Nghiên cứu hệ thống cấp nguồn và cơ cấu di chuyển chân đế của cần trục 120 tấn tại Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng
MỤC LỤC
Khởi động động cơ đồng bộ a. Khởi động bằng máy ngoài
Ta dùng máy lai ngoài (động cơ không đồng bộ hoặc động cơ một chiều) quay roto động cơ đồng bộ tới tốc độ cần thiết để hòa vào lưới. Phương pháp này có nhược điểm là cần một động cơ ngoài nên tốn kém vì vậy ít dùng. Để thực hiện phương pháp này người ta đặt ở mặt cực một cuộn dây ngắn mạch làm bằng các thanh đồng giống như cuộn dây của máy điện không đồng bộ roto ngắn mạch.
Khi đã đạt đến một tốc độ nhất định nếu ta cấp dòng kích từ cho cuộn kích từ thì giữa từ trường một chiều và từ trường quay sẽ tác động lên nhau và tạo ra momen có biên độ tăng dần. Chu kỳ TM của momen này khi độ trượt nhỏ có giá trị lớn, nên momen sinh ra trong máy đồng bộ có thể giúp cho roto tăng tốc bước vào đồng bộ.
ĐẶC TÍNH CƠ TRONG CÁC TRẠNG THÁI HÃM [2]
Mặt khác vì tần số dòng điện roto f2 = sf1 lớn, nên điện kháng X’2δ lớn, do đó momen nhỏ vì vậy để tăng cường momen hãm và hạn chế dòng roto ta cần đưa thêm điện trở phụ đủ lớn vào mạch roto. Hãm động năng của động cơ là trạng thái mà động năng của hệ truyền động tích lũy được trong quá trình làm việc biến đổi thành điện năng thông qua động cơ (làm việc ở chế độ máy phát). Biến tần gián tiếp (BBT độc lập): trong BBT này, dòng điện xoay chiều đầu vào có tần số f1, được chỉnh lưu thành dòng một chiều (có tần số f = 0), lọc rồi lại được biến đổi thành dòng xoay chiều với tần số f2.
Biến tần trực tiếp (BBT phụ thuộc): BBT loại này biến đổi thẳng dòng điện xoay chiều có tần số f1 thành dòng điện xoay chiều có tần số f2 mà không qua khâu chỉnh lưu nên hiệu suất cao hơn loại trên, nhưng việc thay đổi tần số ra khó khăn hơn vì phải phụ thuộc vào tần số f1. Điện áp xoay chiều tần số (50Hz) được chỉnh lưu thành nguồn một chiều nhờ bộ chỉnh lưu (BCL) có điều khiển hoặc bộ chỉnh lưu không điều khiển, sau đó được lọc (F) rồi đưa vào bộ nghịch lưu (BNL) sẽ biến đổi thành nguồn điện áp xoay chiều ba pha có tần số biến đổi cung cấp cho động cơ. Ưu điểm của bộ biến tần trực tiếp: điện áp tải có dạng hình sin, có hiệu suất cao, do đó nó thường được sử dụng trong các hệ thống công suất lớn như cung cấp nguồn cho hệ thống tàu hoả.
Thay đổi điện áp nguồn cung cấp làm thay đổi đặc tính cơ, vì momen động cơ tỷ lệ với bình phương điện áp stato, do đó có thể điều chỉnh được momen và tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số. Trong các trường hợp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộbằng cách làm mềm đặc tính cơ và để nguyên tốc độ không tải lý tưởng thì công suất trượt ΔPs = sPdt được tiêu tán trên điện trở mạch roto. Vì thế để vừa điều chỉnh được tốc độ truyền động, vừa tận dụng được công suất trượt người ta sử dụng các sơ đồ điều chỉnh công suất trượt gọi tắt là các sơ đồ nối tầng.
Ở giải công suất rất nhỏ thường dùng cho cơ cấu truyền động có vùng điều chỉnh rộng, độ chính xác cao, có Mc = const, ở trong trường hợp này bộ biến đổi được dùng là biến tần tranzitor, nguồn áp biến điệu bề rộng xung. Ở dải công suất nhỏ, động cơ đồng bộ cho phụ tải yêu cầu vùng điều chỉnh không rộng lắm, lúc đó bộ biến đổi được dùng là biến tần thyristor, nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên. Ở dải công suất vừa và lớn, động cơ thường dùng cho các máy bơm, nén khí, máy nghiền…với vùng điều chỉnh cỡ 10:1 trong các trường hợp này bộ biến tần được dùng có hai loại: biến tần thyristor nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên, và biến tần trực tiếp thyristor.
TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CẦN TRỤC 120 TẤN. ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP NGUỒN VÀ CƠ CẤU DI
TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ CẦN TRỤC 120 TẤN 1. Giới thiệu chung
• Hành trình di chuyển: Cần cẩu di chuyển dọc trên trục thanh ray, ở cuối phanh ray có các ngắt cuối hành trình để hạn chế hành trình di chuyển của cần cẩu. Do yêu cầu điều chỉnh tốc độ và trạng thái làm việc của cần cẩu nên các động cơ truyền động chính cho các cơ cấu là động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Khi cuộn dây nam châm có điện, lực hút của nam châm sẽ thắng cánh tay đòn L lên, làm cho đai phanh không ép chặt vào trục động cơ.
• Phải chú ý các hiện tượng bất thường của cần cẩu, nếu phát hiện thấy bất thường thì phải dừng ngay, tiến hành kiểm tra và phát hiện nếu thấy hư hỏng lập tức báo cáo với người có trách nhiệm giải quyết. 1 Tay điều khiển Slew left Quay cần cẩu sang trái 2 Tay điều khiển Slew right Quay cần cẩu sang phải 3 Tay điều khiển Luff up Nâng cần lên. 4 Tay điều khiển Luff down Hạ cần xuống 5 Công tắc nút ấn Control on Bật điều khiển 6 Công tắc Control off Tắt điều khiển.
13 Công tắc nút ấn Limit bypass ấn để bỏ qua chế độ ngắt cuối 14 Công tắc nút ấn Rail brake up ấn để nhấc phanh ray trước khi. 17 Tay điều khiển Gantry lelf Di chuyển cẩu sang trái 18 Tay điều khiển Gantry right Di chuyển cẩu sang phải 19 Tay điều khiển Hoist down Hạ hàng. 21 Công tắc bật Main/aux.hoist Chọn cơ cấu nâng hạ (nâng chính, nâng phụ) 22 Đèn báo Main hoist ready Chế độ nâng chính sẵn sàng 23 Đèn báo Main hoist ready Chế độ nâng phụ sẵn sàng 24 Đèn báo Gantry ready Chế độ di chuyển sẵn sàng.
33 Công tắc nút ấn Main contactor on Bật công tắc tơ chính 34 Công tắc nút ấn Main contactor off Tắt công tắc tơ chính 35 Công tắc nút ấn Solalert buzzer Bật còi báo. TT Chi tiết Chức năng Công dụng và vận hành 1 Công tắc Gantry left Di chuyển cẩu sang trái 2 Công tắc Gantry right Di chuyển cẩu sang phải. 4 Công tắc Rail brake up ấn để nhấc phanh ray trước khi cơ cấu chân đế di chuyển 5 Công tắc Rail brake down ấn để hạ phanh ray sau khi cơ.
HỆ THỐNG CẤP NGUỒN
31 Đèn báo Gantry tie-up Dừng di chuyển khi có sự cố 32 Công tắc nút ấn E-stop ấn để dừng tất cả mọi hoạt. Có thiết bị kẹp ray để đảm bảo an toàn cho cần cẩu khi cơ cấu không hoạt động, hoặc khi có gió bão. Khi cần cẩu di chuyển, hệ thống còi và đèn hoạt động để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Truyền động chính cho cơ cấu là 16 động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha được điều khiển từ bộ biến tần, truyền động cho cơ cấu nhả cáp là 4 động cơ. K837(C,D,E,F): Công tắc tơ đóng cấp nguồn cho các động cơ truyền động cho cơ cấu phanh ray (kẹp ray). Q705(A,B,C,D): Cầu dao đóng cấp nguồn cho các động cơ truyền động cho phanh ray và van kẹp ray.
Sau khi đóng cầu dao chính Q099A cấp nguồn cho toàn bộ cần cẩu xác định trạng thái làm việc bằn các đèn hiệu trong buồng điều khiển. Đóng cầu dao cấp nguồn cho động cơ chính, phanh, phanh ray (van kẹp ray), cơ cấu quấn cáp cấp nguồn cho cơ cấu và đèn còi báo hiệu. Lúc đó PLC xử lý và cấp tín hiệu tới bộ biến tần điều khiển động cơ quay thuận hoặc quay ngược.
Nếu vì lý do nào đó mà công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ và phanh không hoạt động thì PLC xử lý và ngắt tín hiệu đầu ra PLC. Tuỳ vào vị trí tay điều khiển mà PLC xử lý và cấp tín hiệu điều khiển bộ biến tần, điều chỉnh độ rộng xung để có được điện áp, tần số ra phù hợp với tốc độ đặt của tay điều khiển. - Bảo vệ không: Cơ cấu đang làm việc mà lý do nào đó mất nguồn cấp thì khi có điện trở lại thì phải đưa tay điều khiển về vị trí không sau đó điều khiển hệ thống mới hoạt động.
Cần cẩu chân đế 120 tấn của Công ty đóng tàu Bạch Đằng là một trong những thế hệ cần cẩu tương đối hiện đại, có tải trọng lớn, hệ thống điều khiển được thực hiện bởi các bộ điều khiển logic khả trình cho các cơ cấu, tốc độ động cơ được điều chỉnh bới các bộ biến tần. Vì vậy với mục đích muốn tiếp cận với hệ điều khiển của cần cẩu, em sẽ đưa ra một chương trình điều khiển viết cho cơ cấu di chuyển với các đầu vào, đầu ra và các thiết bị trong mạch động lực cũng như trong mạch điều khiển vẫn giữ nguyên như trong bản vẽ.