MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 5 TỔNG QUAN KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ 5 I.TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 5 1.1Giới thiệu công nghệ 5 1.2 Cấu tạo của máy 6 1.3 Các truyền động của bàn 7 1.4Phân tích đồ thị của tốc độ máy bào giường 8 1.5 Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động máy bào giường 11 1.5.1. Truyền động chính 11 1.5.2. Truyền động ăn dao 12 1.5.3 Đặc tính cơ Error Bookmark not defined. 1.6. Phân tích và lựa chọn phương án truyền động 13 1.6.1. Khảo sát các phương án truyền động 13 1.6.2. Hệ điều chỉnh công suất trượt động cơ 14 1.6.3. Hệ điều chỉnh tần số động cơ KĐB 17 1.6.4. Chọn phương pháp điều khiển 18 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC 20 2.1 :Yêu cầu bài toán 22 2.2 Lựa chọn kết nối vàora 22 2.3 Mạch điều khiển 23 2.4 Mạch động lực 23 2.5 Lập trình cho PLC 24 2.6 Mô phỏng 26 2.7 Đánh giá khả năng ứng dụng 26 CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 27 3.1. Tính chọn thiết bị trong mạch động lực 27 3.1.1 Chọn động cơ truyền động 31 3.2 Tính chọn các thiết bị mạch điều khiển 32 3.2.1 Tính chọn cầu chì 32 3.2.2 Tính chọn cầu dao 33 3.2.3 Công tắc tơ 34 3.2.4 Chọn aptomat 35 3.2.5 Chọn rơ le 36 3.2.6 Chọn biến dòng 36 3.2.7 Chọn nút ấn 36 3.2.8 Chọn tiết diện dây dẫn 37 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 37
Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Ý KIẾN NHẬN XÉT ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ……………………………………………………… GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 1.5 Các yêu cầu hệ thống truyền động máy bào giường 10 1.5.1 Truyền động 10 1.5.3 Đặc tính 11 2.1 YÊU CẦU BÀI TOÁN .19 2.2 LỰA CHỌN KẾT NỐI VÀO/RA .20 2.3 MẠCH ĐIỀU KHIỂN 21 2.4 MẠCH ĐỘNG LỰC 21 2.5 LẬP TRÌNH CHO PLC 21 GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển đất nước Để thực mục tiêu Đảng nhà nước ta tiến hành nghiệp “Công nghiệp Hóa-Hiện đại hóa” phạm vi nước Công “Công nghiệp Hóa-Hiện đại hóa” thực chất cách mạng khoa họa kỹ thuật nhằm bước cải thiện trang thiết bị Điện điều kiện làm việc cho người lao động Từng bước thay lao động thủ công dây chuyền máy móc đại, nhằm mục đích cưới tạo nhiều sản phẩm có chất lượng cao cho xã hội Để nâng cao suất lao động yêu cầu tự động hóa hệ thống công nghiệp ngày trở nên cần thiết Lĩnh vực tự động hóa thừa hưởng thành tựu Điều khiển học, Tin học, công nghệ vật liệu mới… phát triển nhanh thời gian qua tạo công nghệ, dây chuyền sản xuất tự động với suất cao, chất lượng tốt Máy bào giường dây chuyền sản xuất vậy, suất dây chuyền phụ thuộc nhiều vào việc điều khiển Qua thời gian học tập trường với nỗ lực thân với giúp đỡ bạn bảo nhiệt tình thầy, cô em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Khang người trực tiếp hướng dẫn đồ án nhóm em, em xin cảm ơn thầy, cô khoa Điện người giảng dạy lớp đưa bảo quý báu để giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên kinh nghiệm thực tế, khả thân nhiều hạn chế, tài liệu tham khảo có hạn nên tránh khỏi sai sót trình thiết kế Em mong bảo, góp ý thầy, cô giáo để đồ án chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 23 tháng năm 2016 Sinh viên thực hiện Vũ Văn Dũng-Nguyễn Tuấn Dương GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 CHƯƠNG TỔNG QUAN KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ I TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu công nghệ Máy bào giường sử dụng rộng rãi máy khí, dùng để gia công chi tiết kim loại lớn : bệ máy, thân máy, máy bào, máy tiện Máy cắt kim loại dùng để gia công chi tiết kim loại cách cắt bớt lớp kim loại thừa, để sau gia công chi tiết có hình dáng gần yêu cầu (gia công thô) thoả mãn hoàn toàn yêu cầu đặt hàng với độ xác định kích thước độ bóng cần thiết bề mặt gia công (gia công tinh) Tuỳ thuộc vào trình công nghệ đặc trưng phương pháp gia công, dạng dao, đặc tính chuyển động , máy cắt chia thành máy bản: tiện, phay, bào, khoan – doa, mài nhóm máy khác gia công răng, ren, vít Do yêu cầu đề thiết kế cho máy bào giường nên giới thiệu sơ qua đặc điểm công nghệ máy: Máy bào giường máy gia công chi tiết lớn, chiều dài bàn từ 1,5 đến 12m Tuỳ thuộc vào chiều dài bàn máy lực kéo phân máy bào giường thành ba loại : - Máy cỡ nhỏ : chiều dài bàn Lb5m , Fk >70k GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 1.2 Cấu tạo của máy Hình 1 Hình dáng bên máy bào giường Các phạn chủ yếu máy gồm có : *Đế máy (thân máy) Được làm gang đúc để đỡ bàn trụ máy để có khối tạo vững cho máy Đế xẻ rãnh hình chữ nhật chữ V bàn máy chuyển động dọc theo đế máy *Bàn máy Được làm gang đúc dùng để mang chi tiết gia công Trên bàn máy có rãnh chữ T để gá lắp chi tiết cần gia công Bàn máy kéo tịnh tiến đế máy nhờ lực kéo động truyền động *Giá chữ U Được cấu tạo từ hai trụ thép vững có dầm ngang Trong dầm đặt động để di chuyển xà ngang lên xuống, dọc theo trục có xẻ rãnh, có trục vít nâng hạ dao động để di chuyển xà *Xà ngang Chuyển động lên xuống theo hai trụ, xà kẹp chặt gia công GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 *Các bàn dao máy Gồm hai bàn dao đứng hai bàn dao hông, trục bàn có giá đỡ dao Giá máy dịch chuyển góc để gia công chi tiết, khoảng dịch chuyển lớn trượt 300 mm, góc quay giá đỡ ±600 *Bộ phận truyền động Gồm máy điện xoay chiều, chiều chuyển động quay qua hộp truyền động truyền chuyển động cho phận máy Tóm lại: Máy bào giường cấu tạo hoàn chỉnh có kết cấu chắn, gọn, đảm bảo tính kỹ thuật, kinh tế, thẩm mỹ 1.3 CÁC TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY BÀO GIƯỜNG Truyền động bàn máy Truyền động bàn truyền động máy, truyền động máy, đặc điểm truyền động có tính chu kỳ lặp lại chu kỳ có hai hành trình + Hành trình thuận : hành trình gia công chi tiết, gồm nhiều giai đoạn, khởi động, ăn dao, vào chi tiết, cắt gọt ổn định, dao khỏi chi tiết gia công ứng với tốc độ khác + Hành trình ngược : trình máy chạy không tải để đưa bàn máy khỏi chi tiết vị trí ban đầu để chuẩn bị cho chu kì Tốc độ hành trình thuận thường nhỏ tốc độ hành trình ngược để nâng cao suất máy Chi tiết gia công kẹp chặt bàn máy chuyển động tịnh tiến qua lại Dao cắt kẹp chặt bàn dao đứng Bàn dao đươch kẹp chặt xà ngang cố định gia công Trong trình làm việc, bàn máy di chuyển qua lại theo chu kỳ lặp lặp lại, chu kỳ gồm hai hành trình thuận ngược Ở hành trình thuận, thực gia công chi tiết, nên gọi hành trình cắt gọt Ở hành trình ngược bàn máy chạy vị trí ban đầu ,không cắt gọt, nên gọi hành trình không tải Cứ sau kết thúc hành trình ngược bàn dao lại chuyển theo chiều ngang khoảng gọi lượng ăn dao s (mm/hành trình kép) Chuyển GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 động tịnh tiến qua lại bàn máy gọi chuyển động Dịch chuyển bàn dao sau hành trình kép chuyển động ăn dao Chuyển động phụ di chuyển nhanh xà, bàn dao, nâng đầu dao hành trình không tải 1.4 Phân tích đồ thị của tốc độ máy bào giường Đồ thị tốc độ: Hình Đồ thị tốc độ bàn máy Phân tích: + Giai đoạn : giả thiết bàn máy điểm khởi đầu chu kỳ, bàn máy tăng tốc độ đến tốc độ vào dao V1 khoảng thời gian t1, + Giai đoạn : tăng tốc từ V1 đến tốc độ cắt gọt V2 khoảng thời gian t2 + Giai đoạn : giảm tốc độ từ V2 xuống V1 khoảng thời gian t3 + Giai đoạn : đảo chiều chuyển động bàn máy, bàn máy từ tốc độ thuận V1 đảo chiều chuyển động tăng tới tốc độ ngược V3 khoảng thời gian t4 + Giai đoạn : giảm tốc độ ngược từ V3 V1 khoảng thời gian t5 GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 + Giai đoạn : giảm tốc từ V1 0, trở lại vị trí ban đầu,kết thúc hành trình làm việc Qua việc phân chia giai đoạn hoạt động ta mô tả công nghệ máy bào giường sau : Sau ấn nút khởi động, máy bào giường chuyển động theo hành trình thuận với tốc độ nhỏ V1, giai đoạn kéo dài từ A tới B Kết thúc giai đoạn cần phải tăng tốc cho bàn máy chuyển động theo hành trình thuận với tốc độ cắt gọt V2>V1, giai đoạn kéo dài từ B tới C Đến C sau cắt gọt chi tiết xong bàn máy giảm tốc từ V2 xuống V1 chuẩn bị cho trình đảo chiều, giai đoạn kéo dài từ C tới D Trong trình đảo chiều để tăng suất, ta điều khiển cho bàn máy chạy với tốc độ V3 >V2 >V1 Bàn máy chuyển động ngược gặp A bắt đầu giảm tốc từ V3 xuống V1, tiếp tốc độ giảm bắt đầu chu kì làm việc Khi có tín hiệu dừng máy, bàn máy dừng đầu hành trình thuận đầu hành trình ngược Qua mô tả công nghệ ta thực yêu cầu công nghệ theo nguyên tắc hành trình Ta đặt A,B,C,D, cảm biến vị trí (thực chất công tắc tơ hành trình) Các tín hiệu cảm biến nhận từ công tắc tơ sử dụng để điều khiển cho phù hợp với công nghệ yêu cầu Đồ thị tốc độ bàn máy vẽ hình Trong thực tế có nhiều dạng đơn giản phức tạp Giả thiết bàn máy đầu hành trình thuận tăng tốc độ đến tốc độ V =5 ÷15 m/ph ( tốc độ vào dao) khoảng thời gian t1 Sau chạy ổn định với tốc độ V khoảng thời gian t2 dao cắt vào chi tiết (dao cắt vào chi tiết tốc độ thấp để tránh sứt dao chi tiết ) Bàn máy tiếp tục chạy ổn định với tốc độ V hết thời gian t3 lại tăng tốc độ đến Vth (tốc độ cắt gọt ) Trong thời gian t5 bàn máy chuyển động với tốc độ Vth thực gia công chi tiết Gần hết hành trình thuận bàn máy sơ giảm tốc độ đến V0, dao khỏi chi tiết tốc độ bàn V0 Sau bàn máy đảo chiều sang hành trình ngược đến tốc độ V ng> Vth thực hành trình không tải, đưa bàn máy vị trí ban đầu (khi dao GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 đưa khỏi chi tiết ) Gần hết hành trình ngược bàn máy đảo sang hành trình thuận thực chu kỳ khác Bàn dao di chuyển thời điểm bàn máy đảo chiều từ hành trình ngược sang hành trình thuận kết thúc di chuyển trước dao cắt vào chi tiết : L=Lth+Lg.ht +Lh.th = Lng+Lg.ng +Lh.ng- chiều dài hành trình bàn máy k= Vng Vth - tỉ số tốc độ hành trình thuận hành trình ngược tđc - thời gian đảo chiều máy Từ (1- 4) ta thấy chọn tốc độ cắt V th suất máy phụ thuộc vào hệ số k thời gian đảo chiều tđc Khi tăng K suất máy tăng k >3 suất máy tăng không đáng kể lúc thời gian đảo chiều lại tăng Nếu chiều dài bàn L>3m t đc ảnh hưởng đến suất mà chủ yếu k Khi Lb bé tốc độ thuận lớn Vth=(75÷120)m/ph tđc ảnh huởng nhiều đến suất Vì thiết kế máy bào giường phải làm giảm thời gian trình độ Một biện pháp xác định tỉ số truyền tối ưu cấu truyền động động đến trục làm việc, đảm bảo máy khởi động với gia tốc cao Ta có tỷ số truyền tối ưu: it.ư= Mc Mc Jm + ( )2 + M M Jd Trong đó: M : Momen động lúc khởi động,Nm Mc :Momen cản trục làm việc,Nm Jm , Jd :Momen quán tính máy động cơ,kgm Nếu coi Mc= thì: itu= Jm Jd GVHD_Nguyễn Đăng Khang Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Việc lựa chọn tỷ số truyền tối ưu máy bào giường quan trọng Thời gian trình độ phụ thuộc vào mômen quán tính máy Mômen quán tính máy tỷ lệ với chiều dài máy Tuy nhiên thời gian trình độ giảm nhỏ bị hạn chế bởi: -Lực động phát sinh hệ thống -Thời gian trình độ phải đủ lớn để di chuyển đầu dao 1.5 Các yêu cầu hệ thống truyền động máy bào giường 1.5.1 Truyền động - Phạm vi điều chỉnh tốc độ truyền động tỉ số tốc độ lớn thấp bàn máy D = Vmax Vngmax = Vmin Vthmin Trong : Vngmax - tốc độ lớn bàn máy hành trình ngược Vthmin - tốc độ nhỏ bàn máy hành trình thuận Chọn Vthmin = 5m/ph Ta có: D= Vngmax Vthmin = 70 = 14 : - Độ trơn điều chỉnh tốc độ tỉ số hai giá trị kề tốc độ ϕ = ω i +1 ωi ω i , ω i +1 tốc độ cấp thứ i i+1 xác định công thức : ϕ = z −1 ω max z −1 = D ω z số cấp tốc độ máy yêu cầu đề ta có ϕ = 1.41 - Hệ thống truyền động hệ truyền động có đảo chiều quay làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại GVHD_Nguyễn Đăng Khang 10 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 GVHD_Nguyễn Đăng Khang 22 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 GVHD_Nguyễn Đăng Khang 23 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 2.6 Mô 2.7 Đánh giá khả ứng dụng GVHD_Nguyễn Đăng Khang 24 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Điều khiển động trục máy bào giường, đảm bảo thực công nghệ Vận tốc động thay đổi cách thay đổi giá trị điện trở phụ mắc nối tiếp với phần ứng động cơ, công tắc tơ Thời gian cho phép thực dừng vào đảo chiều động 2s CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 3.1 Tính chọn thiết bị mạch động lực Sơ đồ mạch lực: Mạch động lực GVHD_Nguyễn Đăng Khang 25 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa R0 Th R1 V1 R2 V2 R3 V3 R5 Ng Trường ĐHCN Hà Nội 2016 3.1.1 Chọn động truyền động a Phụ tải truyền động Phụ tải truyền động xác định lực kéo tổng Nó thành lực cắt lực ma sát: F K = F Z + F ms F Z : lực cắt ,[N] F ms : lực ma sát, [N] a Chế độ làm việc hành trình thuận F ms = µ [ Fy + g (mb + mct ) ] µ : hệ số ma sát gờ trượt Theo đề µ =0,081 Fy = 0,4 Fz thành phần thẳng đứng lực cắt ,N mb : khối lượng bàn mct : khối lượng chi tiết b Chế độ không tải Khi làm việc không tải, F y =F z = GVHD_Nguyễn Đăng Khang 26 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Đặc điểm truyền động máy bào giường đảo chiều với tần số lớn Mômen khởi động, hãm lớn ,quá trình độ chiếm tỷ lệ đáng kể chu kỳ làm việc Do chọn công suất động truyền động máy bào giường cần xét phụ tải tĩnh lẫn phụ tải động Công suất đầu trục động cắt:(công suất động hành trình thuận) (kw) Trong V th =35m/ph tốc độ hành trình thuận Công suất đầu trục động quay ngược không tải có tốc độ không tải V ng =70m/ph là: Png = Fng Vng 60.1000.η = 1587,6.70 = 2,29 (kw) 60.1000.0,81 Do phải chọn động có Pđm >Pttmax =21,4 (kw) Dựa vào kết ta chọn động có thông số sau: Loại động KDB roto lồng sóc: Pđm = 7KW, Uđm =400V; cosφ = 0,76; nđm = 972 vòng/phút; ηđm = 0.85 GVHD_Nguyễn Đăng Khang 27 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Thời gian khoảng t1, t4, t6, t9, t10, t12 xác định công thức: t= j (ω − ω1) Mqd − Mc Các khoảng thời gian t2, t3 ,t7, t8 xác định theo kinh nghiệm vận hành Chọn t2=t3=t7=t8=0,2(s); Trong mô men động trình độ.Mqđ lấy bằng: Mqđ = 3.1 Mđm Tốc độ bàn cắt ứng với tốc độ chạy định mức động ta có bán kính quy đổi lực cắt trục động cơ: ρ= Vth ω Vth = 35/60 = 0,58(m/s) ω= 2Πn 2.3,14.705 0,58 = = 73,83(rad / s ) ⇒ ρ = = 0,008 60 60 73,83 Để có ρ = 0,024 ta chọn hộp số có tỷ số truyền i= 0,024/ 0,008 = Mô men phụ tải động quy đổi trục động cơ: GVHD_Nguyễn Đăng Khang 28 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Pth 23,4.10 Mc = = = 320( Nm) ω th 73 Tốc độ vào dao chọn Vo =5 (m/p) =5/60 =0,083 (m/s) Do : ω = 10,41 (rad/s) Mômen phụ tải động không cắt ( hành trình ngược): ω ng = Vng / ρ = 146 (rad/s) Mng = Png / ω ng = 2290/146 = 15,68 (Nm) Mômen quán tính bàn máy quy đổi trục động Jm = Jb + Jct (Bỏ qua mômen quán tính truyền) Jm = (mb + mct ) ρ ρ =(1000 + 1000).0,008.0,008 = 0,128 kg.m2 Mômen quán tính hệ thống: J = Jm + Jd = 0,128 + 1.32= 1.448 (kg.m2) Từ đồ thị tốc độ ta xác định khoảng thời gian Pdm 28.10 M dm = = = 379.3( Nm) ω dm 2.Π.705 60 j 1,448.10,42.9,8 t1 = ω0 = = 0,128( s ) 1587,6.0,008 M qd − M c 1175,83 − 0.81 j 1,448.(73 − 10,42).9,8 t4 = (ω th − ω ) = = 1,039 s ) 3,1.M dm − M c 1175,83 − 321,6 Trong khoảng thời gian t6 momen độ động đảo chiều: t6 = t9 = J − 3,1M dm − M c (ω − ω th ) = 1,448(10,42 − 73).9,8 = 0,593( s ) − 1175,83 − 321,6 J ( −ω ) 1,448.(0 − 10,43).9,8 = = 0,124( s ) − M qd − 1175,83 − 15,68 Để tính t5 ta tìm tổng chiều dài hành trình bàn đoạn trình độ di chuyển với V0: GVHD_Nguyễn Đăng Khang 29 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Vth + V0 V + V0 t +t t + th t + V0 2 35 + 35 + 0,128 + 0,124 ∑ Li = .0,2 + 1,039 + 0,593 + = 0,621m 60 2.60 2.60 60 ∑ Li = ∑ Vi t i = 4.V0 t + Do L5 = L- ∑ Li =3 – 0,621 = 2,38(m) Do ta có thời gian cắt ổn định : t5 = L5 2,38.60 = = 4,078( s ) Vth 35 Tính khoảng thời gian trình chạy ngược: − 1,448.146.9,8 = 1,786( s) − 1175,83 + 15,68 1,448.146.9,8 t12 = = 1,738( s) 1175,83 + 15,68 Vng Vng ∑ Lngi = ∑ Vngi t i = t10 + t10 2 70 70 ∑ Lngi = 1,786 + 1,738 = 2,05m 2.60 2.60 Lng = L − ∑ Lng = − 2,05 = 0,94(m) t10 = t11 = 0,94.60 = 0,809( s) 70 tth = 0.128 + 0.2 + 0.2 + 1.039 + 4.078 + 0.593 + 0.2 + 0.2 + 0.124 = 6.771s tng = 1.786 + 0.809 + 1.738 = 4.333s =>Tck = tth + tng = 11.101s => ε % = t th ≈ 60% t ck 3.2 Tính chọn thiết bị mạch điều khiển 3.2.1 Tính chọn cầu chì Theo điều kiện làm việc bình thường: Idm.cc ≥ Itt GVHD_Nguyễn Đăng Khang 30 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 - Theo điều kiện mở máy: Khi mở máy nhẹ: I dm.cc ≥ Khi mở máy nặng: I dm.cc ≥ I mm 2,5 I mm 1,6 ÷ 2,0 Trong Imm – dòng điện mở máy cực đại động Nếu đường dây cung cấp cho nhiều động điều kiện chọn dòng n điện định mức cầu chì là: I dm.cc ≥ m∑ I lv.dci i =1 n I dm.cc ≥ m∑ I lv.dci + I mm i =1 α Trong đó: m - hệ số đồng thời; n - số động cung cấp từ đường dây; Imm - dòng điện mở máy động có hiệu số (I mm - Ilv.dc) lớn α: Hệ số mở máy (mở máy nặng α = 1,6 ÷ 2,0, mở máy nhẹ α = 2,5) VD: Một mạch điện hình vẽ, cầu chì đấu động không đồng bộ có P1= 30Kw, U = 380V, I = 76A, n = 740 v/p Động khởi động trạng thái đủ tải số lần khởi động CCt nhiều Dưới cầu chì đấu động dây quấn có P2 = 100Kw, U = 380V, I = 240A, n = 960 v/p, khởi động thường xuyên, điều kiện mở ĐC1 ĐC2 ĐC3 máy nặng nề, dòng khởi động khống chế 2I Dưới cầu chì đấu động không đồng bộ có P3 = 20Kw, U = 380V, I = 51A, n = 960 v/p, khởi động thường xuyên, khởi động trạng thái mang tải nhẹ Tính chọn cầu chì mạng điện GVHD_Nguyễn Đăng Khang 31 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Giải: Ở nhánh dòng điện khởi động lớn gấp lần thì: I kđ = 76 * = 456 (A) Căn vào tình hình khởi động động chọn I dm.cc ≥ I mm 456 = = 228 A 2 Chọn cầu chì 300A Ở nhánh 2: dòng khởi động Ikđ = 2.I = 480A Căn vào tình hình khởi động, dòng điện khống chế 2.I thời gian khởi động tương đối dài, công suất lớn nên chọn: I dm.cc ≥ I mm 480 = = 300 A Chọn cầu chì 300A 1,6 1,6 Ở nhánh 3: dòng khởi động Ikđ = 51* = 306A Căn vào điều kiện khởi động chọn: I dm.cc ≥ I mm 306 = = 122,4 A 2,5 2,5 Chọn cầu chì 200A Trong mạch tổng: dòng khởi động lớn 480A, chọn α = 1,6 n I dm.cc ≥ m∑ I lv.dci +I mm i =1 α = 480 + 51 + 76 = 379,3 A Chọn cầu chì 400A 1,6 Ngoài để phối hợp cầu chì mạch tổng mạch nhánh, mạch nhánh có cố làm đứt cầu chì mạch nhánh.Tóm lại dòng định mức dây chảy cầu chì tổng phải lớn dòng định mức dây chảy cầu chì mạch nhánh 2cấp 3.2.2 Tính chọn cầu dao Chọn cầu dao theo dòng điện định mức điện áp định mức: Gọi Itt dòng điện tính toán mạch điện Unguồn điện áp nguồn lưới điện sử dụng Dòng điện định mức (A): Iđm = (1,2 ÷ 1,5)Itt Điện áp làm việc (V): Uđm > Ulưới điện GVHD_Nguyễn Đăng Khang 32 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Ví dụ Chọn cầu dao dùng để đóng cắt cho động pha có công suất tương ứng 12kW, điện áp 400 V, hệ số công suất 0,8 hiệu suất 0,85 Giải Cường độ dòng điện tiêu thụ động là: I tt = 12000 3.400.0,8.0,85 = 31,8 A Chọn dòng điện là: Iđm = (1,2 ÷ 1,5)31,8 Chọn dòng điện 45 A Điện áp là: 600V 3.2.3 Công tắc tơ : Khi chọn công tắc tơ phải thỏa mãn điều kiện sau : • Điện áp định mức Uđm : Là điện áp mạch điện tương ứng mà tiếp điểm phải đóng cắt Điện áp định mức có cấp 110v, 220v, 440v điện áp chiều, 127v, 220v, 380v, 500v điện áp xoay chiều Cuộn dây hút làm việc bình thường điện áp dao động giới hạn từ 85% - 110% điện áp định mức cuộn dây • Dòng điện định mức Iđm : Là dòng điện định mức qua tiếp điểm chế độ làm việc gián đoạn – lâu dài, nghĩa chế độ thời gian công tắc tơ chế độ đóng không lâu 8h GVHD_Nguyễn Đăng Khang 33 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Dòng điện định mức công tắc tơ hạ áp thông dung có cấp 10, 15,20, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 250, 300, 600 Nếu công tắc tơ đặt tủ dòng điện định mức phải lấy thấp 10% làm mát Trong chế độ làm việc dài hạn, dòng điện cho phép qua công tắc tơ phải thấp co với dòng định mức • Khả cắt khả đóng : Đó dòng điện cho phép qua tiếp điểm cắt đóng mạch điện Công tắc tơ điện xoay chiều dùng để khởi động động KĐB ba pha rô to lồng sóc phải có khả đóng từ (4 – 7)Iđm Khả cắt công tắc tơ điện xoay chiều đạt bội số 10 dòng điện định mức phụ tải điện cảm • Tuổi thọ công tắc tơ : Tuổi thọ công tắc tơ tính số lần đóng mở, sau số lần đóng công tắc tơ hỏng không dùng Sự hư hỏng độ bền hay độ bền điện Độ bền khí xác định số lần đóng cắt không tải công tắc tơ Công tắc tơ đại tuổi thọ khí từ 10 -20 triệu lần thao tác Độ bền điện xác định số lần đóng ngắt tiếp điểm có tải định mức Hiện công tắc tơ đạt tuổi thọ điện tới triệu lần thao tác 3.2.4 Chọn aptomat IđmAT > ILV Xác định dòng khởi động aptomat : Ikđ = K.Iđmdc/α Trong K hệ số khởi động, K=5 α= 2,5 GVHD_Nguyễn Đăng Khang 34 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 3.2.5Chọn rơ le nhiệt : Rơ le nhiệt loại khí cụ dùng để bảo vệ mạch điện có cố tải Rơ le nhiêt không tác động tức thời theo trị số dòng điện có quán tính nhiệt, phải có thời gian phát nóng Do làm việc từ vài dây đến vài phút Dòng định mức Rơ le nhiệt Iđm ≥ Iđmđc Dòng điện tác động rơ le nhiệt nằm dải điều chỉnh 3.2.6 Chọn biến dòng : Khi chọn biến dòng ta theo công thức sau : I1đmBD ≥ Ilưới I2đmBD = 1(A) I2đmBD = 5(A) Với: I1đmBD dòng điện định mức biến dòng bên cuộn dây sơ cấp Ilưới dòng điện lưới điện I2đmBD dòng điện định mức biến dòng bên cuộn dây thứ cấp 3.2.7Chọn nút ấn: Nút ấn loại khí cụ điện dùng để điều khiển gián tiếp động cơ, thiết bị điện khác Vì nút ấn phục vụ cho mạch điều khiển nên dòng điện qua tiếp điểm nút ấn nhỏ Thường chọn nút ấn có Iđm = ILV, công nghiệp thường chọn 5(A), điện áp lớn gần điện áp lưới, loại chiều hay xoay chiều phụ thuộc vào lưới điện 3.2.8 Chọn tiết diện dây dẫn Chọn dây dẫn bảo vệ điều kiện ổn định nhiêt Tiết diện dây dẫn xác định F = Iđmđc/ J Trong J: mật độ dòng điện/mm2, J = 3,1÷ GVHD_Nguyễn Đăng Khang 35 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 CHƯƠNG : KẾT QUẢ, KẾT LUẬN Kết quả trình bày đồ án môn học mới chỉ là kết quả bước đầu việc khám phá những điều mới mẻ của một lĩnh vực đầy thú vị Trong nội dung nghiên cứu của đồ án này, em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu cảu máy bào giường Lựa chọn các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống Viết trương trình mô với phần mềm SIMATIC Manager Qua thời gian thực với nỗ lực thân bảo nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Đăng Khang giúp em hoàn thành đồ án thời hạn Tuy nhiên với lĩnh vực tương đối khó đòi hỏi độ xác cao mà tiếp xúc thời gian ngắn chắn báo cáo nhiều điều thiếu sót, em mong tiếp tục nhận ý kiến đóng góp các thầy, cô giáo để đồ án của chúng em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! GVHD_Nguyễn Đăng Khang 36 [...]... khe hở, do vậy U/f được tăng lên ở vùng tần số thấp để bù lại sụt áp trên điện trở stato CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC 2.1 Yêu cầu bài toán Thiết kế mạch điều khiển và mạch động lực cho công nghệ máy bào giường 3 vận tốc V1 B V2 C A V1 D Nguyên lý hoạt động: V3 - Khi ấn Start: + Máy bào chuyển động theo chiều thuận từ A với vận tốc V1 + Khi gặp B, tăng tốc đến vận tốc V2 + Khi gặp... hiện các chu trình tương tự - Khi ấn Stop: + Máy bào thực hiện nốt chu trình hiện tại, về A thì dừng 2.2 Lựa chọn kết nối vào/ra STT 1 2 3 4 5 6 Các nút ấn Nút start Nút stop A B C D Địa chỉ I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Chức năng Khởi động hệ thống Dừng hệ thống Cho máy hoạt động ở vận tốc V1 Cho máy hoạt động ở vận tốc V2 Cho máy hoạt động ở vận tốc V1 Cho máy hoạt động ở vận tốc V3 Bảng 2.1 1 Các bit... KẾT LUẬN Kết quả trình bày trong đồ án môn học trên đây mới chỉ là nhưng kết quả bước đầu trong việc khám phá những điều mới mẻ của một lĩnh vực đầy thú vị Trong nội dung nghiên cứu của đồ án này, em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu cảu máy bào giường Lựa cho n các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển... GVHD_Nguyễn Đăng Khang 26 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Đặc điểm của truyền động máy bào giường là đảo chiều với tần số lớn Mômen khởi động, hãm lớn ,quá trình quá độ chiếm tỷ lệ đáng kể trong chu kỳ làm việc Do đó khi chọn công suất động cơ truyền động chính máy bào giường cần xét cả phụ tải tĩnh lẫn phụ tải động Công suất đầu trục động cơ khi cắt:(công suất động cơ trong... Idm.cc ≥ Itt GVHD_Nguyễn Đăng Khang 30 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 - Theo điều kiện mở máy: Khi mở máy nhẹ: I dm.cc ≥ Khi mở máy nặng: I dm.cc ≥ I mm 2,5 I mm 1,6 ÷ 2,0 Trong đó Imm – dòng điện mở máy cực đại của động cơ Nếu một đường dây cung cấp cho nhiều động cơ thì điều kiện chọn dòng n điện định mức của cầu chì sẽ là: I dm.cc ≥ m∑ I lv.dci i =1 n I dm.cc ≥ m∑... m∑ I lv.dci i =1 n I dm.cc ≥ m∑ I lv.dci + I mm i =1 α Trong đó: m - hệ số đồng thời; n - số động cơ được cung cấp từ một đường dây; Imm - dòng điện mở máy của động cơ có hiệu số (I mm - Ilv.dc) lớn nhất α: Hệ số mở máy (mở máy nặng α = 1,6 ÷ 2,0, mở máy nhẹ α = 2,5) VD: Một mạch điện như hình vẽ, ở dưới cầu chì 1 đấu một động cơ không đồng bộ có P1= 30Kw, U = 380V, I = 76A, n = 740 v/p Động cơ này... GVHD_Nguyễn Đăng Khang 24 Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 Điều khiển động cơ trục chính máy bào giường, đảm bảo thực hiện đúng công nghệ Vận tốc động cơ được thay đổi bằng cách thay đổi giá trị điện trở phụ mắc nối tiếp với phần ứng động cơ, bằng các công tắc tơ Thời gian cho phép thực hiện dừng vào đảo chiều động cơ là 2s CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 3.1 Tính chọn thiết bị trong... được các nhiệm vụ sau: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu cảu máy bào giường Lựa cho n các thiết bị chấp hành, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống Viết trương trình và mô phỏng với phần mềm SIMATIC Manager Qua một thời gian thực hiện cùng với sự nỗ lực của bản thân cũng như sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy...Đồ án chuyên môn Tự Động Hóa Trường ĐHCN Hà Nội 2016 - Do máy bào giường chỉ có nhiệm vụ gia công thô bề mặt chi tiết ,không cần độ bóng, nhẵn nên độ chính xác yêu cầu không cao chọn δ % < 5% Thường δ % = 2% - Độ ổn định tốc độ: Tốc độ cần được ổn định trong trường... stato I1 để giữ cho từ thông của máy điện không đổi Từ kết quả thu được từ lý thuyết ta có được quan hệ giữa dòng stato và từ thông rôto: I s = Ψrdm 1 + (Trδ ω s ) 2 Lm trong đó: Trσ = Lrσ/Rr Biểu thức trên có nghĩa là nếu muốn giữ từ thông không đổi ( Ψr = Ψr dm = const ), thì dòng điện stato phải được điều chỉnh theo độ trượt + ưu điểm của phương pháp này là: đơn giản, dễ thực hiện Đảm bảo cho dòng điện