SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 1 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Tên đồ án: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦU TRỤC NÂNG HẠ TẢI Nội dung đồ án : Tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng cầu trục dùng động cơ điện : Động cơ điện dùng kích từ song song. BẢNG SỐ LIỆU: 1.Động cơ một chiều kích từ song song : P đm (kw) U đm (v) I đm (A) I KTđm (A) n đm (vòng /phút) 95 220 470 4,25 500 2.Động cơ điện khơng đồng bộ xoay chiều 3 pha rotor dây quấn P dm (W) Cơng suất động cơ 45 U 1dm (V) Điện áp định mức 500 2p Số cực từ 8 N 1 Số vòng mỗi pha dây quấn stator 37 N 2 Số vòng mỗi pha dây quấn stator 27 K dq1 Hệ số dây quấn stator 0,965 K dq2 Hệ số dây quấn stator 0,965 R 1 (Ω) Điện trở dây quấn stator 0,129 R 2 (Ω) Điện trở dây quấn stator 0,0283 X 1 (Ω) Điện kháng dây quấn stator 0,485 X 2 (Ω) Điện kháng dây quấn stator 0,0912 m 1 Số pha dây quấn stator 3 m 2 Số pha dây quấn stator 3 I 0 23,35 h h Hiệu suất 0,895 j cos Hệ số cơng suất 0,865 Yêu cầu tính toán và thiết kế như sau: 3.1. Động cơ mở máy qua 3 cấp điện trở phụ, tính các điện trở mở máy ở từng cấp biết rằng động cơ kéo tải ở đònh mức. 3.2. Tính toán điện trở cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với tốc độ lần lượt là: 1/2 n đm , 1/4 n đm SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 2 3.3. Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào rotor để hạ tải với tốc độ lần lượt là: 1/4 n đm , 1/2 n đm , n đm , 2 n đm . Biết rằng moment khi hạ tải: 0,8M đm. 3.4 Dùng chương trình CX-Programmer thiết kế sơ đồ ngun lý điều khiển động cơ khi mở máy nâng hạ tải, vẽ sơ đồ kết nối PLC CM2A.Biêt rằng, động cơ xoay chiều 3 pha có dây quấn stator/rotor đấu hình tam giác/sao và sức bền từ động bên stator lớn hơn rotor 20%. GVHD: Nguyễn Phan Thanh SVTH: Lê Vũ Phương Trinh_07102231 Hồng Thị Diệu Ngơi_07102221 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày . . . tháng . . . năm 2010 Giảng viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Phan Thanh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày . . . tháng . . . năm 2010 Giảng viên phản biện LỜI NÓI ĐẦU @&? SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 5 Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong những yếu tố rất quan trọng: · Có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. · Là một hệ thống máy móc được thiết kế với nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng . · Hệ thống Truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không đổi hoặc thay đổi (hệ điều tốc)…. Với sự phát triển mạnh mẽ của kó thuật bán dẫn công suất lớn và kó thuật vi xử lí, các hệ thống điều tốc được dử dụng rộng rãi và là công cụ không thể thiếu trong quá trình tự động hoá sản suất. Do đó nội dung của tập đồ án chủ yếu tính toán và và điều chỉnh tốc độ động cơ DC kích từ song song và động cơ không đồng bộ 3 pha. Tập đồ án này có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến vấn đề liên quan đến Động cơ DC kích từ song song và động cơ không đồng bộ 3 pha. Vì kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên tập đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót.Rất mong được sự đóng góp của q thầy cô và bạn bè. Sinh viên thực hiện: Lê Vũ Phương Trinh Hồng Thị Diệu Ngơi LỜI CẢM ƠN @&? Sspielberg đã từng nói :" Chỉ đến được vinh quang khi ta biết nhìn lại và trân trọng quá khứ."Hoàn thành tập đồ án này có thể không là SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 6 "vinh quang", nhưng đây là kết quả của sự tìm tòi, nghiên cứu tri thức và điều quan trọng không thể thiếu góp phần hoàn thiện hơn tầm hiểu biết về môn học và củng cố kiến thức ngành học, tạo hành trang bước vào đời, không thể không thừa nhận sự đóng góp to lớn của các nguồn nhân -vật lực-yếu tố quan trọng tạo nên thành quả ấy. Chúng em những sinh viên thực hiện đồ án môn học này xin: Trân trọng và thành thật cảm ơn: v Thạc só Nguyễn Phan Thanh đã tận tình hướng dẫn, giải đáp những khúc mắc trong quá trình thực hiện đề tài. v Quý thầy cô thuộc thư viện Trường Đại Học Sư Phạm Kó Thuật thành phố Hồ Chí Minh,Thư viện tổng hợp Thành Phố HCM đã cung cấp sách vở và tài liệu giúp hoàn thành đề tài. v Các anh chò và bạn bè cùng ngành đã có những đóng góp, gợi ý trong quá trình tiến hành thực hiện. Sinh viên thực hiện Lê Vũ Phương Trinh Hồng Thị Diệu Ngơi MỤC LỤC SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 7 PHẦN A ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG · CHƯƠNG I ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG · CHƯƠNG II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦN TRỤC NÂNG HẠ TẢI PHẦN B: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN · CHƯƠNG III ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN · CHƯƠNG IV TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA ROTOR DÂY QUẤN KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo : SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngôi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 8 SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 9 PHẦN A: CHƯƠNG I ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU @&? I.ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP VÀ KÍCH TỪ SONG SONG I.1.Xây dựng phương trình đặc tính tốc độ : Hình 1.1.ĐCĐ một chiều kích từ song song C kt I ư E ư I I kt + R p U đm R kp - R R pk U I kt C kt I h E + - SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan T h a n h T rang 10 Hình 1.2. ĐCĐ một chiều kích từ độc lập Ta có : pt cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều U đm = E ư + R ư I ư Þ E ư = U đm - R ư I ư với E ư = K E f đm n Þ K E f đm n = U đm - R ư I ư Þ đmE ưư đmE đm K I R K U n ΦΦ -= :đây là phương trình đặc tính tốc độ tự nhiên của ĐCĐ một chiều kích từ song song Trong đó: n : tốc độ quay của động cơ U đm : điện áp đònh mức của ĐCĐ một chiều a 60 PN K E = : hệ số điện động của động cơ đm Φ :từ thông kích từ dưới 1 cực từ R ư : điện trở của mạch phần ứng I ư : dòng điện mạch phần ứng R P :điện trở phụ trong mạch phần ứng Nếu thêm điện trở phụ R p vào phần ứng thì ta được phương trình đặc tính tốc độ nhân tạo : ( ) đmE ưpư đmE đm K I R R K U n F + - F = Khi I ư = 0 :n = đmE đm 0 K U n Φ = :là tốc độ không tải lý tưởng của động cơ. đmE ư TN K R a Φ = : là hệ số gốc hay độ dốc của đường đặc tính tốc độ tự nhiên đmE ư ưTN K RưI aIn Φ Δ == :là độ sụt tốc độ trên đường đặc tính tự nhiên [...]... trình đặc tính n=- R ư + R HĐN M K EK MF 2 - Khi hãm động năng tốc độ n sẽ giảm dần, sức điện động phát ra cũng giảm theo ® Iư giảm ® MĐ giảm ® IKT giảm ® Φ giảm phụ thuộc vừa Φ vừa n ® đường biểu diễn đặc tính cơ khi hãm động năng tự kích từ không còn là đường thẳng nữa mà là đường cong đi qua gốc toạ độ CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦU TRỤC NÂNG HẠ TẢI DÙNG ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ SONG SONG @&? I Tính R... M F đm I ư > 0 Đoạn n01C: là đoạn đặc tính động cơ quay thuận giảm tốc độ · Vì MĐ < MC nên hệ thống giảm tốc - Khi n giảm ð I ư tăng ð MĐ tăng Tăng đến C thì cân bằng với Mtải (hệ thống làm việc ổn đònh) v Hệ thống đang làm việc nâng tải tại điểm A Người ta tiến hành giảm điện áp xuống còn U1, lúc này do quán tính tốc độ vẫn quay theo chiều cũ, nhưng dòng điện và môment đã đảo chiều Quá trình hãm tái... n01, MĐ =0 Trên trục động cơ còn môment cản MC ngược chiều với n nên nó tiếp tục làm cho động cơ giảm tốc, đồng thời MĐ tăng dần cho đến C thì cân bằng MĐ = MC Hệ thống sẽ làm việc ổn đònh ở tốc độ thấp V.1.2 Khi hạ tải thế năn g bằn g phương pháp đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứn g: - Khi muốn hạ tải ta phải đảo chiều điện áp đặt vào phần ứng động cơ Lúc này nếu moment do trong tải gây ra lớn hơn... MHbđ2 MHbđ1 n n0 MĐ A n MC 0 MC M Hình 1.23: Đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập T rang 31 SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan - Giả sử hệ thống đang làm việc tại điểm A (động cơ đang nâng tải) Dể hạ tải người ta ngắt phần ưng ra khỏi lưới điện và đóng qua điện trở hãm RHĐN , cuộn kích từ vẫn còn được cung cấp điện, lúc này do quán tính phần ứng vẫn quay theo chiều cũ, động cơ làm... làm việc sẽ chuyển từ A sang B2 để rồi cuối cùng hạ tải với tốc độ nE2 và n E2 > n E1 V.2.2 Hãm ngược bằn g cách đón g điện tr ở phụ : Giả sử động cơ đang nâng tải tại điểm A người ta thực hiện hạ tải bằng cách đóng vào mạch phần ứng một điện trở phụ đủ lớn(lớn hơn điện trở phụ mở máy) Lúc này điểm làm việc chuyễn sang điểm B v Tại B3 : MĐ < MC , hệ thống giảm tốc từ B đến C · Lúc này Iư và MĐ tăng... đặc tính cơ của đường số (2): n= MĐ U đm Rư + RP M K E F đm K E K M F 2 đm n Đ MĐ n n0 B2 MC Đ MC B3 A (3) (2) n C (1) Mhbđ2 Mhbđ1 C2 0 D1 Mc n0 C2 MĐ M MĐ D2 Đ n Đ n MC -nE1 E1 E3 -nE2 T rang 28 MC T h a n h SVTH:Phương Trinh_Diệu Ngơi GVHD: Nguyễn Phan Hình 1.20: Đặc tính cơ khi hãm ngược bằng cách đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng Ø Giả sử hệ thống đang làm việc ổn đònh tại điểm A, để hạ tải. .. 9,55K 2 E Φ 2 đm a TN = Δn TN nhiên I.3.ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ Ta có phương trình đặc tính cơ nhân tạo: (R ư + R p )M U K E F 9,55K 2 E F 2 U đm n = n0 = :là tốc độ không tải lý tưởng K E Φ đm Rư :hệ số góc hay độ dốc của đặc tính cơ tự nhiên a TN = 9,55K 2 E Φ 2 đm RưM độ sụt tốc độ của đường đặc tính cơ tự Δn TN = a TN M = 9,55K 2 E Φ 2 đm n= Đặt: nhiên II.1.n h hưởn g của... của phần ứng đảo chiều Þ M = K M Φ đm I ư < 0 - Phương trình đặc tính cơ : U đm Rư + M K E Φ đm K E K M Φ 2 đm Rư = -n 0 + M K E K M F 2 đm n=- - Đường biểu diễn đặc tính cơ : n n n0 +m cơ khi MĐ đường đặc tính động cơ thuận chiều -MC 0 -m MĐ MC n0 n đường đặc tính cơ khi động cơ quay ngược chiều Hình 1.12 :Đặc tính cơ khi đảo cực tính điện áp đặt lên phần ứng III.2 Đảo chiều dòn g điện qua cuộn... của MĐ và MC , đoạn C1(-n0) gọi là đoạn đặc tính động cơ quay ngược - Tại (-n0) , moment động cơ MĐ =0, MC cùng chiều với n nên hệ thống tiếp tục tăng tốc vượt khỏi (-n0) , khi đó MĐ đảo chiều quá trình hãm tái sinh diễn ra trên đoạn (-n0) E1, MĐ lớn dần cho đến điểm E1 thì cân bằng MĐ và MC , tải thế năng được hạ xuống với tốc độ không đổi là (-nE1) Ø Để hạn chế dòng điện hãm ngược lúc bắt đầu không... thông số động cơ và đặc tính vạn năng vẽ ra được đặc tính cơ điện tự nhiên Ø Chọn dòng điện giới hạn I1 =(1,8 ® 2,5)Iđm và tính điện trở tổng của mạch phần ứng khi khởi động R = U đm I1 Ø Chọn dòng điện chuyển khi khởi động : I2 =(1,1 ® 1,3)Iđm nếu Iđm > IC · I2 =(1,1 ® 1,3)IC nếu IC > Iđm · Ø Gióng I2 lên đặc tính cơ tự nhiên có giá trò nTN2(h) từ đó xác đònh giảm (b) trên đặc tính khởi động với giá . Tên đồ án: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦU TRỤC NÂNG HẠ TẢI Nội dung đồ án : Tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng cầu trục dùng. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG · CHƯƠNG II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẦN TRỤC NÂNG HẠ TẢI PHẦN B: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG