Đang tải... (xem toàn văn)
tổng quan về động cơ 1 chiều DC, Khởi động động cơ 1 chiều kích từ độc lập qua 3 cấp điện trở phụ ở mạch phần ứng. Khởi động theo nguyên tắc dòng điện. Khi dừng có hãm động năng theo nguyên tắc tốc độ. + Thiết kế mạch điều khiển hệ thống cần trục theo phương pháp hàm tác động. Kèm thuyết minh nguyên lý hoạt động của mạch. File có kèm theo mạch (file cad và pdf)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Môn học: Điều khiển logic Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: BÁO CÁO HỌC TẬP NHÓM ĐỀ TÀI Thiết kế mạch mở máy động chiều kích từ độc lập qua cấp điện trở phụ mạch phần ứng theo nguyên tắc dịng điện Khi dừng có hãm động theo nguyên tắc tốc độ Bài 9/ trang 50 Thiết kế mạch điều khiển mạch động lực phương pháp hàm tác động NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN Lớp: Tự động hóa Nhóm thực hiện: Nhóm Danh sách thành viên nhóm: STT 10 11 Họ tên MSV I – BÀI TOÁN Đề bài: Thiết kế mạch mở máy động chiều kích từ độc lập qua cấp điện trở phụ mạch phần ứng theo ngun tắc dịng điện dừng có hãm động theo nguyên tắc tốc độ TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Khái niệm Động điện chiều máy điện dùng để biến đổi lượng điện chiều thành 1.2 Cấu tạo phân loại động điện chiều 1.2.1 Cấu tạo Hình 1.1: Cấu tạo động điện chiều Động điện chiều máy phát động điện có cấu tạo giống Động điện chiều phân thành hai phần chính: Phần tĩnh Phần động Phần tĩnh (Stato) hay cịn gọi phần kích từ động cơ: phận sinh từ trường Bao gồm phận sau: • Mạch từ dây kích từ lồng ngồi mạch từ Dây quấn kích từ • làm dây điện từ, cuộn dây điện từ mắc nối tiếp Cực từ Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây • quấn kích từ lịng ngồi lõi sắt cực từ Gơng từ: Gơng từ dùng làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ • máy Các phận khác Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn an toàn cho người tránh chạm vào điện Cơ cấu chổi than: Để đưa dịng điện từ phần quay ngồi Phần quay hay rơto: • Phần sinh sức điện động gồm có: o Mạch từ làm vật liệu sắt từ (lá thép kỹ thuật) xếp lại với o mạch từ có rãnh để lồng dây quấn phần ứng Cuộn dây phần ứng Gồm nhiều bối dây nối với theo quy luật định • Lõi sắt phần ứng Dùng để dẫn từ, thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên • Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng phần phát sinh suất điện động có dịng điện chạy qua, dây quấn phần ứng thường không làm dây đồng có bọc cách điện • Cổ góp Cổ góp gồm nhiều phiến đồng mạ cách điện với lớp mica dày từ 0,4÷1,2mm hợp thành hình trục trịn 1.1.2 Phân loại Khi xem xét động điện chiều máy phát điện chiều ta phân loại theo cách kích thích từ động Từ có bốn loại động điện chiều thường sử dụng là: • Động điện chiều kích từ độc lập: Phần ứng phần kích từ cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ • Động điện chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ mắc song song với phần ứng • Động điện chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ mắc nối tếp với phần ứng • Động điện chiều kích từ hỗn hợp: Gồm có cuộn dây kích từ, cuộn mắc song song với phần ứng cuộn mắc nối tiếp với phần ứng BÀI TỐN 2.1 Tính chọn khí cụ điện mạch Số lượng 1 1 Tên thiết bị Động chiều Aptomat pha Nguồn Cuộn kích từ độc lập Điện trở Thông số = 10 kVA = 100 A = 220V AC R1=10 Ω; R2=7 Ω; R3=5 Ω R4=100 Ω = 220V AC = 220V AC Rơ le dòng Rơ le tốc độ Contactor pha Dòng điện định mức động cơ: Điện trở động cơ: Ω Dòng điện khởi động: Để < cần mắc nối tiếp cấp điện trở = Chọn: + 35 A + 40 A + 45 A 2.2 Thiết kế mạch Hình 1.2 Sơ đồ thiết kế mạch khởi động động chiều 2.3 Thuyết minh ngun lí hoạt động • Q trình khởi động Ấn nút ON2, cuộn hút MC1 có điện đóng tiếp điểm thường mở MC1 (13-14) cấp điện cho phần ứng động đồng thời đóng tiếp điểm MC1 (13-14) để làm tiếp điểm trì mở tiếp điểm thường đóng MC1 (21-22) để khống chế cuộn hút H Lúc mạch xuất dòng < < , , dẫn đến rơ le dòng tác dụng làm mở tiếp điểm thường đóng “” ngăn khơng cho dịng vào cuộn hút “ 1G, 2G, 3G” =>> đưa vào q trình giảm dịng khởi động tăng dần theo thời gian Khi = tác dụng =>> tiếp điểm “” đóng lại cấp điện vào cuộn hút 1G Cuộn hút 1G có điện đóng tiếp điểm “MC 1G (13-14)” lại loại bỏ R1 Tương tự vậy, = cuộn hút 2G có điện loại bỏ R2 theo nguyên tắc Khi = ⁓ =>> cuộn 3G có điện =>> loại bỏ R3 Lúc động loại bỏ cấp điện trở =>> n = kết thúc trình khởi động • Q trình hãm Ấn “OFF1” ngắt cuộn hút MC1 khỏi nguồn điện, tiếp điểm MC1 trở lại trạng thái ban đầu Đồng thời đóng mạch (ON1), cấp điện cho bắt đầu đo tốc độ động Vì tốc độ động lớn tốc độ setup tiếp điểm thường mở đóng lại cấp điện cho cuộn hút H Cuộn hút H có điện đóng tiếp điểm thường mở H, đưa vào trình hãm Do động điện chiều lúc chế độ máy phát => tiêu thụ dòng điện động phát (biến điện thành nhiệt năng), làm giảm tốc độ động Khi tốc độ động = 15% tốc độ ban đầu, rơ le tốc độ ngắt điện, tiếp điểm (13-14) mở ra, ngắt điện khỏi cuộn hút H, tiếp điểm MCH (13-14) mở ngắt khỏi trình hãm =>> kết thúc trình hãm Động quay tự 15% cịn lại II – BÀI TỐN Đề Hệ thống cầu trục có cơng nghệ hình vẽ: M tín hiệu mở máy, a0 , a1 , b0 , b1 cảm biến vị trí dạng xung Mạch động lực sử dụng động không đồng Thiết kế mạch điều khiển mạch động lực cho công nghệ phương pháp hàm tác động Các bước thực hiện: Bước 1: Xác định tín hiệu vào Tín hiệu vào: m; a0 ; a1 ; b0 ; b1 Tín hiệu ra: T (trái); P (Phải); X(Xuống); L (Lên); • • • • T: Tín hiệu điều khiển động sang trái P: Tín hiệu điều khiển động sang phải X: Tín hiệu điều khiển động xuống L: Tín hiệu điều khiển động lên ⇒ Hàm mô tả hoạt động 10 F= L+ b1 -L+ b1 b0 -T+X+ -L+T+ b0 a1 -X+L+ a0 -L+P+ b1 -P+X+ a1 -X+ -T+X+… Các xung a1 ; b0 ; a0 xung đơn Xung b1 xung đôi Xung b1 lần thứ sang trái (T) Xung b1 lần thứ hai xuống (X) Bước 2: Xác định biến trung gian Từ công thức: 2Smin ≥ n (n = 2) ⇒ S ≥ Ta chọn biến trung gian G để phân biệt trang thái b1 Biến trung gian G xuất có xung a0 có xung a1 Bước 3: Viết hàm điều khiển cho biến biến trung gian Hàm tác động (sau thêm biến trung gian) F= b1 -L-g+T+ +X+ • a1 - b0 X-G+L+ -T+X+ b1 a1 -X+L+ -L-g+T+ b0 a0 - - T + X +… Hàm điều khiển biến G fđ (G) = ( a0 + g) l (có trì) 11 L+G+P+ b1 +g-P fc (G) Fđk (G) • fđ (T) = ( b1 g + t) l fc (T) = b0 fđ (X) = ( b0 + b1 g + x) t p fc (X) = a1 = ( b0 + b1 g + x) a1 t p Hàm điều khiển biến P fđ (P) = ( a0 + p) l fc (P) = b1 Fđk(P) • = fđ (T) fc (T) = ( b1 g + T ) l b0 Hàm điều khiển biến X Fđk(X) • = fđ (G) fc (G) = ( a0 + g) a1 l Hàm điều khiển biến T Fđk(T) • = a1 = ( a0 + p) b1 l Hàm điều khiển biến L fđ (L) = ( a1 + l) x fc (L) = a0 + b1 Fđk(L) = ( a1 + l) a0 b1 x 12 Bước 4: Vẽ sơ đồ mạch điều khiển Hình 2.1: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống cầu trục 13 Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực cầu trục 14 Bước 5: Thuyết minh hoạt động Ấn nút M cuộn hút rơ le trung gian Q có điện → đóng tiếp điểm thường mở Q (13-14) để trì → mạch điều khiển sẵn sàng hoạt động Ấn “ b1 ” lần thứ → cấp điện cho cuộn hút T → động sang trái Ấn “ b0 ” cắt điện khỏi cuộn hút T → động dừng trái đồng thời cấp điện cho cuộn hút X → động xuống Ấn “ a1 ” cắt điện khỏi cuộn hút X → động dừng xuống đồng thời cấp điện cho cuộn hút L → động lên Ấn “ a0 ” cắt điện khỏi cuộn hút L → động dừng lên, cấp điện cho cuộn hút P → động sang phải Đồng thời cấp điện cho rơ le trung gian G làm mở tiếp điểm RLG (21 – 22) đóng tiếp điểm RLG (13 – 14) Ấn “ b1 ” lần thứ hai, cắt điện khỏi cuộn hút P → động dừng sang phải, đồng thời cấp điện cho cuộn hút X → động xuống lần Ấn “ a1 ” Cắt điện khỏi cuộn hút X → động dừng xuống đồng thời cắt điện RLG → tiếp điểm RLG (21 – 22) đóng lại RLG (13 – 14) mở ra, trở trạng thái ban đầu Cùng lúc cấp điện cho cuộn hút L → động lên lần Ấn “ b1 ” cắt điện khỏi cuộn hút L → động lên đồng thời cấp điện cho cuộn hút T → động sang trái Cứ mạch hoạt động theo vịng khép kín Đúng u cầu đề đặt 15 MỤC LỤC 16 ... hiệu điều khiển động sang phải X: Tín hiệu điều khiển động xuống L: Tín hiệu điều khiển động lên ⇒ Hàm mô tả hoạt động 10 F= L+ b1 -L+ b1 b0 -T+X+ -L+T+ b0 a1 -X+L+ a0 -L+P+ b1 -P+X+ a1 -X+ -T+X+…... mức động cơ: Điện trở động cơ: Ω Dòng điện khởi động: Để < cần mắc nối tiếp cấp điện trở = Chọn: + 35 A + 40 A + 45 A 2.2 Thiết kế mạch Hình 1. 2 Sơ đồ thiết kế mạch khởi động động chiều 2 .3 Thuyết... trịn 1. 1.2 Phân loại Khi xem xét động điện chiều máy phát điện chiều ta phân loại theo cách kích thích từ động Từ có bốn loại động điện chiều thường sử dụng là: • Động điện chiều kích từ độc lập: