Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện LI NểI ĐẦU Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật đại công nghệ thông tin lĩnh vực tự động hố điện khí hố xí nghiệp đưa vào ứng dụng rộng rãi ưu tiên, nhiên để đáp ứng nhu cầu xu thời đại lĩnh vực địi hỏi phải có cố gắng nỗ lực cao phải có sáng tạo điều khiển lập trình việc nâng cao công suất, tiết kiệm lượng khai thác tối ưu trang thiết bị điện điều khiển tự động có phù hợp với hồn cảnh nghành, nghề, quốc gia Vì trang bị điện mơn học giúp cho sinh viên tiếp cận cách thực tế vơí hệ thống điều khiển tự động ngày nhà máy, xí nghiệp, cầu cảng Và số ứng dụng trang bị điện việc “nghiên cứu tổng quan cấu quay cần trục từ xây dựng chương trình tính toán phụ tải động cầu cần trục quay mặt phẳng nằm ngang, tải trọng lệch khỏi phương thẳng đứng cấu quay” Hy vọng với giúp đỡ thầy giáo chủ nhiệm môn trang bị điện với góp ý nhiệt tình bạn sinh viên ngành đề tài đạt kết tốt đẹp hồn thành em hy vọng tài liệu quan trọng cần thiết cho bạn sinh viên nghành muốn tìm hiểu sâu cấu tạo cần cẩu Cuối em xin chân thành cảm ơn ! Sinh Viên ĐẶNG HU T Thiết Kế Môn Học : Trang bị ®iƯn Ch¬ng tỉng quan vỊ c¬ cÊu quay cđa cÇn trơc 1.1 Khái qt cấu quay cần trục Sự phát triển kinh tế nước phụ thuộc nhiều vào mức độ giới hoá tự động hố q trình sản xuất cơng nghiệp Trong q trình sản xuất máy nâng vận chuyển nói chung, cần trục – cầu trục cảng nói riêng cầu nối hạng mục sản xuất riêng biệt phân xưởng nhà máy, máy cơng tác q trình sản xuất v.v Các cảng biển việt nam cảng biển giới, cần trục có vị trí quan trọng cơng nghiệp bốc xếp hàng hố, nhóm thiết bị chủ lực việc nâng vận chuyển lưu thơng hàng hố xuất nhập cảng biển, đảm nhiệm nhiệm vụ bốc xếp hàng hố từ tàu thuỷ lên kho bãi cảng biển bốc xếp hàng hoá theo chiều ngược lại cho tàu thuỷ vận chuyển đường thuỷ v.v Các cảng biển nước ta đòi hỏi ngày mở rộng phát triển lực bốc xếp cảng ngày tăng để đáp ứng yêu cầu hàng hoá xuất nhập nghành kinh tế Trong điều kiện nhóm thiết bị bốc xếp chủ yếu nhập ngoại chủng loại đa dạng, mức độ tự động hoá ngày cao Để thực thao tác di chuyển việc nâng hạ hàng vận chuyển hàng hoá từ nơi đến nơi khác cần trục cần phải có cấu di chuyển khác bao gồm cấu : Nâng hàng, hạ hàng, cấu quay, cấu thay đổi tầm với Cơ cấu quay họ cần cẩu chân đế thường truyền động hai động không đồng xoay chiều ba pha đặt đối xứng qua trục quay Việc điều chỉnh tốc độ thường điều chỉnh cách thay đổi ThiÕt KÕ M«n Học : Trang bị điện in tr ph mch rotor động (đối với động không đồng rôtor dây quấn ) hệ điều khiển TĐĐ thiết kế theo ngun tắc mạch hở, khơng có phản hồi đáp ứng điều khiển chất lượng hệ thống chưa cao Hiện nay, số serial họ cần cẩu chân đế hệ sử dụng kỹ thuật đại dùng biến tần để cấp cho động khơng đồng roto lồng sóc đem lại chất lượng điều khiển cao thể dải điều chỉnh tốc độ rộng, hệ thống gọn nhẹ, song giá thành lại cao Ta xây dựng hệ thống chất lượng điều khiển cao với việc sử dụng kết hợp điều khiển động khơng đồng rơto dây quấn máy phát có mạch vòng điều chỉnh tốc độ Cách điều chỉnh giúp ta điều chỉnh sâu tốc độ hệ thống, tốc độ đạt tới ( 10, 15, 20 ÷ 30)%nđm ứng với tốc độ quay tạo dịch chuyển chậm cấu quay giảm lớn rung lắc hàng đồng thời dừng xác, thường ứng dụng cho cần cẩu công nghệ lắp máy, công nghệ xây dựng số lĩnh vực đặc biệt khác 1.2 Tính tốn khái qt cấu quay cần trục Thông số đặc trưng cấu quay mômen cản quay Mbq (Kgm) , tốc độ góc nq (vg/ph) , ngồi cịn thơng số khác truyền khí , thơng số động điện … Công suất động điện truyền động cho cấu quay xác định sau : PD/C = M bpnbp 975η M ( kw) , Trong : ηM - hiệu suất truyền truyền khí nối từ động điện ThiÕt Kế Môn Học : Trang bị điện n c cu quay , tốc độ động điện làm việc với tốc độ nD/C (vg/ph) Tỉ số truyền truyền khí cấu quay xác định sau : bp iM = nD / C nbp Tốc độ quay cấu quay thường không lớn ( 0,25 – vg/ph) Vì tỉ số truyền thường lớn , tính toán hiệu suất cấu truyền Khác với cấu cấu di chuyển , thời gian làm việc chu kỳ lớn nhiều so với thời gian khởi động thời gian hãm hệ thống , cịn lực qn tính nhỏ so với lực cản tĩnh , cấu quay lực quán tính lớn đáng kể so với lực cản tĩnh Góc quay làm việc giới hạn ( 90 – 110 0) với khối lượng cấu quay lớn thời gian khởi động hãm tương đương với thời gian làm việc Vì việc tính tốn mơmen cấu quay bao gồm mơmen cản tĩnh mơmen qn tính hệ thống Mbp = Mc + Mqt = MKC + Mms + Mg + Mqt Trong : MKC – mômen trọng lượng cần trục G tải trọng Q + q cơng tác góc nghiêng ; Mms – mômen lực ma sát ; Mg – mômen gây tác động gió ; Mqt – mơmen lực qn tính Các thành phần trọng lực cần trục tải thường thay đổi lớn không phụ thuộc vào góc nghiêng mà cịn phụ thuộc vào vị trí trọng lượng tâm phần quay chân đế Hệ thống minh hoạ hình 1.1 a Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện 010009000003e01d00000a000502000000000400000003010800050000000b02000000 00050000000c02b040f67d05020000f700000300010000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000004000000340200000300000035000400000034 0200000300000035000500000004010d0000000500000002010100000008000000fa02000000 000000ff000000040000002d010100080000002503020029520f2a59237b2307000000fc02010 0000000000000040000002d0102005600000024032900533d22244b3dba23333d54230b3df32 Thiết Kế Môn Học : Trang bị ®iÖn 2d43c9a22903c4a22403c0622e73bcf21873ba721213b8f21b93a8621503a8f21eb39a7218a39cf 2131390622e1384a229d389a226738f3223f3854232638ba231e38222426388a243f38f0246738 51259d38aa25e138fa2531393e268a397526eb399d26503ab526b93abe26213bb526873b9d26e 73b7526403c3e26903cfa25d43caa250b3d5125333df0244b3d8a24533d222456000000240329 002a48a52522483c250948d624e1477624ab471c246747cd2317478923be4652235d462a23f84 511238f45092327451123c1442a236144522308448923b843cd2374431c243d4376241543d62 4fd423c25f542a525fd420d26154373263d43d42674432d27b8437d270844c1276144f727c144 1f28274538288f454028f84538285d461f28be46f7271747c12767477d27ab472d27e147d42609 48732622480d262a48a52507000000fc020000ffffff000000040000002d01030008000000fa020 00000000000ffff0000040000002d01040004000000f00101000800000025030200163a742845 3a36270800000025030200553ad1266e3a282608000000250302007d3ac325963a1a250800000 025030200a53ab524be3a0d240800000025030200cd3aa823e63aff220800000025030200f53a9 a220e3bf22108000000250302001d3b8c21363be4200800000025030200453b7f205e3bd61f08 000000250302006d3b711f9c3b331e0800000025030200ee44e3291c45ad28080000002503020 02b45472844459f27080000002503020053453a276c45912608000000250302007b452c26944 584250800000025030200a3451f25bc4576240800000025030200cb451124e44568230800000 025030200f34503230c465b2208000000250302001b46f62134464d210800000025030200434 6e8207246b21f0800000025030200b93a2224463b37240800000025030200ab3b4624543c5f24 0800000025030200b93c6e24613d87240800000025030200c63d96246e3eaf240800000025030 200d33ebe24613fd4240800000025030200ba3a2224c939fb2308000000250302006539eb23bd 38d02308000000250302005838c023b037a52308000000250302004b379423a3367923080000 00250302003e3669234d3542230800000025030200c1411325ef424025080000002503020054 434f25fc4369250800000025030200614478258f45a5250800000025030200163a7428453a362 70800000025030200553ad1266e3a282608000000250302007d3ac325963a1a2508000000250 30200a53ab524be3a0d240800000025030200cd3aa823e63aff220800000025030200f53a9a220 e3bf22108000000250302001d3b8c21363be4200800000025030200453b7f205e3bd61f080000 00250302006d3b711f9c3b331e0800000025030200163a7428453a3627080000002503020055 3ad1266e3a282608000000250302007d3ac325963a1a250800000025030200a53ab524be3a0d2 40800000025030200cd3aa823e63aff220800000025030200f53a9a220e3bf2210800000025030 2001d3b8c21363be4200800000025030200453b7f205e3bd61f08000000250302006d3b711f9c 3b331e0800000025030200163a7428453a36270800000025030200553ad1266e3a2826080000 00250302007d3ac325963a1a250800000025030200a53ab524be3a0d240800000025030200cd3 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện aa823e63aff220800000025030200f53a9a220e3bf22108000000250302001d3b8c21363be4200 800000025030200453b7f205e3bd61f08000000250302006d3b711f9c3b331e08000000250302 00163a7428453a36270800000025030200553ad1266e3a282608000000250302007d3ac32596 3a1a250800000025030200a53ab524be3a0d240800000025030200cd3aa823e63aff2208000000 25030200f53a9a220e3bf22108000000250302001d3b8c21363be4200800000025030200453b7 f205e3bd61f08000000250302006d3b711f9c3b331e0800000025030200163a7428453a362708 00000025030200553ad1266e3a282608000000250302007d3ac325963a1a2508000000250302 00a53ab524be3a0d240800000025030200cd3aa823e63aff220800000025030200f53a9a220e3b f22108000000250302001d3b8c21363be4200800000025030200453b7f205e3bd61f080000002 50302006d3b711f9c3b331e0800000025030200163a7428453a36270800000025030200553ad1 266e3a282608000000250302007d3ac325963a1a250800000025030200a53ab524be3a0d24080 0000025030200cd3aa823e63aff220800000025030200f53a9a220e3bf22108000000250302001 d3b8c21363be4200800000025030200453b7f205e3bd61f08000000250302006d3b711f9c3b33 1e0800000025030200163a7428453a36270800000025030200553ad1266e3a28260800000025 0302007d3ac325963a1a250800000025030200a53ab524be3a0d240800000025030200cd3aa82 3e63aff220800000025030200f53a9a220e3bf22108000000250302001d3b8c21363be42008000 00025030200453b7f205e3bd61f08000000250302006d3b711f9c3b331e08000000fa02000000 000000ff000000040000002d01010004000000f00104000800000025030200603c1f22c93c331f 0800000025030200fc447521a43c3d200800000025030200be442b2321456b20080000002503 020021456b20c93c331f0800000025030200a547c11e8536411c08000000250302008536411c9 137bc1408000000250302000e42bf14b53987131600000025030900f93991139e398613423989 13e8389c139238bd134338ec13fd372714c1376d149137bc1408000000250302000e42bf145a4 29c1208000000250302000e42bf14a542821008000000250302000848791e7849d5150800000 0250302006d4916166d490b16040000002d01020026000000240311005048cd1e4a48ad1e374 8911e1b487e1efa47771ed9477e1ebd47911eab47ad1ea447cd1eab47ee1ebd470a1fd9471d1ffa 47241f1b481d1f37480a1f4a48ee1e5048cd1e040000002d01030007000000fc020000ff0000000 000040000002d01040008000000fa0205000100000000000000040000002d0105000a0000002 4030300fa47771ed9477e1e1b487e1e08000000fa02000001000000ff000000040000002d01060 004000000f0010100040000002d0102000c00000024030400fa47771ed9477e1e1b487e1efa477 71e040000002d010400040000002d0105000a00000024030300d9477e1ebd47911e3748911e0 40000002d010600040000002d0102000c00000024030400d9477e1ebd47911e3748911ed9477 e1e040000002d010400040000002d0105000a00000024030300d9477e1e1b487e1e3748911e04 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện 0000002d010600040000002d0102000c00000024030400d9477e1e1b487e1e3748911ed9477e 1e040000002d010400040000002d0105000a00000024030300bd47911eab47ad1e4a48ad1e040 000002d010600040000002d0102000c00000024030400bd47911eab47ad1e4a48ad1ebd47911e 040000002d010400040000002d0105000a00000024030300bd47911e3748911e4a48ad1e0400 00002d010600040000002d0102000c00000024030400bd47911e3748911e4a48ad1ebd47911e 040000002d010400040000002d0105000a00000024030300ab47ad1ea447cd1e5048cd1e04000 0002d010600040000002d0102000c00000024030400ab47ad1ea447cd1e5048cd1eab47ad1e04 0000002d010400040000002d0105000a00000024030300ab47ad1e4a48ad1e5048cd1e0400000 02d010600040000002d0102000c00000024030400ab47ad1e4a48ad1e5048cd1eab47ad1e0400 00002d010400040000002d0105000a00000024030300a447cd1eab47ee1e4a48ee1e040000002 d010600040000002d0102000c00000024030400a447cd1eab47ee1e4a48ee1ea447cd1e040000 002d010400040000002d0105000a00000024030300a447cd1e5048cd1e4a48ee1e040000002d0 10600040000002d0102000c00000024030400a447cd1e5048cd1e4a48ee1ea447cd1e04000000 2d010400040000002d0105000a00000024030300ab47ee1ebd470a1f37480a1f040000002d010 600040000002d0102000c00000024030400ab47ee1ebd470a1f37480a1fab47ee1e040000002d0 10400040000002d0105000a00000024030300ab47ee1e4a48ee1e37480a1f040000002d010600 040000002d0102000c00000024030400ab47ee1e4a48ee1e37480a1fab47ee1e040000002d0104 00040000002d0105000a00000024030300bd470a1fd9471d1f1b481d1f040000002d010600040 000002d0102000c00000024030400bd470a1fd9471d1f1b481d1fbd470a1f040000002d010400 040000002d0105000a00000024030300bd470a1f37480a1f1b481d1f040000002d01060004000 0002d0102000c00000024030400bd470a1f37480a1f1b481d1fbd470a1f040000002d01040004 0000002d0105000a00000024030300d9471d1f1b481d1ffa47241f040000002d0106000400000 02d0102000c00000024030400d9471d1f1b481d1ffa47241fd9471d1f040000002d01040008000 000fa02000000000000ff000000040000002d01010004000000f0010600080000002503020008 48791eb760d90708000000250302001c481c1fcd608b080800000025030200b4600f184260f71 80800000025030200b760d9077047ad1008000000250302007849d5157047ad1008000000250 302007047ad10114337100c0000002503040011433710e6424610c2426010a54282100400000 02d0105000a000000240303007043841a6843861a9143861a08000000fa02000001000000ff00 0000040000002d01060004000000f0010100040000002d0102000c000000240304007043841a 6843861a9143861a7043841a040000002d010400040000002d0105000a000000240303006843 861a50438e1aa1438e1a040000002d010600040000002d0102000c000000240304006843861a5 0438e1aa1438e1a6843861a040000002d010400040000002d0105000a0000002403030068438 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện 61a9143861aa1438e1a040000002d010600040000002d0102000c000000240304006843861a9 143861aa1438e1a6843861a040000002d010400040000002d0105000a0000002403030050438 e1a4843951aaf43951a040000002d010600040000002d0102000c0000002403040050438e1a48 43951aaf43951a50438e1a040000002d010400040000002d0105000a0000002403030050438e1 aa1438e1aaf43951a040000002d010600040000002d0102000c0000002403040050438e1aa143 8e1aaf43951a50438e1a040000002d010400040000002d0105000a000000240303004843951a3 643a41abc43a41a040000002d010600040000002d0102000c000000240304004843951a3643a4 1abc43a41a4843951a040000002d010400040000002d0105000a000000240303004843951aaf4 3951abc43a41a040000002d010600040000002d0102000c000000240304004843951aaf43951a bc43a41a4843951a040000002d010400040000002d0105000a000000240303003643a41a3143a f1ac543af1a040000002d010600040000002d0102000c000000240304003643a41a3143af1ac54 3af1a3643a41a040000002d010400040000002d0105000a000000240303003643a41abc43a41a c543af1a040000002d010600040000002d0102000c000000240304003643a41abc43a41ac543af 1a3643a41a040000002d010400040000002d0105000a000000240303003143af1a2743c21acb4 3c21a040000002d010600040000002d0102000c000000240304003143af1a2743c21acb43c21a 3143af1a040000002d010400040000002d0105000a000000240303003143af1ac543af1acb43c2 1a040000002d010600040000002d0102000c000000240304003143af1ac543af1acb43c21a314 3af1a040000002d010400040000002d0105000a000000240303002743c21a2643cf1acf43cf1a0 40000002d010600040000002d0102000c000000240304002743c21a2643cf1acf43cf1a2743c21 a040000002d010400040000002d0105000a000000240303002743c21acb43c21acf43cf1a0400 00002d010600040000002d0102000c000000240304002743c21acb43c21acf43cf1a2743c21a04 0000002d010400040000002d0105000a000000240303002643cf1a2543e31ace43e31a0400000 02d010600040000002d0102000c000000240304002643cf1a2543e31ace43e31a2643cf1a04000 0002d010400040000002d0105000a000000240303002643cf1acf43cf1ace43e31a040000002d0 10600040000002d0102000c000000240304002643cf1acf43cf1ace43e31a2643cf1a040000002 d010400040000002d0105000a000000240303002543e31a2943f01acd43f01a040000002d0106 00040000002d0102000c000000240304002543e31a2943f01acd43f01a2543e31a040000002d0 10400040000002d0105000a000000240303002543e31ace43e31acd43f01a040000002d010600 040000002d0102000c000000240304002543e31ace43e31acd43f01a2543e31a040000002d010 400040000002d0105000a000000240303002943f01a2f43031bc343031b040000002d01060004 0000002d0102000c000000240304002943f01a2f43031bc343031b2943f01a040000002d01040 0040000002d0105000a000000240303002943f01acd43f01ac343031b040000002d0106000400 ThiÕt KÕ M«n Học : Trang bị điện 00002d0102000c000000240304002943f01acd43f01ac343031b2943f01a040000002d0104000 40000002d0105000a000000240303002f43031b38430e1bbe430e1b040000002d01060004000 0002d0102000c000000240304002f43031b38430e1bbe430e1b2f43031b040000002d01040004 0000002d0105000a000000240303002f43031bc343031bbe430e1b040000002d010600040000 002d0102000c000000240304002f43031bc343031bbe430e1b2f43031b040000002d010400040 000002d0105000a0000002403030038430e1b45431d1bad431d1b040000002d0106000400000 02d0102000c0000002403040038430e1b45431d1bad431d1b38430e1b040000002d010400040 000002d0105000a0000002403030038430e1bbe430e1bad431d1b040000002d0106000400000 02d0102000c0000002403040038430e1bbe430e1bad431d1b38430e1b040000002d010400040 000002d0105000a0000002403030045431d1b5343241ba443241b040000002d0106000400000 02d0102000c0000002403040045431d1b5343241ba443241b45431d1b040000002d010400040 000002d0105000a0000002403030045431d1bad431d1ba443241b040000002d0106000400000 02d0102000c0000002403040045431d1bad431d1ba443241b45431d1b040000002d010400040 000002d0105000a000000240303005343241b63432c1b8c432c1b040000002d0106000400000 02d0102000c000000240304005343241b63432c1b8c432c1b5343241b040000002d010400040 000002d0105000a000000240303005343241ba443241b8c432c1b040000002d0106000400000 02d0102000c000000240304005343241ba443241b8c432c1b5343241b040000002d010400040 000002d0105000a0000002403030063432c1b8c432c1b85432e1b040000002d0106000400000 02d0102000c0000002403040063432c1b8c432c1b85432e1b63432c1b040000002d010400080 00000fa02000000000000ff000000040000002d01010004000000f00106000800000025030200 7a43d91a7a3e3b3908000000250302009740141b2a3b093c0800000025030200f735be34373ca c350800000025030200373cac35d74739376600000025033100883e4439fa3eef38613f8c38b93 f1d380340a3373c4020376340973679400a367c407c356c40ee344b4064341740df33d33f62337 f3fef321d3f8732af3e2e32363ee331b43da9312c3d80319f3c6931113c6531833b7331f93a9331 743ac531f639083282395b321a39bc32c0382a337438a333393824340f38ac34f6373935f137c7 35fe3755361d38e0364d3866378f38e437e13859384139c238ae391e39253a6b39a63aa7392e3b d339ba3bec39483cf339d63ce839613dca39e73d9a39653e5a39080000002503020092416b2f73 403c3608000000250302004f45f02fd043ba2f080000002503020092416b2f98416a2f08000000 2503020098416a2fe643222f080000002503020098416a2fbb4352300800000025030200bb435 230e643222f080000002503020098416a2f573dd12e040000002d0105000a00000024030300e6 43222f98416a2fdb436a2f08000000fa02000001000000ff000000040000002d01060004000000 f0010100040000002d0102000c00000024030400e643222f98416a2fdb436a2fe643222f040000 10 ThiÕt KÕ Môn Học : Trang bị điện CHNG NG HC CƠ CẤU QUAY 2.1 Phụ tải lệch khỏi phương thẳng đứng cần quay theo phương nằm ngang Chúng ta khảo sát trường hợp quay tải treo đầu cần với palăng treo cách trục quay khoảng R (hình 1.4) Nếu gia tốc góc cần quay coi số (dạng cho trước) Thì sau khoảng thời gian t kể từ lúc bắt đầu chuyển động cáp nâng lệch khỏi mặt phẳng cần với phương thẳng đứng góc Thêm vào lúc tác dụng trọng lực Q = mGg lực quán tính Pqt = mGR , viết phương trình vi phân quay tải trọng quanh 25 l ThiÕt KÕ Môn Học : Trang bị điện l P qt R Q =mG.g mG.g Hình 1.4 Trục qua điểm treo mặt phẳng cần d2ψ J = M1 dt Với J – mơmen qn tính tải trọng tương ứng với trục quay J = mGl2 M1 – tổng mômen lực quay quanh trục M1 = -Qlsin + Pqtlcos = -mGl(gsin – Rcos) Thay giá trị M1 J vào phương trình chuyển động ta : mGl d2ψ = mGl( εR cos − gsinψ ) ψ dt2 Với độ lệch góc nhỏ ta coi cos = , sin = d2ψ g εR d2ψ + ψ= hoaëc + β2ψ = q dt2 l l dt Giải phương trình ta : ψ = C1 cos t + C2 sinβt + β q β2 Với điều kiện đầu t = , = , d/dt = ta suy ra: 26 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện C1 + q q = 0;C1 = − 2 β β dψ = −C1β sinβt + C2β cos t;C2β = 0;C2 = β dt Do : ψ=− q q q ε cos t + = (1− cos t) = R(1− cos t) β β β β β β g Trong tần số dao động tuần hoàn 2.2 Phụ tải động cấu quay : Các phần tử cần trục quay phân thành hai loại khối lượng : khối lượng cần tải trọng , khối lượng phần tử quay cấu dẫn động biểu diễn hình 1.5 R ϕP , JP ϕK , JK Ψ Q tg ψ Q hình 1.5 Khi phân tích đến hệ thống cần phải kể đến ảnh hưởng lắc tải trọng mặt phẳng cần quay Với phần tử chuyển động quay tính tốn hợp lý khơng phải khối lượng tốc độ dài mà mơmen qn tính tốc độ góc Nếu dịch chuyển góc phần tử quay cấu quay vi 27 Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện mơmen qn tính JP ưP cịn góc dịch chuyển khối lượng phần quay cần trục với mômen qn tính JK ưK động khối lượng : J  dϕ  J  dϕ  Kp = P  P  ; KK = K  K   ñPt   ñKt  Thế : Π P = ΠK = ( ϕ P − ϕK ) k M Với kM độ cứng khâu đàn hồi Mơmen tác động tồn phần tổng mômen cản tĩnh mômen dư (mômen động) Các phương trình vi phân mơ tả chuyển động cưỡng thành phần khối lượng viết sau : JP d2ϕP + ( ϕP − ϕK ) K M = M C + M du dt2 JK d2ϕK + ( ϕ P − ϕK ) K M = − M C − M G dt2 Trong MG mơmen tải trọng Q với bán kính cách tay địn R : MG = QRtg Khi thay tg = (khi = 150 sai số 3%) góc thay cơng thức chương trước ta có : mG R2εg (1− cosβt) = mGεR2(1− cosβt) = A 0(1− cosβt) M G = QRψ = g Khi nhân phương trình thứ với JK ,nhân phương trình thứ hai với JP trừ phương trình thứ hai cho phương trình thứ ta cú : 28 Thiết Kế Môn Học : Trang bị ®iÖn d2ϕP d2ϕK J K + J P J ( M + M du) + J P ( M C + M G ) − + kM ( ϕP − ϕK ) = K C 2 dt dt JKJP JKJP Đó phương trình vi phân xác định độ biến dạng khâu đàn hồi (ưP – ưK) hay mômen cản khâu đàn hồi Mbp Ta đặt : d2ϕP d2ϕK d2ϕ − = dt2 dt2 dt φP – φK = φ JP + JK = p2 J PJ K M C + M du M C + =q JP JK M G mGR2ε (1− cosβt) = A (1− cosβt) − JK JK Thì phương trình viết lại dạng sau : d2ϕ = p2ϕ = q + A (1− cos t) = q + A − A cos t = D − A cos t β β β dt2 Nghiệm tổng quát phương trình : ϕ = C1 cospt+ C2 sinpt+ D A − 2 cos t β p p −β Các số xác định theo điều kiện đầu Trong thời điểm đầu trình chuyển dịch chi tiết cấu coi tiếp xúc với chịu mômen cản mơmen cản ngồi MC , tốc độ khơng Vì t = , = MC/kM ; cịn dư/dt = : 29 Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện MC D A = C1 + − 2 kM p p −β Suy : C1 = MC A D + 2 − ;C2 = kM p − β p Do : M A D D A ϕ =  C + 2 −  cospt+ − 2 cos t β k  p  p p −β  M p −β = MC Ak Dk cos + M ( cospt− cos t) + 2M (1− cospt) pt β kM p −β p Trong p tần số dao động tuần hồn hệ thống Mơmen tác động lên khâu đàn hồi tính sau : M bp = ϕkM = M C cospt+ Ak M ( cospt− cosβt) + DkM (1− cospt) 2 p −β p2 Khi thay : A= MG M + M du M C MG ;D = q + A = C + + J K (1− cos t) β JP JK J K (1− cos t) β Ta có : M bp = M C cos + pt  M G kM ( cospt− cos t) kM (1− cospt)  M du M C M C β MG + + + −   2 J K (1− cos t) p − β β p JP JK J K (1− cos t)  β  JP ( ) Hay : 30 Thiết Kế Môn Học : Trang bị ®iÖn      M du M C M C  kM M G kM 1− cospt cospt− cos t  β M bp = M C cos +  pt + + x(1− cos ) + pt +   JP J K  p2 J K p2 1− cos t  β2  β  JP 1− (1− cos t)  β   p        Nhóm số hạng điền giá trị : M G = QR2 ε (1− cosβt) ; kM = kM J P J K = J P J K g p2 kM ( J P + J K ) J P + J K Có thể viết : M bp = { M C [ ( J P + J K ) cospt+ ( J P + J K )(1− cospt) ] +} JP + JK    ε cospt − cos t  β  + M duJ K (1− cospt) + QR2 J P (1− cospt) + β  g  1−   p   Cuối ta có : M bp  β2  cospt− cos t  β  ε × QR2 1+ P  JK JP β2 g  = MC + M d ( − cos pt ) + 1−   JP + JK J K + JP P   Trong công thức thành phần thứ xác định ảnh hưởng mômen cản tĩnh cấu , thành phần thứ hai xác định ảnh hưởng mômen dư (mômen động) , thành phần thứ ba ảnh hưởng tải lệch khỏi phương thẳng đứng Để hạn chế mômen động cho hệ thống trục truyền động thường lắp đặt thêm bánh đà để hạn chế tải động Khi cos = cos pt = -1 ta nhận : M Max = M C + M du bp 2J K ε 2J P QR2 JP + JK gJP + JK CHƯƠNG 31 ThiÕt Kế Môn Học : Trang bị điện Mễ HèNH NHN DẠNG MÔMEN CẢN CƠ CẤU QUAY Điều khiển hệ thống truyền động điện tự động sử dụng cần trục thường xây dựng theo nguyên tắc hệ kín Tốc độ cơng nghệ thiết kế nhằm mục đích thoả mãn bốc xếp nhiều loại hàng hố Điều khiển cấu quay cần trục thuộc dạng hệ thống quán tính lớn , tốc độ biến đổi chậm Trước vấn đề điều khiển nhiều hạn chế , hệ thống điều khiển thường thiết kế theo dạng SISO , ngày kỹ thuật điều khiển với trợ giúp máy tính , thiết bị điều khiển khả trình PLC ứng dụng phổ biến Thiết bị biến đổi công suất với kỹ thuật điều khiển tiên tiến , mơ hình tốn động không đồng nhận dạng ứng dụng biến tần điều chế theo độ rộng sung (PWM) Hệ thống điều khiển xây dựng hệ thống nhiều đầu vào Việc tổng hợp tín hiệu điều chỉnh tốc độ thực theo u cầu bốc xếp hàng hố Tín hiệu điều khiển mômen cho hệ thống truyền động điện tự động hệ thống sử dụng biến tần PWM – động không đồng , hệ thống sử dụng phụ tải động – động không đồng rơto dây quấn động điện chiều có cuộn nối tiếp kích từ độc lập thiết phải tổng hợp tín hiệu điều khiển mơmen dựa vào cấu trúc cụ thể cần trục 3.1 Mơ hình nhận dạng xây dựng simulink-matlab Để thuận tiện cho việc nhận dạng đặc tính mơmen cản cấu quay ta tính tốn cho họ cần cẩu KONDOR Cơ cấu quay cần cẩu KONDOR có số thơng số sau : [12] + Tầm với tải trọng : Rmax = 32 m Q = 25 32 Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện R = m Q = 32 + Tốc độ quay định mức cấu : 1v/p + Trọng lượng cabin , đối trọng , vòi , cần , hàng có thơng số sau : • Gcb = 25 • Gđ = 12,8 • Gv = 6,5 • Gc = 18,9 • Q = 25 + Diện tích cản gió số cấu : • Fvn : diện tích cản gió vật nâng • Fc : diện tích cản gió cần Fc = 34,65 m2 • Fv : diện tích cản gió cần Fv = 11,865 m2 • Fcb : diện tích cản gió cần Fcb = 40,2 m2 + Khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm cần , vòi , cabin • a1 = 11,25 m • a2 = 22 m • a3 = 3,17 m mơmen cản cấu quay tính sau : Mct = MKC+ Mms + Mgió +Mqt + Tính mơmen ma sát ổ đĩa : Mms = Σ Ai ìi ri = Mổ đỡ + Mtrượt Trong : +Mổ đỡ : mômen ma sát ổ đỡ cần trục gõy nờn 33 Thiết Kế Môn Học : Trang bị ®iƯn +Mtrượt : mơmen ma sát ổ trượt gây nên - Mômen ổ trượt gây : M ot = V f dtb ( kgm ) Trong V : tải trọng đứng • V = Gd + Gcb +Gc + Gv +Q (kg) • Gcb = 25 • Gđ = 12,8 • Gv = 6,5 • Gc = 18,9 Vậy : V = 63200 + Q (kg) Lấy f = 0,08 [13]: d tb = 800 + 200 = 510m m  D = 800m m   d = 200m m  Do : Mot = (63200+Q) 20,4 = 1289280 +20,4 Q (kgm) - Mômen ổ đỡ gây : M OD = H.f d ( kgm ) Tải trọng H tính sau : Gc.1125+ ( P3 + W3 ) 9,875 Q.32+ P1.1125+ W2.20 , + , H= + Gv.22+ P2.19625 Gdtr.4.625 Gcb.3,167 P5.1575 , − − − , ( kg) h Trong : • P3 : thành phần lực ly tâm cần quay 34 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện ã W2 , W3 : trnh phn gió tác dụng • P1 : thành phần lực ly tâm hàng • P3 : thành phần lực ly tâm vịi • P3 : thành phần lực ly tâm đối trọng - P3 = Vq Re Gc = 18901 1698 ( kg) = ,8 1125 , -W2 = 274,2 (kg) • W3 = 1043,3 (kg) P1 = Vq Re Q = 0,4Q( kg) • P2 = 6500 295455kg) = , ( 22 P5 = V Gdt = 2767 ( kg) ,568 R dt • • Thay số ta có : H = 27330,05 + 3,8408Q (kg) => Mođ=1093202+153,532*Q(kg) + Xác định mômen gió : Mgió = q.Fvn.Lsinβ + q(Fca1 + FvQ2 – Fcba2) sin2β (kg) Trong : • Fvn : diện tích cản gió vật nặng • Fc : diện tích cản gió cần = 34,65 m2 35 ThiÕt Kế Môn Học : Trang bị điện ã Fv : diện tích cản gió vịi = 11,87 m2 • Fcb : diện tích cản gió cabin = 40,2 m2 • L = 32 m (tầm với max) • a1 = 11,25 m : khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm cần • a2 = 22 m : khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm vịi • a3 = 3,176 m : khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm cabin • q = 15 kg/m2 : áp lực tính tốn Mgió = 480.Fvn.sinβ + 7782,54.sin2β (kg) + Mômen cản độ nghiêng mặt MKC = (Q.L + Gc.a1 +Gv.a2 – Gcb.a3 - Gdt.a4) sinφ.sinβ MKC = (32.Q + 214662,5) 0,026.sinβ (kg) +Mơ men qn tính: 0.105.n eps.∑ J ( kg ) Mqt= t Từ tính tốn trên,ta xây dựng mơ hình mơ men cản cho hệ thống sau: 36 Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện *Kt mơ 37 ThiÕt KÕ M«n Häc : Trang bị điện Ti liu tham kho: Sỏch: 38 Thiết Kế Môn Học : Trang bị điện Trang b in-in t Tự Động Hóa Cầu trục-Cần trục(Thầy Nguyễn Phùng Quang&Hồng Xn Bình) KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài, đề tài hoàn thành với nội dung sau : - Tìm hiểu Cơ cấu quay cần trục -Tính tốn Mơ men cản cấu quay tải trọng lệch khỏi phương thẳng đứng -Tìm hiểu vài thơng số cần trục KONDOR -Xây dựng mơ hình Mơ men cản cấu quay Những mặt hạn chế đề tài: Vẫn cịn nhiều mặt thiếu xót q trình làm đồ án Trong trình thực đề tài, em cố gắng vận dụng tất kiến thức học để thực đề tài, đồng thời em ln nhận hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS HỒNG XN BÌNH Đến em hồn thành đề tài thiết kế môn học Mặc dù cố gắng nhiều kiến thức em hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý nhiệt tình thầy cô môn để tập em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn 39 ... Tìm hiểu Cơ cấu quay cần trục -Tính tốn Mô men cản cấu quay tải trọng lệch khỏi phương thẳng đứng -Tìm hiểu vài thông số cần trục KONDOR -Xây dựng mô hình Mơ men cản cấu quay Những mặt hạn chế... 2.1 Phụ tải lệch khỏi phương thẳng đứng cần quay theo phương nằm ngang Chúng ta khảo sát trường hợp quay tải treo đầu cần với palăng treo cách trục quay khoảng R (hình 1.4) Nếu gia tốc góc cần quay. .. Trang bị đi? ??n Chơng tổng quan cấu quay cần trục 1.1 Khái quát cấu quay cần trục Sự phát triển kinh tế nước phụ thuộc nhiều vào mức độ giới hoá tự động hoá q trình sản xuất cơng nghiệp Trong q trình