Giải pháp điều khiển nâng hạ, truyền động hệ thống cân trục tháp dùng biến tần Delta VFD-C2000

Giải pháp điều khiển nâng hạ, truyền động hệ thống cân trục tháp dùng biến tần Delta VFD C2000 Series

Hệ thống cẩu trục

Hệ thống cẩu trục

Giới thiệu chung.

Cần trục tháp nâng hạ và dịch chuyển, cơ cấu quay là một loại thiết bị có đặc tính tải nặng nề, hoạt động đòi hỏi chính xác với độ an toàn cao.

Trước đây người ta thường dùng động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn cho bài toán thay đổi tốc độ dựa trên phương pháp thay đổi các cấp điện trở phụ rôto. Do đó, bài toán này không được giải quyết triệt để vì đặc tính điều khiển vẫn là theo cấp và mặt khác vì sử dụng động cơ rôto dây cuốn nên thiết bị điều khiển cồng kềnh, giá thành cao do động cơ khó chế tạo, chi phí bảo dưỡng lớn do sử dụng cổ góp – chổi than, …

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật điện tử đã cho phép chế tạo ra các bộ biến tần bán dẫn điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc với rất nhiều ưu việt, nó đã dần dần thay thế các phương thức cổ điển trên.

Với sự tính toán và lựa chọn hợp lý, Chúng tôi đã ứng dụng rất thành công biến tần Delta vào bài toán điều khiển cầu trục nói chung và cần trục tháp nói riêng


Đặc tính kỹ thuật của biến tần Biến tần Delta series C2000

Biến tần series C2000 – của Delta điều khiển có hướng cấp độ cao cho động cơ AC. C2000 được thiết kế dạng module, điều khiển linh hoạt, ứng dụng cho nhiều ngành nghề, dễ dàng bảo trì, có khả năng tự chẩn đoán sự cố.

Đặc tính kỹ thuật:

Thiết kế theo phương pháp điều khiển cao cấp nhất hiện nay: Field Oriented Control (FOC)

Chức năng điều khiển: Tốc độ, Lực căng (Moment/ Torque control), Vị trí.

Thiết kế cho cả ngành công nghiệp năng và nhẹ.

Thiết kế cho cả motor đồng bộkhông đồng bộ.

Tính năng nổi bật với việc điều khiển moment ở 4 góc phần tư (outstanding 4- quadrant torque control/ limit)

Tích hợp Delta PLC, các chức năng dừng an toàn và brake unit.

Hỗ trợ nhiều giao thức mạng truyền thông khác nhau.

Tính năng điều khiển đồng bộ vị trí.

Tuổi thọ sản phẩm cao.

Tăng cường tính năng bảo vệ, đáp ứng tốt với nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Tuân theo tiêu chuẩn an toàn quốc tế: CE. UL. cUL.

Thiết kế dạng modular tiện lợi trong việc bảo dưỡng, sửa chữa, cũng như việc gắn thêm các module mở rộng.

Tích hợp giao thức truyền thông CANopen và Modbus, ngoài ra có thể tùy chọn các giao thức khác : Profibus- DP, Device Net, Modbus, TCP và Ethenet/IP

Ứng dụng: Máy cẩu, máy in, máy dệt, máy kéo thép, máy cán thép …

Biến tần Delta VFD C2000

Biến tần Delta VFD C2000

Thiết bị đo lường, bảo vệ

  • Loadcell: Bộ cân tảI trọng là một thiết bị quan trọng trong hệ thống cần trục tháp, với lựa chọn hợp lý, chính xác, thiết bị này giúp hệ thống bảo vệ an toàn trong trong quá trình điều khiển, thuận tiện cho người láI cẩu, với nhiều mức bỏo tải trọng, và ngắt quỏ tải khỏc nhau.
  • Hạn chế góc nâng cần: Để cần trục hoạt động an toàn, độ chính xác cao và hạn chế quá trình bảo dưỡng (Phương án sử dụng các công tắc hành trình, các cam được sử dụng trước đây) Chúng tôI sử dụng bộ sensor chuyên dùng.
  • Hạn chế góc quay: Sử dụng bộ hành trình chuyên dùng, với nhiều cấp bảo (bảo vệ quá trình giảm tốc, quá trình dừng an toàn,…)
  • Hạn chế chiều cao nâng: Sử dụng bộ hành trình chuyên dùng, với nhiều cấp bảo (bảo vệ quá trình giảm tốc, quá trình dừng an toàn,…)
  • Bộ đo tốc độ gió: Thay đổi nhiều cấp (tương ứng với chiều cao của cần trục), thuận tiện trong quá trình cài đặt.
  • Chống sét lan truyền.
  • Báo độ cao,…

Nguyên lý cơ bản:

Cơ cấu quay cẩu, đây là một loại tải nặng có sức ì lớn nên yêu cầu mômen khởi động lớn. Động cơ này điều khiển bởi bộ biến tần 22KW (tuỳ loại) được tính toán theo mômen khởi động, giúp di chuyển nhẹ nhàng, êm, kết hợp phanh cơ khi và bộ hãm điều khiển của biến tần nâng cao độ bền kết cấu cơ khí.

Cơ cấu nâng hạ vật và nâng hạ cần, hai cơ cấu này hoạt động tương đối giống nhau có đặc tính tảI giống nhau. Tải nâng hạ là một loại tải thế năng có yêu cầu mômen khởi động lớn. Các móc nâng-hạ sử dụng các bộ nghịch lưu với những tham số chuyên biệt cho ứng dụng nâng hạ.

Tất cả các hành trình nâng hạ, đóng mở gầu, xoay cẩu đều có gắn các công tắc giới hạn hành trình 2 vị trí để tự động giảm tốc độ và tự động dừng dịch chuyển khi đến vị trí giới hạn, và các cảm biến chyuên dùng.

  • Trong giai đoạn hãm dừng động cơ, nhờ mạch hãm tái sinh với thuật toán đặc biệt, năng lượng điện tái sinh trên điện trở năng lượng của tải được tiêu tán, giúp cho quá trình dừng động cơ theo ý muốn.
  • Biến tần Delta VFD-C2000 Series với chế độ điều khiển véc-tơ có mạch vòng phản hồi tốc độ encoder giúp cho điều khiển và dừng động cơ chính xác và momen lớn khi hoạt động ở tốc độ thấp.

Ngoài ra, với chức năng điều khiển phanh cơ khí gắn ngoài chuyên dụng có sẵn trên biến tần sẽ phối hợp điều khiển một cách nhịp nhàng giúp chống được sự trôi tải ở đầu chu trình khởi động và cuối chu trình hãm.

Biến tần điều khiển 5 cấp tốc độ động nhờ các Joystick. Người vận hành có thể điều khiển riêng rẽ các cơ cấu truyền động.

Tất cả các động cơ được bảo vệ quá tải, quá dòng, quá áp, mất pha, lệch pha, bảo vệ nhiệt động cơ, nhờ các chế độ bảo vệ xử lý tức thời của biến tần.

Có thể quan sát được dòng điện, điện áp, công suất tải tiêu thụ, tốc độ quy đổi, chiều quay của động cơ,chiều cao nâng, góc nâng, tảI trọng của vật, các mã lỗi,…  bằng màn hình hiển thị.

Tính toán công sất cho biến tần

bientan219591

Hệ số Moomen cho biến tần nâng hạ :

T=k.Tn=1,5.359=538(Nm)

Lựa chọn biến tần cho cơ cấu nâng hạ vật:  90KW

bientan319591_copy

Hình 1.2: đặc tuyến quá tải cuả biến tần N700V Series

bientan419591

Biến tần cho cơ cấu nâng hạ cần:

  • Công suất động cơ (Pn): 30KW
  • Số vòng quay động cơ(nn): 1465 v/p
  • Tỷ số truyền(n1): 104.76
  • Tốc độ đầu ra hộp giảm tốc(n2): 14 v/p
  • Moomen đầu ra hộp giảm tốc(Tp): 3700 Nm
  • Moomen đầu ra của động cơ(Tn)
  • Dòng định mức của biến tần (IINVERTER)
  • Dòng định mức của động cơ(IMOTOR)
  • Hệ số lựa chọn biến tần cho cơ cấu nâng hạ: k=1,2 đến 1,5

Moomen định mức cho động cơ 30KW: 

Kiểm tra Moomen định mức cho biến tần 30KW:

bientan419510

bientan619510

Hệ số Moomen cho biến tần nâng hạ :

T=k.Tn=1,5.195= 292(Nm)

Lựa chọn cho biến tần cho cơ cấu nâng hạ cần:  45KW

bientan719510

Hình 1.3:đặc tuyến quá tải cuả biến tần KEB

Biến tần cho cơ cấu quay cần

Với cơ cấu quay cần, đòi hỏi chế độ hoạt động chính xác, êm dịu, và khả năng chống lắc, rung cần. Biến tần Hyundai đưa ra giảI pháp dừng mềm trong quá trình tăng và giảm tốc độ rất hiểu quả trong ứng dụng cần trục tháp.

Đặc tính tăng giảm tốc độ của biến tần cơ cấu quay cần giúp hoạt động êm ái:

bientan819510

Hình 1.4: Đặc tính tăng giảm tốc độ của biến tần cơ cấu quay cần giúp hoạt động êm ái:

  • Công suất động cơ (Pn): 15KW
  • Số vòng quay động cơ(nn): 1460 v/p
  • Tỷ số truyền(n1): 82.88
  • Tốc độ đầu ra hộp giảm tốc(n2): 18 v/p
  • Moomen đầu ra hộp giảm tốc(Tp): 8500 Nm
  • Moomen đầu ra của động cơ(Tn)
  • Dòng định mức của biến tần (IINVERTER)
  • Dòng định mức của động cơ(IMOTOR)
  • Hệ số lựa chọn biến tần cho cơ cấu nâng hạ, cơ cấu đòi hỏi moomen khởi động lớn: k=1,2 đến 1,5

Tương tự như trên, ta lựa chọn biến tần cho cơ cấu quay cần là 22KW.

One thought on “Giải pháp điều khiển nâng hạ, truyền động hệ thống cân trục tháp dùng biến tần Delta VFD-C2000

  1. Nhà phân phối độc quyền Thiết bị tự động hóa Electronic

    Thiết bị điện tự động cung cấp chính:

    + Biến tần (Inverter), AC Servo (Motor & Drive)
    + Bộ lập trình PLC; Màn hình giao diện (Human Machine Interface), Text panel
    + Đồng hồ điều khiển nhiệt độ (Temperature Controller)
    + Bộ đếm, Bộ định thì, Đo tốc độ (Counter-Timer-Tachometer)
    + Bộ mã hóa xung vòng quay (Rotary Encoder); Card chuyển đổi giao tiếp
    + Bộ nguồn xung DC24V, cảm biến áp suất
    + PCB Terminal blocks & connectors, cable

    Add: Q. Hoàng Mai – TP. Hà Nội

    (Chúng tôi sữa thông tin vì bạn vào blog chỉ để quảng cáo và quá nhiều chuyên mục mà không có ý kiến đóng góp nào cho blog)

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s