tranhientram
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
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
Đối với cơ cấu nâng hạ hàng hóa, phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là điều kiện cần thiết để nâng cao năng suất. Cụ thể là: khi nâng và hạ không tải hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào vị trí yêu cầu (điều này do kỹ thuật bốc xếp hay kỹ thuật lắp máy đòi hỏi cụ thể với từng loại cơ cấu). Theo đó, các hệ thống truyền động phải có ít nhất các tốc độ trung gian như sau:
- Tốc độ toàn tải: Vđm
- Tốc độ nâng một phần hai tải: 1,5 1,7Vđm
- Tốc độ không tải: 3 3,5Vđm
c) Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ
Các cơ cấu nâng hạ làm việc với hệ số đóng điện tương đối nhỏ vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác. Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện pháp cơ bản để nâng cao năng suất. Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc. Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp sau:
- Chọn động cơ có mômen khởi động lớn.
- Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay.
- Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000 1500 vg/ph).
Đối với động cơ một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào loại động cơ, với động vơ không đồng bộ rôto lồng sóc mômen khởi động có thể đạt 1,5 lần so với mômen định mức, còn đối với động cơ đồng bộ rôto dây quấn về nguyên tắc mômen khởi động có thể chọn bằng 0,85 lần mômen tới hạn Mmax. Việc sử dụng loại động cơ tốc độ thấp trong hệ thống điện cơ một mặt rút ngắn được quá độ, mặt khác nâng cao được hiệu suất, khi sử dụng điều tốc cơ khí có tỷ số nhỏ.
d) Có hệ số cos cao
Công tác khai tác hợp lý cơ cấu nâng hạ là một yếu tố để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển. Trong khi đó, hệ thống truyền động điện của các cơ cấu thường không sử dụng hết khả năng công suất, hệ số tải thường trong khoảng 0,3 0,4. Do vậy khi chọn các động cơ truyền động phải chọn loại có hiệu suất, cos cao và ổn định trong phạm vi rộng.
e) Đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa
Bảo đảm an toàn người sử dụng, hàng hóa và cho thiết bị yêu cầu quan trọng trong công tác khai thác, vận hành cơ cấu nâng hạ. Để thực hiện được điều đó cần chú ý tới các giải pháp sau:
- Cần có quy trình an toàn cho công tác vận hành và điều khiển.
- Trong quá trình tính toán thiết kế phải chọn các hệ số dự trữ hợp lý.
- Kỹ thuật điều khiển chuyển động cần có các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống điều khiển chuyển động cho cơ cấu nâng hạ. Ngoài ra cần có các hệ thống đo lường và bảo vệ quá tải trọng nâng cho cơ cấu nâng hạ.
- Các loại phanh hãm cho các hệ thống làm việc có tính vền vững cao.
Các giải pháp đảm bảo an toàn trên đây trong quá trình khai thác cơ cấu nâng hạ cần được kiểm tra thường xuyên.
f) Điều khiển tiện lợi và đơn giản
Để đảm bảo thuận lợi cho người điều khiển việc thiết kế các thiết bị điều khiển phải được bố trí thuận tiện. Đồng thời người điều khiển cơ cấu nâng hạ có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dễ dàng.
g) Ổn định nhiệt, cơ và điện
Các cơ cấu nâng hạ cần được sử dụng các thiết bị điện, kết cấu cơ khí phải được chế tạo thích hợp với môi trường công tác.
h) Tính kinh tế và kỹ thuật cao
Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành hạ. Chí phí bảo quản và chi phí năng lượng hợp lý.
1.3.2. Các hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ
a) Khái quát
Các hệ chuyền động điện cho cơ cấu nâng hạ được xây dụng có phạm vi công xuất truyền động khác nhau tùy theo ứng dụng.
Các hệ truyền động điện sử dụng động cơ truyền động có thể là: động cơ một chiều, động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hay dây quấn...
b) Cấu trúc của hệ truyền động điện
Cấu trúc của hệ truyền động điện dùng cho các cơ cấu nâng hạ được đưa ra với dạng phổ biến trình bày trên Hình 1.1.
4.2. Quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm
4.2.1. Xây dựng phần cứng
a) Xây dựng mạch đóng cắt cho toàn bộ phần lực
Đây là quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm nên cần có cả những bảo vệ và đóng cắt như trong các biến tần thông thường và cả những đóng cắt nhằm bảo vệ trong quá trình thử nghiệm xuất hiện các lỗi ngoài dự kiến. Công việc xây dựng mạch đóng cắt cho phần lực bao gồm:
• Xây dựng mạch đóng cắt nguồn cấp cho toàn bộ hệ thống bằng đóng cắt qua khởi động từ.
• Tụ điện phía DC link được nạp qua các điện trở để tránh quá dòng gây cháy van trong quá trình nạp tụ. Mạch điện được thiết kế nhằm giảm thiểu nguy cơ quên đóng điện trở nạp tụ.
• Ngoài ra mạch đóng cắt còn có một số đèn hiển thị báo điện đã sẵn sàng và các cầu chì cũng như áptômát nhằm bảo vệ sự cố.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
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
Đối với cơ cấu nâng hạ hàng hóa, phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là điều kiện cần thiết để nâng cao năng suất. Cụ thể là: khi nâng và hạ không tải hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào vị trí yêu cầu (điều này do kỹ thuật bốc xếp hay kỹ thuật lắp máy đòi hỏi cụ thể với từng loại cơ cấu). Theo đó, các hệ thống truyền động phải có ít nhất các tốc độ trung gian như sau:
- Tốc độ toàn tải: Vđm
- Tốc độ nâng một phần hai tải: 1,5 1,7Vđm
- Tốc độ không tải: 3 3,5Vđm
c) Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ
Các cơ cấu nâng hạ làm việc với hệ số đóng điện tương đối nhỏ vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác. Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện pháp cơ bản để nâng cao năng suất. Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc. Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp sau:
- Chọn động cơ có mômen khởi động lớn.
- Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay.
- Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000 1500 vg/ph).
Đối với động cơ một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào loại động cơ, với động vơ không đồng bộ rôto lồng sóc mômen khởi động có thể đạt 1,5 lần so với mômen định mức, còn đối với động cơ đồng bộ rôto dây quấn về nguyên tắc mômen khởi động có thể chọn bằng 0,85 lần mômen tới hạn Mmax. Việc sử dụng loại động cơ tốc độ thấp trong hệ thống điện cơ một mặt rút ngắn được quá độ, mặt khác nâng cao được hiệu suất, khi sử dụng điều tốc cơ khí có tỷ số nhỏ.
d) Có hệ số cos cao
Công tác khai tác hợp lý cơ cấu nâng hạ là một yếu tố để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển. Trong khi đó, hệ thống truyền động điện của các cơ cấu thường không sử dụng hết khả năng công suất, hệ số tải thường trong khoảng 0,3 0,4. Do vậy khi chọn các động cơ truyền động phải chọn loại có hiệu suất, cos cao và ổn định trong phạm vi rộng.
e) Đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa
Bảo đảm an toàn người sử dụng, hàng hóa và cho thiết bị yêu cầu quan trọng trong công tác khai thác, vận hành cơ cấu nâng hạ. Để thực hiện được điều đó cần chú ý tới các giải pháp sau:
- Cần có quy trình an toàn cho công tác vận hành và điều khiển.
- Trong quá trình tính toán thiết kế phải chọn các hệ số dự trữ hợp lý.
- Kỹ thuật điều khiển chuyển động cần có các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống điều khiển chuyển động cho cơ cấu nâng hạ. Ngoài ra cần có các hệ thống đo lường và bảo vệ quá tải trọng nâng cho cơ cấu nâng hạ.
- Các loại phanh hãm cho các hệ thống làm việc có tính vền vững cao.
Các giải pháp đảm bảo an toàn trên đây trong quá trình khai thác cơ cấu nâng hạ cần được kiểm tra thường xuyên.
f) Điều khiển tiện lợi và đơn giản
Để đảm bảo thuận lợi cho người điều khiển việc thiết kế các thiết bị điều khiển phải được bố trí thuận tiện. Đồng thời người điều khiển cơ cấu nâng hạ có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dễ dàng.
g) Ổn định nhiệt, cơ và điện
Các cơ cấu nâng hạ cần được sử dụng các thiết bị điện, kết cấu cơ khí phải được chế tạo thích hợp với môi trường công tác.
h) Tính kinh tế và kỹ thuật cao
Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành hạ. Chí phí bảo quản và chi phí năng lượng hợp lý.
1.3.2. Các hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ
a) Khái quát
Các hệ chuyền động điện cho cơ cấu nâng hạ được xây dụng có phạm vi công xuất truyền động khác nhau tùy theo ứng dụng.
Các hệ truyền động điện sử dụng động cơ truyền động có thể là: động cơ một chiều, động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hay dây quấn...
b) Cấu trúc của hệ truyền động điện
Cấu trúc của hệ truyền động điện dùng cho các cơ cấu nâng hạ được đưa ra với dạng phổ biến trình bày trên Hình 1.1.
4.2. Quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm
4.2.1. Xây dựng phần cứng
a) Xây dựng mạch đóng cắt cho toàn bộ phần lực
Đây là quá trình xây dựng mô hình thực nghiệm nên cần có cả những bảo vệ và đóng cắt như trong các biến tần thông thường và cả những đóng cắt nhằm bảo vệ trong quá trình thử nghiệm xuất hiện các lỗi ngoài dự kiến. Công việc xây dựng mạch đóng cắt cho phần lực bao gồm:
• Xây dựng mạch đóng cắt nguồn cấp cho toàn bộ hệ thống bằng đóng cắt qua khởi động từ.
• Tụ điện phía DC link được nạp qua các điện trở để tránh quá dòng gây cháy van trong quá trình nạp tụ. Mạch điện được thiết kế nhằm giảm thiểu nguy cơ quên đóng điện trở nạp tụ.
• Ngoài ra mạch đóng cắt còn có một số đèn hiển thị báo điện đã sẵn sàng và các cầu chì cũng như áptômát nhằm bảo vệ sự cố.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: