tiểu luận đề tài thiết kế và lắp đặt tủ điện điều khiển cầu trục

Theo các lý do trên và các cơ sở kiến thức đã học trong môn “Lắp Tủ Đặt Điện Công Nghiệp ” cùng với những hiểu biết các linh kiện, thiết bị điện trong gia đình và các mạch điện dân dụng

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNICBỘ MÔN ĐIỆN - CƠ KHÍ

ASSIGNMENT

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN

VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

LỚP: AE18302

MÔN: LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CẦU TRỤC

Giáo viên hướng dẫn : Tạ Xuân Hậu

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nhóm 7

Trịnh Ngọc Hải – Ph32234 Hà Huy Hoàng Ph32210 –

HÀ NỘI

Theo các lý do trên và các cơ sở kiến thức đã học trong môn “Lắp Tủ Đặt Điện Công Nghiệp ” cùng với những hiểu biết các linh kiện, thiết bị điện trong gia đình và các mạch điện dân dụng chúng em đã quyết định thực hiện đề tài: “Thiết Kế Và Lắp Ráp Hệ thống cầu trục”

Do kiến thức còn hạn hẹp nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiết sót và hạn chế, vì thế chúng em rất mong có được sự góp ý, nhắc nhở từ thầy cô giáo để

có thể hoàn thiện đề tài của mình.Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Tạ

Xuân Hậu đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình tìm hiểu, thiết kế và hoàn thành đề tài này

Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2023 Nhóm sinh viên: Trịnh Ngọc Hải - PH32234

Hà Huy Hoàng PH32210 –

2.4.1 Thiết kế panel ( v tỏ ủ ) 12

2.4.2 Thiết kế mạch điều khiển 15

CHƯƠNG 3.THI CÔNG SẢN PHẨM 31

1.Thi công s n phả ẩm 31

1.3.1 Đo kích thước và cắt mặt tủ điện 31

1.3.2 Đi máng điện bên trong tủ 31

1.3.3 Gá l p các thi t bắ ế ị lên m t t 32 ặ ủ1.3.4 Bố trí và đi dây thiết bị 32

1.3.5 Đo thiết bị, cấp ngu n 33 ồ1.3.6 Hoàn thi n s n ph m 33 ệ ả ẩ1.3.7.Hướng d n v n hành 34 ẫ ậ1.3.8.Bảng nguyên nhân l i 34 ỗ2 K t luế ận 34

2.1 Nh n xét v nhóm 34 ậ ề2.2.Nhận xét về sản phẩm 34

2.2.1 Ưu điểm 34

2.2.2.Nhược điểm 35

2.3 Hướng cải tiến phát triển của đề tài 35

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 4 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU SƠ BỘ VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu sơ bộ về đề tài:

TỦ ĐIỆN VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA TỦ ĐIỆN

- Tủ điện là nơi chứa đựng các thiết bị điện và chúng được đấu nối với nhau để đáp ứng một yêu cầu nào đó của con người đặt ra

- Tủ điện là thành phần không thể thiếu trong bất kỳ một hệ thống điện hay một dây chuyền sản xuất đối với bất kỳ người nào làm trong lĩnh vực điện thì đều phải tiếp xúc với tủ điện từ vận hành , bảo trì , sửa chữa , giám sát , thiết kế

Hình 1.1 Tủ điện công nghiệp

Too long to read onyour phone? Save to

read later on yourcomputer

Save to a Studylist

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 5

Có các loại tủ điện công nghiệp:

Tủ điện phân phối:

- Tủ điện phân phối chính được chế tạo theo tiêu chuẩn IEC 60439 Vỏ tủ điện được chế tạo từ thép mạ kẽm và được sơn tĩnh điện Các phần khác như nắp tủ điện, mặt hông và mặt sau của tủ điện có thể tháo lắp dễ dàng tạo thuận lợi cho người sử dụng

trong công việc lắp đặt và bảo trì

- Bố trí các thiết bị bên trong tủ điện có thể phù hợp với từng nhu cầu của khách hàng từ dạng tủ điện Tủ điện được thiết kế sử dụng trong nhà để phân phối điện cho các phụ tải công suất lớn với ưu điểm là thiết kế theo kiểu modul được đặt cạnh nhau tạo thành một hệ thống phân phối điện bảo gồm ngăn lộ vào, ngăn phân đoạn

và ngăn phân phối

Tủ điện điều khiển trung tâm:

- Các thiết bị được sử dụng bên trong tủ điện như khởi động mềm, bộ biến tần, bộ khởi động trực tiếp, bộ khởi động sao/ tam giác, bộ khởi động bằng máy biến áp

và các thiết bị bảo vệ, lập trình điều khiển và hiển thị

- Khung và cá nắp tủ được chế tạo từ thép mạ điện và hoàn thiện bằng sơn tĩnh điện Tủ điện điều khiển và bảo vệ động cơ công nghiệp, thủy lợi… Tủ điện có cơ chế

vận hành như sau:

- Vận hành tại chỗ hoặc từ xa để đóng ngắt, đảo chiều quay cho các động cơ

- Vận hành tại chỗ hoặc từ xa để thay đổi tốc độ quay của động cơ

- Tủ điện ATS (Tủ chuyển mạch)

- Tủ điện được sử dụng ở những nơi có phụ tải đồi hỏi phải cấp điện liên tục, để cấp điện cho tải khi có sự cố phía nguồn lưới thường dùng là nguồn dự phòng là máy phát điện Trong trường hợp tủ ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cung

cấp từ lưới sang nguồn dự phòng để cấp điện trở cho nguồn tải hoạt động

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 6 - Tủ dùng để điều khiển động cơ bơm nước chữa cháy khi có sự cố xảy ra

Điện áp cung cấp 3P-380V Đèn báo pha

Đo dòng điện, điện áp Báo mất pha

Tiêu chuẩn IP20 – IP54 Tủ tôn dày 2mm, sơn tĩnh điện Các lợi ích mà tủ điện mang lại:

- Trong hệ thống điện ngày càng đòi hỏi nhiều sự phức tạp như hiện nay, thì việc sử dụng tủ điện là điều vô cùng phổ biến và cần thiết Chúng ta dễ dàng bắt gặp hình ảnh tủ điện ở hầu khắp mọi nơi từ các công trình công nghiệp cho đến công

trình dân dụng

- Bảo vệ các linh kiện điện khỏi khói bụi: Với loại tủ điện ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khai thác thì nó có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị linh kiện bên trong tủ không bị dính các bụi bẩn Đây là nguyên nhân gây

đoản mạch làm mất điện

- Bảo vệ linh kiện điện tránh tiếp xúc với ánh nắng mặt trời: Nắng nóng khi chiếu trực tiếp vào thiết bị này khiến chúng sẽ hoạt động kém đi mà còn gây hư hỏng nặng cho các thiết bị Vậy nên, nhiều đơn vị đã sử dụng các thiết bị linh kiện cao cấp nên dù có chịu tác động trực tiếp từ ánh sáng thì chúng vẫn hoạt động một

cách ổn định

- Giảm tình trạng ăn mòn: Ưu điểm này được thể hiện rõ ràng nhất thông qua các loại tủ điện được đặt ở ngoài trời, nhất là khu vực ven biển Các linh kiện, thiết bị được đặt trong tủ đều được bảo vệ an toàn nhằm hạn chế thấp nhất tình trạng

oxy hóa và tuổi thọ cũng được đảm bảo dài lâu 1.2 Lí do chọn đề tài:

- Như mọi người cũng đã biết hiện nay xã hội đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa toàn cầu Nên nhu cầu công nghệ của con người cũng tăng theo Các nhà máy công nghiệp và các nơi sử dụng nhiều thiết bị điện thì bắt buộc phải có tủ điện công nghiệp Vì tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện, mạch điện, thiết bị đóng ngắt điện như cầu dao… với vai trò là là bộ phận nhận và cung cấp điện cho hệ thống truyền dẫn nhất định Tủ điện có thể hình vuông, hình chữ nhật dùng để lắp đặt bảo vệ các thiết bị điện khác Sản phẩm được phân phối cho các công trình điện đảm bảo cách ly với các thiết bị mang điện khác trong quá trình vận hành

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 7 - Tủ điện công nghiệp là loại tủ điện được sử dụng trong các ngành công nghiệp

khác nhau, nhằm đảm bảo các tiêu chí về độ ổn định, bền bỉ và tính liên tục cho các thiết bị điện khác Thông thường tủ điện công trình có cấu trúc lớn hơn và có hệ thống cấu trúc mạch điều khiển phức tạp hơn so với các mẫu tủ điện gia đình Bởi nó được đặt và làm việc với nhiệm vụ cung ứng điện với công suất

lớn

- Vì vậy chúng em đã chọn đề tài Thiết kế và lắp đặt tủ điện công nghiệp để có thể đi sâu vào nhu cầu bắt buộc phải có trong các nhà máy các xí nghiệp có nhiều thiết bị điện Em cảm thấy đây là một đề tài đáng để thực hiện vì nó có nhu cầu cao trong thời đại công nghệ và còn để giúp mình có kinh nghiệm tích lũy để vận dụng cho công việc sau này mà bọn em đã chọn.

1.3 Tính ứng dụng thực tế của đề tài:

- Tủ điện hiên nay đóng vai trò hết sức quan trọng trong tất cả các hệ thống truyền tải điện năng Nó được lựa chọn để lắp đặt ở trong nhiều vị trí, lĩnh vực khác nhau Dù được ứng dụng vào lĩnh vực dân dụng hay công nghiệp thì tủ điện luôn được ưu ái và là lựa chọn lắp đặt hàng đầu

- Trong ứng dụng công nghiệp và dân dụng, thì việc lắp đặt tủ điện sẽ có sự khác biệt rõ rệt Thường những tủ điện cho các công trình dân dụng của từng hộ gia đình thì sẽ có kích thước nhỏ gọn, đơn giản Còn đối với các công trình công nghiệp, nhà máy, trung tâm thương mại… thì tủ điện sẽ có kích thước lớn hơn Ngoài ra, tùy theo đặc điểm công trình và yêu cầu của từng lĩnh vực sẽ quyết

định vị trí lắp đặt tủ điện trong nhà hay ngoài trời

- Kiểm tra, đo lường các thông số kỹ thuật có sự thay đổi dựa trên nhiều yếu tố khác nhau Việc bảo dưỡng, kiểm tra định kì đúng cách cũng là điều cần thiết để đảm bảo an toàn, cũng như tính chính xác cho các chỉ số Vì trên thực tế nhiều thiết bị đo lường sẽ có những sai số nên nếu không kiểm tra, bảo dưỡng kịp thời

sẽ gây ra thiệt hại lớn

Sau đây là những ứng dụng của tủ điện sử dụng trong công nghiệp và dân dụng:

- Ứng dụng của tủ điện dân dụng: Tủ điều khiển động cơ được ứng dụng trong nhà máy, văn phòng, khu công nghiệp; động cơ bơm, quạt, máy cắt… cũng như các động cơ cần thay đổi tốc độ, lưu lượng hoặc những động cơ có công suất

lớn

- Ứng dụng của tủ điện công nghiệp: Tủ điện được dùng để điều khiển máy móc thiết bị và các động cơ điện để đảm bảo cho chúng hoạt động một cách ổn định nhất Các loại tủ điện công nghiệp có nhiều ưu điểm như: công suất lớn, độ bền

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 8 cao, điều khiển các động cơ điện một cách t nhất tố

Giới thiệu, tổng quát về tủ điện công nghiệp:

Hình 1.3 Tủ điện phân phối

- Hiện nay tủ điện là một sản phẩm không thể thiếu trong mỗi hộ gia đình hay các nhà máy, xí nghiệp Dù là tủ điện công nghiệp hay tủ điện dân dụng thì chúng đều có những vai trò vô cùng quan trọng

- Tủ điện là nơi chứa các thiết bị điện các đấu nối, mạch điều khiển, cầu dao,… , nhằm điều khiển hệ thống cung cấp điện cho một hệ thống phụ tải nào đó Chúng thường có hình chữ nhật hoặc hình vuông, tùy theo vị trí và mục đích sử dụng Tủ điện là bộ phận không thể thiếu được trong các hệ thống cung cấp điện, từ các gia đình đến các nhà máy, tòa nhà cao tầng Mục đích của tủ điện là để tách biệt các thiết bị điều khiển mạng lưới điện tránh xa người sử dụng

thông thường

- Tủ điện công nghiệp là các tủ điện được sử dụng trong tất cả các ngành công nghiệp, phải đảm bảo các tiêu chí về độ bền bỉ, độ ổn định, liên tục và chính xác trong thời gian dài dưới các môi trường làm việc khác nhau Tủ điện công nghiệp là tủ điện của những nơi cần cung ứng điện với công suất lớn, chúng thường có cấu trúc lớn so với các tủ điện nhỏ tại gia đình, có hệ thống kết nối

và các cấu trúc mạch điều khiển phức tạp Phân loại:

- Hiện nay có khá nhiều tiêu chí để phân loại tủ điện Ta có thể kể đến một số

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 9 cách phân loại hay thấy như sau:

- Theo điện thế: có Tủ điện cao thế, Tủ điện trung thế và Tủ điện hạ thế- Theo chức năng: Tủ điện phân phối, Tủ điện điều khiển, Tủ điện động lực,…- Theo lĩnh vực ứng dụng: Tủ điện công nghiệp và Tủ điện dân dụng

Chức năng:

Ta có thể kể đến ba chức năng chính sau:

- Tủ điện công nghiệp được sử dụng để điều khiển mọi hệ thống điện từ của thiết bị cho đến toàn bộ hệ thống như tủ điện điều khiển hoặc tủ điện phân phối

- Các tủ điện đều được sản xuất trên dây truyền công nghệ hiện đại, đạt các tiêu chuẩn quốc tế IEC nên khi lắp đặt tủ điện công nghiệp tại các công ty hay các khu công nghiệp mang đến sự an toàn nhất cho người sử dụng các thiết bị điện - Tủ điện công nghiệp giúp đảm bảo tính liên tục cấp nguồn cho hệ thống điện, hệ thống máy hoạt động luôn đảm bảo được an toàn tránh những rủi ro cho máy và

cho mọi người Ứng dụng:

- Tủ điện được dùng để điều khiển máy móc thiết bị và các động cơ điện Việc sử dụng tủ điện công nghiệp được dùng để quản lý và bảo vệ cho các máy móc hoạt động ổn định nhất Các loại tủ điện công nghiệp có rất nhiều ưu điểm: công suất lớn, độ bền cao, điều khiển tốt nhất cho các cho các động cơ điện Tủ điện điều khiển được ứng dụng rất nhiều ở các không gian khác nhau như: nhà máy bơm

nước, xưởng sản xuất hay các khu công nghiệp lớn

- Tủ điện phân phối: Tủ điện phân phối được sử dụng trong các mạng điện hạ thế là các thành phần quan trọng nhất được lắp đặt tại phòng kỹ thuật điện tổng của

các công trình, xí nghiệp, trung tâm thương mại…

- Tủ điện công nghiệp được dùng để chiếu sáng và thường được đặt ở những nơi công cộng, điều khiển được hệ thống chiếu sáng ở rất nhiều các khu vực như: khu đô thị, công viên, vườn hoa

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 10

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN Đặt bài toán: Thiết kế và lắp đặt tủ điện cho hệ thống cầu trục Thông số: P = 3,7KW, 380VAC, 50Hz

2.1 Sơ đồ khối.

2.2 Tính toán và lựa chọn thiết bị

P = 3,7KW, U = 380V, cos = 0,85 P = √𝟑 U.I.cos

=>I (tt) = 𝟑,𝟕 𝟏𝟎𝟎𝟎

√𝟑 𝟑𝟖𝟎.𝟎,𝟖𝟓 = 7,4A Tính chọn MCB:

I(CB) = (1.7- 2) * I(tt) = 11-14,8 A =>Chọn MCB 3P-16A-10KA

Tính chọn contactor: I(ct) = (1.3~1.5) * I(tt) = 9.5-11A =>Chọn MC – 12A, coil 220VAC

Tính chọn rơle nhiệt: I(rn) = I(min) < I(tt)=7.4A < I(max)

=> RLN 6-9A

Tính chọn dây điện động cơ: S = I/J = 7.4/4.5 = 1,7

=> Chọn dây 2.5mm2

Khối Nguồn Khối Động Lực

Đo Lường, Báo Pha

Mạch Điều Khiển

Tải

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 11

2.3 Bảng danh sách thiết bị

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 13

Hình 2 Bản vẽ bố trí thiết bị

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 14

Hình 3.Bản vẽ Layout

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 16

Hình 5 Kí hiệu bản vẽ

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 17

Hình 6 Bản vẽ nguồn đầu vào

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 18

Hình 7 Bản vẽ mạch động lực

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 19

Hình 8 Bản vẽ mạch điều khiển

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 20

2.5 Giới thiệu các thiết bị trong hệ thống

Hình 2.5.1 Aptomat 3P Aptomat là gì ?

một loại cầu dao với khả năng đóng cắt tự động Trong một hệ thống điện, Aptomat có chức năng bảo vệ hệ thống tránh hiện tượng quá tải hoặc ngắn mạch Một số loại còn có thêm nhiều chức năng tiên tiến như chống rò rỉ điện hoặc chống giật.

Nguyên lí làm việc :

bảo vệ sẽ làm nhiệm vụ ngắt mạch khi phát hiện tình trạng lỗi xảy ra trong hệ thống điện Nếu một dòng điện chạy qua các tiếp điểm thay đổi đột ngột, từ trường tạo ra trên lò xo (điện áp quá thấp) sẽ bị giảm hoặc lò xo bị nóng lên quá mức (điện áp cao) khiến các tiếp điểm bị mở ra và dòng điện bị ngắt.

Công dụng :

hay sụt áp xảy ra

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 21

mong muốn

về sẽ xảy ra Aptomat sẽ có công dụng ngắt điện trong trường hợp này

người

Hình 2.5.2.Contactor Contactor là gì ?

nó Đây là một loại rơ le đặc biệt nhưng nó có sự khác biệt cơ bản với rơ le thường Contactor chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị cần dòng điện cao hơn trong khi rơ le thường được sử dụng cho các thiết bị chạy dòng thấp hơn.

khả năng riêng Thiết bị này có thể phù hợp cho dòng điện có cường độ từ vài cho tới hàng nghìn ampe và hiệu điện thế từ 25V (vol – vôn) cho tới hàng nghìn vôn.

Nguyên lí làm việc :

Nhóm 7_AE18302

NHÓM 7 22 cung cấp năng lượng cho nam châm điện Khi đó, nam châm điện được cung cấp năng lượng sẽ tạo ra một từ trường Điều này làm cho lõi của contactor có thể tự động ngắt nguồn điện khi có hiện tượng ngắn mạch.

điểm của contactor có thể đóng mở nhanh chóng Đó là lý do tại sao chúng có thể chịu tải lớn hơn so với rơ le thông thường

- Dòng điện đi contactor có thể là DC (Direct Current Một chiều) hoặc AC - (Alternating Current - Xoay chiều) Trong quá trình sử dụng, một lượng nhỏ công suất dòng điện sẽ bị tổn hao bởi cuộn dây bên trong contactor Để giảm lượng điện bị tiêu hao, các nhà sản xuất thường tích hợp thêm mạch tiết kiệm bên trong contactor

Ứng Dụng :

khiển các động cơ điện hay thiết bị điện, cung cấp sự an toàn trong quá trình vận hành Đây là một giải pháp tự động hóa bằng phương pháp cơ điện

- Ngoài ra, contactor cũng bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong nhà thông minh Một số mẫu có thể biến các thiết bị điện tử thông thường (ví dụ như quạt, đèn ngủ, hệ thống thông gió ) trở nên "thông minh" hơn

- Thông qua khả năng kết nối với mạng Wi Fi gia đình, loại contactor thông minh sẽ cho phép bạn kiểm soát trạng thái bật/tắt các thiết bị điện khác ngay trên điện thoại cho dù bạn ở bất cứ nơi đâu Ngoài ra, bạn có thể hẹn được thời gian bật/tắt cho thiết bị hoặc hẹn thời gian bao lâu thiết bị sẽ bật hoặc tắt