MỤC LỤC ĐỀ SỐ 12: TROLLEY .................................................................................................... 1 CÂU 1 .............................................................................................................................. 3 Tóm tắt ......................................................................................................................... 3 a) Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc ...................................................................... 3 b) Quy đổi moment về trục động cơ ......................................................................... 4 c) Quy đổi moment quán tính của tải và xe về trục động cơ .................................... 4 d) Moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe và trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu .................................................................................... 5 e) Chọn động cơ điện cho tải S3 ............................................................................... 6 f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn .......................................... 8 CÂU 2: ĐIỀU KHIỂN DÙNG KHÍ CỤ ĐIỆN ............................................................... 9 a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển xe trolley chạy qua lại phải – trái ..................................................................................................................... 9 1. Chọn MCCB ..................................................................................................... 9 2. Chọn contactor và relay nhiệt – khởi động từ ................................................ 10 3. Dây cáp điện ................................................................................................... 12 4. Chọn MCB cho mạch điều khiển.................................................................... 14 5. Chọn nút nhấn cho mạch điều khiển .............................................................. 14 6. Chọn đèn báo cho mạch điều khiển ................................................................ 15 7. Chọn rơ – le thời gian ..................................................................................... 17 8. Chọn công tắc hành trình ................................................................................ 18 b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái ...................... 19 c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái ............... 23 1. Thuyết minh .................................................................................................... 23 2. Mạch bảo vệ .................................................................................................... 24 Cơ chế khoá chéo chống chạy đồng thời ............................................................... 25 3. Hiển thị trạng thái ........................................................................................... 25 CÂU 3: ĐIỀU KHIỂN DÙNG BIẾN TẦN .................................................................. 26 a) Xác định loại tải, tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm theo ......................... 26 1. Xác định loại tải .............................................................................................. 26 2. Tính chọn biến tần .......................................................................................... 26 3. Các phụ kiện kèm theo ................................................................................... 28 b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển .................................. 36 1. Chọn MCB cho mạch điều khiển.................................................................... 36 2. Chọn nút nhấn cho mạch điều khiển .............................................................. 37 3. Chọn đèn báo cho mạch điều khiển ................................................................ 38 4. Rơ le trung gian .............................................................................................. 40 5. Chọn công tắc hành trình ................................................................................ 42 6. Đèn báo lỗi biến tần ........................................................................................ 43 c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái ...................... 44 d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu ...................................................................................................... 48 4. PHỤ LỤC ................................................................................................................. 49 4.1 Tổng kết bản vẽ thiết kế ....................................................................................... 49 4.2 Tổng kết vật tư ..................................................................................................... 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 54 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Xe trolley 3 Hình 1.2 Catalogue của động cơ hãng CMG 7 Hình 2.1 Catalogue của MCCB hãng Mitsubishi 9 Hình 2.2 Catalogue của contactor S – N series hãng Mitsubishi 10 Hình 2.3 Catalogue của cuộn hút contactor S – N series hãng Mitsubishi 10 Hình 2.4 Catalogue của rơ – le nhiệt hãng Mitsubishi 11 Hình 2.5 Catalogue của dây dẫn hãng Cadivi 12 Hình 2.6 Thông số kỹ thuật của dây dẫn hãng Cadivi 13 Hình 2.7 Catalogue của MCB hãng Mitsu bishi 14 Hình 2.8 Catalogue của nút nhấn hãng Schneider 15 Hình 2.9 Catalogue của đèn báo hãng Schneider 16 Hình 2.10 Catalogue của rơ – le thời gian của hãng Mitsubishi 17 Hình 2.11 Catalogue của công tắc hành trình hãng Schneider 18 Hình 2.12 Bật MCCB ở mạch động lực và MCB ở mạch điều khiển 19 Hình 2.13 Nhấn “PHAI”, động cơ chạy thuận ở chế độ sao 20 Hình 2.14 Sau khi rơ – le thời gian chuyển trạng thái, động cơ chạy thuận ở chế độ tam giác 20 Hình 2.15 Nhấn “TRAI”, động cơ chạy nghịch ở chế độ sao 21 Hình 2.16 Sau khi rơ – le thời gian chuyển trạng thái, động cơ chạy nghịch ở chế độ tam giác 21 Hình 2.17 Khi xảy ra sự cố quá tải, hở mạch, dừng động cơ, đèn báo sáng lên 22 Hình 2.18 Khi nhấn nút khẩn cấp, hở mạch, dừng động cơ, đèn báo sáng lên 22 Hình 2.19 Nguyên lý bảo vệ của MCB 25 Hình 3.1 Catalogue của biến tần về chế độ hoạt động hãng Mitsubishi 26 Hình 3.2 Catalogue chi tiết về biến tần hãng Mitsubishi 27 Hình 3.3 Catalogue của biến tần về MCCB, contactor và dây cáp điện hãng Mitsubishi 28 Hình 3.4 Catalogue của MCCB hãng Mitsubishi 29 Hình 3.5 Catalogue điện áp cuộn dây contactor S – T series hãng Mitsubishi 29 Hình 3.6 Catalogue của contactor S – T series hãng Mitsubishi 30 Hình 3.7 Catalogue của dây cáp điện hãng Cadivi 31 Hình 3.8 Thông số kỹ thuật của dây cáp điện hãng Cadivi 32 Hình 3.9 Catalogue của AC reactor hãng Mitsubishi 33 Hình 3.10 Catalogue của DC reactor hãng Mitsubishi 34 Hình 3.11 Catalogue của Noise Filter hãng Misubishi 35 Hình 3.12 Catalogue của Break Unit hãng Mitsubishi 35 Hình 3.13 Catalogue của Resistor Unit hãng Mitsubishi 36 Hình 3.14 Catalogue của MCB hãng Mitsu bishi 37 Hình 3.15 Catalogue của nút nhấn hãng Schneider 38 Hình 3.16 Catalogue của đèn báo hãng Schneider 39 Hình 3.17 Catalogue của rơ – le trung gian hãng Schneider 41 Hình 3.18 Catalogue của công tắc hành trình hãng Schneider 42 Hình 3.19 Catalogue của đèn báo lỗi biến tần hãng Schneider 43 Hình 3.20 Sơ đồ kết nối các phụ kiện theo catalogue của biến tần hãng Mitsubishi 44 Hình 3.21 Sơ đồ nguyên lý của biến tần FR – A800 45 Hình 3.22 Bật MCCB ở mạch động lực và MCB ở mạch điều khiển 46 Hình 3.23 Nhấn “ON” để khởi động biến tần, đèn báo hoạt động sáng lên 46 Hình 3.24 Nhấn “PHAI” động cơ sẽ quay thuận đến tần số tối đa là 50 Hz 47 Hình 3.25 Nhấn “TRAI” động cơ sẽ quay nghịch đến tần số tối đa là 50 Hz 47 Hình 3.26 Nhấn “DUNG” hoặc chạm công tắc hành trình, động cơ sẽ dừng 48 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý của mạch “điều khiển dùng khí cụ điện” 49 Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý của mạch “điều khiển dùng biến tần” 50 ĐỀ SỐ 12: TROLLEY CÂU 1. Xe troley bánh sắt chạy điện trên ray sắt được kéo bởi động cơ qua hộp giảm tốc và cơ cấu truyền động xích như trên hình vẽ Khối lượng khung xe MC = 1700 kg. Khối lượng tải ML = 1700 kg. Tốc độ xe : v = 0.7 m/s. Đường kính bánh xe D= 270 mm, chiều dày là 10 cm. Tỷ lệ truyền động của cơ cấu xích là iv = n1/n2 = 27/17 = 1.588. Hiệu suất truyền động xích 1 = 87%. Chu kỳ nhiệm vụ chạy xe CDF = 40%. Lực ma sát giữa xe và ra khi đầy tải là : F = 291 N. a) Tính chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc, giả sử hiệu suất hộp giảm tốc là 1 = 87%. b) Tính quy đổi moment tải về trục động cơ. c) Quy đổi moment quán tính tải và xe về trục động cơ, chỉ tính tải, khung xe và 4 bánh xe. d) Thời gian tăng tốc là t1 = 4 s, thời gian giảm tốc là t3 = 4 s. Thời gian chạy trung bình là t2 = 2 phút, thời gian dừng là t4 = 5 phút. Tính moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe. Tính trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu. e) Tính chọn động cơ điện cho tải S3 với hệ số giảm tải ks3 do nhà sản xuất động cơ cho theo bảng sau. CDF 15% 25% 40% 60% Ks3 1.4 1.3 1.2 1.1 f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn phải lớn hơn với moment tăng tốc giai đoạn t1, t3 của máy tính trên câu d. Nếu không đạt yêu cầu thì chọn động cơ lớn hơn. CÂU 2. Điều khiển dùng khí cụ điện (3đ) a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển xe troley chạy qua lại Phải - Trái Điều khiển chuyển động bằng các nút nhấn: Phải và Trái Khi đi đến cuối hành trình Phải hoặc Trái, đến limit switch phía trên thì dừng lại Ấn nút Stop ở bất kỳ vị trí nào thì dừng lại. b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái CÂU 3. Điều khiển dùng biến tần (4 đ) a) Xác định loại tải (Nhẹ, thông thường, nặng), Tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm theo (MCCB, Contactor, AC reactor, Noise Filter, Break Unit) b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển tời: Chạy máy 1 tốc độ (50 Hz), Có 2 nút ấn: Phải , Trái Chế độ chạy JOG 10 Hz để chạy thử máy khi sửa chữa và bảo trì Giới hạn chiều đi lên và chiều đi xuống của xe bằng limit switch c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu CÂU 1 Tóm tắt Khối lượng khung xe: MC = 1700 kg. Khối lượng tải: ML = 1700 kg. Tốc độ xe: v = 0,7 m/s. Đương kính bánh xe: D = 270 mm = 0,27 m ⇒ R = 0,135 m. Chiều dày bánh xe: L = 10 cm = 0,1 m. Tỷ lệ truyền động của cơ cấu xích: iv = n1/n2 = 27/17 = 1,588. Hiệu suất truyền động xích: η1 = 87% = 0,87. Chu kỳ nhiệm vụ chạy xe: CDF = 40%. Lực ma sát giữa xe và ray khi đầy tải: Fma sát = 291 N. Tốc độ động cơ tạm tính: nM = 1500 rpm. Hiệu suất truyền của hộp giảm tốc: η2 = 87% = 0,87. Gia tốc trọng trường: g = 9,8 m/s2. Khối lượng riêng của thép: Dthép = 7800 kg/m3. Hình 1.1 Xe trolley a) Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc Tốc độ quay của bánh xe:
Chọn MCCB
• Điện áp định mức: UMCCB ≥ 380 V
• Chọn hệ số dòng định mức là 1,3
⇒ Chọn dòng định mức cho MCCB: IMCCB > 79,3 A
Mã sản phẩm được chọn: NF125 – CV 3P 80A
Hình 2.1 Catalogue của MCCB hãng Mitsubishi Thông số kỹ thuật MCCB đã chọn
• Dòng điện định mức: IMCCBđm = 80 A (nhiệt độ môi trường 40°C)
• Điện áp cách điện định mức: UMCCBi = 600 V
• Điện áp định mức: UMCCBđm = 380 V
• Dòng tiếp điểm chịu được trong 1s: Icu = 10 kA
• Dòng cắt ngắn mạch: Ics = 5 kA
• Điện áp chịu xung định mức: UMCCBimp = 8 kV.
Chọn contactor và relay nhiệt – khởi động từ
• Dòng điện đinh mức: Icontactor ≥ Iđm = 61 A
Hình 2.2 Catalogue của contactor S – N series hãng Mitsubishi
Hình 2.3 Catalogue của cuộn hút contactor S – N series hãng Mitsubishi
Hình 2.4 Catalogue của rơ – le nhiệt hãng Mitsubishi Thông số kỹ thuật contactor đã chọn
• Điện áp cách điện danh định: 690 V
• Tần số chuyển đổi: 1200 lần/giờ
• Thời gian đóng tiếp điểm: 25 ms
• Thời gian mở tiếp điểm: 53 ms
• Tiếp điểm phụ: 2 thưởng hở và 2 thường đóng
• Điện áp điều khiển AC: 24 ~ 500 V
• Công suất cuộn hút tiêu thụ khi khởi động: Ps = 115 VA
• Công suất tiêu thụ danh định: 2,2 W
• Công suất tiêu thụ nhỏ nhất: 20 VA
Thông số kỹ thuật Relay nhiệt đã chọn
• Khoảng dòng điện bảo vệ: 43 ~ 65 A
Dây cáp điện
• Dòng điện đinh mức: Idd ≥ Iđm = 61 A
• Dây dẫn lõi đồng (Chọn loại cáp CVV)
Mã sản phẩm được chọn: CVV – 0,6/1 kV
Hình 2.5 Catalogue của dây dẫn hãng Cadivi
Hình 2.6 Thông số kỹ thuật của dây dẫn hãng Cadivi Thông số kỹ thuật dây dẫn đã chọn
• Lõi đồng; cách điện, lớp độn và vỏ bọc bằng PVC
• Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép của ruột dẫn là 70 độ C
• Tiết diện danh định của dây dẫn: 16 mm 2
• Kết cấu: CC – Ruột dẫn tròn xoắn ép chặt
• Đường kính ruột dẫn gần đúng: 4,75 mm
• Điện trở DC tối đa ở 20 độ C: 1,15 Ω/km
• Chiều dày cách điện danh định: 1 mm
• Chiều dày vỏ danh định: 1,8 mm
• Đường kính tổng gần đúng của dây: 18,6 mm
• Khối lượng cáp gần đúng: 679 kg/km
Chọn MCB cho mạch điều khiển
• Dòng điện tính toán (các thiết bị hoạt động đồng thời):
• Chọn dòng điện định mức: IMCB ≥ 2,212.1,3 = 2,876 A
Mã sản phẩm được chọn: BHW – T10 2P C6
Hình 2.7 Catalogue của MCB hãng Mitsu bishi Thông số kỹ thuật MCB đã chọn
• Dòng điện tức thời 3In
