dieu khien ba bang tai

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… …………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………… Hưng Yên, Ngày… Tháng… Năm 2016 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Phân tích tên đề tài : 1.4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng ba pha CHƯƠNG II : SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN VÀ THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN TUẦN TỰ BA BĂNG TẢI 17 2.1 Tính toán lựa chọn thiết bị 2.1.2 Tính toán lựa chọn aptomat - Aptomat dòng điện cực đại 17 17 17 2.1.3 Tính toán lựa chọn rơle nhiệt: 20 2.1.4 Tính toán lựa chọn công tắc tơ 22 2.1.5 Lựa chọn role thời gian 25 2.1.6 Lựa chọn dây dẫn 27 2.1.7 Tính chọn công suất động truyền động băng tải 27 2.2 Sơ đồ cách mắc tủ điện 32 2.2.1 Mạch mở máy động KĐB ba pha roto lồng sóc 32 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 3.2 Thực hành 36 3.3 Những hạn chế đề tài 36 4.3 Hướng phát triển kiến nghị 37 LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, ngành điện công nghiệp nước ta ngày trọng đầu tư phát triển Trong đó, lĩnh vực trang bị điện – điện tử ngày ứng dụng rộng rãi vào sống hay lao động sản xuất người Từ công nghệ bán dẫn phát triển đời thiết bị biến tần động điện KĐB ba pharoto lồng sóc sử dụng rộng rãi nhà máy, xí nghiệp Nhưng thiếu động điện không đồng ba pha roto dây quấn truyền động yêu cầu momen lớn có khả điều chỉnh tốc độ đơn giản, thiết bị nâng hạ, hay truyền động cho máy bơm nước Với dẫn dắt Thầy, Cô khoa điện – điện tử trường ĐHSP kỹ thuật Hưng Yên chúng em nhận đề tài :” Thiết kế chế tạo tủ điều khiển pha roto dây quấn qua ba cấp điện trở phụ hoạt động ” hướng dẫn thầy Lê Thành Sơn Với đề tài giao, chúng em vận dụng kiến thức để tìm hiểu nghiên cứu sở lý luận lý thuyết, đặc biệt chúng em tìm hiểu sâu vào tính toán thiết kế phục vụ cho việc hoàn thiện sản phẩm đáp ứng với yêu cầu đề Dưới hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy Lê Thành Sơn với cố gắng nỗ lực thành viên nhóm chúng em hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên thời gian kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót thực đồ án Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá, góp ý thầy cô giáo, bạn bè để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Phân tích tên đề tài : • Điều khiển động pha roto dây quấn qua cấp điện trở phụ ta muốn loại bỏ điện trở Ấn M1 M1 tắt, ấn tiếp M2 M2 tắt, ấn M3 M3 tắt loại bỏ ba cấp điện trở phụ Khi ta ấn dừng tất ba điện trở phụ tắt phải dừng lại Lý chọn đề tài : • Trong thời đại ngày với phát triển khoa học công nghệ người cần máy móc ngành sản xuất công nghiệp mà có nhu cầu sử dụng máy móc mức độ nhiều lĩnh vực khác như: quân quốc phòng, nghiên cứu, khám phá phục vụ đời sống sinh hoạt hàng ngày ba cấp điện trở phụ máy công ngiệp dây chuyền cần thiết cho hoạt động sản xuất, phát triển minh chứng cho xã hội công nghiệp đại Vì nhóm chúng em tiến hành thực đề tài “động pha roto dây quấn qua cấp điện trở phụ" • Ứng dụng đề tài Hiện với sự phát triển của công nghiệp hiện đại và khoa học kỹ thuật cao đã góp phần làm tăng suất lao động, giảm được chi phí vận chuyển và nguồn lao động là người Hệ thống roto qua cấp điện trở phụ đã đáp ứng được dây truyền xí ngiệp yêu cầu đó, vì giảm được phương tiện vận chuyển cồng kền Hệ thống roto day quấn các dây truyền sản xuất của nhà máy: vải, thuốc, cám cò…Trong toàn bộ dây truyền sản xuất của nhà máy thì dây truyền roto day quấn là hệ thống quan trọng bậc nhất quy trình sản xuất của nhà máy Băng tải đóng vai trò trung gian, là liên kết chặt chẽ giữa người lao động trực tiếp sản xuất với các hệ thống máy móc tự động khác Đặc trưng của tuyến băng tải là khối lượng công việc đòi hỏi là rất lớn và liên tục không có thiết bị nào thay thế được Ứng dụng của tuyến băng tải sơ đồ công nghệ nhà máy sản xuất giày: giày từ nơi công nhân chế biến thô chưa thành phẩm được đưa lên hệ thống băng tải rồi qua lò điện trở gia nhiệt được đặt một phần băng để sấy khô keo gián ở Lò điện trở dây truyền sản xuất phải đảm bảo sau giầy chuyển qua lò được khô keo dán, để đảm bảo được yêu cầu đó thì phải điều chỉnh hoặc phải tốc độ của băng tải hoặc phải điều chỉnh nhiệt độ của lò cho giày qua vẫn đảm bảo làm khô keo dán Lò điện trở được bố trí tren băng tải phải đảm bảo sau giày được sấy keo đến cuối chiều dài băng tải nhiệt độ của giày phải có đủ thời gian hạ xuống một lượng nào đó để có thể chuyển sang công đoạn tiếp theo mà không gây nguy hiểm cho người lao động Hình 2.2.Hình ảnh của sản phẩm xi măng qua hệ thống băng tải Giới thiệu tổng quan động • Khái niệm động điện không đồng • Động điện không đồng loại động xoay chiều làm việc theo nguyên lýcảm ứng điện từ, có tốc độ quay rotor n (tốc độ quay máy) khác với tốc độquay từ trường • Động điện không đồng có hai dây quấn: Dây quấn stator (sơ cấp) nối vớilưới điện, tần số không đổi f; dây quấn rotor (thứ cấp) nối tắt lại khép kínqua điện trở, dòng điện dây quấn rôto sinh nhờ sức điện động cảm ứngcó tần số không đổi phụ thuộc vào tốc độ rotor (nghĩa phụ thuộc vào tải trêntrục máy) • Cũng loại động điện quay khác, động điện không đồng có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ động điện, chế độ máy phát điện • Động điện không đồng so với loại động khác có cấu tạo vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt 1.4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động không đồng ba pha * Cấu tạo Giống máy điện quay khác, cấu tạo động không đồng gồm hai phận stato roto, có vỏ máy, nắp máy trục máy Trục máy làm thép, gắn roto, ổ bi phía cuối trục có gắn quạt gió để làm mát máy dọc trục Hình 1.1 Cấu tạo động không đồng a) Phần tĩnh (stato) Bộ phận stato lõi sắt dây quấn, có vỏ máy nắp máy Hình 1.2 a) Mặt cắt ngang stato b) Lá thép kỹ thuật điện c) Stato động KĐB • Vỏ máy Vỏ máy làm nhôm gang Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000 kW) thường dùng thép hàn lại làm thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác Vỏ máy có tác dụng giữ chặt lõi sắt, dây quấn cố định máy bệ, không dùng để làm mạch dẫn từ Hai đầu vỏ có nắp máy, ổ đỡ trục Vỏ máy nắp máy dùng để bảo vệ máy • Lõi sắt +Thanh kim loại rơle nhiệt dẫn điện tốt,nhiệt độ phát nóng không thay đổi phục hồi trở lại,thời gian phục hồi nhanh chóng +Làm việc tin cậy, kết cấu gọn nhẹ, tuổi thọ cao *Tính chọn rơle nhiệt: -Việc lựa chọn phải đảm bảo thích hợp chọn rơle nhiệt có dòng điện lớn làm giảm tuổi thọ thiết bị cần bảo vệ,rơle nhiệt có dòng điện lớn làm giảm tuổi thọ thiết bị, dòng điện qua thấp không tận dụng tối đa công suất động -Đặc tính rơle nhiệt quan hệ dòng điện phụ tải chạy qua thời gian tác động ( A-S) -Mặt khác để đảm bảo yêu cầu giữ tuổi thọ lâu dài thiết bị theo số liệu kĩ thuật cho nhà sản xuất đối tượng bảo vệ cần đặc tính thời gian dòng điện -Lựa chọn dùng rơle nhiệt cho đường đặc tính A-S rơle gần sát đường đặc tính A-S đối tượng cần bảo vệ -Trong thực tế cách lựa chọn phù hợp chọn dòng điện định mức động điện cần bảo vệ, rơle tác động giá trị từ Bên cạnh chế độ làm việc phụ tải môi trường xung quanh xem xét *Ta có dòng điện định mức Iđm=1,7 I đmRN I tt ≈ (1,2÷1,3)Iđmđc • IđmRN ≥ 1,2.1,7 = 2,04 (A) UđmUnguồn = 380V Chọn rơle nhiệt loại MEC GTH-22 : 20A - Dải dòng điện chỉnh: từ 16 đến 22A - Điện áp định mức : 230/400VAC , tần số 50/60Hz - Kích thước (W*H*D)mm : 44×63×88 - Lắp đặt : Contactor GMC9, GMC12, GMC18, GMC22 2.1.4 Tính toán lựa chọn công tắc tơ *Khái quát công tắc tơ: -Công tắc tơ loại khí cụ điện, đóng cắt từ xa tự động tay,các mạch động lực có phụ tải điện áp đến 500V, dòng điện 600A -Công tắc tơ có vị trí:đóng cắt,được chế tạo có số lần đóng cắt lớn, tần số đóng cắt đến 1500 lần/giờ Hình 2.3: hình ảnh thực tế công tắc tơ pha *Các yêu cầu công tắc tơ: -Điện áp định mức Uđm điện áp mạch điện tương ứng mà tiếp điểm phải đóng cắt -Dòng điện định mức Iđm dòng điện qua tiếp điểm chế độ làm việc.Nếu công tắc tơ đặt tủ điện dòng điện định mức phải lấy thấp 10% làm mát - Khả cắt khả đóng: Để khởi động động điện KĐB pha roto lồng sóc cần phải có khả đóng từ (Iđm -Tuổi thọ công tắc tơ:được tính số lần đóng mở -Tần số thao tác:đó số lần đóng cắt công tắc tơ -Tính ổn định điện động:công tắc tơ có tính ổn định điện động -Tính ổn định nhiệt:khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua khoảng thời gian cho phép tiếp điểm không bị nóng chảy hàn dính lại -Hệ thống tiếp điểm công tắc tơ:phải chịu độ mài mòn điện,về chế độ làm việc nặng nề có tần số thao tác lớn -Hệ thống dập hồ quang: +Dập hồ quang thổi từ cuộn dây đấu nối tiếp hộp dập hồ quang có khe hở +Chia hồ quang thành nhiều hồ quang ngắn,hồ quang gồm nhiều thép đặt song song hồ quang bị kéo dài vào buồng hồ quang bị chia thành nhiều hồ quang ngắn *Phân loại: -Theo nguyên lý truyền động: +Công tắc tơ kiểu điện từ +Công tắc tơ kiểu khí nén,kiểu thủy lực -Theo dạng dòng điện: +Công tắc tơ điện chiều +Công tắc tơ điện xoay chiều -Theo kết cấu: +Công tắc tơ dùng nơi hạn chế chiều cao +Công tắc tơ dùng nơi hạn chế chiều rộng *Tính chọn công tắc tơ: -Điều kiện chọn công tắc tơ: Icôngtắctơ = Trong đó: Iđm dòng điện định mức tương ứng với công suất định mức Icôngtắctơ dòng điện công tắc tơ cần chọn Uđm điện áp định mức Pđm công suất định mức Ta có dòng điện định mức Iđm=1,7A Điện áp định mức : UđmUđm nguồn = 380 V Dòng điện định mức công tắc tơ: I đm I tt I tt : Dòng điện tính toán ,vì công tắc tơ đóng ngắt cho động : Itt = I dmđc ( I dmđc : Dòng điện định mức động cơ) I đm 10,2(A) Chọn công tắc tơ loại LEC-MC-9A Thiết kế an toàn, có nắp chụp bảo vệ Gắn DIN rail bắt vít Có thể lựa chọn cuộn điều khiển điện áp AC DC Tiếp điểm phụ gắn trước bên cạnh Bảo vệ tải gắn trực tiếp vào contactor Số cực (pha): 4P Dòng định mức với tải AC3 điện áp 500VAC: 6A Công suất danh định với tải AC3 điện áp 500VAC: 3kw Độ bền điện : 2.5 triệu lần (đóng/cắt) Độ bền : 15 triệu lần (đóng/cắt) Dùng kèm với Rơle nhiệt MT-12 2.1.6 Lựa chọn dây dẫn Công thức : Idaydan = K1*K2* Icp > Iđm Icp = 16 (A) : dòng điện lâu dài cho phép dây dẫn Iđm = 2,87 (A) : dòng điện định mức K1 = 0,85 : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây K2 = : hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với số lượng dây dẫn rãnh Idaydan = K1*K2*Icp = 0,85*0,8* 16 = 14 (A) > Iđm = 2,87 (A) • Ta chọn dây dẫn hãng Trần Phú tra bảng: Tiết diện ruột dây dẫn ( mm2) Dòng điện liên tục lớn cho phép (A) Dòng điện định mức dây chảy cầu chì ( A) Dây chiếu sáng,dây , dây nhánh nhà 0,5 - 0,75 - 6 1,5 10 10 2,5 15 15 25 25 35 35 10 60 60 16 90 80 Vì mạch chạy không tải dựa vào loại dây thực tế ta chọn loại dây đơn cỡ 2,5 mm2 cho mạch động lực dây cỡ 1mm2 cho mạch điều khiển 2.1.7 Tính chọn công suất động dây quấn Khi tính chọn công suất động roto dây quấn cần tính đến thành phần công suất sau : Công suất để dịch chuyển vật liệu P1 Công suất để khắc phục tổn hao ma sát ổ đỡ lăn, ma sát băng di chuyển P2 Công suất cần để nâng vật liệu P3 băng tải di chuyển theo mặt phẳng nghiêng ) Gọi: khối lượng mét băng tải, kg/m khối lượng vật liệu 1m băng tải, kg/m Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu bằng: Trong đó: L chiều dài băng tải, m K1 hệ số có tính đến lực cản dịc chuyển vật liệu, thường lấy k1=0,05 g gia tốc trọng trường, m/s góc nghiêng băng tải Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu: P1=F1.v= Trong v tốc độ di chuyển băng tải, m/s Khối lượng vật liệu mét dài băng tải tính theo suất băng tải: Khi công suất cần dịch chuyển vật liệu bằng: Lực cản ổ đỡ lăn lực cản ma sát băng chuyển động lăn tính theo biểu thức : Trong : k2 hệ số có tính đến lực cản không tải Công suất cần thiết để khắc phục tổn hao công suất lực cản ma sát bằng: Lực cản càn thiết để nâng vật liệu tính : Trong : H chiều cao nâng băng tải, m Dấu ( +) biểu thức tương ứng băng tải vận chuyển vật liệu đến ; dấu (-) vận chuyển vật liệu xuống Công suất cần để nâng vật liệu : Công suất cản tĩnh băng tải bằng; Trong : k hệ số có tính đến tổn thất phụ lực ma sát lăn dẫn hướng k=(1-1,25) Công suất động truyên động băng tải tính theo biểu thức : Trong đó: k – hệ số dự trữ (k= 1,2-1,25); - hiêụ suất hệ truyền động 2.1.8 Chọn tủ Để bố trí an toàn thẩm mĩ thiết bị bên tủ điện ta cần chọn kích thước tủ đủ tiêu chuẩn phù hợp lắp đặt Dựa vào thiết bị cần lắp đặt bố trí tủ điện ta nên chọn kích thước tủ : - Chiều dài : 600 mm - Chiều rộng : 400 mm - Chiều cao : 200 mm Hình 2.6 Tủ điện thực tế 2.2 Sơ đồ cách mắc tủ điện 2.2.1 Mạch mở máy động KĐB ba pha roto lồng sóc • Mạch động lực b, Mạch điều khiển c, Sơ đồ lắp ráp *Giới thiệu sơ đồ: - AP1,AP2 : Attomat để cấp điện cho động - F2: role nhiệt bảo vệ tải - ĐC1, ĐC2,ĐC3: động không đồng pha roto lồng sóc - K1,K2,K3: công tắc tơ để cấp điện cho động - KT1, KT2 : role thời gian - START: công tắc tơ cấp điện cho động - STOP : dừng động *Nguyên lí hoạt động Khi ta nhấn START công tắc tơ K3 có điện, tiếp điểm K3 (9-11) đóng lại để trì dòng điện cho CTT K3 cấp nguồn cho thời gian RT1, tiếp điểm K3 (9-21) đóng lại đèn H3 sáng, đồng thời mạch động lực tiếp điểm K3 đóng lại động M3 hoạt động Khi Role RT1 có điện sau khoảng thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm Rt1(9-13) đóng lại => CTT K2 có điện, Rơ le Kt2 có điện, tiếp điểm K2(9-13) đóng lại trì dòng điện cho công tắc tơ K2, tiếp điểm K2( 9-19) đóng lại đèn H2 sáng Đồng thời lúc mạch động lực tiếp điểm CTT K2 đóng lại cấp nguồn cho động M2 Khi rơ le Rt2 có điện sau khoảng thời gian chỉnh định tiếp điểm Rt2 đóng lại => CTT K1 có điện đóng tiếp điểm K1(9-15) để trì cho K1 Tiếp điểm K1 (9-17) đóng lại đèn H1 sáng Đồng thời lúc mạch động lực tiếp điểm CTT K1 đóng lại cấp nguồn cho M1 hoạt động Dừng máy bảo vệ tải : Khi dừng máy ta ấn nút STOP toàn hệ thống bị ngắt điện động điện ngừng hoạt động Các tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu Khi có cố xảy tiếp điểm thường đóng role nhiệt mở ngắt điện toàn hệ thống bảo vệ động khỏi bị tải CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Sau trình thực đồ án chúng em thu số kết sau: + Hệ thống lại kiến thức môn học trang bị điện + Tính toán, lựa chọn thiết bị mạch mở máy động không đồng roto lồng sóc + Lắp đặt thành công tủ điện mở máy ba băng tải + Toàn hệ thống làm việc ổn định theo yêu cầu đề tài + Lựa chọn, tham khảo thiết bị thực tế trình nghiên cứu + Rèn luyện tính kiên trì, logic, sáng tạo phương pháp làm việc nhóm + Đặc biệt chúng em hoàn thiện sản phẩm theo yêu cầu đặt 3.2 Thực hành Chúng em vẽ mô mạch điện phần mềm FLUSIM Lắp mạch vẽ mạch điện phần mềm VISIO 3.3 Những hạn chế đề tài Thực tế thị trường có nhiều thiết bị điện nhiều hãng sản xuất khác có kích thước thông số kỹ thuật giống nhau, điều kiện kinh tế lực có hạn nên chúng em nhiều thiếu sót, sản phẩm chúng em có thiết bị không hình dạng, màu sắc, hãng sản suất lý thuyết Do điều kiện kinh tế lực có hạn Vậy chúng em mong thông cảm quý thầy (cô) Bên cạnh vấn đề mà nhóm chúng em giải thành công hạn chế định hệ thống - Hệ thống bảo vệ xảy tượng lệch pha điện áp - Đối với động có thông số khác, có đường đặc tính khác cần tính toán chọn lại thiết bị điều khiển 3.4 Hướng phát triển kiến nghị Băng tải ngày sử dụng nhiều công nghiệp việc trang bị cho cần thiết Với đề tài dừng lại việc trang bị cho băng tải Vậy băng tải làm việc ổn định muốn điều chỉnh tốc độ phải làm nào? Nếu có điều kiện kinh tế thời gian chúng em tiến xa dùng PLC Logo, PLC Zen để hoàn thành tốt Đó nhiều hướng phát triển tương lai mà chúng em tìm hiểu Chúng em hi vọng ủng hộ góp ý chân thành từ thầy cô bạn bè nhằm tạo điều kiện cho chúng em hoàn thiện đề tài