Luận Văn Thiết kế hệ truyền động nâng hạ cầu trục

Luận văn: Thiết kế hệ truyền động nâng hạ cầu trục. (68 trang)
Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện
MỤC LỤC
Chương 1 6

TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG 6
1.1 Lý thuyết chung về máy nâng hạ - máy vận chuyển . 6
1.1.1 Khái niệm chung 6
1.1.2 Phân loại máy nâng – vận chuyển 6
1.1.3 Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động điện máy nâng, vận
chuyển 7
1.1.4. Một số nét về cầu trục phân xưởng: 8
1.2. Đặc điểm của hệ truyền động cầu trục và cầu trục phân xưởng: 9
1.2.1 Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ: . 10
1.2.2 Biểu thức phụ tải tĩnh: 10
1.2.3 Hệ số tiếp điện tương đối TĐ%: . 12
1.2.4 Chọn sơ bộ công suất động cơ: 13
1.3 Tính chọn công suất động cơ truyền động . 14
1.3.1 Xác định phụ tải tĩnh 14
1.3.2 Xác định hệ số tiếp điện tương đối TĐ%: . 15
1.3.3 Tính chọn sơ bộ công suất động cơ: . 16
1.3.4 Kiểm nghiệm công suất động cơ: . 17
Chương 2 . 19
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 19
2.1. Giới thiệu chung về động cơ điện một chiều . 19
2.1.1. Khái quát về động cơ điện một chiều 19
2.1.2. Đặc tính cơ trong các trạng thái hãm . 21
2.1.3. Ảnh hưởng của các tham số tới đặc tính cơ 25
2.2 Lựa chọn phương án truyền động 27
2.2.1 Phương án 1: Hệ thống truyền động máy phát-động cơ(F-Đ) . 27
2.2.2 Hệ thống máy phát động cơ F - Đ với các phản hồi có sử dụng máy điện khuyếch
đại từ trường ngang (MKĐ) 28
2.2.3 Đánh giá hệ thống F- Đ . 30
2.3 Phương án 2: Hệ truyền động Thyristor – Động cơ (T-Đ) 31
2.3.1 Sơ đồ hệ thống . 31
2.3.2 Đánh giá về hệ thống . 31
2.4. Lựa chọn phương án truyền động . 32
Chương 3 . 33
THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG . 33
3.1. Lựa chọn sơ đồ nối dây mạch lực 33
3.1.1 Chỉnh lưu Tiristor một pha: 33
3.1.2. Chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha . 33
3.1.3. Chỉnh lưu cầu 3 pha 36
3.2. Lựa chọn phương án đảo chiều . 38
3.2.1. Khái quát chung 38
3.2.2. Các phương pháp đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dòng phần ứng . 38
Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Lớp: CĐK36-TC_Vinh
Đồ Án Trang bị điện Trang 4 SVTH: Nguyễn Văn An
3.3. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực của hệ truyền động 40
3.3.1. Giới thiệu sơ đồ 40
3.3.2. Nguyên lí làm việc của mạch động lực 42
Chương 4 . 43
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 43
4.1 Khái quát chung 43
4.1.1. Phát xung điều khiển theo nguyên tắc khống chế pha đứng . 44
4.1.2. Phát xung điều khiển dùng điôt 2 cực gốc UJT . 44
4.1.3. Phát xung điều khiển theo pha ngang 44
4.1.4. Lựa chọn phương án thiết kế hệ điều khiển . 44
4.2 Thiết kế mạch cụ thể . 46
4.2.1. Khối đồng bộ hóa và phát xung răng cưa (ĐBH- FXRC) 46
4.2.2 Khâu so sánh 52
4.3. Khâu tạo xung: 53
4.3.1 Mạch sửa xung. 54
4.3.2 Mạch chia xung 55
4.3.3 Mạch gửi xung. 56
4.3.4 Thiết bị đầu ra và mạch khuếch đại xung. 57
4.4. Mạch tạo điện áp chủ đạo . 60
4.5. Mạch lấy tín hiệu phản hồi dòng điện có ngắt 60
4.6 Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ . 61
4.7. Thiết kế mạch nguồn nuôi một chiều 62
Chương 5 . 63
THUYẾT MINH SƠ DỒ NGUYÊN LÝ HỆ TRUYỀN ĐỘNG 63
5.1 Nguyên lý hoạt động của mạch điện . 63
5.1.1. Nguyên lý khởi động . 63
5.1.2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ . 64
5.1.3. Nguyên lý hãm dừng động cơ . 66
5.1.4. Nguyên lý đảo chiều quay. 66

LỜI NÓI ĐẦU
Trong điều kiện công cuộc kiến thiết nước nhà đang bước vào thời kỳ công nghiệp
hóa - hiện đại hóa với những cơ hội thuận lợi và những khó khăn thách thức lớn.Điều này
đặt ra cho thế hệ trẻ,những người chủ tương lai của đất nước những nhiệm vụ nặng nề.Đất
nước đang cần sức lực và trí tuệ cũng như lòng nhiệt huyết của những trí thức trẻ,trong đó
có các kỹ sư tương lai.
Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung và
trong lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho bộ mặt xã hội thay đổi từng ngày.Trong
hoàn cảnh đó,để đáp ứng được những điều kiện thực tiễn của sản xuất đòi hỏi những
người kỹ sư điện tương lai phải được trang bị những kiến thức chuyên nghành một cách
sâu rộng.
Trong khuôn khổ chương trình đào tạo kỹ sư nghành tự động hóa - cung cấp
điện,nhằm giúp cho sinh viên trước khi ra trường có điều kiện hệ thống hóa lại những
kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như có điều kiện tiếp cận với những mô hình kỹ
thuật chuyên nghành của thực tiễn sản xuất, đồng thời giúp cho sinh viên có cơ hội tư duy
nghiên cứu và thiết kế.
Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Trang bị điện là
một môn học quan trọng. Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về
môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc của sinh viên
sau này.
Đề tài thiết kế môn học của em là: Thiết kế hệ truyền động nâng hạ cầu trục.
Trong quá trình thực hiện đồ án này em đã được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo Vũ Anh
Tuấn.
Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án mọt cách tốt nhất nhưng chắc chắn
còn rất nhiều thiếu sót, mong các thầy cô giáo tận tình chỉ bảo để e có nhận thức đúng đắn
nhất trong từng vấn đề.
Em xin chân thành cảm ơn.

Chương 1
TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG
1.1 Lý thuyết chung về máy nâng hạ - máy vận chuyển
1.1.1 Khái niệm chung
Sự phát triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự
động hoá các quá trình sản xuất. Trong quá trình sản xuất máy nâng hạ vận chuyển đóng
vai trò khá quan trọng. Máy nâng, vận chuyển là cầu nối giữa các hạng mục công trình
sản xuất riêng biệt, giữa các phân xưởng trong một nhà máy, giữa các máy công tác trong
một dây chuyền sản xuất. Máy nâng vận chuyển được dùng rất phổ biến trong công
nghiệp, xây dựng, giao thông . Trong nhóm máy vận chuyển thì cầu trục là một thiết bị
vận chuyển điển hình.
Trong cầu trục có 3 chuyển động:
- Chuyển động của xe cầu theo phương ngang (xe cầu đi dọc theo phân xưởng).
- Chuyển động của xe con theo phương ngang (xe con di chuyển trên xe cầu theo
chiều ngang phân xưởng)
Cơ cấu nâng hạ được bố trí trên xe con và nó được chuyển động theo phương thẳng
đứng (thực hiện nâng hạ tải trọng).
1.1.2 Phân loại máy nâng – vận chuyển
Phụ thuộc vào đặc điểm hàng hoá cần vận chuyển, kích thước, số lượng và
phương vận chuyển mà các máy nâng, vận chuyển rất đa dạng. Việc phân loại một
cách hoàn hảo các máy nâng, vận chuyển rất khó khăn.
Có thể phân loại các máy nâng, vận chuyển theo các đặc điểm sau:
- Theo phương vận chuyển hàng hoá:
+ Theo phương thẳng đứng: thang máy, máy nâng
+ Theo phương nằm ngang: băng chuyền, băng tải
+ Theo mặt phẳng nghiêng: xe kíp, thang chuyền, băng tải
+ Theo các phương kết hợp: cầu trục, cần trục, cầu trục cảng, máy xúc .
- Theo cấu tạo của cơ cấu di chuyển:
+ Máy nâng, vận chuyển đặt cố định: thang máy, máy nâng, thang chuyền, băng
tải, băng chuyền .
+ Di chuyển tịnh tiến: cầu trục cảng, cần cẩu con dê, các loại cần trục, cầu trục .
+ Di chuyển quay với một góc quay giới hạn: cần cẩu tháp, máy xúc .
Trường ĐHSPKT Vinh – Khoa Điện Lớp: CĐK36-TC_Vinh
Đồ Án Trang bị điện Trang 7 SVTH: Nguyễn Văn An
- Theo cơ cấu bốc hàng:
+ Cơ cấu bốc hàng là thùng, cabin, gầu treo .
+ Dùng móc, xích treo, băng
+ Cơ cấu bốc hàng bằng nam châm điện
- Theo chế độ làm việc:
+ Chế độ dài hạn: băng tải, băng chuyền, thang chuyền
+ Chế độ ngắn hạn lặp lại: máy xúc, thang máy, cần trục .
1.1.3 Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động điện máy nâng, vận
chuyển.
Máy nâng, vận chuyển thường được lắp đặt trong nhà xưởng hoặc để ngoài trời.
Môi trường làm việc của các máy nâng, vận chuyển rất nặng nề, đặc biệt là ngoài hải
cảng, các nhà máy hoá chất, các xí nghiệp luyện kim .
Các khí cụ, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và trang bi điện của các máy
nâng, vân chuyển phải làm việc tin cậy trong mọi điều kiện nghiệt ngã của môi trường,
nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành và khai thác.
Đối với hệ truyền động điện cho băng truyền và băng tải phải đảm bảo khởi động
động cơ truyền động khi đầy tải; đặc biệt là vào mùa đông khi nhiệt độ môi trường giảm
làm tăng mômen ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng đáng kể mômen cản tĩnh Mc.
Trên hình 1.3 biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa mômen cản tĩnh và tốc độ
động cơ: Mc = f( )
Trên đồ thị ta thấy:
Khi  = 0, Mc lớn hơn (2  2,5)Mc ứng
với tốc độ định mức thay đổi
đối với cơ cấu nâng - hạ, mômen theo
Động cơ truyền động cầu trục nhất là
tải trọng rất rõ rệt.
Khi không có tải trọng
(không tải) mô men của động Hình 1.1: quan hệ Mc=f
cơ không vượt quá (15 25)%Mđm khi động cơ không tảicầu bằng
+ Đối với cơ cấu nâng của cần trục gầu ngoạm đạt tới 50%Mđm
+ Đối với động cơ di chuyển xe(50 55)%Mđm
Trong các hệ truyền động các cơ cấu của máy nâng, vận chuyển yêu cầu quá trình
tăng tốc và giảm tốc xảy ra phải êm, đặc biệt là đối với thang máy và thang chuyên chở
khách. Bởi vậy mômen động trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu của
kĩ thuật an toàn.