Luận văn: Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ ppt

Luận văn Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 1 http://www.ebook.edu.vn Mục lục Lời mở đầu 3 Phần I: giới thiệu chung 5 Chơng I: Giới thiệu về công nghệ lọc bụi 6 I. Giới thiệu chung 6 II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện 6 III. u, nhợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện 7 IV. Nguyên lí của việc làm sạch khí bằng điện 8 V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện 9 VI. Những quá trình chính khi làm sạch khí bằng điện 14 VII. Mức độ thu bụi theo lí thuyết 17 VIII. Các nhân tố ảnh hởng trong thiết bị lọc bụi điện thực tế 17 IX. ứng dụng cụ thể của phơng án đối với yêu cầu lọc bụi 21 Chơng II: Rơle thời gian 23 I. Rơle thời gian điện từ 24 II. Rơle thời gian kiểu thủy lực 29 III. Rơle thời gian kiểu đồng hồ 30 IV. Rơle thời gian kiểu động cơ 33 V. Rơle thời gian điện tử 37 VI. Rơle thời gian dùng vi mạch 555 42 VII. Rơle thời gian kiểu mạch số 46 Phần I: thiết kế bộ điều khiển cho động cơ 48 Chơng I: Thiết kế chế tạo mạch 49 I. Các yêu cầu 49 II. Thành lập sơ đồ khối 50 đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 2 http://www.ebook.edu.vn III. Khối tạo xung chuẩn 50 IV. Khối chia tần 54 V. Khối đếm thời gian một yêu cầu 62 VI. Khối logic điều khiển 74 VII. Khối chỉ thị thời gian 76 VIII. Bộ chuyển mạch 79 Chơng II: Thiết kế mạch 82 I. Sơ đồ nguyên lí toàn mạch 82 II. Các linh kiện 85 III. Kết luận 86 Tài liệu tham khảo 88 đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 3 http://www.ebook.edu.vn Lời mở đầu Nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nớc. Trong đó công nghiệp là một ngành đợc quan tâm hàng đầu ở nớc ta. Nhờ đó trong những năm gần đây ngành công nghiệp có rất nhiều thành tựu đáng kể. Các nhà máy xí nghiệp mọc lên nh nấm, cùng với đó là các khu liên hiệp, khu chế xuất. Sản lợng công nghiệp không ngừng đợc tăng lên, chất lợng hàng hóa ngày càng đợc nâng cao, sản phẩm đa dạng nhiều chủng loại. Đó là nhờ áp dụng khoa hoc kĩ thuật vào sản xuất. Trong đó ngành điện có vai trò rất quan trọng. Là một nớc đang phát triển nên các ngành điện tử tự động có vai trò rất quan trọng trong nền công nghiệp nớc ta. Nó có ứng dụng trong tất cả các nhà máy, xí nghiệp đều đợc điều khiển một cách tự động nhờ các thiết bị điện tử, nhờ máy tính. Ngành công nghiệp phát triển không ngừng, dần dần đáp ứng đợc nhu cầu của con ngời về vật chất và tinh thần. Song song với sự phát triển không ngừng của công nghiệp thì môi trờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Trong đó vấn đề về bụi công nghiệp cũng rất đợc quan tâm. Bụi rất nguy hiểm cho sức khỏe của con ngời, đặc biệt là bụi nhà máy than, nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm Chính vì vậy mà các nhà máy đều phải có hệ thông lọc bụi, để đảm bảo điều kiện làm việc của công nhân. Trong các hệ thống lọc bụi thì lọc bui tĩnh điện đợc dùng chủ yếu. Trong đó bộ điều khiển cho động cơ rung gõ trờng lọc bụi tĩnh điện là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thông lọc bui tĩnh điện. Bộ điều khiển này sử dụng các thiết bị điện tử. đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 4 http://www.ebook.edu.vn Đề tài thiết kế gồm có 2 phần: Phần I: Giới thiệu chung Gồm có hai chơng : Chơng I : Giới thiệu về công nghệ lọc bụi Chơng II: Rơle thời gian Phần II: Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ Gồm có hai chơng : Chơng I : Sơ đồ và nguyên lí mạch Chơng II: Thiết kế mạch điều khiển Cùng với sự cố gắng của bản thân và đợc nhận sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Em rất mong nhận đợc sự góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em đợc hoàn thiện hơn. Em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất. Sinh viên Lơn g Văn H ọ c ®å ¸n tèt nghiÖp L−¬ng V¨n Häc 5 http://www.ebook.edu.vn PhÇn I Giíi thiÖu chung đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 6 http://www.ebook.edu.vn Chơng I Giới thiệu về công nghệ lọc bụi I. Giới thiệu chung Ngành công nghiệp nớc ta ngày càng phát triển mạnh. Nó dần đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao của con ngời. Song song với sự phát triển đó thì môi trờng sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Một trong những nguyên nhân lớn là do chất thải công nghiệp. Vì thế việc thiết kế hệ thống lọc bụi là rất cần thiết và không thể thiếu khi xây dựng nhà máy, đặc biệt là các nhà máy xi măng, nhà máy phân đạm. Hệ thống lọc bụi sẽ đảm bảo đợc điều kiện làm việc cho công nhân. Nhng vấn đề đặt ra đối với các nhà máy là chọn hệ thống lọc bụi nào cho phù hợp với từng nhà máy cụ thể. Các phơng pháp lọc bụi chủ yếu hiện nay gồm có: 1 - Lọc bụi ly tâm. 2 - Lọc bụi ẩm 3 - Lọc bụi tĩnh điện Với sự phát triển vợt bậc của ngành điện đặc biệt là tự động hoá xí nghiệp, thì phơng pháp lọc bụi tĩnh điện là phơng pháp rất hiệu quả đối với các nhà máy công nghiệp có lợng bụi lớn nh nhà máy xi măng, nhà máy phân bón v.v II. ứng dụng cụ thể của các thiết bị lọc bụi điện: Thiết bị lọc bụi kiểm Y: (loại nằm ngang đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy luyện kim: ở các lò mactanh, lò quay, lò nung đôlômit, nồi hơi. Thiết bị lọc bụi điện loại này thờng lọc đợc khí khô ở nhiệt độ cao. Và thiết bị loại này thờng đợc đặt ở sau hệ thống xiclôn để làm sạch bụi khô trong khí (trớc khi vào thiết bị lọc bụi điện). đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 7 http://www.ebook.edu.vn Thiết bị lọc bụi điện ẩm kiểu ống trụ một vùng: Thiết bị lọc bụi loại này cho thu hồi bụi tinh vì khi bụi lắng thì không có hiện tợng bụi quấn theo khí ra môi trờng ngoài, đồng thời điện trở suất trong lớp bụi giảm. Thiết bị loại này thờng đợc đặt ở phía ngoài xởng nên cần mái che thiết bị. Thiết bị lọc bụi lới điện 2 vùng: Thiết bị loại này có hai vùng điện trờng riêng biệt, trong đó một điện trờng để tích điện cho hạt bụi còn điện trờng khác để lắng bụi. Nhờ đó điện trờng thực hiện tốt hơn vai trò của mình. Thiết bị lọc bụi kiểu này chủ yếu làm sạch không khí có nhiệt độ đến 40 0 C khi hàm lợng bụi ban đầu 10mg/m 3 . Với thiết bị lọc bụi này khi đợc áp dụng trong công nghiệp thì có thể làm sạch khí có hàm lợng bụi ban đầu lớn. III. Ưu, nhợc điểm chung của thiết bị lọc bụi điện Ưu điểm: - Hiệu suất thu bụi cao. Hiệu suất thu bụi đạt tới 99%. Chi phí năng lợng thấp, chỉ cần 0,3 đến 1,8 MJ cho 1000m 3 khí thải. - Có thể thu đợc các hạt bụi với kích thớc nhỏ tới 0,1 m và nồng độ bụi từ vài gam đến 50g/cm 3 . - Nhiệt độ của khí có thể đạt tới 500 0 C. - Thiết bị lọc bụi có thể làm việc với áp suất chân không hoặc áp suất cao. - Có thể điều khiển và tự động hoá hoàn toàn. Nhợc điểm: - Do các thiết bị có độ nhạy cao nên khi có sự saikhác nhỏ giữa giá trị thực tế của các thông số công nghiệp và các giá trị tiánh toán thiết kế thì hiệu quả thu bụi cũng giảm sút nhiều. - Những sự cố cơ học dù nhỏ cũng ảnh hởng tới hiệu quả thu bụi. - Thiết bị lọc bụi điện không đợc ứng dụng để làm sạch khí có chứa các chất dễ nổ, vì trong thiết bị lọc bụi thờng xuất hiện các tia lửa điện. đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 8 http://www.ebook.edu.vn IV. Nguyên lý của việc làm sạch khí bằng điện: Hình 1.1 Hình vẽ bên trình bày cho ta nguyên lý tích bụi và lắng bụi trong thiết bị lọc bụi điện. Khí thải cần lọc bụi đợc thổi qua hệ thống hai điện cực. Điện cực nối đất gọi là điện cực lắng vì bụi đợc lắng chủ yếu ở trên cực này. Điện cực thứ 2 đợc gọi là điện cực quầng sáng. Điện cực này đợc cung cấp dòng điện một chiều có điện thế cao, do điện thế cao nên cờng độ điện trờng xung quanh có giá trị lớn và gây ra sự va đập ion mãnh liệt. Biểu hiện bên ngoài của sự ion hoá khi mãnh liệt là nhìn thấy một quầng sáng bao phủ quảnh điện cực này. Sự phóng điện quầng sáng xảy ra sát bề mặt điện cực quầng sáng. Sự phóng điện quầng sáng không lan rộng giữa hai điện cực mà yếu đi và tắt dần theo phơng tới điện cực lắng vì đi từ điện cực quầng sáng tới điện cực lắng thì cờng độ điện trờng yếu dần đi (điện trờng giữa hai điện cực là điện trờng không đều). đồ án tốt nghiệp Lơng Văn Học 9 http://www.ebook.edu.vn Các ion khí đợc tạo ra chủ yếu trong vùng quầng sáng. Dới tác động của lực điện trờng các ion sẽ chuyển động về phía các điện cực trái dấu với chúng. Các ion dơng chuyển dịch về phía cực âm (cực quầng sáng là cực âm). Các ion âm chuyển dịch về phía cực dơng (cực dơng là cực lắng). Sự chuyển dịch dòng các ion về các điện cực tạo ra dòng điện. Dòng điện này đợc gọi là dòng điện quầng sáng. Khi thổi khí thải có chứa bẩn qua không gian giữa hai điện cực thì các ion sẽ bám dính lên bề mặt của các hạt bụi và các hạt bụi trở nên mang điện cực trái dấu với điện tích chúng tính đợc. Khi tới các điện cực các hạt bụi đợc lắng lại trên bề mặt điện cực. Lợng bụi đợc lắng chủ yếu trên bề mặt các điện cực lắng. Trên bề mặt các điện cực quầng sáng cũng có bụi lắng lại, nhng lợng bụi này nhỏ, không đáng kể so với lợng bụi lắng lại ở điện cực lắng. Theo mức độ tích tụ bụi trên bề mặt điện cực ngời ta định kỳ rung lắc điện cực, hoặc xối nớc rửa điện cực và thu lấy bụi. V. Cấu trúc các bộ phận chính của thiết bị lọc bụi điện: Phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản, thành phần, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm của không khí, các tính chất vật lý, hoá học của bụi, yêu cầu mức độ làm sạch v.v mà cấu tạo thiết bị lọc bụi có các kiểu khác nhau. Nhng cấu tạo của chúng đều có những bộ phận cấu trúc cơ bản sau: [...]... gian kiểu động cơ Khi điều khiển các quá trình hoạt động của thiết bị, máy móc cần có thời gian trễ lớn: từ vài phút đến vài giờ hoặc lâu hơn nữa, hay các quá trình làm việc diễn ra có tính lập lại theo chu kì, ngời ta thờng sử dụng các rơle thời gian kiểu động cơ Loại rơle này có cấu trúc chung nh sơ đồ hình 2.7 Rơle gồm các bộ phận chính sau: 1 Bộ phận động lực Bộ phận động lực để rơle hoạt động liên... 50(Hz) Đầu trục ra của động cơ liền với đầu trục vào của bộ giảm tốc Động cơ đợc cấp điện, rôto quay liên tục để truyền công suất cơ cho bộ tạo thời gian hoạt động trong suốt quá trình rơle làm việc Cấu tạo động cơ loại này nh ở hình 2.8a Đặc điểm của loại động cơ này là cấu tạo đơn giản, ít h hỏng Lơng Văn Học 33 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp Tốc độ quay phụ thuộc vào dao động của điện áp nguồn,... gian gồm có các bộ phận chính sau: - Bộ phận động lực: có chức năng nhận tín hiệu vào là năng lợng điện, biến đổi thành năng lợng thích hợp cho bộ phận hợp thời gian hoạt động Bộ phận động lực có thể là nam châm điện, động cơ điện, bộ biến đổi điện: biến áp, chỉnh lu Lơng Văn Học 23 http://www.ebook.edu.vn đồ án tốt nghiệp - Bộ tạo thời gian : có chức năng kéo dài thời gian trễ của rơle Bộ phận này làm... hoặc một xung điều khiển đặt vào động cơ, rôto sẽ quay đợc một góc xác định, gọi là một bớc, sau đó đặt tiếp nửa sóng thứ hai hoặc một xung ngợc cực tính với xung trớc, rôto lại quay tiếp đợc góc thứ hai Nh vận động cơ quay thành từng bớc gián đoạn (không trơn liên tục nh động cơ thờng), tốc độ quay tùy thuộc tần số điện áp nguồn hay tần số xung đa vào động cơ Khi tần số nguồn là 50Hz, động cơ quay đợc... 3 2 1 U~ Hình 2.8a Động cơ trong rơle thời gian b) Động cơ không đồng bộ một pha kiểu chạy tụ Loại này thờng đợc chế tạo có bốn cực, hai cuộn dây gồm: một cuộn chạy và một cuộn phụ nối với tụ điện Mỗi cuộn dây đợc chia làm hai cuộn nhỏ, đặt trên hai cực xen kẽ nhau Tốc độ động cơ là 1460 vòng/phút ở tần số nguồn 50(Hz) Công suất cơ từ 4ữ8(W) Động cơ này nối với một hộp giảm tốc cơ khí, có mômen ở đầu... đủ để cuộn chặt dây cót của bộ phận tạo thời gian trễ kiểu đồng hồ Khi dây cót đã đợc cuộn chặt, động cơ đợc ngắt điện và dừng quay, lò xo dây cót xổ ra, giải phóng năng lợng làm cơ cấu đồng hồ làm việc Trong thời gian động cơ điện cuộn dây cót từ 15ữ20(s), cơ cấu đồng hồ vẫn làm việc bình thờng Khi dây cót xổ ra gần hết, động cơ đợc tự động đóng điện, lại cuộn chặt dây cót cho chu kì làm việc mới Thời... toàn bộ khối lợng củahợp chất ban đầu đa vào), nh vậy điện áp đặt vào để lọc bụi xi măng thờng phải ở mức tơng đối cao khoảng từ 70 75 kV Kết luận: Quan tìm hiểu sơ bộ về thiết bị lọc bụi, cấu tạo và các bộ phận cùng nguyên lý hoạt động của chúng Đồng thời đa ra đợc chức năng các bộ phận, các thông số kỹ thuật, giúp ta có khái niệm ban đầu về lọc bụi và cơ bản có thể định hớng để có thể thiết kế chi... đồng hồ Trong rơle thời gian kiểu đồng hồ, bộ phận động lực làm rơle hoạt động có thể là một cuộn lò xo lá (nh dây cót trong đồng hồ cơ khí) Khi vặn lò xo cuộn chặt lại, lò xo đã đợc nạp năng lợng Do tính đàn hồi, khi lò xo xổ rảtở về trạng thái đầu, thì giả phóng năng lợng cơ làm rơle hoạt động Bộ phận động lực có thể là một nam châm điện Khi có tín hiệu điều khiển vào cuộn dây nam châm, phần ứng (nắp)... dài là các động cơ công nhỏ cỡ 2ữ5(W) Có 2 loại động cơ đợc dùng nh sau: a) Động cơ không đồng bộ một pha kiểu vòng ngắn mạch (vòng chập) lõi thép stato có hai cực, làm bằng thép lá kĩ thuật điện ghép Dây quấn kiểu tập trung một cuộn Trên cực có đặt một vòng ngắn mạch bằng đồng dẫn điện tốt, tiết diện lớn Vòng ngắn mạch ôm một phần (cỡ 1/3ữ1/2) diện tích cực từ Điện áp làm việc của động cơ có 110(V)... thời gian kiểu thủy lực Bộ phận động lực là nam châm điện 1 Bộ phận tạo thời gian là hệ thống thủy lực gồm xilanh, pittông, lò xo cản trong xilanh chứa đầy dầu nhờn Bộ phận ra là hệ tiếp điểm tác động tức thời (không trễ) và tiếp điểm tác động chậm (có trễ) Rơle làm việc nh sau: Khi có tín hiệu điện điều khiển đa vào cuộn dây nam châm điện 1, lực hút điện từ kéo nắp chuyển động rất nhanh (coi là tức . kiểu động cơ 33 V. Rơle thời gian điện tử 37 VI. Rơle thời gian dùng vi mạch 555 42 VII. Rơle thời gian kiểu mạch số 46 Phần I: thiết kế bộ điều khiển cho động cơ 48 Chơng I: Thiết kế. chủ yếu. Trong đó bộ điều khiển cho động cơ rung gõ trờng lọc bụi tĩnh điện là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thông lọc bui tĩnh điện. Bộ điều khiển này sử dụng các thiết bị điện tử tài thiết kế gồm có 2 phần: Phần I: Giới thiệu chung Gồm có hai chơng : Chơng I : Giới thiệu về công nghệ lọc bụi Chơng II: Rơle thời gian Phần II: Thiết kế bộ điều khiển cho động cơ Gồm