Đồ án Nghiên cứu điều khiển biến tần khi các thiết bị nâng hạ làm việc ở chế độ hãm tái sinh

Trong những năm gần đây, một phần của việc cung cấp điện được phát triển thông qua các bộ chỉnh lưu trước khi cấp điện cho tải. Ngày nay, do ứng dụng tiến bộ kỹ thuật điện tử các hệ truyền động phát triển và có thay đổi đáng kể, đặc biệt do công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suất ngày càng hoàn thiện không những đáp ứng độ tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần giảm kích thước và giá thành hệ. Tuy vậy, việc tối ưu năng lượng trong các cơ cấu nâng hạ vẫn chưa thực hiện được do chưa tận dụng được thế năng trong quá trình hạ tải, chuyển hóa thành điện năng phát trả về lưới điện. Vì vậy nội dung luận văn tập trình tìm hiểu, giải quyết vấn đề phản hồi năng lượng về lưới điện với đề tài: "Nghiên cứu điều khiển biến tần khi các thiết bị nâng hạ làm việc ở chế độ hãm tái sinh".

doc126 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 14/05/2013 | Lượt xem: 1967 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Nghiên cứu điều khiển biến tần khi các thiết bị nâng hạ làm việc ở chế độ hãm tái sinh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 15 tháng 8 năm 2008 Tác giả luận văn Trương Duy Việt MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan 1 Mục lục 2 Danh mục các ký hiệu 5 Danh mục các bảng 7 Danh mục các hình vẽ, đồ thị 8 MỞ ĐẦU 13 Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRONG CÁC CƠ CẤU NÂNG HẠ 15 1.1. Giới thiệu về cơ cấu nâng hạ 15 1.1.1. Cơ cấu nâng hạ 15 1.1.2. Các thành phần chính trong cơ cấu nâng hạ 15 1.1.3. Phân loại 16 1.2. Cơ sở lý thuyết tính toán cho cơ cấu nâng hạ 17 1.2.1. Các thông số cơ bản của cơ cấu nâng hạ 17 1.2.2. Tính toán tham số cơ bản của truyền động cơ cấu nâng hạ 18 1.3. Khái quát về hệ thống điều khiển truyền động điện cho cơ cấu nâng hạ 19 1.3.1. Một số yêu cầu cho hệ thống điều khiển truyền động cơ cấu nâng hạ 19 1.3.2. Các hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ 22 1.3.3. Các dạng đặc tính cơ của hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ cho cơ cấu nâng hạ 23 Chương 2 - NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BIẾN TẦN - ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG CÁC CƠ CẤU NÂNG HẠ 29 2.1. Nguyên lý làm việc của biến tần ba pha 29 2.1.1. Sơ đồ cấu trúc của biến tần ba pha nguồn áp 29 2.1.2. Nguyên lý điều khiển biến tần ba pha nguồn áp bằng phương pháp điều chế độ rộng xung 31 2.1.3. Nguyên lý điều khiển biến tần ba pha nguồn áp bằng phương pháp điều chế vector không gian 32 2.2. Ứng dụng biến tần trong các cơ cấu nâng hạ 40 Chương 3 - TRẢ NĂNG LƯỢNG VỀ NGUỒN Ở CHẾ ĐỘ HÃM TÁI SINH TRONG HỆ THỐNG BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 41 3.1. Tổng quan về động cơ không đồng bộ 41 3.1.1. Cấu tạo 41 3.1.2. Nguyên lý hoạt động 42 3.1.3. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 42 3.1.4. Động cơ không đồng bộ khi hoạt động ở chế độ hãm tái sinh 43 3.2. Trả năng lượng về nguồn trong hệ thống biến tần – động cơ không đồng bộ 48 3.2.1. Trao đổi công suất giữa lưới và tải đối với truyền động biến tần động cơ xoay chiều 48 3.2.2. Chỉnh lưu PWM 50 3.2.3. Các phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM 56 3.2.4. Cấu trúc điều khiển theo phương pháp DPC 66 3.2.5. Cấu trúc điều khiển theo phương pháp VOC 69 3.3. Hệ thống biến tần dùng chỉnh lưu PWM - động cơ không đồng bộ: 73 3.3.1. Xây dựng thuật toán VF-DPC trên Simulink 77 3.3.2. Xây dựng thuật toán DTC trên Simulink 81 3.4. Các kết quả mô phỏng đạt được với hệ thống biến tần dùng chỉnh lưu PWM - động cơ không đồng bộ 84 3.5. Phân tích chất lượng của dòng năng lượng phản hồi về lưới 91 3.5.1. Một số tham số để đánh giá chỉnh lưu đối với lưới 91 3.5.2. Kết quả phân tích sóng hài của năng lượng phản hồi 94 Chương 4 - XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 107 4.1. Giới thiệu về card điều khiển 1103 của hãng dSPACE 107 4.2. Quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm 111 4.2.1. Xây dựng phần cứng 111 4.2.2. Xây dựng phần mềm 117 4.2.3. Các kết quả đạt được 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU x(t), x  Giá trị tức thời   X*, x*  Giá trị đặt   (  Góc pha của vector chuẩn   (  Hệ số công suất   (  Góc pha dòng điện   (  Vận tốc góc   (  Góc pha   (  Góc pha điều khiển   cos (  Hệ số công suất cơ bản   f  Tần số   i(t), i  Giá trị dòng điện tức thời   j  Đơn vị ảo   (X, (x  Sai lệch   kP, kI  Hệ số khuyếch đại, hệ số tích phân   p(t), p  Công suất tác dụng tức thời   q(t), q  Công suất phản kháng tức thời   t  Giá trị thời gian tức thời   v(t), v  Giá trị điện áp tức thời   (L  Vector từ thông ảo   (L(  Thành phần vector từ thông ảo trên hệ trục toạ độ ( - (   (L(  Thành phần vector từ thông ảo trên hệ trục toạ độ ( - (   (Ld  Thành phần vector từ thông ảo trên hệ trục toạ độ d - q   (Lq  Thành phần vector từ thông ảo trên hệ trục toạ độ d - q   uL  Vector điện áp lưới   uL(  Thành phần vector điện áp lưới trên hệ trục toạ độ ( - (   uL(  Thành phần vector điện áp lưới trên hệ trục toạ độ ( - (   uLd  Thành phần vector điện áp lưới trên hệ trục toạ độ d - q   uLq  Thành phần vector điện áp lưới trên hệ trục toạ độ d - q   iL  Vector dòng điện lưới   iL(  Thành phần vector dòng điện lưới trên hệ trục toạ độ ( - (   iL(  Thành phần vector dòng điện lưới trên hệ trục toạ độ ( - (   iLd  Thành phần vector dòng điện lưới trên hệ trục toạ độ d - q   iLq  Thành phần vector dòng điện lưới trên hệ trục toạ độ d - q   uS, uconv  Vector điện áp vào bộ chỉnh lưu   uS(  Thành phần vector điện áp vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục toạ độ ( - (   uS(  Thành phần vector điện áp vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục toạ độ ( - (   uSd  Thành phần vector điện áp vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục toạ độ d - q   uSq  Thành phần vector điện áp vào bộ chỉnh lưu trên hệ trục toạ độ d - q   udc  Giá trị điện áp một chiều   idc  Giá trị dòng điện một chiều   Sa,Sb,Sc,  Trạng thái đóng cắt của bộ biến đổi   C  Giá trị tụ điện   I  Giá trị hiệu dụng của dòng điện   L  Giá trị điện cảm   R  Giá trị điện trở   S  Công suất biểu kiến   T  Chu kỳ   P  Công suất tác dụng   Q  Công suất phản kháng   Z  Tổng trở kháng   DPC  Điều khiển trực tiếp công suất (viết tắt của Direct Power Control)   DTC  Điều khiển trực tiếp mômen (viết tắt của Direct Toque Control)   DPF  Hệ số công suất dịch chuyển (viết tắt của Displacement Power Factor)   FOC  Điều khiển tựa từ trường (viết tắt của Field Oriented Control)   PF  Hệ số công suất (viết tắt của Power Factor)   PWM  Điều chế độ rộng xung (viết tắt của Pulse Width Modulation)   Te  Mômen điện từ   VOC  Điều khiển tựa theo điện áp lưới (viết tắt của Voltage Oriented Control)   DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Trạng thái logic của các nhánh van Bảng 3.1. Bảng chuyển mạch 12 sector dùng cho phương pháp điều khiển DPC Bảng 3.2. Chỉ tiêu độ méo điện áp lưới Bảng 3.3. Giới hạn dòng hài theo IEEE 519-192 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc của hệ truyền động điện dùng cho cơ cấu nâng hạ 22 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ khi sử dụng ĐCMC truyền động cho cơ cấu nâng hạ 24 Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý của động cơ KĐB rôto dây quấn 27 Hình 1.5. Đặc tính cơ của động cơ KĐB rôto dây quấn 28 Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý của biến tần ba pha nguồn áp 29 Hình 2.2. Dạng sóng điện áp ở đầu ra nghịch lưu 31 Hình 2.3. Nguyên lý làm việc của bộ điều chế động rộng xung 32 Hình 2.4. Vị trí tương đối giữa các vectơ điện áp trên hệ tọa độ không gian  và ba cuộn dây pha ABC 33 Hình 2.5. Thực hiện vectơ US bất kỳ bằng hai vectơ điện áp chuẩn 34 Hình 2.6. Xung điều khiển van transisor theo nguyên lý điều chế vectơ không gian 35 Hình 2.7. Vectơ Us trong hệ tọa độ  37 Hình 3.1. Mô hình động cơ không đồng bộ ba pha 41 Hình 3.2. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 43 Hình 3.3. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ở chế độ hãm tái sinh 44 Hình 3.4. Mô hình mô phỏng hãm tái sinh trong Simulink 45 Hình 3.5. Hộp thoại khai báo thông số cho động cơ không đồng bộ. 45 Hình 3.6. Quá trình quá độ khi mô phỏng động cơ hãm tái sinh 46 Hình 3.7. Thay đổi tốc độ - mômen trước và sau hãm tái sinh 46 Hình 3.8. Dòng áp và mômen của động cơ trước và sau hãm tái sinh 46 Hình 3.9. Giá trị góc lệch giữa điện áp - dòng điện của động cơ trước và sau hãm tái sinh 47 Hình 3.10. Đồ thị góc lệch giữa điện áp và dòng điện của động cơ 47 Hình 3.11. Các biện pháp xử lý năng lượng trong chế độ hãm tái sinh của động cơ 49 Hình 3.12. Cấu trúc mạch chỉnh lưu PWM 50 Hình 3.13. Bộ biến đổi xoay chiều/một chiều/xoay chiều 51 Hình 3.14. Hệ thống phân phối điện năng một chiều 52 Hình 3.15. Sơ đồ thay thế đơn giản của chỉnh lưu 3 pha PWM cho công suất chảy theo cả hai chiều 52 Hình 3.16. Sơ đồ thay thế điện của một nhánh 53 Hình 3.17. Giản đồ pha cho chỉnh lưu PWM 55 Hình 3.18. Các trạng thái chuyển mạch của bộ chỉnh lưu PWM 56 Hình 3.19. Các phương pháp điều khiển chỉnh lưu PWM 58 Hình 3.20. Mối quan hệ giữa các vector trong chỉnh lưu PWM 59 Hình 3.21. Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu PWM trong hệ toạ độ tự nhiên 62 Hình 3.22. Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu PWM trong hệ toạ độ tĩnh α-β 63 Hình 3.23. Sơ đồ khối bộ chỉnh lưu PWM trong hệ tọa độ quay d-q 64 Hình 3.24. Dòng công suất trong bộ biến đổi AC/DC hai chiều phụ thuộc vào hướng iL 66 Hình 3.25. Sơ đồ khối của phương pháp điều khiển DPC 66 Hình 3.26. Chọn sector cho phương pháp điều khiển DPC 67 Hình 3.27. Sơ đồ khối ước lượng từ thông ảo với bộ lọc đầu vào 69 Hình 3.28. Sơ đồ khối ước lượng công suất tức thời dựa trên từ thông ảo 69 Hình 3.29. Sơ đồ khối của phương pháp điều khiển VOC 70 Hình 3.30. Sơ đồ vectơ VOC. Biến đổi dòng, áp lưới và điện áp đầu vào bộ chỉnh lưu trong các hệ trục toạ độ (-( và d-q 71 Hình 3.31. Điền khiển tách dòng điện đầu vào bộ chỉnh lưu PWM 73 Hình 3.33. Tthuật toán VF-DPC áp dụng cho khối chỉnh lưu và thuật toán DTC áp dụng cho khối nghịch lưu cung cấp nguồn cho động cơ không đồng bộ 76 Hình 3.34. Thuật toán VF-DPC (Virtual Flux – Direct Power Control) áp dụng cho khối chỉnh lưu 76 Hình 3.36. Khối cầu chỉnh lưu PWM 77 Hình 3.37. Khối chuyển đổi hệ tọa độ ba pha sang hệ trục toạ độ tĩnh (-( 77 Hình 3.38. Khối ước lượng từ thông ảo 78 Hình 3.39. Khối ước lượng công suất 78 Hình 3.40. Khâu tính 12 sector 79 Hình 3.41. Cấu trúc chi tiết khối tính sector 79 Hình 3.42. Khối switching table 80 Hình 3.43. Cấu trúc chi tiết khối Switching Table 80 Hình 3.44. Bảng tra trong trường hợp dq=0 81 Hình 3.45. Bảng tra trong trường hợp dq=1 81 Hình 3.46. Thuật toán DTC (Direct Torque Control) áp dụng cho khối nghịch lưu 81 Hình 3.48. Khối điều chỉnh tốc độ 83 Hình 3.49. Khối chuyển đổi điện áp từ hệ tọa độ ba pha sang hệ trục toạ độ tĩnh (-( 83 Hình 3.50. Khối hàm tính usa 83 Hình 3.51. Khối hàm tính usb 84 Hình 3.52. Khối chuyển đổi dòng điện từ hệ tọa độ ba pha sang hệ trục toạ độ tĩnh (-( 84 Hình 3.53. Mô hình mô phỏng ghép nối DPC_DTC 86 Hình 3.54. Dòng điện và điện áp một pha đầu vào lúc khởi động và ổn định 86 Hình 3.55. Mômen và tốc tốc độ trong quá trình mô phỏng 86 Hình 3.56. Điện áp và dòng điện một chiều sau chỉnh lưu 87 Hình 3.57. Công suất tác dụng và công suất phản kháng lúc hãm tái sinh 87 Hình 3.58. Dòng điện - điện áp một pha đầu vào lúc hãm tái sinh do tốc độ và ổn định sau khi hãm tái sinh 87 Hình 3.59. Điện áp một chiều khi tiến hành hãm tái sinh 88 Hình 3.60. Công suất tác dụng - công suất phản kháng khi mô phỏng 88 Hình 3.61. Công suất tác dụng đặt và giá trị thực khi mô phỏng 88 Hình 3.62. Công suất phản kháng lúc khởi động và ổn định 89 Hình 3.63. Công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ với q khác không 90 Hình 3.64. Công suất tiêu thụ và công suất hãm tái sinh 90 Hình 3.65. Hình dáng dòng điện trong quá trình khởi động 94 Hình 3.66. Phân tích hệ số méo dòng điện trong quá trình khởi động 94 Hình 3.67. Hình dáng dòng điện trong quá trình hoạt động ổn định 95 Hình 3.68. Phân tích hệ số méo dòng điện trong quá trình hoạt động ổn định 95 Hình 3.69. Hình dáng dòng điện trong quá trình hãm tái sinh do vận tốc 95 Hình 3.70. Phân tích hệ số méo dòng điện trong quá trình hãm tái sinh do vận tốc 96 Hình 3.71. Hình dáng dòng điện trong quá trình hãm tái sinh do mômen 96 Hình 3.72. Phân tích hệ số méo dòng điện trong quá trình hãm tái sinh do mômen 96 Hình 3.73. Chất lượng năng lượng tái sinh ở tốc độ 1000 vòng/phút 98 Hình 3.74. Chất lượng năng lượng tái sinh ở tốc độ 500 vòng/phút 98 Hình 3.75. Chất lượng năng lượng tái sinh ở tốc độ 300 vòng/phút 99 Hình 3.76. Chất lượng năng lượng tái sinh ở tốc độ 200 vòng/phút 99 Hình 3.78. Cấu trúc chi tiết khối tính toán công suất trưc tiếp 102 Hình 3.79. Kết quả đo công suất trực tiếp và công suất ước lượng trong mô hình thuật toán DPC 103 Hình 3.80. Hệ số công suất tại ba điểm khảo sát với hệ số cos( = 1 104 Hình 3.81. Hệ số công suất tại ba điểm khảo sát với hệ số cos( = 0,85 104 Hình 3.82. Hệ số công suất tại ba điểm khảo sát với hệ số cos( = 0,6 104 Hình 3.83. Hệ số công suất tại ba điểm khảo sát với hệ số cos( = 0,4 105 Hình 4.1. Card điều khiển 1103 107 Hình 4.2. Các thành phần liên kết trong mô hình thực nghiệm 108 Hình 4.3. Sơ đồ đóng cắt cho phần lực 112 Hình 4.4. Module IGBT đóng cắt của phần chỉnh lưu và nghịch lưu 113 Hình 4.5. Cuộn cảm và cáp đồng trục dùng cho đầu vào biến tần 116 Hình 4.6. Mô hình thực nghiệm 117 Hình 4.7. Các khối vào/ra kết nối thuật toán trong Simulink với mô hình 117 Hình 4.8. Giao diện theo dõi các tín hiệu và tham số 118 Hình 4.9. Dòng áp đầu vào khi mô phỏng và trong thực tế 119 Hình 4.10. Dòng điện lưới khi mô phỏng và trong thực tế 119 Hình 4.11. Điện áp một chiều sau chỉnh lưu tích cực khi mô phỏng và trong thực tế 119 Hình 4.13. Điện áp một chiều sau chỉnh lưu lúc tăng tốc độ khi mô phỏng và trong thực tế 120 Hình 4.14. Điện áp một chiều sau chỉnh lưu lúc hãm tái sinh do giảm tốc độ khi mô phỏng và trong thực tế 120 Hình 4.15. Dòng điện stator khi mô phỏng và trong thực tế 120 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, một phần của việc cung cấp điện được phát triển thông qua các bộ chỉnh lưu trước khi cấp điện cho tải. Ngày nay, do ứng dụng tiến bộ kỹ thuật điện tử các hệ truyền động phát triển và có thay đổi đáng kể, đặc biệt do công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suất ngày càng hoàn thiện không những đáp ứng độ tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần giảm kích thước và giá thành hệ. Tuy vậy, việc tối ưu năng lượng trong các cơ cấu nâng hạ vẫn chưa thực hiện được do chưa tận dụng được thế năng trong quá trình hạ tải, chuyển hóa thành điện năng phát trả về lưới điện. Vì vậy nội dung luận văn tập trình tìm hiểu, giải quyết vấn đề phản hồi năng lượng về lưới điện với đề tài: "Nghiên cứu điều khiển biến tần khi các thiết bị nâng hạ làm việc ở chế độ hãm tái sinh". Mục đích nghiên cứu Nội dung luận văn tập trình tìm hiểu, giải quyết vấn đề phản hồi năng lượng trong chế độ hãm tái sinh mà đối tượng ở đây động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được kết hợp với biến tần phát trẻ năng lượng về lưới. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng ở đây động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được kết hợp với biến tần sử dụng chỉnh lưu với các phần tử bán dẫn transistor. Trong phạm vi luận văn với đề tài, chỉ tập trung nghiên cứu thuật điều khiển của chỉnh lưu để phát trả năng lượng về lưới trong chế độ hãm tái sinh của động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, tìm giải pháp nâng cao hệ số cosφ gần bằng 1, sóng điều hoà nằm trong vùng cho phép, khảo sát vùng tốc độ làm việc của hãm tái sinh, phát trả năng lượng về lưới. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu tập trung vào các phần chính bao gồm: Hệ thống truyền động điện trong các cơ cấu nâng hạ. Nguyên lý làm việc của biến tần thông thường và biến tần sử dụng transistor trong mạch chỉnh lưu. Thuật toán điều khiển cho biến tần để có thể phản hồi năng lượng trong quá trình hãm tái sinh của động cơ. Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống trên Simulink và kiểm chứng thuật trên mô hình thực nghiệm. Phương pháp nghiên cứu Luận văn nghiên cứu từ tổng thể các cơ cấu nâng hạ, phân tích đặc điểm tải trọng cũng như hệ truyền động của cơ cấu nâng hạ. Phân tích các ưu nhược điểm để từ đó tìm ta những yêu cầu đối với việc cải thiện chất lượng điều khiển cơ cấu cũng như quá trình nâng cao hiệu suất sử dụng năng lưọng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đây là một hướng nghiên cứu mới, tăng hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng trong các cơ cấu nâng hạ. Góp phần giải quyết vấn đề năng lượng vốn đang nóng bỏng. Kết cấu của luận văn Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền động điện trong các cơ cấu nâng hạ. Chương 2: Nguyên lý làm việc của biến tần. Ứng dụng của biến tần trong các thiết bị nâng hạ. Chương 3: Trả năng lượng về nguồn trong hệ thống Biến tần – Động cơ không đồng bộ. Chương 4: Xây dựng mô hình thí nghiệm. Để có thể hoàn thành đồ án này, em đã có sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo PGS.TS Thái Duy Thức. Em xin chân thành cám ơn thầy. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRONG CÁC CƠ CẤU NÂNG HẠ 1.1. Giới thiệu về cơ cấu nâng hạ 1.1.1. Cơ cấu nâng hạ Cơ cấu nâng hạ là phần tử nằm trong một số thiết bị như cầu trục, cần trục, thang máy… Cơ cấu nâng hạ có chức năng vận chuyển người hoặc hàng hóa theo phương thẳng đứng. Ngày nay các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ… ở những nơi đó thang máy, máy nâng cũng như cầu trục được sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm, đưa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau… Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất cao. 1.1.2. Các thành phần chính trong cơ cấu nâng hạ Cơ cấu nâng hạ gồm có các thành phần chính là tải, cáp treo, tang, hộp giảm tốc và động cơ dẫn động. Trong đó: a) Tải Là đối tượng mà cơ cấu nâng hạ vận chuyển theo chiều thẳng đứng. Tải ở đây có thể là hàng hóa (đối với cần trục, cẩu trục hay thang máy xây dựng…) hoặc con người (đối với thang máy vận chuyển người). Tải tính toán là khối lượng bao gồm cả đoạn cáp, móc hàng, cabin chứa (trong trường hợp là thang máy) hoặc móc treo đối với cần trục, cẩu trục. b) Cáp Là phần tử truyền lực kéo từ tang cuốn cáp đến móc hoặc cabin. Được cế tạo từ sợi thép cacbon tốt, có giới hạn bền cao. c) Tang cuốn cáp Được nối với trục động cơ thông qua hộp giảm tốc, đường kính tang được tính toán phù hợp với đường kính cáp và quan hệ giữa mômen cản với lực kéo. d) Palăng Cơ cấu nâng hạ có thể có hoặc không có palăng tùy thuộc vào tải trọng của nó. Khi tải trọng của cơ cấu nâng hạ quá lớn thì việc sử dụng palăng cho phép giảm mômen định mức của động cơ mà đặc biệt là giảm tiết diện cáp phải sử dụng. Tuy nhiên việc sử dụng palăng làm giảm tốc độ di chuyển của tải trọng theo bội số mômen và làm giảm hiệu suất chung của cơ cấu do hiệu sất của palăng. e) Hộp giảm tốc Đóng vai trò thay đổi bội số mômen cũng như tốc độ từ động cơ đến tang cuốn cáp. Tùy trường hợp mà có thể có hộp giảm tốc hoặc không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn người ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc. Khi đó, mômen định mức của động cơ phải tăng lên rất nhiều do không có thiết bị này. f) Động cơ dẫn động Là thành phần tạo ra lực kéo cho cơ cấu nâng hạ. Động cơ được tính toán tốc độ và công suất phù hợp với phụ tải cũng như tốc độ di chuyển của phụ tải trong cơ cấu nâng hạ. g) Thiết bị dừng và phanh hãm Thiết bị dừng là cơ cấu dùng để giữ vật nâng ở trạng thái treo nhờ vào kết cấu của nó. Thiết bị phanh hãm dùng để dừng hẳn chuyển động sau một thời gian ngắn hoặc hãm điều hoà tốc độ. Để thực hiện quá trình phanh, hãm, thiết bị phải được tiêu tốn một năng lượng. 1.1.3. Phân loại Có rất nhiều cách để phân loại cơ cấu nâng hạ, tùy theo loại thiết bị mà phân loại cơ cấu nâng hạ theo nâng hạ theo những tiêu chí khác nhau. Sau đây là một số tiêu chí phân loại cơ cấu nâng hạ. a) Phân loại theo chức năng Có thể phân ra hai loại chính là cơ cấu nâng hạ dùng để vận chuyển hàng hoá hoặc là vận chuyển người. - Cơ cấu nâng hạ vận chuyển hàng hóa: có vận tốc tương đối thấp so với thang máy chở người do tải trọng tương đối lớn và yêu cầu phải đảm bảo ổn định trong quá trình vận chuyển hàng hóa, ngoài ra nếu tốc độ nâng hạ quá lớn sẽ đòi hỏi kích thước, trọng lượng của các bộ truyền cơ khí lớn, điều này dẫn tới giá thành chế tạo cao. Cơ cấu này không có các yêu cầu khắc khe về gia tốc trong quá trình khởi động hoặc dừng. - Cơ cấu nâng hạ dùng vận chuyển người (t

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docTong hop.doc
  • docBia - ThS.doc
  • pdfBia - ThS.pdf
  • docBia - ThS1.doc
  • docPhu luc.doc
  • pdfPhu luc.pdf
  • shsScrap.shs
  • pdfTong hop.pdf
  • docTong hop1.doc
Luận văn liên quan