2 Điều khiển tốc độ động cơ xe cầu

Chương 4. Sơ đồ điều khiển xe cầu có sử dụng biến tần



D1, D2: nút nhấn cho phép dừng nhanh RS: nút nhấn reset lại biến tần khi có lỗi

chế độ cấp nguồn và chế độ làm việc của

xe cầu (thường đóng)

QT: nút nhấn điều khiển động cơ quay RBV: rơle nhiệt bảo vệ biến tần, ngắt điện

thuận

trong trường hợp quá dòng.

QN: nút nhấn điều khiển động cơ quay RL1, RL2: các rơ le nhiệt bảo vệ quá

nghịch

dòng của động cơ

RT: điều khiển động cơ quay thuận bởi R: Chiết áp điều khiển tần số biến tần

biến tần

cấp cho động cơ

RN: điều khiển động cơ quay nghịch bởi Khóa K: để tạo trễ và mở khóa cấp

biến tần



nguồn



CN: nút nhấn cấp nguồn cho biến tần



KCN và KCT là các khóa cơ dùng để

khóa chéo chế độ làm việc thuận nghịch

của động cơ.



42



Chương 4. Sơ đồ điều khiển xe cầu có sử dụng biến tần

b) Nguyên lý làm việc

Ban đầu khi các rơle nhiệt và rơ le bảo vệ biến tần tiếp điện thì hệ thống điều

khiển xe cầu mới có thể làm việc theo chế độ quay thuận hoặc nghịch.

Điều khiển động cơ quay thuận: nhấn nút CN cấp nguồn cho động cơ, khi

nhấn nút QT tiếp điện cho mạch điều khiển làm thông mạch cấp điện cho cuộn dây

RT khởi động đóng tiếp điểm thường mở của RT, KCT (RT=KCT=1) và mở các

tiếp điểm thường đóng của RT, KCT (/RT=/KCT=0). Khi đó tín hiệu điện được đưa

vào biến tần khởi động chế độ quay thuận. Phanh của động cơ nối đồng trục với

động cơ khi có điện thì nhả phanh ra. Để điều khiển tốc độ động cơ ta vặn núm điều

khiển tần số hiện thị trên bảng biến tần bằng chiết áp. Khi nút nhấn QT được nhả ra,

chế độ quay thuận của động cơ vẫn được duy trì cho đến khi nút QN được nhấn

(chuyển sang chế độ quay nghịch), hoặc rơ le ngắt điện, hoặc nhấn các nút dừng

nhanh. Trong quá trình ngừng cấp điện cho động cơ ngừng cấp điện cho động cơ,

phanh mất điện thì đóng lại làm dừng động cơ.

Điều khiển động cơ quay nghịch: nhấn nút CN cấp nguồn cho động cơ, khi

nhấn nút QN tiếp điện cho mạch điều khiển làm thông mạch cấp điện cho cuộn dây

RT khởi động đóng tiếp điểm thường mở của RN, KCN (RN=KCN=1) và mở các

tiếp điểm thường đóng của RN, KCN (/RN=/KCN=0). Khi đó tín hiệu điện được

đưa vào biến tần khởi động chế độ quay nghịch. Phanh của động cơ nối đồng trục

với động cơ khi có điện thì nhả phanh ra. Để điều khiển tốc độ động cơ ta vặn núm

điều khiển tần số hiện thị trên bảng biến tần bằng chiết áp. Khi nút nhấn QN được

nhả ra, chế độ quay nghịch của động cơ vẫn được duy trì cho đến khi nút QT được

nhấn (chuyển sang chế độ quay thuận), hoặc rơ le ngắt điện, hoặc nhấn các nút dừng

nhanh. Trong quá trình ngừng cấp điện cho động cơ ngừng cấp điện cho động cơ,

phanh mất điện thì đóng lại làm dừng động cơ.



43



Chương 4. Sơ đồ điều khiển xe cầu có sử dụng biến tần

4.2.2. Cài đặt thông số cho biến tần

Biến tần được lựa chọn có công suất lớn hơn bằng tổng công suất của hai

động cơ xe cầu và có các thông số tưong ứng phù hợp tối ưu về mặt kỹ thuật và hiệu

quả về kinh tế. Theo số liệu thực tế của động cơ ta chọn biến tấn siemens MM440

có mã hiệu như là 6SE6440-2UD25-5CA1 có các thông số: cỡ vỏ loại C, nguồn vào

3 pha xoay chiều 380 V, công suất ra định mức 5,5 kW, dòng điện ra định mức

13,2 A. Để điều khiển tốc độ cho động cơ, biến tần phải được cài đặt với các thông

số như sau:

a) Cài đặt nhanh thông số

+ Mức truy nhập của người dùng: P0003=1

+ Lọc thông số: P0004=0

+ Cài đặt thông số: P0010=0

+ Tiêu chuẩn châu âu/bắc mỹ: P0100=0

+ Ứng dụng bộ biến tần: P0205=0

+ Chọn kiểu động cơ (không đồng bộ): P0300=1

+ Điện áp định mức: P0304=220 V

+ Dòng điện định mức: P305=12.6 A (do có 2 động cơ xe cầu có các thông số giống

nhau được ghép song song vào biến tấn)

+ Công suất định mức động cơ: P0307=4.4 kW

+ Hệ số cosϕđm: P0308=0.78

+ Hiệu suất định mức động cơ: ηdm =



Pdm .103

2, 2.103

=

= 0, 68 ;

3.U d .I d .cos ϕ dm

3.380.6,3.0, 78



P0309=0.68

+ Tần số định mức động cơ: P0310=50 Hz

+ Tốc độ định mức động cơ: P0311=895 vg/phút

+ Dòng từ hóa động cơ: P0320=0.0

+ Chế độ làm mát động cơ: P0335=0

+ Hệ số quá tải động cơ: P0640=150%

+ Chọn nguồn lệnh: P0700=2.

+ Lựa chọn điểm đặt tần số: P1000=2

+ Tần số nhỏ nhất: P1080=4.00 Hz

+ Tần số lớn nhất: P1082=50.00 Hz

+ Thời gian tăng tốc: P1120=5.00 s

+ Thời gian giảm tốc: P1121=5.00 s



44



Chương 4. Sơ đồ điều khiển xe cầu có sử dụng biến tần



+ OFF3 thời gian giảm tốc: P1135=5.00 s

+ Mode điều khiển V/f: P1300=2

+ Chọn điểm đặt mômen xoắn: P1500=0

b) Cài đặt ứng dụng

-



-



-



Đầu vào số (DIN):

+ Đầu vào DIN 1: P0701=1, cho phép động cơ bật tắt chế độ quay thuận (QT).

+ Đầu vào DIN 2: P0702=2, cho phép động cơ bật tắt chế độ quay nghịch (QN).

+ Đầu vào số DIN 3: P0703=9, cho phép động cơ nhận biết lỗi và reset lại hệ

thống.

Đầu ra số (DOUT) (bảo vệ quá dòng biến tần bằng R BV ghép vào ở đầu ra số số1) :

P0731 = 52.B.

Đầu vào tương tự:

+ Kiểu ADC: P0756=0 (Điện áp đon cực 0 đến 10 V)

+ Giá trị X1 của định thang ADC: P0757=0 V

+ Giá trị Y1 của định thang ADC: P0758=0 .0 %

+ Giá trị X2 của định thang ADC: P0759=10 V

+ Giá trị Y2 của định thang ADC: P0760=100 %

Quy luật điều khiển điện áp – tần số V/f:

+ P1310=18.4 (V) (do Uf0=18,4 (V))

+ P1320=4.00 (Hz) (do fmin=4 (Hz))

+ P1321=33,72 (V) (do Ufmin=33,72 (V))

+ P1324=32,28 (Hz) (do fb=32,28 (Hz))

+ P1325=142,03 (V) (do Ufb=142,03 (V))



Như vậy để mở/tắt chế độ quay thuận, quay nghịch của động cơ ta dùng các đầu vào số. Còn để

thay đổi tần số để điều khiển tốc độ động cơ ta dùng chiết áp điều khiển bằng đầu vào tương tự,

với điện trở R>=4.7 k Ω.



45



Kết luận



KẾT LUẬN

Sau thời gian thực tập tốt nghiệp với nhiệm vụ “ Thiết kế nâng cấp hệ thống

truyền động cơ cấu di chuyển xe cầu cho cầu trục 3 tấn”, em đã tổng hợp được khá

nhiều lượng kiến thức đã học trên giảng đường trong những năm học vừa qua.

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo TS.Nguyễn Mạnh Tiến,

các thầy cô giáo trong bộ môn Tự động hoá XNCN và sự giúp đỡ của các bạn đã giúp em

hoàn thành bản đồ án này.

Em đã thu được những kết quả cụ thể như sau:

- Hiểu được đặc điểm cấu tạo và nguyên lý vận hành của một cầu trục trong một

phân xưởng sản xuất.

- Xây dựng được phương trình quan hệ giữa mômen với tần số nguồn cấp và độ

trượt s từ đó hiểu được quy luật điều khiển tần số làm thay đổi mômen và tốc độ

động cơ.

- Tính chọn công suất tối ưu theo công thức đẳng trị cho động cơ xe cầu với thông

số thực nghiệm cầu cầu trục đã cho. Đồng thời xây dựng được đồ thị đặc tính cơ

của động cơ được chọn theo các tần số nguồn cấp thay đổi.

- Xây dựng được sơ đồ điều khiển tốc độ động cơ xe cầu có sử dụng biến tần.

Định hướng mở rộng đề tài: Áp dụng PLC kết hợp với biến tần để tính toán và

ghép nối chúng với các bộ phận của cầu trục làm cho việc điều khiển cầu trục được linh

hoạt chính xác và đáp ứng một cách tối ưu nhất các yêu cầu đặt ra đối với hệ truyền động

điện và trang bị điện cho cầu trục

Do thời gian và năng lực bản thân còn hạn chế nên kết quả của em chắc chắn còn

nhiều thiếu sót, em rất mong được sự chỉ dạy và đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 4 năm 2013

Sinh viên thực hiện



Trương Văn Thịnh



46



Tài liệu tham khảo



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Công ty cổ phần xây lắp điện máy Hà Tây

Lý lịch thiết bị nâng cổng trục lăn dầm đơn CgT-3/10M - Hà Nội - 2009.

2. Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh

Trang bị điện-điện tử máy công nghiệp dùng chung - NXB giáo dục - 2006.

3. Vũ Gia Hạnh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu



Máy Điện - NXB khoa học và kỹ thuật - 2006.

4. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền



Truyền động điện - NXB khoa học và kỹ thuật - 2005.

5. Nguyễn Trọng Thuần



Điều Khiển Logic và ứng dụng - NXB khoa học và kỹ thuật - 2006.

6. Công ty cổ phần công nghệ cao Lê Gia

Tài liệu hướng dẫn sử dụng biến tần Simens MM440 - 2005.

7. Võ Minh Chính, Phạm Quốc hải, Trần Trọng Minh

Điện tử Công Suất – NXB khoa học và kỹ thuật - 2007.



47