ĐỒ ÁN TRUYỀN DỘNG ĐIỆN - CÔ TRƯƠNG THU HIỀN - HUTECH

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Lớp: 21DDCA1 Khoa/Viện: VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRƯƠNG THU HIỀN Sinh viên thực hiện: B

Giới Thiệu Đề Tài

Sự phát triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất Trong quá trình sản xuất máy nâng hạ vận chuyển đóng vai trò khá quan trọng Máy nâng, vận chuyển là cầu nối giữa các hạng mục công trình sản xuất riêng biệt, giữa các phân xưởng trong một nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền sản xuất Máy nâng vận chuyển được dùng rất phổ biến trong công nghiệp, xây dựng, giao thông Trong nhóm máy vận chuyển thì cầu trục là một thiết bị vận chuyển điển hình Trong cầu trục có 3 chuyển động: - Chuyển động của xe cầu theo phương ngang (xe cầu đi dọc theo phân xưởng) - Chuyển động của xe con theo phương ngang (xe con di chuyển trên xe cầu theo chiều ngang phân xưởng) - Cơ cấu nâng hạ được bố trí trên xe con và nó được chuyển động theo phương thẳng đứng (thực hiện nâng hạ tải trọng)

Hình 1.1 Một số loại tời nâng phổ biến

• Giúp đẩy nhanh tiến độ công trình: Máy tời xây dựng có khả năng nâng hạ vật nặng lên đến hàng trăm kilogram một cách dễ dàng, rút ngắn thời gian thi công công trình và giảm sức người

• Tiết kiệm chi phí: Sử dụng máy tời xây dựng giúp giảm thiểu các chi phí thuê nhân công và chi phí vận chuyển các vật liệu xây dựng

• Độ an toàn cao: Hầu hết các máy tời xây dựng hiện nay đều được trang bị hệ thống an toàn, có công tắc hành trình tự động ngắt đảm bảo an toàn cho người lao động

• Có thể ứng dụng được nhiều công việc tại công trình như: nâng hạ vật liệu xây dựng như thép, xi măng, gạch đá, máy xúc, máy ủi, máy đầm,

Tính toán thiết kế tời nâng hạ

Tính toán tời nâng mô phỏng và các cấu hình phần cứng để thiết kế tời nâng

Ta có các dữ liệu ban đầu.: đề bài: thiết kế tời nâng hạ tải trọng 0.5 kg với chu kì hoạt động theo hình vẽ, Dùng biến tần hãng ABB, Với các cấp tốc độ 15Hz, 30Hz, 50Hz cùng với các vật liệu như bảng Alumium, thanh nhôm, rulo bằng nhựa

• Nhông xên dĩa theo tỉ lệ truyền động 10/1

Hình 2.1 bộ phận truyền động dây xên

Gồm 1 1 nhông trước ( bánh răng con ) và 1 dĩa sau ( bánh răng lớn ) Được nối qua bộ phận truyền động dây xên ( cơ cấu mắc xích bánh răng ) giúp 2 bánh răng này hoạt động với nhau

• Bảng vật liệu Alumium ( Al )

Tấm aluminum/tấm aul có cấu tạo gồm hai vật liệu chính như sau:

- Mặt ngoài ở hai phía là lớp nhôm được kết dinh với nhau, dày khoảng 0.5mm

- Lõi ở giữa bên trong của nó là polyethylene, một chất liệu nhựa tái sinh có khả năng chống cháy và dày khoảng 3mm

Aluminum rất dễ uốn cong, uốn góc hay cắt xé rãnh Chúng là một chất liệu có độ bền hóa học cao, chống oxy hóa, bền màu trong cả môi trường nước, dầu, thậm chí là axit nên được sử dụng rất phổ biến

Hình 2.2 tấm vật liệu alumium

• Ống nhựa PVC Ống nước nhựa PVC ngày càng được sử dụng nhiều trong cuộc sống, dần dần thay thế các loại ống gang, thép, xi măng vì nó có nhiều ưu điểm hơn: - Ống nước PVC Nhẹ nhàng,dễ vận chuyển - Mặt trong,ngoài ống bóng,hệ số ma sát nhỏ - Chịu được áp lực cao - Lắp đặt nhẹ nhàng,chính xác,bền không thấm nước - Ống nhựa PVC có độ bền cơ học và độ chịu va đập cao - Sử dụng đúng yêu cầu kỹ thuật độ bền không dưới 50 năm - Giá thành rẻ,chi phí lắp đặt thấp so với các loại ống khác - Độ chịu hóa chất cao (ở nhiệt độ 0oC đến 45oC chịu được các hóa chất axit,kiềm,muối.)

Dùng để cố định cb trong tủ điện và có thể cố định các thiết bị khác

• Các loại ốc vít tán và bát chữ L loại lớn nhỏ

Gồm có 1 thanh ren suốt dài 1m,

• Tính toán chọn động cơ

Moment quán tính JM: tra trong catalogue;

Moment TM = cần tính Thông số hộp giảm tốc:

Moment quán tính JG = 0.29 kg.m 2

Ma sát trên rulo đã quy đổi về trục rulo: TR = 0.32 N.m Thông số tải:

Khối lượng tải = 0.5 kg, Tốc độ tải v = ???

Nâng Đợi ở Bên dưới Đợi trên

Chu kỳ hoạt động kéo dài t8 có các giai đoạn

Nâng: t3 = 20 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3 s Đợi trên: t4-t3 = 30 s

Hạ: t7-t4 = 20 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3 s Đợi dưới : t8 – t7 = 150 s

• Hướng đi: quy đổi tốc độ từ moment qua tải

Ta có nM = 1150 rpm; iG = 10/1

Quy đổi tốc độ motor sang hộp giảm tốc:

• Tốc độ góc từ trục hộp giảm tốc

• Tốc độ nâng của tải

• Moment tải trọng tính về Rulo

+ Cộng thêm ma sát đã quy đổi về trục Rulo:

𝑇 2 = 𝑇 1 + 𝑇 𝑅 = 0.24 + 0.32 = 0.57 (𝑁 𝑚) Động cơ kéo máy SX:

+ Moment từ Rulo quy về hộp giảm tốc

 Moment tải khi nâng lên quy đổi về trục động cơ là 0.06 (N.m) Động cơ hãm máy SX:

Moment từ Rulo quy về hộp giảm tốc

 Moment tải khi hạ xuống quy đổi về trục động cơ là 0.00534 (N.m) c) Moment quán tính tải trọng quy về Rulo

J1 = m × r 2 = 0.5 × 0.05 2 = 0.00125 (kg.m2) Cộng thêm moment quán tính từ Rulo

 J2 = J1 + JD = 0.00125 + 42.7 = 42.71 (kg.m2) Moment quán tính từ cơ cấu truyền động qua hộp giảm tốc

Ta có: theo định luật II Newton

TM: Moment do động cơ điện tạo ra (N.m)

TL: Moment cản do cơ cấu sản xuất tác dụng lên hệ thống (N.m)

 Moment động cơ cho giai đoạn 0 → t1

𝑇 𝑀1 = 𝑇 𝐿_𝑈𝑃 + 𝐽 3 × 𝛼 1 = 0.06 + 0.43 × 2.4 = 1.1 (𝑁 𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t1 →t2

𝑇 𝑀2 = 𝑇 𝐿_𝑈𝑃 + 𝐽 3 × 𝛼 2 = 0.04 + 0 = 0.06 (𝑁 𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t2 → t3

Moment động cơ cho giai đoạn t4 → t5

Moment động cơ cho giai đoạn t5 → t6

𝑇 𝑀5 = 𝑇 𝐿_ 𝐷𝑂𝑊𝑁 + 𝐽 3 × 𝛼 6 = 0.005 + 0 = 0.005 (𝑁𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t6 → t7

𝑇 𝑀6 = 𝑇 𝐿_𝐷𝑂𝑊𝑁 + 𝐽 3 × 𝛼 7 = 0.005 + 0.43 × 4.01 = 2 (𝑁𝑚) d) Ta có trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu

Ta có giá trị hiệu dụng của moment động cơ: TM = 0.9 (N.m)

Công suất của động cơ

Ta có thể chọn động cơ với công suất bé hơn ở tốc độ 1150 rpm

➔ Ta chọn động cơ S9I90GTH

Hình 2.5 Hình ảnh động cơ được chọn

Hình 2.6 Thông số trên động cơ

Tốc độ định mức n = 1350 vòng/phút

Tần số định mức f = 50Hz Điện áp định mức Uđm = 220/240 V

Dòng điện định mức Iđm = 0.68 A

Công suất định mức Pđm = 90 W

Thi công mô hình

Ta bắt đầu thiết kế mô hình

+ bằng cách lấy ống nhựa pvc đập dẹp ra sau đó lấy tạo khung rulo bán kinh 5cm + sau đó dùng óc vít cố định lại hai bên đầu

+khoan lỗ để đưa trục ren 10mm qua tâm của 2 đầu rulo

+lấy thanh ray của cb cắt ra 2 khúc mỗi khúc (32cm)

+lấy bat chữ L cố định vào phần Alu để cho thanh nâng đứng vững

+cuối cùng bắt thanh ren suốt 10mm qua hai đầu thanh và cố định lại

+cố định thanh rulo vào bằng cách lấy 2 thanh ray cb để và bát chữ L cố định

+cố định động cơ bằng bát chũ L

+gắng bộ truyển động từ trục motor đến bánh răng lớn của rulo

Chọn thiết bị điện của tời nâng hạ

2.3.1 Rơ le trung gian MY4N

Hình 2.7 Thông số của rơ le trung gian MY4N

Thông số kĩ thuật của MY4N:

2.3.2 Công tắc hành trình omron V-156-1c25

Hình 2.8 Thông số và cấu tạo của công tắc hành trình omron V-156-1c25

Thông số của công tắc hành trình:

- Kiểu công tắc: con lăn Trượt

Hình 2.9 Nút nhấn đèn báo xanh (LA19-11D) và đỏ (LA38-11BN)

Thông số kĩ thuật của 2 nút nhấn

• Nút nhấn màu xanh ( LA19-11D)

• Nút nhấn màu đỏ (LA38-11BN)

Hình 2.10 Công tắc xoay LA38-11X21

Thông số kĩ thuật của công tắc xoay LA38-11X21

Hình 2.12 Thông số của MCB của hãng Chint

- Dòng ngắn mạch Icu: 6kA

Hình 2.13 Thông số dây đã chọn

Ta chọn dây dẫn cadivi có tiết diện 1mm 2

Hình 2.14 Đèn báo vàng (AD16-22DS) và đỏ (AD16-22DS/S31)

Thông số kĩ thuật của 2 đèn báo

• Đèn báo màu vàng (AD16-22DS)

- Điện áp định mức 24VAC/DC

• Đèn báo màu đỏ AD16-22DS/S31

- Điện áp định mức 220VAC

Giới Thiệu Biến Tần

Giới Thiệu Biến Tần ACS 150 -01E- 047A7-2 Hãng ABB

Biến tần ACS150 ABB là dòng biến tần Mini tích hợp chiết áp điều khiển tốc độ trên biến tần cùng màn hình LCD Dễ dàng cài đặt thông số nhờ các Macros Các cấu hình I/O được xác định trước bao gồm Chế độ tiêu chuẩn ABB, chế độ 3 dây, chế độ Digital input, PID, Hand/Auto Chức năng cài đặt nhanh Flashdropcho phép cài đặt nhanh tối đa 20 thông số Có thể sao chép thông số từ biến tần này sang biến tần khác, hoặc PC với biến tần

Hình 3.1 Hình ảnh biến tần ACS 150 -01E- 047A7-2 Hãng ABB

3.2 Đấu nối mạch điều khiển, động lực

Hình 3.2 Hình ảnh mạch đấu nối biến tần ACS 150 -01E- 047A7-2 Hãng ABB

Hình 3.3 Hình ảnh các cổng I/0 biến tần ACS 150 -01E- 047A7-2 Hãng ABB 3.2 Thông số của biến tần

- Điện áp hoạt động từ 200 đến 240 V

- Điện áp phụ khi biến tần chạy là 24VDC

- Công suất định mức 1HP (0.75 kW)

➔ Động cơ là 90W biến tần có công suất là 750W biến tần phụ hợp cho động cơ hoạt động bình thường

3.3 đấu nối hộp biến tần

Hình 3.4 Hình ảnh đấu nối dây bên ngoài và các nút nhấn và đèn báo hiệu

Hình 3.5 Hình ảnh đấu nối dây bên trong biến tần và đi dây dẫn

3.4 Chạy các cấp tốc độ

Hình 3.6 Hình ảnh của biến tần chạy ở tần số 15Hz

Hình 3.7 Hình ảnh của biến tần chạy ở tần số 30 Hz

3.5 Cài đặt thông số của các dòng điện điện áp

+ Bước 1 Biến tần đã được cấp nguồn và hiển thị + Bước 2 Nhấn “menu” để vào menu của biến tần

+ Bước 3 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để đến mục PArl và nhấn Enter

+ Bước 4 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để nhóm tham số “-99-” và nhấn Enter + Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể đến tham số “9905” là thông số điện áp định mức của động cơ.(220V) + Bước 6 Nhấn đúp Enter để hoàn thành cài đặt giá trị

+ Bước 7 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể thay đổi giá trị, sau khi thay đổi giá trị mong muốn nhấn Enter để lưu giá trị và tham số

+ Bước 8 Nhấn 3 lần Exit để quay lại màn hình chính của biến tần

Cài đặt thông số định mức của dòng điện định mức giống như điện áp định mức chỉ khác mỗi bước 5

+ Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể đến tham số “9906” là thông số dòng điện định mức của động cơ.(0.9A)

Cài đặt thông số định mức của tần số định mức giống như điện áp định mức chỉ khác mỗi bước 5

+ Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể đến tham số “9907” là thông số

Tần số định mức của động cơ.( 50Hz)

3.6 Cài đặt thông số cho động cơ

Trước khi cài đặt các thông số chạy máy ta cần đưa các tham số về giá trị mặc định của biến tần về giá trị mặc định của nhà sản xuất các bước cài đặt thông số như điện áp định mức giống thao tác như trên chỉ khác thay đổi ở bước 5 và 7

+ Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể đến tham số “9902” là thông số để đưa về giá trị mặc định + Bước 7 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể thay đổi giá trị về 1 và nhấn Enter để lưu cài đặt thông số tốc độ tối đa và tốc độ tối thiểu tương ứng với cài đặt tần số tối đa và tần số tối thiểu điều

26 kiện là thông số cài đặt của tần số tối thiểu không lớn hơn tần số tối đa

Cài đặt thông số tốc độ tối đa có các bước tương tự nhưng điện áp định mức chỉ khác bước 4 và 5

+ Bước 4 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để nhóm tham số “-20-” và nhấn Enter + Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể tham số “2009” là tần số tối đa ( giá trị mặc định là E 50Hz/60Hz U ) (50Hz)

Cũng giống như tốc độ tối đa cài đặt thông số tối thiểu tương tự điện áp định mức chỉ khác bước 4 và 5

+ Bước 4 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để nhóm tham số “-20-” và nhấn Enter + Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể tham số “2007” là tần số tối thiểu

( giá trị mặt định là 0Hz ) (5Hz)

Cài đặt thời gian tăng tốc các bước tương tự cài đặt điện áp định mức chỉ khác bước 4 và 5

+ Bước 4 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để nhóm tham số “-22-” và nhấn Enter + Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể tham số “2202” là thời gian tăng tốc ( giá trị mặt định là 5 giây )

Cài đặt thời gian giảm các bước tương tự cài đặt điện áp định mức chỉ khác bước 4 và 5

+ Bước 4 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” để nhóm tham số “-22-” và nhấn Enter + Bước 5 Nhấn nút “↑” hoặc “↓” dể tham số “2203” là thời gian giảm tốc ( giá trị mặt định là 5 giây )

3.7 Mạch trên CAD SIMU

Hình 3.11 Hình ảnh mạch trên Cad Smu

Hình 3.12 Hình ảnh mạch chạy trên Cad SmU

Thông số của biến tần

- Điện áp hoạt động từ 200 đến 240 V

- Điện áp phụ khi biến tần chạy là 24VDC

- Công suất định mức 1HP (0.75 kW)

➔ Động cơ là 90W biến tần có công suất là 750W biến tần phụ hợp cho động cơ hoạt động bình thường.

đấu nối hộp biến tần