẫn hướng bảo thầy Ths Trần Văn Khôi thấy giá trị to lớn mặt kinh tế, tiện dụng sống cần trục Em chọn đề tài tốt nghiệp cho xây dựng tính tốn thiết kế hệ thống điện cho cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691 Với mục đích: + Giới thiệu tổng quan cần trục nói trung cần trục KONE nói diêng + Phương án thiết kế cần trục chọn + Xây dựng hệ thống điện cho cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691 Trong q trình hồn thành đề tài em cám ơn thầy cô giáo môn đặc biệt thầy Trần Văn Khơi giúp đỡ em hồn thành đồ án Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 Chương I: KHÁI QUÁT TRUNG VỀ CẦN TRỤC 1.1.Máy nâng cần trục 1.1.1.Giới thiệu chung máy nâng hạ 1.1.2.Phân loại cần trục 1.1.2.1 Phân loại theo trọng tải nâng chuyển hàng hóa 1.1.2.2 Phân loại theo đặc điểm công tác 1.1.3.Những đặc điểm hệ truyền động điện cầu trục 1.1.3.1 Hệ truyền động điện 1.1.3.2.Môi trường làm việc 10 1.1.3.3.Yêu cầu điều khiển 10 1.2 Tổng quan cần trục KONE 10 1.2.1 Tổng quan cần trục KONE 10 1.2.4 Một số định nghĩa thông số cần trục 14 1.3.Cơ cấu nâng hạ hang cần trục kone 4691 15 1.3.1.Cấu trúc cấu nâng hạ 15 1.3.2 Các yêu cầu điều khiển truyền động cấu nâng hạ cần trục .16 1.3.2.1 Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển với tải trọng định mức 16 1.3.2.2 Có khả thay đổi tốc độ phạm vi rộng .16 1.3.2.3 Có khả rút ngắn thời gian độ 16 1.3.2.4 Có trị số hiệu suất cosφ cao .17 1.3.2.5 Đảm bảo an tồn hàng hố 17 1.3.2.6 Điều khiển tiện lợi đơn giản 17 1.3.2.7 Ổn định nhiệt điện 18 1.3.2.8 Tính kinh tế kỹ thuật cao 18 Chương II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG 19 2.1 Đặc tính phụ tải 19 2.2.Lựa chọn hệ truyền động cho cấu nâng hạ hàng cho cần trục kone 4691 20 2.2.1 Khái niệm 20 2.2.2 ý nghĩa việc lựa chọn: 21 Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 2.2.3 Truyền động điện .21 2.2.4 Hệ truyền động MF-ĐC chiều 22 2.2.5 hệ thyristor – Đc điện chiều 23 2.2.6 Hệ truyền động động KĐB roto dây quấn – Phanh điện từ điều chỉnh tốc độ 24 2.2.7 Hệ truyền động biến tần - động roto long sóc 27 2.4.Tính chọn thiết bị cấu nâng hạ .30 2.4.1 Tính chọn động 30 2.4.2 Tính cấp điện trở .31 2.5.Tính chon thiết bị đóng cắt 35 2.5.1.Chọn Rơ le nhiệt .35 2.5.2.Chọn công tăc tơ .36 2.5.3.Tính chọn phanh hãm 36 2.5.4 Chọn điều khiển phanh cho cấu nâng hạ cần trục kone 4691 37 Chương III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN .41 3.1 Bộ không chế 41 3.2.Các loại rơle dùng mạch điện điều khiển 42 3.3 Chức phần tử mạch điều khiển 45 3.4 Nguyên lý làm việc sơ đồ điện điều khiển cấu nâng hạ hàng .45 3.4.1 Tiến hành điều khiển hệ thống nâng hạ hàng 45 3.4.2.Các bảo vệ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE K4691 51 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN .53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Chương I: KHÁI QUÁT TRUNG VỀ CẦN TRỤC 1.1.Máy nâng cần trục 1.1.1.Giới thiệu chung máy nâng hạ Máy nâng chuyển loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí đối tượng cơng tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, đời phát triển gắn liền với yêu cầu kinh tế kĩ thuật ngành công nghiệp nhằm giảm tối đa sức người lao động.Đặc điểm làm việc cấu máy nâng ngắn hạn, lặp lặp lại có thời gian dừng Chuyển động máy nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngồi cịn số chuyển động khác để dịch chuyển vật mặt phẳng ngang chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang Bằng phối hợp chuyển động, máy dịch chuyển vật đến vị trí khơng gian làm việc củanó Để đáp ứng u cầu địi hỏi ngành công nghiệp khác nhau, kĩ thuật nâng vận chuyển xuất nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, ln cải tiến hợp lí hóa phương pháp phục vụ, nâng cao độ tin cậy làm việc, tự động hóa khâu điềukhiển, tiện nghi thỏa mãn yêu cầu người sử dụng Tùy theo kết cấu công dụng, máy nâng chuyển chia thành loại: kích, bàn tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục, thang nâng.v.v Cần trục làm nhiệm vụ chuyển hàng hóa, vật tư… từ chỗ sang chõ khác Trong nhà máy, cầu cảng cần trục chuyển hàng hóa từ tàu suống cảng ngược lại xây dựng cần trục chuyển vật tư từ thấp lên cao… Nói chung thực tế nhiều tốn khó giả thiếu cần trục thiết bị nâng chuyển Cầu trục thiết bị nâng đẫ cải thiện đáng kể hiệu làm tiến độ công việc chúng giúp cho người khí hóa, tự động hóa khâu cơng việc giảm sức lao động người, tăng xuất chất lượng công việc Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Các ví dụ nói cho thấy khả cần trục thiết bị nâng lớn, chúng tham gia làm việc nhiều mơi trường khác Vì tính đa dạng nên cấu tạo khác Tuy nhiên chúng có đặc điểm chung thay đổi Đây cấu trúc đặc trưng cần trục máy nâng chuyển: cấu nâng hàng, co cấu dịch chuyển dọc, cấu dịch chuyển ngang, cấu quay Riêng cần trục có nhiều cấu làm nhiều công việc khác nhau, cụ thể cấu nâng hạ, cấu thay đổi tầm với cấu dịch chuyển cấu phụ khác 1.1.2.Phân loại cần trục 1.1.2.1 Phân loại theo trọng tải nâng chuyển hàng hóa - Cần trục có trọng tải nhỏ: khản nâng chuyển từ 1-5 - Cần trục có tải trọng trung bình: khản nâng chuyển từ 10-30 tân - Cần trục có trọng tải lớn: khản nâng chuyển từ 30-60 - Cần trục có trọng tải lớn: khản nâng chuyển từ 80- 1200 1.1.2.2 Phân loại theo đặc điểm công tác a Cần trục chân đế Cần trục chân đế có cấu trúc hình 1.1 có cấu chính: cấu nâng hạ hàng, cấu nâng hạ cần, cấu quay, cấu di chuyển chân đế Cần trục chân đế bốc sếp hàng dùng loại như: ngồm, móc, nam châm điên… Hình 1.1 Cần trục chân đế Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Cầu trục chân đế lắp tai cảng biển chuyên dụng bốc sếp contener nên lọa cần trục thường cần trục có trọng tải lớn Hiệu xuất cần trục cao giúp cho việc thông hàng cảng biển cách nhanh chóng hiệu quả… b Cần trục lắp công tong Cầu trục loại thường có tải trọng lớn, dung để nâng hạ phụ kiện, phụ tùng cho ngành lắp máy vận chuyển đường thủy mà cần trục chân đế thực cảng biển treng bị loại cần trục khơng nhiều, tính động cao nên đáp ứng yêu cầu bốc xếp hàng hóa siêu trọng, mà đảm bảo tính kinh tế vận hành khai thác Cần trục loại thể hình 1.2 Hình 1.2 cần trục lắp đặt phương tiện đương thủy Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 c Cần cẩu cẩu hàng tầu Cầ cẩu – tời hàng tầu biển cập cảng tham gia vào q trình bốc xếp hàng hóa làm tăng khả tốc độ bốc xếp hàng, chuyển hàng tàu biển cần cẩu tàu thủy có cấu tạo gồm cấu điều khiển chuyển động chính: cấu nâng hạ hàng, cấu nâng hạ cần, cấu quay Sự hoạt động cần cẩu tùa thủy phụ thuộc vào yếu tố góc nghieng tầu q trình bốc xếp hàng hóa, góc nghiêng trình hoạt động lớn so với cần trục chân đế lắp đặt cảng Tời hàng tàu thủy thường có hai lọa: tời đơn tời kép Tời đơn tời có cần, truyển động cẩu tương tự cần cẩu tời kép loại tời có hai cần thường có chuyển động bốc xếp hàng hóa nâng hạ kéo tồ để dịch chuyển hàng hóa khoảng cách hai đỉnh cần Đặc điểm làm việc tời đơn tàu thủy đảm bảo tính linh hoạt cao, thời gian đưa vào làm việc nhanh tời kép Nhược điểm loại địi hỏi cơng xuất đặt lớn so với tời kép Hình 1.3 cần trục tàu biển Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 d Xe nâng oto Nhóm thiết bị bốc xếp hàng hóa có số lượng lớn cnagr biển, chúng có tính động cao, hiệu kinh tế sử dụng xe nâng chuyên dụng oto có cấu điều khiển tương tự cần cẩu: chuyển động nâng hạ hàng, chuyển động nâng hạ cần, chuyển động quay Đặc điểm cần cẩu oto xe nâng chủ yếu sử dụng lượng dầu diezen, hệ chuyền động thủy lục động điện Hình 1.4 cần cẩu oto e Cần cẩu ziczac Là lại cần cẩu trang bị để thực công tác dịch vụ lắp mới, sửa chữa kho bãi nhà xưởng công tác bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện, cần cẩu chân đế… Đặc điểm công tác cần cẩu ziczac linh hoạt cao, gọn nhẹ Các hệ thống điều khiển chuyền động thường điện thủy lực Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Hình 1.5 loại cần cẩu ziczac loại nhỏ 1.1.3.Những đặc điểm hệ truyền động điện cầu trục 1.1.3.1 Hệ truyền động điện Trong máy xây dựng nói chung cần trục nói diêng truyền động điện áp dụng phổ biến Hệ thống thực chất thiết bị dùng để biến đổi điện thành cho phận công tác máy đồng thời dùng để điều khiển phận cơng tác Hệ thống bao gồm: động điện, phận truyền động, dâu dẫn thiết bị điều khiển, ra, hệ thống truyền động điện cịn có phận đặc biệt dùng để biến đổi điện với mục dích thay đổi thơng số chúng, nắn điện, biến đổi tần số… a) Ưu điểm - Truyền xa xa kích kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ - Có khả tự động hóa cao, truyền động nhanh, xác - Đảm bảo vệ sinh mơi trường - Hoạt động tương đối êm d ịu, không gây tiếng ồn lớn - Chăm sóc kỹ thu ật dể dàng b) Nhược điểm - Đòi hỏi chặt chẽ biện pháp thiết bị an toàn cho người thiết bị - Yêu cầu trình độ sử dụng cao Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Hình 2.14 Cấu trúc mạch động lực hệ truyền động cấu nâng hạ hàng cần trục KONE4691 Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 42 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Chương III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Cơ câu nâng hạ hàng cần trục KONE4691 điều khiển tốc độ nhờ vào điện trở phụ phanh điện từ Các điện trở phụ cắt giảm sau trình khở động động để làm giảm momen tăng tốc độ động trình khởi động.Phanh điện từ điều khiển qua điều khiển tốc độ AU5KA481, điều khiển dựa nguyên lý tăng giảm điện trở để làm thay đổi dòng điện dẫn đến thay đổi momen phanh điện từ để làm giảm tốc độ động Mạch điều khiển cấu thiết kế theo nguyên lý hoạt động yêu cầu làm việc cấu để tạo đặc tính làm việc mong muốn Hình 3.1 Đặc tính làm việc mong muốn hệ truyền động cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691 3.1 Bộ không chế Bộ khống chế khí cụ dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều khiển) điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) thiết bị điện Bộ khống chế điều khiển gián tiếp gọi khống chế từ hay khống chế huy Bộ khống chế điều khiển trực tiếp gọi khống chế Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 43 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 động lực Bộ khống chế khí cụ đóng-cắt đồng thời nhiều mạch (điều khiển động lực điều khiển lẫn động lực) nhờ tay quay hay vô lăng quay để điều khiển q trình mở máy, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện Lựa chọn khống chế phải vào điện áp định mức mạch thao tác quan trọng dòng điện cho phép qua tiếp điểm chế độ làm việc liên tục ngắn hạn lặp lại (liên quan đến tần số đóng-cắt/giờ) Trị số dòng điện tiếp điểm khống chế động lực thường chọn với hệ số dự trữ 1,3 dòng điện soay chiều: I= = = 129 (A) Trong P cơng suất động điện (kW), U điện áp định mức nguồn cung cấp Vậy cần chọn khống chế có điện áp 380 (V) dòng điện làm việc 129 (A) 3.2.Các loại rơle dùng mạch điện điều khiển + Rơle điện từ Rơle điện từlà loại rơle đơn giản dùng rộng rãi Rơle làm việc dựa nguyên lý điện từ vềkết cấu, tương tự cơng tắc tơ đóng cắt mạch điện điều khiển, không trực tiếp dùng mạch lực Rơle có phần chính: cấu thu, cấu trung gian cấu chấp hành - Cuộn hút điện từ cơcấu thu tiếp nhận tín hiệu đầu vào (dòng điện, điện áp) đạt giá trịxác định rơle tác động - Mạch từlà cơcấu trung gian giúp tạo lực hút cuộn nam châm (cuộn điện từ) Khi cuộn dây có điện so sánh với lực đặt trước lò xo phản hồi đểhút truyền kết quảtác động tới cơcấu chấp hành - Hệ thống tiếp điểm cấu chấp hành truyền tín hiệu cho mạch điều khiển Quan hệ đầu vào đầu ra: Khi tín hiệu đầu vào X (điện áp, Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 44 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 dòng điện) đạt tới giá trịtác động X = X2= Xtđ (tác động ≡hút) rơle hút lực điện từ thắng lực lò xo đại lượng đầu y (điện áp, dòng điện tăng đột biến từ Y1 lên Y2 tiếp điểm cấu chấp hành đóng Sau đó, có tăng lượng vào X > X2thì Y2vẫn giữ nguyên Khi giảm tín hiệu vào đến X = Xtđ rơle hút lực từ lớn lực lò xo Tới giá trịX1= Xnhả< Xtđ lực lị xo phản hồi thắng lực hút điện từ, cuộn hút rơle nhả, mở tiếp điểm để cẳt mạch Tín hiệu giảm từ Y2 Y1 Sau X tiếp tục giảm X < X1thì Y giữ giá trịkhông đổi Y1 +Rơle trung gian Nhiệm vụ rơle trung gian khuếch đại tín hiệu điều khiển Nó thường nằm vị trí hai rơle khác Rơle trung gian thường rơle điện từ Nguyên lý làm việc rơle trung gian tương tự rơle điện từ điều chỉnh điện áp tác động Rơle trung gian phải tác động tốt đặt vào điện áp định mức phạm vi sai lệch ∆U = ±15%Uđm Sốlượng tiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm chuyển đổi có cực động chung) rơle trung gian thường nhiều loại rơle khác Rơle trung gian có sựphân cách điện tốt mạch cuộn hút mạch tiếp điểm +Rơle dòng điện rơle điện áp a)Rơle dòng điện dùng bảo vệmạch điện dòng điện mạch vượt hay giảm trịsốnào chỉnh định rơle Cấu tạo rơle dòng điện mạch từ quấn cuộn dây dịng điện có nhiều đầu Khi có dịng điện chạy qua cuộn dây , từ trường tác dụng từlực lên nắp từ động làm miếng sắt hình chữZ Nếu dịng điện vượt giá trịchỉnh định từlực đủlớn thắng lực cản lò xo 4, hút nắp từ động chữZ quay đóng (hoặc mở) hệtiếp điểm Rơle dịng điện loại thường dùng đểbảo vệdòng điện cực đại Cuộn dây rơle dòng điện mắc nối tiếp với mạch cần bảo vệ b) Rơle điện áp dùng đểbảo vệcác thiết bị điện điện áp đặt vào thiết bị Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 45 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 điện tăng giảm mức quy định Nguyên lý cấu tạo rơle điện áp tương tựnhưrơle dòng điện Chỉkhác cuộn dây dịng điện vịng, thiết diện to rơle dịng điện thay cuộn dây điện áp nhiều vòng, thiết diện dây nhỏ Rơle điện áp chia loại theo nhiệm vụbảo vệ: - Rơle điện áp cực đại: Nắp từ động không quay điện áp bình thường, điện áp tăng mức, lực từthắng lực cản lò xo nắp từ động sẽquay, rơle tác động - Rơle điện áp cực tiểu: Nắp từ động khơng quay điện áp bình thường Khi điện áp giảm mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽquay ngược rơle tác động + Rơle thời gian Rơle thời gian loại rơle tạo trễ đầu nghĩa đầu vào có tín hiệu điều khiển sau thời gian đầu tác động (tiếp điểm rơle đóng mở) Thời gian trễ từ vài phần giây đến hàng Rơle thời gian có nhiều loại, nhiều kiểu khác dùng ởmạch chiều lẫn xoay chiều - Rơle thời gian kiểu điện từ: Dùng ởmạch chiều thường đểduy trì thời gian nhảchậm nắp từ động tới 3s - Rơle thời gian kiểu thủy lực: Dùng cho cảcuộn hút chiều xoay chiều Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 46 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 3.3 Chức phần tử mạch điều khiển Hình 3.2: Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển cấu nâng hạ hàng cần trục KONE Ac1, Ac2:Cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho động Ad1, Ad2, Ad3, Ad63:Cuộn hút rơle trung gian Ad43-Ad45:Rơle thời gian khống chế đóng ngắt điện trở mạch rotor động Ac7:Cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho phanh hãm dừng.Bộ điều khiển dòng KA 481 bao gồm phần tử bản:Các cuộn làm việc khuyếch đại từ A1E1; A2E2;Cuộn điều khiển A5E5;Cuộn phản hồi âm tốc độ gián tiếp điện áp rotor động A3E3 3.4 Nguyên lý làm việc sơ đồ điện điều khiển cấu nâng hạ hàng Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 47 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 3.4.1 Tiến hành điều khiển hệ thống nâng hạ hàng Khi đưa tay điều khiển Kc1 vị trí số “0” rơle trung gian thời gian Ad43 = Ad44 = Ad45 =1 tiếp điểm chúng: Ad43 (11) = Ad44 (12) = Ad45 (13) = Cấp điện mạch điều khiển Ad62 = =>Ad63 (2) =1 làm cho Ad63 = Ad63 (3) =1 sẵn sàng cấp điện cho Ad1 Ad63 (2) =1 trì mạch điện cho Ad63 *Tốc độ phía nâng -Khi đưa tay điều khiển Kc1 vị trí số phía nâng hàng Kc1 =1 ta có: Ad1 = làm cho Ad1 (3) = Ad1 (21) =1 cấp nguồn điện cho Ad61 Ad1 (3) =1 làm cho Ac1 =1 dẫn đến Ac1 (5) =1 trì mạch điện cho mạch điều khiển Ac1 (17) =1 làm cho Ac7 =1 cấp điện cho phanh điện thuỷ lực làm việc,giải phóng trục động Cơng tắc tơ Ac1 =1 cấp nguồn điện pha cho stator động Am1 Mạch rotor Kc2 =1 làm cho Ac41 = Ac41 (3) =1 sẵn sàng cấp điện cho Ac1 Ad1 Khi tiếp điểm Ac41 =1 nối điện trở phụ,toàn điện trở phụ U1U5; V1V5;W1W5 đưa vào mạch rotor,như động làm việc với toàn điện trở phụ Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 48 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển phanh điện từ AU5-KA 481 Bộ Au5 điều chỉnh dòng cho cuộn dây stator phanh điều chỉnh tốc độ hệ thống Am5 Kc9 =1 loại điện trở r53 khỏi mạch cuộn dây điều khiển A5E5,do dòng điện đặt vào cuộn dây A5E5 tăng lên Đồng thời tiếp điểm thường đóng chậm chân 10 điều khiển phanh AU5KA481:Ad61 =0 loại điện trở r59 khỏi mạch điện cuộn dây làm việc A1E1,A2E2 Do mà dòng điện đưa vào cuộn dây stator phanh điều chỉnh tốc độ Am5 tăng lên dẫn đến mômen hãm phanh lớn,làm cho tốc độ động giảm xuống đúngtốc độ đặt *Tốc độ phía nâng Khi đưa tay điều khiển vị trí số phía nâng hàng Kc2 =1 mạch điện stator giống vị trí số 1,mạch rotor giống vị trí số Bộ điều chỉnh dòng cho phanh điều chỉnh tốc độ làm việc sau: Kc9 =0 toàn bộđiện trở r53 đấu nối tiếp với cuộn dây điều khiển A5E5 dòng điều khiển giảm,mômen hãm phanh giảm làm cho tốc độ hệ thống tăng lên Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 49 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 *Tốc độ phía nâng Khi đưa tay điều khiển vị trí số phía nâng Kc4 = 1,mạch điện cung cấp cho stator động vị trí số Mạch điện rotor có thêm Ad3 =1 nên Ad3(7) =1 trì nguồn điều khiển Ad3(9) = 0; Ad3 (9) =1 làm cho ac42 =1 Ac42(11) =0 ngắt điện cuộn hút Ad43 =0 Đồng thời Ad43(12) =0 sẵn sàng cấp điện cho Ac43 Lúc tiếp điểm Ac42=1 loại điện trở phụ U1U2; V1V2;W1W2 khỏi mạch điện rotor làm cho tốc độ động tăng lên Bộ điều khiển tốc độ cho phanh Am5 có Kc7 = dòng điện cấp cho phanh Am5 điều chỉnh tốc độ Như vây từ tốc độ phía nâng phanh điều chỉnh tốc độ không tham gia vào điều khiển hệ thống Điều chỉnh tốc độ cho cấu nâng thực cách thay đổi giá trị điện trở phụ mạch rôtor động Am1 *Tốc độ phía nâng Khi đưa tay điều khiển vị trí số phía nâng Kc3 =1 Mạch điện cung cấp cho cuộn dây stator vị trí số phía nâng Mạch điều khiển điện trở phụ có thêm : Ac43 =1 làm cho Ac43(12) =0 dẫn đến Ad44(13) =0 Ad44 =0 Sau khoảng thời gian trì 1,5 (s)ti ếp điểm Ad44(13) =1sẵn sàng cấp điện cho Ad44 Đồng thời tiếp điểm Ac43 =1 loại tiếp điện trở phụ U2U3; V2V3;W2W3 khỏi mạch rotor tốc độ động tiếp tục tăng lên Sau khoảng thời gian rơle thời gian khống chế 1,5(s)thì : Ad44(3) =1 làm cho Ac44 =1 Ac44(20) =0 ngắt mạch Ad45 = Ad44(3) =0 sau thời gian trì 1,5(s)ti ếp điểm Ad45(13) =1 sẵn sàng cấp điện cho Ac45 Đồng thời tiếp điểm Ac44 =1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4;W3W4 khỏi mạch rotortốc độ động tiếp tục tăng lên Sau khoảng thời gian trì 1,5(s)thì Ad45 (13) =1 làm cho Ac45 =1 dẫn đến tiếp điểm Ac45 = 1,lo ại tiếp điện trở phụ U4U5; V4V5;W4W5 khỏi mạch rotor tốc độ động lớn chế độ nâng Tóm lại chế độ nâng tay điều khiển có cấp tốc độ tốc độ Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 50 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 tốc độ điều khiển hệ thống truy ền động điện hoạt động theo nguyên tắc hệ kín ổn định tốc độ với trọng tải nâng phương pháp điều chỉnh mômen phụ tải động,t ốc độ thực rơle thời gian để có thêm tốc độ trung gian đảm bảo cho hệ thống hoạt động êm Trong mạch rotor giữ lại giá trị điện trở phụ nhằm mục đích khắc phục tải mơmen,dịng điện cho động hoạt động tốc độ cao *Tốc độ phía hạ Khi đưa tay điều khiển Kc3 vị trí số phía hạ hàng Kc3 = 1,mạch điện cung cấp cho role dòng Ad5 =1dẫn đến Ad5(5) =1 làm cho Ad2 =1 dẫn đến Ad2(5) =1 ngắt mạch Ad1(4) Đồng thời Ad2(22) =1 cấp điện cho Ad61 = 1, chân số điều khiển phanh AU5- KA481 Ad2=1 Ad2(5) =1 làm cho Ac2 =1 làm cho Ac2(6) =1 trì mạch cấp nguồn điều khiển cấu phía hạ hàng bảo vệ liên động Ac2(6) =0 ngắt mạch không cho Ad1 hoạt động Đồng thời Ac1(17) =1 cấp nguồn cho Ac7 =1 cấp nguồn cho phanh thuỷ lực As1 giải phóng trục động cơ, lúc công tắc tơ Ac2 =1 cấp nguồn cho động cơ, động Am1đảo chiều theo chiều hạ Mạch rotor hai pha điện trở V 0W0được nối với điện trở pha V để hở mạch mạch rotor khơng đối xứng nhằm mục đích tạo tốc độ chậm Bộ điều khiển dòng cho phanh điều chỉnh tốc độ phía hạ hoạt động sau:Tay điều khiển Kc9 =1 loại điện trở r53 khỏi mạch cuộn dây điều khiển nên dòng cuộn dây A5E5 lớn dẫn đến dòng cấp cho cuộn dây phanh điều chỉnh tốc độ Am5 lớn nên mômen hãm lớn hệ thống hạ hàng hoạt động tốc độ chậm *Tốc độ phía hạ hàng Khi đưa tay điều khiển vị trí số phía hạ hàng Kc3 =1 Mạch điện cung cấp cho stator,rotor giống vị trí số Bộ AU5- KA481 điều chỉnh dòng cho phanh Am5 hoạt động sau: Kc8 = 1,lo ại trừ 2/3 điện trở r53 khỏi mạch cuộn dây điều khiển dịng qua cuộn điều khiển A5E5 giảm dẫn đến dòng Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 51 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 cấp cho phanh Am5 giảm nên mômen hãm giảm tốc độ hai tăng lên *Tốc độ phía hạ hàng Khi đưa tay điều khiển Kc3 vị trí số phía hạ hàng Mạch điện cung cấp cho stator,mạch rotor động giống vị trí số Bộ điều khiển dòng Au5 hoạt động sau: Kc9 =0 Kc8= 0vì tồn điện trở r53 nối tiếp với cuộn dây điều khiển nên dịng qua giảm,dẫn đến dịng qua Am5 giảm, mơmen hãm phanh giảm,tốc độ hạ hệ thống tăng lên *Tốc độ phía hạ hàng Khi đưa tay điều khiển Kc3 số phía hạ hàng, tiêp điểm Ac41 =1 nối điện trở phụ V0V1; W 0W1và U1 mạch rotor đối xứng Mặt khác Kc3 = 1; Ad3(7) =1 trì việc cấp nguồn cho mạch điều khiển Ad3(9) =1 làm cho Ac42 =1 dẫn đến Ac42(12) =1 sẵn sàng cấp điện cho Ac43 Tiếp điểm Ac42(8) =1 trì cho Ac42 đồng thời tiếp điểm Ac42 =1 ngắt thêm điện trở U1U2; V1V2; W1W2 mạch rotor Tiếp điểm Ac42(18)=0 làm cho Ad43 = 0,thời gian trì Ad43 2(s)thì Ad43(12) =1 dẫn đến Ac43 = 1,lúc Ac43 tiếp điểm Ac43 =1 loại tiếp điện trở phụ U2U3; V2V3; W 2W3 mạch rotor,tốc độ tiếp tục tăng lên Bộ điều khiển Au5 điều chỉnh dòng bị loại khỏi hệ thống Tiếp điểm Ac43(19) = 0,làm cho Ad44 = ,sau thời gian trì 1,5(s) Ad44(13) =1 làm chotiếp điểm Ac44 =1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4; W 3W4ra khỏi mạch rotor Tiếp điểm Ac44(16) =0 làmcho Ad45 = 0,sau thời gian trì 1,5(s)thì Ad45(13)=1 dẫn đến Ac45 =1 Khi tiếp điểm Ac45 =1 loại tiếp điểntở U4U5; V4V5; W 4W5ra khỏi mạch rotor Điều chỉnh tốc độ hệ thống truyền động điện cho cấu phía hạ hàng với tốc độ 1, 2, 3,hệthống điều khiển hệ kín có tham gia phanh hãm điều chỉnh tốc độ Từ tốc độ phía hạ,tốc độ hạ hàng điều chỉnh tăng tự Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 52 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 động nhờ rơle thời gian Cần ý trình khai thác nên sử dụng tốc độ 1,2 phía nâng tốc độ 1, 2,3 phía hạ thời gian ngắn tốc độ dịng điện động Am1 tăng lên làm cho hiệu suất hệ thống giảm Tuy nhiên sử dụng cần trục KONE phục vụ nâng chuyển cơng nghệ lắp máy đặc tính điều chỉnh tốc độ tốt đáp ứng yêu cầu nâng hạ với độ ổn định tốc độ cho loại tải Bộ điều khiển AU5- KA481 có khả điều chỉnh dịng cho phanh hãm để tạo mômen hãm điều chỉnh tốc độ hệ thống Tốc độ nâng tạo (15 =>20)%n0;Tốc độ nâng (25 -30)%n 0; Tốc độhạ hàng (9 -12)%n0;Tốc độ hạ hàng (15 -20)%n0;Tốc độ hạ hàng (30 -35)%n0 Trên em trình bày song nguyên lý hoạt động mạch điều khiển cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691 3.4.2.Các bảo vệ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE K4691 Bảo vệ tầm với Khi trọng tải lớn 15 mà tầm với lớn 24 m cơng tắc hành trìnhPb12=0 làm cho Ad62 =0 dẫn đến Ad63(17) = 0,ngắt điện phía nâng hàng Bảo vệ móc chạm đỉnh Khi độ cao nâng hàng lớn 54 m cơng tắc hành trình Ab1 =0 làm cho Ac1=0 ngắt điện cấp cho mạch stator động không cho hoạt động theo chiều nâng Bảo vệ móc chạm đất (Bảo vệ chùng cáp ) Khi cáp chùng cơng tắc hành trình Ab2 =0 làm cho Ac2 =0 cắt điện cuộn dây stator động không cho hoạt động theo chiều hạ Bảo vệ tải cho động Động Am1 đặt nhiệt điện trở âm pha dây quấn stator Khi nhiệt độ động lớn nhiệt độ cho phép điện trở nhiệt làm cho Au4 hoạt động l àm cho Ae(1/14) =0 ngắt mạch cấp nguồn điều khiển Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 53 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Bảo vệ ngắn mạch Cơ cấu nâng hạ hàng bảo vệ ngắn mạch cầu chì Ae1 có dịng định mức 125 A Bảo vệ “không” Khi hoạt động nguồn cung cấp cuộn Oc1 = 0,khi có điện trở lại,chính cuộn Oc1 thực bảo vệ cho toàn cần trục Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 54 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo môn Trang bị điện kĩ thuật điện trường đại học Giao Thông Vận Tải, đặc biệt giúp đỡ thầy giáo Th.S Trần Văn Khôi với cố gắng thân em hoàn thành đồ án Em tìm hiểu rõ cần cẩu tháp, chọn lựa phương án thiết kế cho cấu nâng hạ hàng cần trục KONE 4691 Tuy nhiên với lượng kiến thức có hạn thời gian tìm hiểu ngắn nên khơng thể tránh thiếu sót đề tài Em kính mong góp ý thêm để đồ án em hồn thiện hơn, phục vụ tốt cho công việc sau Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 55 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Văn Hồi – Nguyễn Văn Chất – Nguyễn Thị Liên Anh , Trang bị điện điện tử máy công nghiệp dùng chung , NXB Giáo Dục, 1998 [2] Phạm Huy Chính, Máy thiết bị nâng - chuyển, NXB Xây Dựng, 2001 [4] Nguyễn Phước Bình, Giáo trình máy xây dựng , Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 1999 [5] Võ Minh Chính – Phạm Quốc Hải – Trần Trọng Minh , Điện tử công suất, NXB Khoa Học Và Kĩ Thuật, 2001 [6] Ngô Hồng Quang , Sổ tay lựa chọn & tra cứu thiết bị điện 0,5 đến 500kv, NXB Khoa Học Và Kĩ Thuật, 2006 [7] Võ Trí An, Điều khiển logic thiết bị điện-điện tử, NXB KHKT, 2006 Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 56 ... Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Cơ cấu quay ; Cơ cấu nâng hạ vật; Cần; Móc ; Cáp, tang nâng cần; Cơ cấu thay đổi tầm với ; Cơ cấu di chuyển Cần trục kone có kết cấu. .. Page 18 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691 Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 19 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691. .. 1.3 .Cơ cấu nâng hạ hang cần trục kone 4691 1.3.1 .Cấu trúc cấu nâng hạ Nguyễn Thế Cương – TBĐ CN K14 GVHD: ThS.Trần Văn Khôi Page 15 Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Cơ Cấu Nâng Hạ Hàng Cần KONE 4691