Giải pháp biến tần cho cẩu trục | Giai phap bien tan cho nang ha

Biến tần cho cổng 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

Sơ đồ khối công nghệ:

Sơ đồ điều khiển

Đặc điểm:

Với yêu cầu khắt khe của hệ thống cầu trục, cần trục đòi hỏi chất lượng làm việc và độ ổn định cao Chúng tôi sử dụng giải pháp hiện đại hóa và nâng cao khả năng đáp ứng và độ tin cậy cho các hệ thống cầu trục, cần trục của bạn bằng việc sử dụng biến tần Delta VFD-C2000 (tham số điều khiển đóng mở phanh tối ưu cho điều khiển cầu trục) điều khiển vòng kín với các thông số kỹ thuật chính sau:

• Chế độ điều khiển: Điều khiển Véc-tơ vòng kín có sử dụng Encoder phản hồi tốc độ cho cả cơ cấu nâng hạ.
• Cấu hình điều khiển: Đây là cấu hình điều khiển phổ biến đang được sử dụng thông dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới hiện nay cho ứng dụng cầu trục.
• Kết hợp linh hoạt với bộ lập trình PLC  tăng độ tin cậy trong quá trình điều khiển và hoạt động của thiết bị, giảm không gian lắp đặt.

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 được tính toán theo mômen khởi động, giúp di chuyển nhẹ nhàng, êm dịu,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 sensor 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 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 và mềm mại giúp chống được sự trôi tải ở đầu chu trình khởi động và cuối chu trình hãm.

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:

Hệ số Moomen cho biến tần nâng hạ :

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

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

Biến tần cho cơ cấu nâng hạ cần:

• Công suất động cơ (P_n): 30KW
• Số vòng quay động cơ(n_n): 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(T_p): 3700 Nm
• Moomen đầu ra của động cơ(T_n)
• Dòng định mức của biến tần (I_INVERTER)
• Dòng định mức của động cơ(I_MOTOR)
• 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:

Hệ số Moomen cho biến tần nâng hạ :

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

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

Đặc tuyến quá tải của biến tần

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:

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

• Công suất động cơ (P_n): 15KW
• Số vòng quay động cơ(n_n): 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(T_p): 8500 Nm
• Moomen đầu ra của động cơ(T_n)
• Dòng định mức của biến tần (I_INVERTER)
• Dòng định mức của động cơ(I_MOTOR)
• 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

Để được tư vấn thêm, liên hệ tại đây.

KS. Lê Quý Xuân Thành  0918 253 119