ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG TỐC ĐỘ

ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN_ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ NHÓM 37 ĐỀ TÀI: ĐỒNG TỐC ĐỘ TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 10/2012 I.Tổng quan đồ án : I.1 Yêu cầu đặt : Hai dây chuyền chạy nối tiếp cần ổn định tốc độ, dây chuyền có tốc độ gấp lần dây chuyền Động có công suất HP, hộp số 1/20, Động có công suất HP, hộp số 1/20 Điều khiển chạy tới, chạy lui, thay đổi tốc độ, bảo đảm tỷ lệ tốc độ 2/1 hai dây chuyền Nếu động dừng động dừng theo I.2 Phân tích đồ án : Nếu băng chuyền chạy nối tiếp, băng chuyền điều khiển động mà tốc độ chúng không theo tỉ lệ định ảnh hưởng đến trình sản xuất Ở theo đề tài đặt băng chuyền chạy với tốc độ gấp lần băng chuyền I.3 Giải pháp nhóm : Với đặc tính tải: - Momen không đổi tốc độ thay đổi Đồng tốc độ, với tốc độ dây chuyền gấp đôi dây chuyền Ổn định tốc độ Chế độ làm việc dài hạn - Dùng luật điều khiển U/F - - Biến tần 1(master) điều khiển động 1(master) sử dụng encoder gắn động 1(master) phản hồi tốc độ biến tần 2(slave) thông qua modul encoder, sử dụng chức reference speed để điều khiển động 2(slave) chạy theo tốc độ động 1(master) theo tỉ lê 2/1 II Chọn thiết bị : II.1 Chọn động thiết bị truyền động : II.1.1 Chọn động hộp số cho băng chuyền 1(master) : Yêu cầu: - Động 5hp Hộp số tỉ lệ 1/20 Tốc độ không cao Chế độ làm việc dài hạn Giải pháp: Nhóm chọn động kèm hộp số có công suất kw hãng siemens (cataloge động hộp số trang 2/50) Tốc độ qua hộp số:71 rpm Momen ra: 536 Nm Tỉ lệ hộp số: 20,2 Mã sản phẩm: 2KJ1104 – GH13 – N1 Tần số: 50hz Trọng lượng : 69 kg catalog chon hop so 1.pdf II.1.2 Chọn động cho băng chuyền 1(master) : Số cực : Tốc độ định mức : 1440 Momen : 26.50 Nm Dòng điện định mức : 8.20 A Điện áp : 400V Hệ số công suất : 0,83 Hiêu suất lúc đầy tải : 86.00% Hãng sản xuất : Siemens (cataloge động hộp số trang 8/80) catalog chon dong co 1.pdf II.1.3 Chọn động hộp số cho băng chuyền 2(slave) : Giải pháp : Nhóm chọn động kèm hộp số có công suất kw hãng siemens (catalog động hộp số trang 2/46) Tốc độ qua hộp số: 70 rpm Momen ra: 408 Nm Mã sản phẩm: 2KJ1104-FM13-N1 Tỉ lệ hộp số: 20,20 Tần số: 50hz Trọng lượng : 62kg catalog chon hop so 2.pdf II.1.4 Chọn động cho băng chuyền (slave) : Số cực : Tốc độ định mức : 1420 Momen : 20.20 Nm Dòng điện định mức : 6.40 A Điện áp : 400V Hệ số công suất : 0,82 Hiêu suất lúc đầy tải : 83.00% Hãng sản xuất : Siemens (cataloge động hộp số trang 8/80) catalog chon dong co 2.pdf II.2 Chọn thiết bị điện : II.2.1 Chọn biến tần : Yêu cầu : - Phù hợp với công suất động kw kw - Dùng cho băng tải - Điện áp 400 V - Điều khiển U/f - Tần số 50Hz - Đọc xung encoder - Có chế độ encoder reference Giải pháp : Với yêu cầu nhóm chọn biến tần hãng emerson ( control technics ) sau: Cataloge biến tần trang 21 Hãng Emerson Contol Technics catalog chon bt pdf Biến tần 1(master) : SP1405 : Công suất: kw Dòng : 8.8 A Biến tần 2(slave) : SP1403 : Công suất: kw Dòng : 6.9 A Một vài tính biến tần: Tần số:48-65hz Dải điện áp 380-480v Dòng điện tải: 110% 60s (normal duty) Điều khiển U/f Điều khiển vector, điều khiển từ thông rotor Tần số ra: 0-3000Hz (open loop) Modul encorder Encoder reference II.2.2 Chọn phụ kiện biến tần : - Điện trở hãm : Điện trở hãm tích hợp sẵn biến tần,phù hợp cho tác loại tải có quán tính nhỏ,tuy nhiên để phục vụ cho trường hợp tải quán tính lớn,nhóm gắn thêm điện trở hãm cho động Theo catalog biến tần ( trang 13) ta có: - Dùng cho loại có kích cỡ: Mã sản phẩm: SM-HEATSINK-DBR1 Giá trị điện trở:75 ohm Công suất 50W catalog chon bt,,,,.pdf Quạt tản nhiệt cho biến tần : Làm mát cho biến tần.chọn theo catalog biến tần trang 13 Nhóm chọn MCB cho biến tần : Hãng siemens ( Catalog trang 3/13 ) mccb\catalog mccb, mcb.pdf Biến tần 1( master) dòng vào 8.8A nên nhóm chọn MCB có dòng định mức là: 10 A Mã : 5SX4310-7 Biến tần (slave) dòng vào 6.9 A nên nhóm chọn MCB có dòng định mức : A Mã : 5SX4308-7 II.3.2 Chọn MCB bảo vệ mạch điều khiển : MCB Simemens 5SX2106 – 7CC ( Catalog trang 1/13 ) Số cực : 1P Dòng điện định mức : 6A Dòng đánh thủng : 6kA Điện áp định mức : 230V mccb\catalog mccb, mcb - Copy (2).pdf II.3.4 Chọn biến áp cách ly : Chọn biến áp cách ly hãng Siemens catalog 12/27 Điện áp : 230 V bien ap chach ly.pdf II.4 Chọn thiết bị điều khiển : II.4.1 Chọn Contactor Chức : Dùng để đóng cắt từ xa để điều khiển bảo vệ mạch động lực mạch điều khiển Nhóm chọn contacter hãng siemens (catalog trang 3/15) cho biến tần : Biến tần 1: Công suất kW , dòng 8.8A nên chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 9A Biến tần 2: Công suất kW , dòng 6.9A chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 7A mccb\catalog contacter.pdf II.4.2 Chọn Relay : Là thiết bị đóng cắt thường dùng cho mach điều khiển Sơ đồ chân rơ le : Nhóm chọn loại rơ le sau : Relay Siemens : LZX : PT570730( Catalog role trang 3/7 ) Điện áp vào : 230V AC Có cặp tiếp điểm Catalog ro le.pdf II.4.3 Chọn nút ấn nút ấn cố : Chọn nút nhấn tự giữ cho nút điều khiển, hãng Siemens ( catalog nút ấn trang 10/7) catalog chon nut an.pdf Nút ấn cố : II.4.4 Chọn đèn báo : Nhóm chọn đèn : Mã số 3SB3901 – 1BF & Mã số 3SB3901 – 1DF Điện áp : 230 VAC Dòng định mức : 15mA Màu : vàng , xanh ( catalog chọn đèn báo trang 13/26) catalog chon den bao.pdf II.5 Chọn cáp : - Chọn cáp mạch động lực : Cáp hãng Cadivi loại : lõi , 5A/ 1mm2 Mặt cắt danh định : 4mm2 Mã số : 1060106 ( catalog chọn cáp trang 2/11 ) Catalog chon cap.pdf - Chọn cáp mạch điều khiển : Cáp hãng Cadivi loại : lõi , 5A/ 1mm2 Mặt cắt danh định : 1mm2 Mã số : 1060101 ( catalog chọn cáp trang 2/11 ) III Mạch động lực mạch điều khiển : III.1: Mạch động lực Các thiết bị chức : MCCB: MCCB tổng cho biến tần Bảo vệ tải, ngắn mạch MCCB 1, MCCB 2: MCCB cho biến tần KM 1, KM2: contacter đóng ngắt điện vào biến tần K1 : relay đóng tiếp điểm chạy thuận K2 : relay đóng tiếp điểm chạy nghịch K3: relay báo lỗi cho biến tần Encorder : đo tốc độ động 1, phản hồi biến tần slave SM- ENCORDER PLUS: module giải mã tín hiệu từ encorder Bộ nguồn: 5( V) cấp nguồn cho encorder Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn hút KM1, KM2 bên mạch điều khiển có điện đóng tiếp điểm KM1, KM2 bên mạch động lực lại, cung cấp điện cho biến tần Khi động chạy, encorder hoat động, phản hồi tốc độ băng chuyền thứ biến tần thứ thông qua module SM-ENCORDER PLUS Từ biến tần thứ so sánh tốc độ động băng chuyền thứ với tốc độ động thứ 2, sau điều chỉnh cho băng chuyền thứ chạy với tốc độ ½ tốc độ băng chuyền thứ III.2 : Mạch điều khiển Các thiết bị chính: MCB: bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển Biến áp cách ly: có nhiệm vụ tạo nguồn 220v ổn định cấp cho mạch điều khiển, cách ly mạch điều khiển với lưới điện có cố Emergency : nút nhấn cố Power : nút nhấn nguồn K1, K2 : relay chạy thuận, nghịch K3: relay báo lỗi cho biến tần Nguyên lý hoạt động Ban đầu , ta nhấn nút POWER, dòng điện cấp cho cuộn hút contacter KM1, KM2 Đồng thời đóng tiếp điểm bên mạch động lực Khi biến tần cấp điện Khi muốn cho động chạy thuận ta nhấn nút F( forward) ,dòng điện cấp cho cuộn hút relay K1, đóng tiếp điểm tự giữ relay K1 lại, đồng thời tiếp điểm K1 bên relay K2 mở ra, không cho chế độ chạy nghịch hoạt động Đèn forward sáng Khi muốn cho động chạy nghịch ta nhấn nút STOP-F để dừng chế độ chạy thuận lại, đồng thời nhấn nút R( reverse) ,khi tiếp điểm K2 có điện, đóng tiếp điểm tự giữ K2 ngắt K1 Đồng thời đèn báo REVERSE sáng lên Khi biến tần xảy lỗi cuộn hút K3 có điện, ngắt tiếp điểm tự giữ K3 , làm cho động ngừng hoạt động đồng thời đèn báo ERROR sáng lên, báo hiệu trạng thái lỗi IV Cài đặt : IV.1 : Biến tần 1: Các thông số động cơ: Thông số Pr0.42 Pr 0.43 Pr 0.44 Pr 0.45 Pr 0.46 Pr 0.47 Mô tả Khoảng cài đặt Giá trị cài đặt Trang Số cực Hệ số công suất Điện áp định mức Tốc độ định mức Dong dinh mức động Tần số động 0-60 0-180000rpm 0-dòng đinh mức 0.83 400V 1440 8.20 A 105 105 105 105 105 0-3000hz 50hz 105 Giá trị cài đặt 5s 5s Trang 1:open loop 105 180 10% 165% 180 104 Chế độ vận hành,bảo vệ: Thông số Pr 0.03 Pr 0.04 Pr2.02 Mô tả Khoảng cài đặt Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Bât hàm ramp Pr0.48 Chế độ vận hành Pr 5.13 u/f Pr5.15 Pr0.06 Voltage boost Dòng điện giới hạn 0-3,2s/100hz 0-3,2s/100hz 0:off 1:on 1:open loop 2:close loop vector 3:servo Off:0 On:1 0-25% Uđm to 104 104 166 Pr0.4 Auto tune Pr 6.45 Làm mát,cho quạt chạy tốc độ lớn Current_limit_max % 1:đứng yên 2:quay 0:off 1:on Cài đặt chạy thuận,nghịch: Đối Thông Mô tả tượng số T26:run Pr 8.03 Terminal forward inactive/active Pr8.23 T26 digital I/O source/destination Pr 6.30 Run forward T27 : run reverse Pr 8.04 Pr 8.24 Pr 6.32 T41 / 42 Relay Pr8.07 Terminal inactive/active T27 digital input source/destination Run reverse Terminal inactive/active Cài đặt tốc độ max,min: Thông số Mô tả Pr1.06 Chế độ tốc độ cao Pr 0.02 Pr1.07 Cài đặt tốc độ cao Chế độ tốc độ thấp Pr0.01 Cài đặt tốc độ bé 105 182 Khoảng cài đặt 0: inactive 1: active Pr0.00 pr21.51 Giá trị cài đặt Trang Pr 6.30 188 182 188 Pr 6.32 188 182 188 :off :on 0: inactive 1: active Pr0.00 pr21.51 :off :on 0: inactive 1: active Khoảng cài đặt 0:off 1:on 0-3000hz 0:off 1:on ± 3000hz Giá trị cài đặt Trang 50hz 104 162 5hz 104 162 188 IV.2: Biến tần 2: Các thông số động cơ: Thông số Mô tả Pr 0.47 Pr 0.46 Pr 0.45 Pr 0.44 Pr0.42 Pr 0.43 Tần số động Dòng dinh mức động Tốc độ định mức Điện áp định mức Số cực Hệ số công suất Khoảng cài đặt 0-3000hz 0-dòng đinh mức 0-180000rpm 0-60 Giá trị cài đặt 50hz 6.40A 1420 400V 0.82 Chế độ vận hành,bảo vệ: Thông số Pr 0.03 Pr 0.04 Pr2.02 Mô tả Khoảng cài đặt Giá trị cài đặt Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Bât hàm ramp 5s 5s Pr 5.13 u/f Pr 5.15 Pr0.48 Voltage boost Chế độ vận hành Pr0.4 Auto tune Pr0.06 Dòng điện giới hạn Pr 0.14 Chế độ điều chỉnh momen(Torque mode Selector) Làm mát,cho quạt chạy tốc độ lớn 0-3,2s/100hz 0-3,2s/100hz 0:off 1:on 0:off 1:on 0-25% Uđm 1:open loop 2:close loop vector 3:servo 1:đứng yên 2:quay to Current_limit_max % 1:điều khiển tần số 2:điều khiển momen Pr 6.45 0:off 1:on 10% 1:open loop 165% Cài đặt chạy thuận,nghịch: Đối Thông Mô tả Khoảng cài đặt Giá trị cài tượng T26:run forward số Pr 8.03 Pr8.23 Pr 6.30 T27 : run reverse Pr 8.04 Pr 8.24 Pr 6.32 T41 / 42 Relay Pr8.07 đặt Terminal inactive/active T26 digital I/O source/destination Run forward Terminal inactive/active T27 digital input source/destination Run reverse Terminal inactive/active 0: inactive 1: active Pr0.00 pr21.51 Pr 6.30 :off :on 0: inactive 1: active Pr0.00 pr21.51 1 Pr 6.32 :off :on 0: inactive 1: active 1 Cài đặt encoder: Thông số Mô tả Pr 3.34 Drive encoder lines per revolution(độ phân giải) Loại encoder Pr 3.38 Thông số Pr 3.39 Mô tả Drive encoder termination select Khoang cai đặt 0-50000 Giá trị cài đăt 1024 0:Ab 1:Fd 2:Fr Khoảng cài Giá trị cài đặt đăt 0-2 Trang 170 170 Trang 170 Để biến tần hoạt động thiết bị slave dựa tín hiệu từ thiết bị master ta cài đặt cho thông số sau : Thông số Pr 3.13 Mô tả Enable frequency Khoang cai dat O:off Giá trị cài đăt Trang 170 slaving V Thiết kế tủ điện : Các thiết bị tủ điện: Bản vẽ thiết kế: 1:on Kích thước tủ điện: - Chiều cao: 130( MCCB) + 150 (MBA) + 368( BT) = 648( mm) - Chiều rộng: x 43( KM) + x 23( relay) + 151 (MBA) = 306 (mm) - Bề dày: 219 ( BT) (mm) Vậy nhóm chọn tủ điện có kích thước (H x W x D) : 700 x 350 x 230 (mm) [...]... Từ đó biến tần thứ 2 so sánh tốc độ động cơ của băng chuyền thứ 1 với tốc độ của động cơ thứ 2, sau đó điều chỉnh sao cho băng chuyền thứ 2 chạy với tốc độ bằng ½ tốc độ của băng chuyền thứ 1 III.2 : Mạch điều khiển Các thiết bị chính: MCB: bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển Biến áp cách ly: có nhiệm vụ tạo ra nguồn 220v ổn định cấp cho mạch điều khiển, và cách ly mạch điều khiển với lưới điện khi có... hoạt động Đèn forward sáng Khi muốn cho động cơ chạy nghịch thì ta nhấn nút STOP-F để dừng chế độ chạy thuận lại, đồng thời nhấn nút R( reverse) ,khi đó tiếp điểm K2 sẽ có điện, đóng tiếp điểm tự giữ K2 và ngắt K1 ra Đồng thời đèn báo REVERSE sáng lên Khi 1 trong 2 biến tần xảy ra lỗi thì cuộn hút K3 có điện, ngắt tiếp điểm tự giữ K3 , làm cho 2 động cơ ngừng hoạt động đồng thời đèn báo ERROR sáng lên,... lỗi cho biến tần Encorder : đo tốc độ động cơ 1, phản hồi về biến tần slave SM- ENCORDER PLUS: module giải mã tín hiệu từ encorder Bộ nguồn: 5( V) cấp nguồn cho encorder Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn hút KM1, KM2 bên mạch điều khiển có điện sẽ đóng 2 tiếp điểm KM1, KM2 bên mạch động lực lại, cung cấp điện cho 2 biến tần Khi động cơ 1 chạy, encorder hoat động, phản hồi tốc độ của băng chuyền thứ 1 về biến... thông số động cơ: Thông số Mô tả Pr 0.47 Pr 0.46 Pr 0.45 Pr 0.44 Pr0.42 Pr 0.43 Tần số động cơ Dòng dinh mức động cơ Tốc độ định mức Điện áp định mức Số cực Hệ số công suất Khoảng cài đặt 0-3000hz 0-dòng đinh mức 0-180000rpm 0-60 Giá trị cài đặt 50hz 6.40A 1420 400V 4 0.82 Chế độ vận hành,bảo vệ: Thông số Pr 0.03 Pr 0.04 Pr2.02 Mô tả Khoảng cài đặt Giá trị cài đặt Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Bât... 1: Các thông số động cơ: Thông số Pr0.42 Pr 0.43 Pr 0.44 Pr 0.45 Pr 0.46 Pr 0.47 Mô tả Khoảng cài đặt Giá trị cài đặt Trang Số cực Hệ số công suất Điện áp định mức Tốc độ định mức Dong dinh mức động cơ Tần số động cơ 0-60 0-180000rpm 0-dòng đinh mức 4 0.83 400V 1440 8.20 A 105 105 105 105 105 0-3000hz 50hz 105 Giá trị cài đặt 5s 5s 1 Trang 1:open loop 105 1 180 10% 165% 180 104 Chế độ vận hành,bảo... T41 / 42 Relay Pr8.07 Terminal inactive/active T27 digital input 4 source/destination Run reverse Terminal inactive/active Cài đặt tốc độ max,min: Thông số Mô tả Pr1.06 Chế độ tốc độ cao nhất Pr 0.02 Pr1.07 Cài đặt tốc độ cao nhất Chế độ tốc độ thấp nhất Pr0.01 Cài đặt tốc độ bé nhất 2 105 1 182 Khoảng cài đặt 0: inactive 1: active Pr0.00 pr21.51 Giá trị cài đặt 1 Trang Pr 6.30 188 1 182 1 188 Pr 6.32... lý hoạt động Ban đầu , khi ta nhấn nút POWER, dòng điện sẽ được cấp cho cuộn hút của 2 contacter KM1, KM2 Đồng thời đóng 2 tiếp điểm bên mạch động lực Khi đó 2 biến tần sẽ được cấp điện Khi muốn cho động cơ chạy thuận thì ta nhấn nút F( forward) ,dòng điện sẽ được cấp cho cuộn hút của relay K1, đóng tiếp điểm tự giữ của relay K1 lại, đồng thời tiếp điểm K1 bên relay K2 sẽ mở ra, không cho chế độ chạy... Pr 5.13 u/f Pr 5.15 Pr0.48 Voltage boost Chế độ vận hành Pr0.4 Auto tune Pr0.06 Dòng điện giới hạn Pr 0.14 Chế độ điều chỉnh momen(Torque mode Selector) Làm mát,cho quạt chạy tốc độ lớn nhất 0-3,2s/100hz 0-3,2s/100hz 0:off 1:on 0:off 1:on 0-25% Uđm 1:open loop 2:close loop vector 3:servo 1:đứng yên 2:quay 0 to Current_limit_max % 1 :điều khiển tần số 2 :điều khiển momen Pr 6.45 0:off 1:on 1 10% 1:open... 1mm2 Mặt cắt danh định : 4mm2 Mã số : 1060106 ( catalog chọn cáp trang 2/11 ) Catalog chon cap.pdf - Chọn cáp mạch điều khiển : Cáp hãng Cadivi loại : 1 lõi , 5A/ 1mm2 Mặt cắt danh định : 1mm2 Mã số : 1060101 ( catalog chọn cáp trang 2/11 ) III Mạch động lực và mạch điều khiển : III.1: Mạch động lực Các thiết bị chính và chức năng : MCCB: là MCCB tổng cho 2 biến tần Bảo vệ quá tải, ngắn mạch MCCB 1, MCCB... vệ mạch động lực và mạch điều khiển Nhóm chọn 2 contacter hãng siemens (catalog trang 3/15) cho 2 biến tần : Biến tần 1: Công suất 4 kW , dòng 8.8A nên chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 9A Biến tần 2: Công suất 3 kW , dòng 6.9A chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 7A mccb\catalog contacter.pdf II.4.2 Chọn Relay : Là thiết bị đóng cắt thường được dùng cho mach điều khiển Sơ đồ chân ... chạy với tốc độ gấp lần băng chuyền I.3 Giải pháp nhóm : Với đặc tính tải: - Momen không đổi tốc độ thay đổi Đồng tốc độ, với tốc độ dây chuyền gấp đôi dây chuyền Ổn định tốc độ Chế độ làm việc... Terminal inactive/active Cài đặt tốc độ max,min: Thông số Mô tả Pr1.06 Chế độ tốc độ cao Pr 0.02 Pr1.07 Cài đặt tốc độ cao Chế độ tốc độ thấp Pr0.01 Cài đặt tốc độ bé 105 182 Khoảng cài đặt 0:... định tốc độ, dây chuyền có tốc độ gấp lần dây chuyền Động có công suất HP, hộp số 1/20, Động có công suất HP, hộp số 1/20 Điều khiển chạy tới, chạy lui, thay đổi tốc độ, bảo đảm tỷ lệ tốc độ 2/1