Chọn công tắc tơ

Khái niệm chung

Công tắc tơ là loại khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện động lực bằng tay (thông qua bộ nút ấn) hoặc tự động. Công tắc tơ có thể dùng cho các mạch động lực có điện áp lên tới 500V, dòng điện định mức lên đến 600A

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

Trong mạch điện công nghiệp công tắc tơ thường được dùng để đóng cắt động cơ điện với tần số đóng cắt lớn, có thể lên đến 1800 lần/ giờ. Công tắc tơ làm việc với điện áp cho phép trong khoảng 10%-20%Udm

Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

Hình 4.1. Cấu tạo chung của công tắc tơ

Kết cấu công tắc tơ bao gồm các bộ phận: tiếp điểm động chế tạo kiểu bắc cầu có lò xo nén tiếp điểm để tăng lực tiếp xúc và tự phục hồi trạng thái ban đầu. Giá đỡ tiếp điểm làm bằng đồng thau, tiếp điểm thường làm bằng bột gốm kim loại.

Nam châm điện chuyển động thường có mạch từ hình E gồm lõi thép tĩnh và lõi thép phần ứng (động) nhờ có lò xo, công tắc tơ tự về được vị trí ban đầu. Vòng chập mạch được đặt ở hai đầu mút mạch rẽ của lõi thép tĩnh. Lõi thép phần ứng của nam châm điện được lắp liền với giá đỡ động, cách điện, trên đó có mang các tiếp điểm động và lo xo tiếp điểm. Giá đỡ cách điện thường làm bằng bakêlít chuyển động trong rãnh dẫn hướng ở trên thân nhựa đúc của công tắc tơ.

Chọn công tắc tơ: Idm ≥ Itt = 28 × 3 = 84A

Bảng 4.2. Thông số công tắc tơ loại A95-30-30 của ABB

Điện áp 380V

Dòng điện 96A

Tần số 50Hz

Điện áp cuộn hút 220VAC

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

44 4.3. Chọn tay trang điều khiển.

Theo yêu cầu công nghệ của vận thăng ta chọn tay trang có đặc điểm như sau:

Được thiết kế theo kiểu cần gạt giúp công nhân vận hành thăng được thuận tiện trong việc điều khiển thang lên, xuống và dịch chuyển nhanh, chậm. Ngoài ra còn có các nút ấn điều khiển.

-Điện áp định mức vào cho tay trang là điện áp làm việc lâu dài của mạch điện mà tay trang điều khiển có thể là điện một chiều hoặc xoay chiều từ 100V đến 500V

-Dòng điện định mức qua tiếp điểm của tay trang mà không làm hỏng tiếp điểm, số lượng tiếp điểm chính, phụ và số vị trí điều khiển của tay trang phụ thuộc và nhu cầu của người sử dụng.

Hình 4.2. Tay trang điều khiển

Chọn tay trang điều khiển có xuất xứ Trung Quốc có mã hiệu: QT23-2F-3

Thông số của tay trang điều khiển: Điều khiển 1 vị trí 2 hướng điều khiển theo kiểu gạt lên, xuống có 05 tiếp điểm.

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

213: BT lên, xuống nhanh 209: Biến tần đi lên

211: biến tần đi xuống

Hình 4.3. Sơ đồ tiếp điểm trong tay trang điều khiển Vị trí A chân cấp nguồn 24VDC cho tay trang điều khiển.

Đầu ra số 1 vào chân số 209 biến tần đi lên, đầu ra số 1’ vào chân số 211 biến tần động cơ quay nghịch, đầu ra số 2, 2’ vào chân số 213 của biến tần điều chỉnh tần số động cơ quay nhanh.

Nguyên lý làm việc của tay trang:

-Tay trang được sử dụng ở 5 cấp, có 2 cấp tốc độ, 2 cấp lên xuống, 1 cấp dừng.

-Khi nguồn điều khiển 24VDC được cấp vào các tiếp điểm thường mở, khi này tay trang đang ở vị trí 0.

-Khi muốn điều khiển vận thăng hướng đi lên, ta gạt tay trang lên trên khi đoc tiếp điểm thường mở 1 và 1’ sẽ đóng lại nguồn 24VDC được cấp qua tay trang đi vào chân 209 của biến tần xử lý điều khiển động cơ quay theo chiều thuận.

-Khi muốn chuyển động lên nhanh ta gạt tay trang lên vị trí 2 lúc này tiếp điểm thường mở số A2 đóng lại dòng điện 24VDC được cấp vào chân số 213 của biến tần xử lý lệnh điều chỉnh tần sô làm tốc độ động cơ tăng lên.

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

Khi muốn động cơ dừng lại ta gạt tay trang về vị trí số 0 động cơ sẽ chạy chậm lại và dừng hẳn.

-Khi muốn động cơ chuyển động theo chiều xuống, ta gạt tay trang về vị trí số 1’ lúc này nguồn 24VDC được cấp vào biến tần qua tiếp điểm số 1’ vào chân số 211 của biến tần động cơ quay theo chiều nghịch vận thăng chuyển động xuống, khi muốn xuống nhanh ta gạt tay trang về vị trí số 2’ tiếp điểm thường mở 2’ đóng lại cấp nguồn 24VDC vào chân số 213 của biến tần biến tần sẽ xử lý điều khiển tần số của động cơ tăng lên theo chiều quay nghịch vận thăng xuống nhanh. Lúc này tiếp điểm số 1’ vẫn đang ở trạng thái đóng định hướng cho động cơ quay theo chiều nghịch vận thăng chuyển động xuống.

4.4. Rơle trung gian

Chọn rơ le trung gian: là rơ le loại LYX AC 220/380 (của hãng OMRON)

Hình 4.4. Rơ le trung gian

Bảng 4.3. Thông số kỹ thuật rơle trung gian

Tiếp điểm chịu được điện áp 2000VAC

Tuổi thọ 50.000.000 Min (tải AC) 100.000.000 Min (tải DC)

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

Số chân 14

Nguồn 220VAC

Dòng điện qua cuộn dây 5A

Tần số 50Hz

Số tiếp điểm 2-3-4-6 (gồm cả thường đóng và thường mở)

-Chọn 6 rơle trung gian RA, B+, B-, C+, C- : là rơ le loại LY11 DC24V có 1 tiếp điểm thường mở.

-Chọn 2 rơle trung gian A+, A- : là rơle loại LY22 DC24V có 2 tiếp điểm thường mở. -Chọn rơle trung gian R: là rơ le loại LY44 DC 24V có 4 tiếp điểm thường mở.

-Chọn rơle trung gian a: là rơ le loại LY32 DC24V có 3 tiếp điểm (1 tiếp điểm thường đóng, 2 tiếp điểm thường mở).

-Chọn rơle trung gian c: là rơ le loại LY43 DC24V có 4 tiếp điểm (1 tiếp điểm thường đóng, 3 tiếp điểm thường mở).

-Chọn rơle trung gian b,d: là rơle loại LY 53 DC24V có 5 tiếp điểm (2 tiếp điểm thường đóng, 3 tiếp điểm thường mở).

4.5. Chọn công tắc hành trình trên, công tắc hành trình dưới.

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

Hình 4.5. Công tắc hành trình

Các thông số kỹ thuật như sau:

Điện áp làm việc: 125, 250, 500 VAC Dòng điện định mức: 10A

Cần dài có bánh xe. Góc mở: 45o

Chịu dầu nước. Thân lớn. Cấp bảo vệ: IP 67

Tuổi thọ: Cơ: 15 000 000 lần min Điện 750 000 lần min. Tốc độ tác động (1mm/s đến 1/s).

Cơ: 120 lần/ phút Min Điện: 30 lần/ phút Min.

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng

Cách điện. 100 MΩ Min.

Điện trở tiếp điểm: 25 mΩ Max. Nhiệt độ làm việc: 10oC đến 80oC. Tiêu chuẩn EC/IEC, UL/CSA

4.6. Một số thiết bị khác:

Bộ chỉnh lưu gồm 4 điốt đấu sơ đồ cầu

Điốt (Stud Version) RSD2/D212-10(X) D212-16(X)

Contacter LC1 D40 Điện áp 380V Dòng điện 100A Tần số 50 Hz Điện áp cuộn hút: 220V Hãng sản xuất: Schneider Bảo vệ thứ tự pha PMR-44 Điện áp: 380V Tần số: 50Hz Hãng sản xuất: Schneider Rơ le nhiệt GTH – 85 Điện áp: 380 VAC Dòng điện: 100 – 125A Tần số: 50Hz

Điện áp cuộn hút: 220VAC Hãng sản xuất: LS MEC

Chương 4: Trang bị điện cho vận thăng lồng 50 Cầu chì RT 18-32 (vỏ) Điện áp: 380VAC Dòng điện: 75A Hãng sản xuất: China Máy biến áp BK – 500

Điện áp: 380VAC 3 pha Dòng điện: 100-125A

Tần số: 50Hz

Công suất: 100kVA Hãng sản xuất: CNHYE

Aptomat BKN C20

Điện áp 400VAC

Dòng điện 20A

Tần số: 50Hz

Công suất cắt: 25 kVA Hãng sản suất: ABB

Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển lắp đặt, tháo dỡ

Chương 5

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 5.1. Thiết kế hệ thống điều khiển

Mạch điện hàng rào.

Yêu cầu: tủ điện hàng rào yêu cầu phải cung cấp đủ các nguồn điện, đóng cắt nhanh an toàn cho người vận hành và sử dụng dễ xử lý khi xảy ra sự cố.

Hệ thống bảo vệ.

Do tủ điện đặt ở vị trí hàng rào dưới mặt đất, xung quanh khu vực vận thăng hoạt động nên hệ thống bảo vệ chủ yếu là: cầu dao cắt, aptomat, các tiếp điểm hàng rào, phải đảm bảo an toàn không cho người, thiết bị khác vào trong khu vực khi vận thăng đang hoạt động.

Yêu cầu chung khi làm việc.

-Công nhân vận hành vận thăng lồng phải được đào tạo của các cơ quan chuyên ngành có thẩm quyền, hiểu biết về vận hành vận thăng.

-Khi công nhân vận hành bắt đầu làm việc cần kiểm tra xung quanh vận thăng có an toàn hay không, như hệ thống điện, cáp điện, lồng thang, hàng rào.

-Trước khi đóng aptomat tổng nhân viên vận hành vào buồng điều khiển kiểm tra cửa hàng rào phải đóng và cửa lồng đóng nhấn gạt cần điều khiển về vị trí giữa rồi mới sẵn sàng cho công việc tiếp theo.

Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển lắp đặt, tháo dỡ

56 5.3. Thuyết minh nguyên lý hoạt động 5.3.1. Bật hệ thống tủ điện hàng rào

Khi thấy an toàn bắt đầu đóng cầu dao cấp điện ở ngoài hàng rào cung cấp điện cho hệ thống vận thăng.

Tiếp theo đóng aptomat tổng Q4-1 và đóng aptomat điều khiển Q4-3 sau đó ấn nút bật nguồn S4-3, qua nút tắt nguồn S4-3A qua các tiếp điểm mạch bảo vệ hàng rào và cuộn hút của khởi động từ K1. Khởi động từ K1 cấp nguồn 3 pha được cấp vào buồng điều khiển bên trong lồng thang. Lúc này nguồn nuôi của khởi động từ nguồn K1 được lấy từ tiếp điểm thường mở của khởi động từ K1.

Khi có sự cố cần ấn nút tắt nguồn để toàn bộ hệ thống điện của vận thăng lồng đều bị cắt đảm bảo an toàn cho hệ thống.

5.3.2. Bật tủ điều khiển bên trong lồng thang.

Khi người điều khiển vào bên trong buồng thang đóng aptomat bảo vệ PDB1, nguồn điện 3 pha được cấp cho khởi động từ K2 và vào mạch bảo vệ mất pha PMR, rồi cấp nguồn cho biến tần.

Nguồn điện 220V được lấy từ 1 pha của nguồn 3 pha và đường trung tính lấy ra được đưa qua aptomat Q1 và cầu chì bảo vệ, đi qua khóa nguồn S1 và nút dừng khẩn cấp S2, đèn nguồn sáng báo hiệu hệ thống đã sẵn sàng hoạt động. Khi ấn nút bật nguồn dòng điện đi qua các tiếp điểm bảo vệ của cửa trước door 1, cửa sau door 2, cửa trên top limit, vào rơle bảo vệ vào tiếp điểm thường đóng của bảo vệ mất pha PMR vào cuộn hút khởi động từ K2. Lúc này khởi động từ K2 đóng lại cấp nguồn 3 pha cho chân U, V, W của biến tần nguồn 220V được đưa qua biến áp hạ áp nắn lọc xuống 24VDC cung cấp nguồn cho biến tần hoạt động, cấp vào tiếp điểm phòng rơi S2-5 qua tiếp điểm bảo vệ giới hạn trên K3-6 qua các tiếp điểm bảo vệ giới hạn dưới K3-7 tới điểm A của tay trang điều khiển.

Khi tất cả các tiếp điểm bảo vệ cửa trước, cửa trên, cửa sau, rơle bảo vệ thiết bị mất pha không hoạt động, không an toàn nguồn cung cấp vào khởi động từ nguồn K2 sẽ bị cắt ngừng cung cấp điện cho buồng thang.

Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển lắp đặt, tháo dỡ

Khi các tiếp điểm thiết bị phòng rơi, quá trên, quá dưới không hoạt động, hoạt động không an toàn sẽ cắt nguồn 24VDC cung cấp cho tay trang điều khiển.

5.3.3. Điều khiển thang đi lên.

Gạt tay trang lên phía trên lúc này tiếp điểm A nguồn 24VDC được nối sang tiếp điểm thường mở 1 đóng lại đưa điện 24VDC đầu ra 1 đi vào chân số 209 của biến tần, biến tần nhận lệnh cấp nguồn cho động cơ truyền động làm việc theo chiều thuận vận thăng chuyển động đi lên tốc độ châm.

Khi muốn vận thăng đi lên nhanh ta gạt tay trang sang vị trí số 2 lúc này nguồn 24VDC được cấp qua tiếp điểm ra chân số 2 của tay trang đi vào chân số 213 của biến tần, biến tần điều chỉnh tần số làm tốc độ động cơ tăng lên làm vận thăng chuyển động nhanh. Lúc này tiếp điểm số 1 của tay trang vẫn được duy trì cấp điện vào chân số 209 của biến tần duy trì chiều động cơ.

5.3.4. Dừng vận thăng.

Khi người điều khiển muốn dừng vận thăng ta gạt cần gạt qua vị trí số 1 về vị trí số 0 lúc này tiếp điểm số 2 của tay trang được tách ra ngừng cấp nguồn 24VDC vào cho biến tần biến tần chuyển động cơ về chế độ lên chậm. Khi gạt về vị trí số 0 tiếp điểm số 1 được mở ra ngừng cấp nguồn vào chân 209 của biến tần động cơ dừng đứng yên.

5.3.5. Điều khiển vận thăng đi xuống

Khi gạt tay trang đi xuống vị trí số 1’ nguồn điện 24VDC được cấp qua tiếp điểm 1’ vào chân 211 của biến tần, biến tần nhận lệnh cấp nguồn cho động cơ quay theo chiều nghịch vận thăng chuyển động đi xuống. Khi muốn xuống nhanh người điều khiển gạt tay trang về vị trí số 2’ lúc này tiếp điểm số 2’ được cấp nguồn 24VDC vào chân 213 của biến tần.

Khi chuyển động đi xuống do trọng lực, do trọng tải của lồng nâng và tải làm động cơ làm việc ở chế độ máy phát lúc này biến tần thu nguồn điện phát ra từ động cơ và xa rả ra trên điện trở hãm.

Chương 5: Thiết kế hệ thống điều khiển lắp đặt, tháo dỡ

Phanh hãm điện từ được gắn ở phía sau đuôi của mỗi động cơ đảm bảo động cơ hoạt động tốt, làm việc an toàn.

Hệ thống phanh của 3 động cơ được điều khiển bởi biến tần, điều khiển bằng nguồn 24VDC được cấp bởi biến áp thông qua biến tần xử lý đóng cắt khi dừng và chuyển động bằng khởi động từ phanh. Hệ thống phanh đảm bảo hoạt động tốt an toàn.

5.5. Lắp đặt và tháo dỡ 5.5.1. Lắp đặt 5.5.1. Lắp đặt

Chân đế

Chân đế được lắp đặt chắc chắn trên 1 bệ bê tông đổ thành khối vững chắc, có gắn các bu lông để liên kết với giá vận thăng, giữ giá vận thăng cố định trong quá trình hoạt động. Ngoài ra còn có thể gắn lò xo để vận thăng chạm đất êm.

Lắp đặt đốt tiêu chuẩn

Đốt tiêu chuẩn là cơ sở để lắp với chân đế đảm bảo an toàn và vững chắc. Đốt trên cùng gắn điểm giới hạn trên, đốt dưới cùng gắn điểm giới hạn dưới, không cho vận thăng bay vượt ra khỏi giá. Trên mỗi đoạn đốt đều gắn các thanh răng dẫn động cho vận thăng.

Lắp lồng nâng

Lồng nâng được đưa vào định vị vào đốt cơ sở, trên lồng nâng đã được gắn thiết bị phòng rơi. Cụm bánh tỳ của lồng nâng được ôm bó chặt vào ống trụ tròn của đốt cơ sở, bánh răng của cụm phòng rơi được ăn khớp với thanh răng dẫn động.

Lắp bộ dẫn động và động cơ

Bộ dẫn động và động cơ được lắp đặt trên nóc của lồng nâng được gắn chắc chắn vào các thanh chịu lực, các bánh răng truyền động được ăn khớp với các thanh răng dẫn động, từ bánh răng dẫn động được nối với động cơ qua hộp số truyền động.

Lắp hàng rào bảo vệ

Hàng rào bảo vệ được lắp đặt xung quanh khu vực thang làm việc, lắp ở không gian rỗng rãi và đảm bảo, các thiết bị tiếp điểm bảo vệ hàng rào được lắp đặt ở khu vực các cửa

Các chức năng giám sát

Một số thiết bị khác: