tiểu luận truyền động điện đề bài thang máy chở hàng có đối trọng

- Nâng chạy nghịch: nhấn nút UP cuộn dây contactor KN có điện, đèn vàng UP sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ nâng, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor KN đóng lại duy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Ngành: Kỹ thuật điện

Lớp: 19DDCA2

Giảng viên hướng dẫn: Trương Thu Hiền

Sinh viên thực hiện:

TIỂU LUẬN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

ĐỀ BÀI: THANG MÁY CHỞ HÀNG CÓ ĐỐI TRỌNG

MỤC LỤC

CÂU 1 (3đ) 1CÂU 2 Điều khiển dùng khí cụ điện (3đ) 7CÂU 3 Điều khiển dùng biến tần (4đ) 211

Moment quán tính JM: tra trong catalogue;

Công suất P= Catalog;

Moment TM = cần tính

Thông số hộp giảm tốc:

Tỷ số truyền iG = 10/1;

Moment quán tính JG = 0.39 kg.m2 ; Hiệu suất hG = 89%

Khối lượng ĐỐI TRỌNG mdt = 900 kg Khối lượng tải: m = 500 kg

Chu kỳ hoạt động kéo dài t8 có các giai đoạn

Nâng: t3 = 35 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3s

Đợi trên t4-t3 = 300 s

Hạ: t7-t4 = 40 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3 s Đợi dưới : t8 – t7 = 150 s

a) Tính tốc độ của tải trọng v khi tốc độ động cơ dự tính là 1500 rpm

b) Tính moment tải quy đổi về trục động cơ khi nâng lên TL_UP

và moment tải quy đổi về trục động cơ khi hạ tải TL_DOWN

c) Tính moment quán tính tải trọng và các thiết bị cabin và đối trọng quy đổi về trục động cơ

d) Tính gia tốc góc quay, tính moment động cơ TM trong từng giai đoạn từ 0 đến t7 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%

f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn phải lớn hơn với moment tăng tốc giai đoạn t1 của máy tính trên câu d Nếu không đạt yêu cầu thì chọn động cơ lớn hơn

+) Tải trọng đưa về trục rulo

T rulo = F.r = ( mc + m - mdt ) g r = ( 800 + 500 – 900 ) 9,81 0,5 = 1962 (N.m ) +) Tổng moment trên rulo

TL_DOWN = 𝑇2

𝑖𝐺 h = 1962,23

10 0,89 = 174,64 ( Nm ) c) Tải trọng đưa về trục rulo

+) Từ 0 – t1: a01 = 𝜔1−𝜔0

𝑡1−𝑡0 =

𝑛𝑀 9,55 −0 5−0 =

750 9,55 −0 5−0 =15,7 (rad/s2)

+ Moment danh định ≥ 196 (N.m) Chọn động cơ hãng ABB: dòng M3AA Series từ 15 Kw

CÂU 2 ĐIỀU KHIỂN DÙNG KHÍ CỤ ĐIỆN (3Đ)

a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển thang máy nâng hàng theo yêu cầu đề bài

Điều khiển chuyển động bằng các nút nhấn: Nâng và Hạ

Khi đi lên trên, đến limit switch phía trên thì dừng laij

Khi đi xuống dưới, đến limit switch ở dưới thì dừng lại

Nhấn 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

Bài làm

a ) Thiết bị bảo vệ, điều khiển:

Động cơ có công suất 15KW suy ra: P2 = 15KW tra catalog ta có các thông số sau:

Thì ta chọn dòng điện MCB vào khoảng (1.2-1.5).Iđm :

ICB= (1,2-1,5) Idm= 1,5.30,6 = 45.9 A

+ ) Chọn MCCB mạch động lực:

− Mục đích: Dùng để bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch động lực, bảo vệ biến tần Tra catalog, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha loại tải C cho tải AC-3, dòng điện từ 45.9 A(đã tính theo thông số đông cơ) như sau:

Ta chọn dòng của Contactor theo phép tính sau:

(60hz)

+ ) Rơ le trung gian:

− Mục đích: Dùng để điều khiển đóng cắt các tiếp điểm trên biến tần và trên mạch điều khiển

− Yêu cầu: Điện áp cuộn hút 220V

− Giải pháp: Dựa vào yêu cầu đặc tính kỹ thuật nhóm chọn loại LZX: RJ1V-AH

+ ) Dây cáp cho mạch động lực:

Ta có dòng điện định mức là Iđm= 30,6A Áp dụng công thức tính tiết diện dây dân:

S= Iđm/J=30,6/6= 5,1 mm2

• S: là tiết diện dây dẫn (mm2)

• I: dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

• J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2)

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

− Giải pháp: Chọn loại cáp 0.6/1(1.2) kV 3 Cores PVC Insulated Cable của hãng

Lioa Electric

+ ) Chọn cáp cho mạch điều khiển:

− Mục đích: Kết nối các thiết bị điện trong mạch điều khiển

− Yêu cầu: Phù hợp với dòng điện tổng của mạch điều khiển

− Giải pháp: Chọn loại cáp 0.6/1(1.2) kV 1 Cores PVC Insulated Cable của

hãng Lioa Electric

S =Iđm1pha

J =30,6/3

6 = 1,7 (mm2 )

+ ) Chọn cầu chì:

Mục đích: Nhầm phòng tránh quá tải trên đường dây

Ta chọn cầu chi(dây đồng) theo Iđm 1pha Icc= (Iđm/3).1.6= (30,6/3).1,6= 16,32 A

Vỏ cầu chì ta chọn sản phẩm: E 91N/50

Lõi cầu chì ta chọn sản phẩm: OFAFOOOH2O

+ Bảo vệ quá tải cho thang máy

-Chọn Limit Switch của hãng Siemens với loại 3SE5 132-0CJ50 để bảo vệ hành trình -Chọn Limit Switch của hãng Siemens với loại 3SE5 132-0CJ82 để bảo vệ quá tải

+) Chọn đèn báo:

Mục đích: Hiển thị vị trí và chế độ vận hành của thang máy

Đèn: YW1P-1EQM3 (R,Y,W,A)

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

- Bật MCB1 và MCB2 Lúc này cảm biến hành trình (LS1) phát hiện => cảm biến LS1 có điện đồng thời đèn báo hiệu ta đag ở tầng 1 Lúc này tiếp điểm thường đóng LS1 mở ra có tác dụng là khi thang máy đang ở tầng 1 mà chúng ta bấm xuồng tầng

- Nâng (chạy nghịch): nhấn nút UP cuộn dây contactor KN có điện, đèn vàng UP sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ nâng, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor

KN đóng lại duy trì cho UP, cuộn KN bên mạch động lực có điện => cấp điện 3 pha cho động cơ hoạt động Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng KN mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút DOWN Khi thang máy đang đi lên thì cảm biến LS1 mất điện đèn T1 tắt Sau khi thang máy đi lên tầng 2 thì cảm biến LS2 phát hiện đèn T2 sáng

=> báo hiệu ta đang ở tầng 2, đồng thời tiếp điểm LS2 mở ra khóa chéo cuộn KN

- Hạ (chạy thuận): nhấn nút DOWN cuộn dây contactor KT có điện, đèn vàng DOWN sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ hạ, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor

KT đóng lại duy trì cho chế độ hạ, cuộn KT bên mạch động lực có điện => cấp điện 3 pha cho động cơ hoạt động Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng KT mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút UP Khi thang máy đang đi xuống thì cảm biến LS2 mất điện đèn T2 tắt Sau khi thang máy đi xuống tầng 1 thì cảm biến LS1 phát hiện đèn T1 sáng

=> báo hiệu ta đang ở tầng 1, đồng thời tiếp điểm LS1 mở ra khóa chéo cuộn KN

- Khi quá tải hoặc mất pha phần tử đốt nóng rơ le nhiệt RN tác động mở tiếp

điểm RN(95,96) cuộn dây contactor RT hoặc RN mất điện, tiếp điểm động lực RT hoặc

RN mở ra động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm RN( 97,98) đèn đỏ báo hiệu sáng

Nhấn OFF động cơ dừng hoạt động

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 thang máy 1 tốc độ (50 Hz), Có 2 nút ấn: Lên , Xuống

Chế độ chạy JOG 5 Hz để chạy thử máy khi sửa chữa và bảo trì

Giới hạn chiều đi lên và chiều đi xuống của tời 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

− Yêu cầu:

+ Điều khiển vector

+ Thích hợp cho tải moment không đổi, tải làm việc ngắn hạn lặp lại

+ Sử dụng cho động cơ có công suất 30 kW

+ Điều khiển bằng biến tần của hãng Emerson (Control Technics)

− Giải pháp: Dựa theo những thông tin tìm hiểu được ở trên nhóm xin chọn

biến tần của hãng Emerson dòng SP Modules là SP3403

(Catalog “Unidrive SP_Brochure.pdf” trang 22/24)

Thông số kỹ thuật của biến tần:

− Tải thường:

+ Dòng điện định mức: 32A

+ Công suất: 15 kW

− Điện áp đầu vào định mức: 380 - 480VAC ± 10%

− Tần số đầu vào cho phép: 50 – 60Hz

+) Chọn phụ kiện cho biến tần

+) Chọn Noise Filter

−Mục đích:Giảm nhiễu điện từ

− Theo khuyến cáo của NSX biến, nhóm chọn EMC Filter mã: 4200 - 6305

+ ) Chọn AC reactor

3.2.2) Chọn DC reactor

(Catalog “BRO OPTOINS.pdf” trang 24/36)

+/ Thiết bị bảo vệ, điều khiển:

+) Chọn MCCB

− Mục đích: Dùng để bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch động lực, bảo vệ biến tần Tra catalog, ta chọn loại loại Motor CB 3 pha loại tải C cho tải AC-3, dòng điện từ 45.9 A(đã tính theo thông số đông cơ) như sau:

Ta chọn sản phẩm: S803S-C50

(https://new.abb.com/products/2CCS863001R0504/s803s-c50)

+ ) Rơ le trung gian:

− Mục đích: Dùng để điều khiển đóng cắt các tiếp điểm trên biến tần và trên mạch điều khiển

− Yêu cầu: Điện áp cuộn hút 220V

− Giải pháp: Dựa vào yêu cầu đặc tính kỹ thuật nhóm chọn loại LZX: RJ1V-AH

+) Chọn cầu chì:

Mục đích: Nhầm phòng tránh quá tải trên đường dây

Ta chọn cầu chi(dây đồng) theo Iđm 1pha Icc= (Iđm/3).1.6= (30,6/3).1,6= 16,32 A

Vỏ cầu chì ta chọn sản phẩm: E 91N/50

Lõi cầu chì ta chọn sản phẩm: OFAFOOOH2O

− Giải pháp: Chọn loại cáp 0.6/1(1.2) kV 3 Cores PVC Insulated Cable của hãng Lioa

Electric

Ta có dòng điện định mức là Iđm= 30,6A Áp dụng công thức tính tiết diện dây dân:

S= Iđm/J=30,6/6= 5,1 mm2

• S: là tiết diện dây dẫn (mm2)

• I: dòng điện chạy qua dây dẫn (A)

• J: mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)

Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 5 (A/mm2)

Ta chọn dây dẫn theo bảng tra dây diện sau:

+ Phù hợp với biến tần và động cơ

− Giải pháp: Chọn loại cáp 0.6/1(1.2) kV 3 Cores PVC Insulated Cable của hãng

Lioa Electric

+ ) Chọn cáp cho mạch điều khiển:

− Yêu cầu: Phù hợp với dòng điện tổng của mạch điều khiển

− Giải pháp: Chọn loại cáp 0.6/1(1.2) kV 1 Cores PVC Insulated Cable của

hãng Lioa Electric

C ) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái

BIẾN TẦN:

- Bật CB1 và CB2 Lúc này cảm biến hành trình (LS1) phát hiện => cảm biến LS1 có điện đồng thời đèn báo hiệu ta đag ở tầng 1 Lúc này tiếp điểm thường đóng LS1 mở ra có tác dụng là khi thang máy đang ở tầng 1 mà chúng ta bấm xuồng tầng

Chế độ chạy 50 HZ: nhấn nút BTH cuộn dây contactor K4 có điện, đèn BTH sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ chạy 50 hz, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor K4 đóng lại duy trì cho BTH Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng K4 mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút JOG.Khi đó động cơ sẽ chạy với tần số 50 Hz

- Chế độ JOG: nhấn nút JOG cuộn dây contactor K3 có điện, đèn JOG sẽ hiện lên báo hiệu

ta đang chọn chế độ JOG, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor K3 đóng lại duy trì cho BTH Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng K3 mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút BTH Khi đó động cơ sẽ chạy với tần số 5 Hz

- Nâng: Nâng (chạy nghịch): nhấn nút UP cuộn dây contactor K2 có điện, đèn UP sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ nâng, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor K2 đóng lại duy trì cho UP => động cơ hoạt động Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng K2

mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút DOWN Khi thang máy đang đi lên thì cảm biến LS1 mất điện đèn T1 tắt Sau khi thang máy đi lên tầng 2 thì cảm biến LS2 phát hiện đèn T2 sáng => báo hiệu ta đang ở tầng 2, đồng thời tiếp điểm LS2 mở ra khóa chéo cuộn K2

- Hạ : nhấn nút DOWN cuộn dây contactor K1 có điện, đèn DOWN sẽ hiện lên báo hiệu ta đang chọn chế độ hạ, đồng thời tiếp điểm thường mở của cuộn contactor K1 đóng lại duy trì cho chế độ hạ => động cơ hoạt động Bên cạnh đó, tiếp điểm thường đóng K1 mở ra khóa chéo có tác dụng không cấp điện khi nhấn nút UP Khi thang máy đang đi xuống thì cảm biến LS2 mất điện đèn T2 tắt Sau khi thang máy đi xuống tầng 1 thì cảm biến LS1 phát hiện đèn T1 sáng => báo hiệu ta đang ở tầng 1, đồng thời tiếp điểm LS1 mở ra khóa chéo cuộn K1

- Khi quá tải hoặc mất pha phần tử đốt nóng rơ le nhiệt RN tác động mở tiếp điểm RN(95,96) động cơ ngừng hoạt động, đồng thời đóng tiếp điểm RN( 97,98) đèn đỏ báo hiệu sáng

Nhấn OFF động cơ dừng hoạt động

D ) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu

Cài đặt thông số cho biến tần:

Reset biến tần: bấm M chọn 1.00 chọn 1254( đặt về 50hz)

Thông số động cơ:

Pr0.42 No of motor poles (Số cực

động cơ)

Pr0.43 Motor rated power

Factor (Hệ số công suất)

Pr0.44 Motor rated vogtage (Điện

áp định mức)

0- voltage set max V 400V

Pr0.45 Motor rated full load

Pr6.13 Keypad fwd/rev key

enable ( chạy thuận nghịch)

OFF (0) or On (1) On

selector(Chế độ vận

1:open loop 2:close loop vector

2:close loop vector