Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net Download luận văn báo cáo đồ án môn học kỹ thuật điều khiển động cơ với đề tài: Cẩu hàng, cho các bạn có thể tham khảo

1. BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỂN THÔNG

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
ĐỀ TÀI: CẨU HÀNG
GVHD: TS.LÊ QUANG ĐỨC
Cái Thế Hạp MSSV:1051060018
Nguyễn Công Thượng Khuyến MSSV:1051060028
Nhóm: 5
Lớp: DC11

2. ĐỀ TÀI:CẨU HÀNG
 Yêu cầu đề tài:
-Điều khiển nâng hạ cẩu hàng trên cảng trọng lượng 12 tấn, nâng lên 3 tốc độ với
tốc độ tối đa 1.4 m/s. hạ xuống tốc độ 0.5 m/s. Chọn động cơ, thiết bị, biến tần.
- Điều khiển lên xuống bằng nút ấn: lên, xuống, dừng khẩn cấp.
- Khi chỉ kéo móc hàng không tải cho phép chạy tốc độ 2m/s.
- Bảo vệ hành trình hai đầu.
- Bảo vệ quá tải trọng, không cho cẩu chạy khi tải quá trọng, báo động.
- Kết hợp điều khiển quá trình thắng cơ khi khi nâng và hạ.
I.TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐcỘNG CỦA CẨU HÀNG.

3.  Quy trình công nghệ:
II.TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ,ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ,THIẾT BỊ TRUYỀN
ĐỘNG.
1. Đồ thị phụ tải:

4. 2. Tính toán chọn động cơ:
 Chọn tang trống:
+ Chọn tang nâng phù hợp với cơ cấu: nâng 12 tấn và chiều cao nâng
là 15m.
 Tính chọn động cơ:
+ Tỉ số truyền: 𝑖 =
2𝜋𝑅 𝑡 𝑛
𝑉𝑛
𝑅𝑡 là bán kính tang trống: 𝑅𝑡 = 0.25𝑚
𝑉𝑛là tố độ nâng tải (m/phút)
𝑛 là tốc độ động cơ – n = 1500 vòng/phút
→ Thay số: 𝑖 =
2𝜋0.25.1500
1.4×60
= 28.1
+ Momen nâng có tải: 𝑀 𝑛 =
(𝐺+𝐺0)×𝑅 𝑡
𝑖×𝑢×𝑛 𝑐
=
(120000+7880)×0.25
28.1×1×0.9
= 1264.13𝑁𝑚
G: trọng lượng nâng vật
𝐺0 trọng lượng cơ cấu nâng vật (tang trống = 788 Kg = 7880N)

5. 𝑛 𝑐 là hiệu suất cơ cấu nâng: chọn 𝑛 𝑐 = 0.9(theo giáo trình trang bị điện
điện tử)
u là bội số palang – u = 1.
+ Momen động cơ khi hạ tải:
𝑀ℎ =
( 𝐺 + 𝐺0) 𝑅𝑡
𝑖 × 𝑢
(2 −
1
𝑛 𝑐
) =
(120000 + 7880) × 0.25
28.1× 1
(2 −
1
0.9
)
= 1011.3(𝑁𝑚)
+ Momen hạ không tải:
𝑀ℎ0 =
𝐺0 × 𝑅𝑡
𝑖 × 𝑢
(2 −
1
𝑛 𝑐
) =
7880× 0.25
28.1× 1
(2 −
1
0.9
) = 62.32(𝑁𝑚)
+ Momen nâng không tải:
𝑀 𝑛𝑜 =
𝐺0 × 𝑅𝑡
𝑖 × 𝑢 × 𝑛 𝑐
=
7880 × 0.25
28.1 × 0.9
= 78(𝑁𝑚)
+ Thời gian nâng có tải: 𝑡 𝑛 =
ℎ
𝑉𝑛
=
15
1.4
= 11𝑠
+ Thời gian hạ có tải: 𝑡ℎ =
ℎ
𝑉ℎ
=
15
0.5
= 30𝑠
+ Thời gian nâng hạ móc không: 𝑡 𝑚𝑘 = 2 ×
ℎ
𝑉 𝑚𝑘
= 2 ×
15
2
= 15𝑠
+ Thời gian móc dỡ hang: 90s
→ Tổng thời gian làm việc trong 1 chu kì là:
𝑡 𝑐𝑘 = 𝑡 𝑛 + 𝑡ℎ + 𝑡 𝑚𝑘 + 𝑡 𝑚𝑑 = 11 + 30 + 15 + 90 = 146(𝑠)
+ Hệ số tiếp điện phụ tải: 𝜉 𝑝𝑡 =
𝑡 𝑙𝑣
𝑡 𝑐𝑘
× 100 =
56
46
× 100 = 38.4%
*Ta cho moment khởiđộng bằng 1,7 lần moment định mức: 𝑀 𝑚𝑚 =
1.7𝑀đ𝑚 ta chọn thời gian khởiđộng là 3s
- Biểu thức mối quan hệ giữa moment và gia tốc theo thời gian:
𝑀đ = 𝑀𝑡 + 𝐽
𝑑𝜔
𝑑𝑡
- Trong đó: 𝑀đ là moment của động cơ điện
 𝑀𝑡 là moment của máy sản xuất
 𝐽 là moment quán tính
- Ta tính được moment mở máy của động cơ kéo máy sản xuất:
𝑀 𝑚𝑚 = 𝑀𝑡 + 𝑀đ
 𝑀 𝑚𝑚 là moment mở máy

6.  𝑀𝑡 là moment tĩnh do tải trọng và cơ cấu nâng gây ra
 𝑀đ là moment do quán tính của các cơ cấu gây ra
→ với tỉ số truyền của động cơ là 𝑖 = 28.1
𝑀𝑡 =
( 𝐺 + 𝐺0) 𝑅𝑡
𝑖. 𝑢. 𝑛
=
(120000+ 7880)0.25
28.1 × 0.9
= 1264.14𝑁𝑚
- Vận tốc của tang cuốn 𝑖 =
𝑛 𝑑𝑐
𝑛 𝑡
=
1500
28.1
= 53.4 𝑣/𝑝
𝑀 𝑑 = 𝐽
𝑑𝜔
𝑑𝑡
với 𝐽 = 𝑚 × 𝑟2
= 𝐺0 × 0.252
= 492.5 𝐾𝑔. 𝑚2
𝑑𝜔
𝑑𝑡
=
𝑛 𝑡
9.55 × 𝑡 𝑛
=
53.4
9.55× 3
= 2.8
→𝑀 𝑚𝑚 = 𝑀𝑡 + 𝑀 𝑑 = 1264.14 + (492.5 × 2.8) = 2150.63𝑁𝑚
Mà
𝑀 𝑚𝑚
𝑀đ𝑚
=
2150.63
1264.14
= 1.7 → thời gian nâng tải đảm bảo yêu cầu làm việc của động
cơ.
- Do đây là tải trọng lớn nên ta thực hiện hạ hãm lúc này ta phải xác định
moment hãm của trục động cơ:
+ gọi moment trên trục động cơ do tải trọng gây ra không có tổn thất thì
𝑀𝑡 =
(𝐺0+𝐺)×0.25
𝑢×𝑖
× (2 −
1
𝑛
) khi hạ tải thì năng lượng được truyền từ tải
trọng sang cơ cấu truyền động nên :
𝑀ℎ = 𝑀𝑡 − ∆𝑀 = 𝑀𝑡 × 𝑛ℎ(𝑁𝑚)
𝑀ℎ: 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑡𝑟ê𝑛 𝑡𝑟ụ𝑐 độ𝑛𝑔 𝑐ơ 𝑘ℎ𝑖 ℎạ 𝑡ả𝑖
∆𝑀: 𝑡ổ𝑛 𝑡ℎấ𝑡 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑐ơ 𝑐ấ𝑢 𝑡𝑟𝑢𝑦ề𝑛 độ𝑛𝑔
𝑛ℎ: ℎ𝑖ệ𝑢 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑐ơ 𝑐ấ𝑢 𝑘ℎ𝑖 ℎạ 𝑡ả𝑖 𝑛ℎ = 2 −
1
𝑛 𝑐
= 2 −
1
𝑛
→𝑀ℎ = 𝑀𝑡 × 𝑛ℎ =
(120000+7880)×0.25
28.1
× (2 −
1
𝑛
) = 1011.3𝑁𝑚
→ Momen đẳng trị: 𝑀 𝑑𝑡𝑟𝑖 = √
∑ 𝑀𝑡
2 𝑡 𝑖
∑ 𝑡 𝑖
=
√
2150.622×6+1264.132×5+1011.32×24+15×(78+62.32)2+1896.22×3+1011.32×3
46
=
1177.2𝑁𝑚
+ Từ vận tốc nâng ta tính được tốc độ góc của động cơ khi nâng:
𝑛 =
𝑖×𝑢×𝑉𝑛
2𝜋 𝑅 𝑡
=
28.1×1.4×60
2×𝜋×0.25
= 1500 𝑣/𝑝ℎ

7. 𝑃𝑑𝑐 =
𝑀 𝑑𝑡𝑟 × 𝑛
9550
=
1177.2 × 1500
9550
= 184.9𝑘𝑊
→ Vậy từ kết quả tính toán sơ bộ chọn loại động cơ xoay chiều 3 pha làm
việc chế độ ngắn hạn lặp lại có thời gian đóng điện tương đối tiêu chuẩn
𝜉 = 40%. Do đó công suất quy đổi tương ứng:
𝑃𝑞𝑑 = 𝑃𝑑𝑐 × √
𝜉%𝑝𝑡
𝜉%𝑡𝑐
= 184.9 × √
38%
40%
= 180 𝑘𝑊
→ Vậy ta chọn động cơ có 𝑃𝑑𝑐 = 180𝑘𝑊
III.CHỌN ĐỘNG CƠ:
 Yêu cầu:
- Chọn động cơ phù hợp với tải nâng hạ
- Động cơ phải có công suấtlớn hơn hoặc bằng công suất đã tính toán.
- Động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
- Động cơ tích hợp sẵn phanh hãm
- Tỉ số truyền phù hợp vớiphần tính toán động cơ
⇒ Động cơ của hang SEW phù hợp với các tiêu chuẩn đề ra có mã
DRS135L4

8. → Với các thông số động cơ:
o Công suất: 200KW
o Tốc độ đầu ra: 1481 v/p
o Điện áp định mức: 380-420

9. o Dòng điện định mức: 375A
o Momen định mức: 1290 Nm
o Tỉ số truyền: 27.92
o Cos𝜑 = 0.88
o Có tích hợp sẵn phanh hãm: loại BE122
 Kiểm nghiệm lại động cơ:
- Kiểm tra moment: 𝑀 𝑝𝑢𝑙𝑖 = 1264.13× 27.92 = 35294.5𝑁𝑚 < 36000
Nm
- Kiểm tra tốc độ puli: 𝑛 𝑝𝑢𝑙𝑖 =
𝑣
2𝜋𝑅
=
84
2×3.14×0.25
= 53 = 𝑛 𝑎
=>> Vậy động cơ ta chọn phù hợp với các tiêu chuẩn đã được kiểm nghiệm.
IV.CHỌN BIẾN TẦN:
 Yêu cầu :
- Chọn theo công suất động cơ
- Chọn biến tần điều khiển nâng hạ
- Luật điều khiền vecter.
- Chọn biến tần chuyên dụng cho cẩu trục.
- So sánh các loại biến tần của hãng Danfoss:
Chọn biến tần nâng hạ có công suất 200 KW, chuyên dùng cho tải nâng hạ :
VLT AutomationDriver FC 302 của hãng Danfoss. Mã sản phẩm: 131B6867
stt Loại biến tần ứng dụng Công suất Điều kiện môi
trường làm việc
1 VLT Aqua drive FC 200 Cấp nước và sử lí
nước
Trong nhà
2 VLT AutomationDrive FC
300, FC 301, FC 302
Các ứng dụng công
nghiệp
FC 301: 0.37 – 45
KW
FC 302: 0.37 –
1.1 MW
FC 301: trong
nhà
FC 302: ngoài
trời
3 VLT Micro Drive FC51 Trong công nghiệp
có công suất thấp
Tối đa 22kW
4 VLT 6000 Công nghiệp 1.1 đến 500KW Trong nhà và
ngoài trời
5 VLT 5000 Công nghiệp 0.75 đến 355KW Trong nhà và
ngoài trời
6 VLT 2800 series Công nghiệp Dưới 18.5 kW
7 VLT 8000 Aqua Xử lí nước thải

11.  Các thông số cơ bản:
o Công suất: 200KW
o Điện áp vào: 380-500V
o Dòng điện vào định mức: 381A
o Dòng điện ra: 395A
o Tần số 50/60 Hz
o Tần số ngõ ra điều chỉnh được: từ 0 đến 590Hz

12.  Chọn braking resistor:
 Mục đích:
- Biến tần điều khiển động cơ có tải quán tính lớn,vì vậy ta lên dùng điện trở
hãm để dừng và hãm động cơ nhanh hơn.
 Yêu cầu: theo hướng dẫn của catalogua biến tần ta chon phanh loại VLT
Brake Resistor MCE 101

13.  Chọn bộ lọc Filter với mục đíchdùng để lọc nhiễu điện từ - Theo khuyến
cáo của nhà sản suất lựa chọn bộ lọc VLT Advanced Harmonic Filter
AHF 005/010
 Chọn bộ lọc Sine – Wave Filters MCC 101 dùng để tối ưu hóa công suất
động cơ, giảm tiếng ồn. Chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất:

14.  Chọn bộ lọc dU/dt filter đặt giữa biến tần và động cơ nhằm lọc nhiễu theo
khuyến cáo của nhà sản xuất: VLT dU/dt filter MCC 102

15. V.CHỌN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ:
Một vài tham số của động cơ
Công suất 200kw
Tốc độ 1481 rpn
Dòng điện 375 A
Hệ số công suất 0.88
Chọn thiết bị bảo vệ MCCB,MCB,CB,ROLER,CONTACTOR.
Đối với mạch động lực
 Chọn MCCB
 Mục đích:dùng để đóng cắt nguồn điện và bảo vệ các thiết bị
khác khi có sự cố như ngắn mạch xãy ra cho phần mạch động
lực.
 Tiêu chuẩn lựa chọn
 Udmmcb >= Udmld =380V: Nguồn áp định mức của MCB
phải lớn hơn hoặc bằng nguồn định mức của lưới điện.
 Idmmcb >= Idmld =375: dòng làm việc định mức của MCB
phải lớn hơn hoặc bằng dòng định mức của lưới điện
hoặc dòng tải làm việc.

16.  MCB phải chịu được dòng làm việc tức thời của tải mà
không tác động bảo vệ ( vài giây đến vài chục giây ).
 Dòng chịu cắt ngắn mạch phải lớn hơn hoặc bằng dòng
xung kích của lưới điện. In >= Ixk =√2*1.8*Ingắn mạch .
Chọn MCCB 4 cực 1SDA66563R1 dòng định mức 400A
dòng bảo vệ ngắn mạch 50KA

Chọn CONTACTOR
 Mục đích:điều khiển hệ thống bằng cách tác động các công tắc thường đóng
và thường mở.
 Yêu cầu:
 Un ≥ Usupply
 In ≥ Idriver
 Dùng cho tải AC1 (vì động cơ được điều khiển qua biến tần)
 Điện áp cuộn hút 220- 240VAC
 Ta chọn contactorloại A 50-30-00
Điện áp 220-230V
Tần số 50Hz
Dòng định mức 400A
1NO,1NC

17. Chọn thiết bị cho mạch điều khiển
 Bộ nguồn AC/DC
Yêu cầu:
 Biến đổi điện áp AC 220 thành điện áp 24VDC
 Bộ cấp nguồn sơ cấp - LoạI CP-C
 Primary switch mode power supplies - CP-C range
 Dải điện áp đầu vào rộng; dự trữ công suất tới 50% đặc biệt cho các
tải nặng nhọc
 Chọn Relay trung gian:

18. -Mục đích:mở rộng số tiếp điểm và đóng ngắt trung gian mạch điều khiển và
đóng cắt tiếp điểm cho phanh.
-Yêu cầu: điện áp cuộn hút 220 VAC cùng nguồn với mạch điều khiển
 Nút nhấn loại giữ cho các cấp tốc độ
Dùng để nhấn khởi động một thao tác
Dùng nút nhấn có đèn led :
Không có biến thế,mã hàng:YW1P-1EQM3(R,Y,W,A)

19. Đặc tính kỹ thuật nguồn cáp: 220V AC/DC
Nút nhấn START
Là nút nhấn nhả
Dùng để nhấn nút khởi động

20. Nút STOP
Dùng để dừng tất cả mọi hoạt động của tải

21. VI. Mạch điều khiển
VII. Cài đặt biến tần:
1. Thông số động cơ:
mã Giá trị Mô tả Đơn vị
0-01 0 Tiếng anh
0-02 1 Tốc độ động cơ Hz
1-01 1 Điều khiển vector
1-20 200KW Công suất động cơ KW
1-22 380 Điện áp định mức V
1-23 50Hz Tần số động cơ Hz

22. 1-24 375 Dòng điện định mức A
1-25 1481 Tốc độ danh định Rmp
1-26 1290 Moment định mức Nm
4-12 Tốc độ tối thiểu Hz
4-14 Tốc độ tối đa Hz
3-40 2 Tăng giảm tốc với việc
cài đặt thời gian
3-41 3s Thời gian tăng tốc S
3-42 3s Thời gian giảm tốc S
2. Phanh
3. Cài tốc độ đặt trước
3-04 1
5-10 1 start
5-11 0 Đảo chiều
5-12 0 Không dùng
5-13 15 Đặt tham chiếu bit 1
5-14 16 Đặt tham chiếu bit 0
5-15 17 Đặt tham chiếu bit 1
3-10 Preset ref. 0 Tốc độ 1: Hz
Preset ref. 1 Tốc độ 2: Hz
Preset ref. 2 Tốc độ 3: Hz
Preset ref. 3 Tốc độ 4: Hz

23. Preset ref. 4 Tốc độ 5: Hz
4. Bảo vệ động cơ
16-37 200% Iđm 750 A
4-18 180%M 2322 Nm
1-90 2 Bảo vệ quá nhiệt động
cơ