Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện t616

Trong đó ngành công nghệ kỹ thuật điện, chuyên ngành tự động hóa chiếm một vị trí hết sức quan trọng, là mũi nhọn và then chốt để giải quyết vấn đề nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Trong quá trình phát triển của ngành công nghiệp thì chúng ta phải kể tới việc ứng dụng các máy móc công cụ cắt gọt kim loại vào trong quá trình sản xuất. Ngày nay tự động hóa được ứng dụng rộng rãi vào thiết kế chế tạo, nâng cấp tủ điện, hệ thống điện các dây truyền sản xuất tự động trong các nhà máy, xí nghiệp đặc biệt là các tủ điện trong máy cắt gọt kim loại, trong đó có nhóm máy tiện đã được nâng cấp cải tạo thay thế cho phù hợp với nhịp độ phát triển của khoa học công nghệ và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân của đất nước.

MỤC LỤC

_Toc364334907

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 7

1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀ I 7

2 TÓ M TẮT NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀ I 7

3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7

PHẦN II: NỘI DUNG 8

CHƯƠNGI : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔ NG TRÊN CÁ C MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI 8

1.1.GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI 8

1.1.1.Phân loại các máy cắt gọt kim loại 8

1.1.2 Vai trò của các máy cắt kim loại 9

1.1.3 Các chuyển động và các dạng gia công điển hình trên máy cắt gọt kim loại 9

1.2 GIỚI THIỆU VỀ NHÓ M MÁ Y TIỆN 11

1.2.1 Đặc điểm công nghệ .11

1.2.2 Phân loại nhóm máy tiện .12

1.2.3 Những yêu cầu, đặc điểm chung về trang bị điện cho máy tiện .12

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU MẠCH MÁY TIỆN T616 13

2.1 ĐẶC ĐIỂM CÔ NG NGHỆ. 13

2.2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT. 14

2.3 CÁ C CHUYỂN ĐỘNG TRÊ N MÁ Y TIỆN T616 14

2.4.SƠ ĐỒ NGUYÊ N LÝ MÁ Y TIỆN T616 15_Toc364334928 2.4.1 Giới thiệu sơ đồ: 15

2.4.2 Nguyên lý hoạt động: 16

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ CHUYỂN ĐỘNG CHÍNH 17 2.5.1 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí .17

2.5.2 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điện 18

2.5.3 Điều chỉnh tốc độ cơ – điện kết hợp 23

2.6.CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH 23

2.6.1 Ứng dụng PLC điều khiển tốc độ động cơ thông qua bộ biến tần 23

2.6.2 Ứng dụng điện tử công suất để điều khiển tốc độ động cơ .26

2.7 SƠ ĐỒ NGUYÊ N LÝ MẠCH ĐIỀU Á P XOAY CHIỀU BA PHA 27_Toc364334944 2.8 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỆN CẢI TẠO 29

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TỦ ĐIỆN 32

3.1.MỘT SỐ DẠNG TỦ ĐIỆN 32

3.2 THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN 32

3.3 LỰA CHỌN VẬT TƯ, THIẾT BỊ 33

3.3.2 Contactor .37

3.3.3 Rơle nhiệt .40

3.3.4 Rơle trung gian .42

3.3.5 Công tắc xoay .44

3.3.6 Đèn báo .46

3.3.7 Nút ấn 46

3.3.8 IC TCA 785 47

3.3.9 Van công suất triac .49

3.3.10 Cổng AND 51

3.3.11 NE555 .51

3.3.12 IC7805 .52

3.3.13 IC7812 .52

3.3.14 MOC3201M .53

3.4 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THIẾT BỊ TỦ ĐIỆN 55

3.5.CHẾ TẠO TỦ ĐIỆN 62

3.6 HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 66

3.7 SẢN PHẨM 67

PHẦN III: KẾT LUẬN 68

1.KẾT QUẢ THỰC HIỆN TRONG ĐỒ Á N 68

2 KIẾN NGHỊ 68

3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI TIẾP THEO 68

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hì nh 1-1 : Các dạng gia công kim loại trên các máy cắt kim loại………10

Hình 1.2 Dạng bên ngoài của máy tiện……….11

Hình 2.1: Hình dáng chung của máy tiện ren vít vạn năng T616……… 13

Hình 2.2 sơ đồ nguyên lý máy tiện T616……….15

Hình 2.3: Sơ đồ tổng quát của hệ truyền động điện không đồng bộ có điều chỉnh điện áp nguồn……… 18

Hình 2.4 các đặc tính cơ khi điều chỉnh điện áp stato, U 12 > U 11 ……….19

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện có điều chỉnh tần số………… 20

Hình 2.6: các đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng tần số với các loại tải khác nhau………22

Hình 2.7 Hình ảnh một số loại PLC……… 24

Hình 2.8 sơ đồ khối……….25

Hình 2.9:Sơ đồ nguyên lý mạch máy tiện T616……….29

Hình3.1 : Hình ảnh và kí hiệu aptomat……… 35

Hình 3.2 : Nguyên lý làm việc của aptomat dòng……….36

Hình 3.3 Hình ảnh của contactor………37

Hình 3.4: Trạng thái làm việc của contactor……….38

Hình 3.5:Cấu tạo bên trong contactor………38

Hình 3.6:Kí hiệu trong contactor………39

Hình 3.7 : Nguyên lý cấu tạo và làm việc của rơle nhiệt………41

Hình 3.8: Hình ảnh và ký hiệu của rơle nhiệt……… 41

Hình 3.9 Hình ảnh rơ le trung gian………43

Hình 3.10 Rơle trung gian xoay chiều……… 43

Hình 3.11 Hình ảnh công tắc xoay……….45

Hình 3.12 Hình ảnh đèn báo………46

Hình 3.13: Hình dáng bên ngoài TCA………47

Hình 3.14: Sơ đồ tương đương, cấu tạo, hình dạng & ký hiệu Triac………49

Hình 3.16: Hình dạng bên ngoài……….50

Hình 3.17 Cấu tạo NE555………51

Hình 3.18: Hình dạng bên ngoài NE555……….52

Hình 3.19: Hình dạng bên ngoài và sơ đồ nguyên lý………52

Hình 3.20: Hình dạng bên ngoài 7812………52

Hình 3.21: Hình dáng bên ngoài MOC……… 53 Hình 3.22: Hình dáng bên ngoài ICBTA26-600B……….53

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trên thế giới sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, đã kéo theo sự phát triển của nhiều lĩnh vự khác như các ngành công nghiệp sản xuất khác Những công nghệ mới, tiên tiến liên tục được ra đời để thay thế công nghệ cũ lạc hậu, nhằm phục vụ nhu cầu của con người

Không thể nằm ngoài quy luật của sự phát triển đó Đất nước ta đang tiến hành công nghiệp hóa – hiện đại hóa, phấn đấu tới năm 2020 cơ bản trở thành nước công nghiệp phát triển Để điều đó thành hiện thực thì chúng ta phải không ngừng nghiên cứu phát triển, ứng dụng công nghệ mới tiên tiến vào thực tiễn để đẩy nhanh quá trình công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước

Trong đó ngành công nghệ kỹ thuật điện, chuyên ngành tự động hóa

chiếm một vị trí hết sức quan trọng, là mũi nhọn và then chốt để giải quyết vấn

đề nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm Trong quá trình phát triển của ngành công nghiệp thì chúng ta phải kể tới việc ứng dụng các máy móc công cụ cắt gọt kim loại vào trong quá trình sản xuất Ngày nay tự động hóa được ứng dụng rộng rãi vào thiết kế chế tạo, nâng cấp tủ điện, hệ thống điện các dây truyền sản xuất tự động trong các nhà máy, xí nghiệp đặc biệt là các tủ điện trong máy cắt gọt kim loại, trong đó có nhóm máy tiện đã được nâng cấp cải tạo thay thế cho phù hợp với nhịp độ phát triển của khoa học công nghệ và phát triển nhanh nền kinh tế quốc dân của đất nước

Nhiệm vụ của mỗi sinh viên trước khi ra trường là phải hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Với đồ án tốt nghiệp này sẽ giúp sinh viên củng cố lại phần kiến thức đã học và tiếp cận được với thiết bị thực tế để thiết kế chế tạo một tủ điện, mạch điện tự động hóa hoàn chỉnh Đồng thời qua đó cũng là kết quả để đánh giá quá trình học tập của sinh viên

Đề tài đồ án tốt nghiệp chúng em nhận được là:″Thiết kế chế tạo tủ điện máy tiện T616″

Trong quá trình làm đồ án chúng em đã nỗ lực nghiên cứu tìm hiểu, làm

hết khả năng của mình, cùng với sự hướng dẫn tận tình của cô gáo Vũ Thị Tựa

và các thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, Cơ Khí, nay chúng em đã hoàn thành

đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn Vũ Thị Tựa và các

thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, Cơ Khí, đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo chúng

em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn !

Hưng yên ngày tháng năm 2013 Nhóm sinh viên thực hiện

1 Hà Văn Khanh

2 Bùi Thế Hiếu

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀ I

Sự phát triển của nền kinh tế phụ thuộc nhiều vào sự phát triển của khoa học kỹ thuật chúng ta đã ứng dụng các máy móc trong quá trình sản xuất Khi gia công các chi tiết trên máy cắt gọt kim loại là phổ biến và nó được áp dụng rộng rãi ví dụ: tiện, khoan, doa, bào,

Trong đó máy tiện được sử dụng khá rộng rãi và chiếm tỷ lệ cao trong các máy cắt gọt kim loại trong nhà máy Máy tiện có thể gia công chi tiết có dạng tròn xoay như mặt trụ, côn, khoan lỗ, tiện ren, cắt đứt…vv

Trên máy tiện có thể gia công mặt bất kỳ đối với những mặt cắt là bất kỳ như : bầu dục, mặt cam nếu trên máy có những chi tiết đặc biệt Trên máy tiện

có thể trang bị các đồ gá mài , đồ gá phay, đồ gá tiện chép hình, lăn nhám

Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ thì một số loại máy tiện

cũ dần được cải tiến để đáp ứng nhu cầu sản xuất sản phẩm, đồng thời cũng làm giảm tiêu hao năng lượng, có độ tin cậy cao hơn, thuận tiện trong quá trình vận hành và dễ dàng sửa chữa khi gặp sự cố Muốn cải tiến nâng cấp để đáp ứng nhu cầu sản xuất khi gia công chi tiết ổn định thì phải thiết kế tủ điều khiển nâng cấp phù hợp với công nghệ

Dựa vào kiến thức đã học và qua đợt đi thực tập thực tế tìm hiểu nghiên cứu tại công ty, nhà máy để vận dụng được sự liên quan tới tự động hóa, cơ khí hóa

và điện khí hóa trong quá trình thiết kế tủ điều khiển

2 TÓ M TẮT NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀ I

Chương I.Tổng quan về công nghệ gia công trên các máy cắt gọt kim loại Chương II Nghiên cứu mạch máy tiên T616

Chương III Thiết kế và chế tạo tủ điện máy tiện T616

3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Nghiên cứu lý thuyết

-Tìm hiểu chung về các máy cắt gọt kim loại

-Nghiên cứu về công dụng, cấu tao, đặc điểm công nghệ và yêu cầu trang bị điện của nhóm máy tiên (đặc biệt là máy tiện T616)

• Thực nghiệm

-Tính toán chọn động cơ và thiết bị để lắp đặt tủ điện

-Quan sát thực tế tủ điện máy tiện T616 và lấy số liệu

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNGI : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN CÁC

MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI 1.1.GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY CẮT GỌT KIM LOẠI

Máy cắt gọt kim loại dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt

hớt các lớp kim loại thừa để khi gia công có kích thước, hình dáng gần đúng với

yêu cấu(gia công thô) hoặc thỏa mãn về yêu cầu đặt hàng với độ chính xác về

kích thước và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công (gia công tinh)

1.1.1.Phân loại các máy cắt gọt kim loại

- Tùy thuộc vào quá trình công nghệ đặc trưng bởi phương pháp gia công, dạng

dao, đặc tính chuyển động các máy cắt được chia thành các máy cơ bản như:

+ Nhóm máy tiện

+ Nhóm máy phay

+ Nhóm máy bào

+ Nhóm máy mài

+ Nhóm máy khoan – doa

- Theo đặc điểm của quá trình sản xuất, có thể chia thành các máy vạn năng,

chuyên dùng và đặc biệt

+ Máy vạn năng là máy có thể thực hiện các phương pháp gia công khác

nhau như tiện, khoan, gia công răng v.v ,để gia công các chi tiết khác nhau về

hình dạng kích thước

+ Các máy chuyên dùng là các máy để gia công các chi tiết có cùng hình dáng

nhưng có kích thước khác nhau

+ Máy đặc biệt là các máy chỉ thực hiện gia công các chi tiết có cùng hình

dánh và có cùng kích thước

- Theo kích thước và trọng lượng chi tiết gia công có thể chia máy cắt kim loại

thành:

+ Máy bình thường : trọng lượng chi tiết 100 kg ÷ 10.103kg

+ Máy cỡ lớn : trọng lượng chi tiết 10.103 kg ÷ 30.103 kg

+ Máy cỡ nặng : trọng lượng chi tiết 30.103 kg ÷100.103kg

+ Máy rất nặng : trọng lượng chi tiết lớn hơn 100.103kg

- Theo độ chính xác gia công, có thể chia thành máy có độ chính xác, bình

thường, cao và rất cao

1.1.2 Vai trò của các máy cắt kim loại

- Máy tiện để gia công chi tiết dạng tròn xoay như mặt trụ, khoan lỗ, tiện ren,

cắt đứt, Có thể mặt bất kỳ có thể là mặt bầu dục, mặt cam nếu trên máy có các

thiết bị đặc biết Trên máy tiện có thể trang bị đồ gá mài , đồ gá phay

- Máy khoan là máy cắt kim loại, chủ yếu dùng để gia công lỗ, ngoài ra nó còn dùng để khoét, doa, cắt ren bằng rarô – bàn ren, hoặc gia công những bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hoặc cùng chiều với chiều trục của mũi khoan (khỏa mặt đầu, vát mép…)

- Máy doa là máy cắt kim loại được xếp vào nhóm máy khoan – doa dùng để gia công các chi tiết lớn như vỏ hộp thân máy.v.v… trong dạng sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt Ngoài việc gia công lỗ, máy doa còn có thể gia công các

bề mặt của những chi tiết lớn như : dùng dao tiện để tiện mặt trong hình trụ; có thể khoan, khoét, doa để gia công lỗ; dùng dao phay mặt đầu để gia công mặt phẳng thẳng đứng; dùng dao phay trụ

- Máy mài để gia công tinh với lượng dư bé Chi tiết trước khi mài thường đã gia công trên các máy khác (như tiện, phay, bào…vv) Hiện nay có loại máy mài thô để gia công chi tiết có lượng dư tới 5mm( mài phá các phôi bằng thép đúc hay các vỏ hộp bằng gang bị biến cứng, dính cát…vv) dùng cho các phân xưởng chuẩn bị phôi

Máy mài dùng mặt trụ ngoài, trong, côn, định hình , mài ren vít, bánh răng, mài dao cắt, cắt phôi…vv Máy mài đóng vai trò quan trọng trong nhà máy, được dùng rộng rãi, nước ta bắt đầu sản xuất máy mài(máy mài vạn năng)đầu tiên năm 1965

1.1.3 Các chuyển động và các dạng gia công điển hình trên máy cắt gọt kim loại

Trên máy cắt kim loại, có hai loại chuyển động chủ yếu: chuyển động cơ bản và chuyển động phụ

Chuyển động cơ bản là chuyển động tương đối của dao cắt so với phôi để đảm bảo quá trình cắt gọt Chuyển động này chia ra: chuyển động chính và chuyển động ăn dao

+ Chuyển động chính(chuyển động làm việc) là chuyển động thực hiện quá trình cắt gọt kim loại bằng dao cắt

+ Chuyển động ăn dao là chuyển động xê dịch của dao hoặc phôi để tạo ra một lớp phôi mới

Chuyển động phụ là chuyển động không liên quan trực tiếp đến quá trình cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công, hiệu chỉnh máy v.v Ví dụ như di chuyển nhanh bàn hoặc phôi trong máy tiện, nới siết xà trên trụ trong máy khoan cần, nâng hạ xà trong dao máy bào giường, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát v.v

Các chuyển động chính, ăn dao có thể là chuyển quay hoặc chuyển động tịnh tiến của dao hoặc phôi Các dạng gia công điển hình được thực hiện trên máy cắt kim loại như hình sau:

Hì nh 1-1 : Các dạng gia công kim loại trên các máy cắt kim loại

Trong đó:

+ v: vận tốc xê dịch của dao cắt vào chi tiêt (chuyển động ăn dao)

- Hình 1-1b: Gia công trên máy khoan

+n – tốc độ quay của mũi khoan vào chi tiết (chuyển động ăn dao)

- Hình 1-1c : Gia công trên máy phay

+ n- tốc độ quay của dao phay (chuyển động chính)

+ v- chuyển động tịnh tiến của phôi (chuyển động ăn dao)

- Hình 1-1d: Gia công trên máy mài tròn

+ n: tốc độ quay của đá mài (chuyển động chính) ;

+ v: chuyển động tịnh tiến của đá mài vào chi tiết (chuyển động ăn dao)

1.2 GIỚI THIỆU VỀ NHÓ M MÁ Y TIỆN

1.2.1 Đặc điểm công nghệ

Nhóm máy tiện rất đa dạng và phong phú gồm các máy tiện đơn giản, máy

tiện vạn năng máy tiện chuyên dùng, máy tiện đứng…

Máy tiện là được dùng nhiều nhất để gia công các mặt tròn xoay như :mặt

trụ, mặt định hình, mặt nón, mặt ren vít, gia công lỗ ren, mặt đầu cắt đứt Có thể

khoan, khoét, doa, cắt ren bằng tarô bàn ren trên máy

Nếu có đồ gá có thể gia công các mặt không tròn xoay, hình nhiều cạnh, ellíp,

Kích thước gia công trên máy tiện có thể cỡ vài mini đến hàng chục mét (trên

máy tiện đứng) Hình dạng chung bên ngoài của máy tiện như sau:

Hình 1.2 Dạng bên ngoài của máy tiện

Trong đó: 1: Thân máy làm bằng gang trên đó lắp các chi tiết máy

2: Ụ trước được đúc bằng gang bên trong có trục chính quay chi tiết 3: Bàn dao thực hiện sự di chuyển dao cắt dọc và ngang chi tiết

4: Ụ sau đặt mũi chống tâm dùng để giữ chặt chi tiết khi gia công

1.2.2 Phân loại nhóm máy tiện

a) Theo công dụng:

- Máy tiện vạn năng: có hai nhóm

+ Máy tiện trơn

+ Máy tiện ren vít

- Máy tiện chuyên trách

- Máy tiện chuyên dùng

- Đơn giản: Dùng động cơ không đồng bộ 1- 2 cấp tốc độ

- Trung bình: Dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ hoặc động cơ một chiều điều chỉnh mạch hở

- Phức tạp điều chỉnh ổn định tốc độ với chi tiết chất lượng cao

1.2.3 Những yêu cầu, đặc điểm chung về trang bị điện cho máy tiện

a)Truyền động chính:

Truyền động chính cần phải được đảo chiều để đảm bảo chi tiết quay theo cả hai chiều, ví dụ tiện ren trái và phải phạm vi điều chỉnh tốc độ của trục chính D

< (40÷125)/1 với độ trơn điều chỉnh φ =1,06 và 1,21 và công suất là hằng số (Pc

=const) Ở máy tiện thì hệ thống truyền động chính thường là động cơ không

đồng bộ rô to lồng sóc

b)Truyền động ăn dao:

Truyền động ăn dao cần phải đảo chiều quay để đảm bảo ăn dao hai chiều Đảo chiều bàn dao có thể thực hiện bằng đảo chiều động cơ điện hoặc dùng khớp li hợp điện tử Phạm vi điều chỉnh tốc độ của chuyển động ăn dao thường

là D = (50÷ 300)/1với độ trơn điều chỉnh φ = 1.06 và 1,26 và mô men không đổi Ở máy tiện cỡ nhỏ thường truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ

truyền động chính Ở máy tiện cỡ nặng thì truyền động ăn dao được thực hiện từ một động cơ riêng

c) Truyền động phụ: truyền động phụ của máy tiện không yêu cầu điều chỉnh tốc độ và không có yêu cầu gì đặc biệt nên thường sử dụng động cơ không đồng

Máy tiện là máy cắt gọt kim loại có chuyển động chính là chuyển động

quay tròn quanh tâm của phôi tạo ra tốc độ cắt, chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao gồm hai loại :chạy dao dọc (dọc theo hướng trục của chi tiết)

T616 là máy tiện ren vít vạn năng, là một trong những sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất máy công cụ số một Hà Nội có hình dáng như sau

Hình 2.1: Hình dáng chung của máy tiện ren vít vạn năng T616

c : Tay gạt dùng để đóng mở ly hợp ,trên cơ sở đóng mở máy và đảo chiều

trục chính

2.2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT

- Đường kính lớn nhất của phôi : 320 mm

- Khoảng cách 2 mũi tâm : 750 mm

- Số cấp tốc độ vòng quay của trục chính : Z = 12

- Giới hạn cấp tốc độ số vòng quay của trục chính: n = 44  1980 v/ph

- Ren cắt được : ren Quốc tế, ren Anh, ren Modul

- Lượng chạy dao : dọc 0,06 3,34 mm/vg

- Động cơ điện : công suất P = 4,5 Kw

2.3 CÁ C CHUYỂN ĐỘNG TRÊ N MÁ Y TIỆN T616

- Truyền động chính: Là truyền động tạo ra tốc độ cắt chính đó là chuyển động

quay tròn quanh tâm của phôi ( chi tiết )

- Truyền động ăn dao: chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao

gồm hai loại : chạy dao dọc (dọc theo hướng trục của chi tiết), chạy dao ngang

(chạy theo hướng kính của chi tiết)- Truyền động chính và truyền động chạy dao

gọi là chuyển động cơ bản của máy

- Truyền động phụ: Là chuyển động không liên quan trực tiếp tới quá trình cắt

gọt ví dụ như di chuyển nhanh của dao, bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm

nước làm mát v.v

* Truyền động cơ khí:

Xích tốc độ : Hộp tốc độ máy T616 thuộc hộp tốc độ dùng riêng, gồm hai

phần: hộp giảm tốc và hộp trục chính Hộp giảm tốc đặt dưới thân máy và

truyền động cho hộp trục chính nhờ bộ truyền đai Đồng thời trong hộp tốc độ

có hai đường truyền động đến trục chính là trực tiếp và gián tiếp

Xích chạy dao : Hộp chạy dao máy T616 chỉ có một đường truyền động để tiện ren hệ mét Để tiện được ren hệ Anh, ren pitch, ren môdun, phải dùng bộ truyền bánh răng

*Truyền động điện:

Máy tiện T616 có chuyển động chính là chuyển động quay tròn quanh tâm của phôi tạo ra tốc độ cắt, chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao gồm hai loại : chạy dao dọc (dọc theo hướng trục của chi tiết), chạy dao ngang (chạy theo hướng kính của chi tiết) Chuyển động phụ của máy tiện T616

là chuyển động bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát v.v

2.4.SƠ ĐỒ NGUYÊ N LÝ MÁ Y TIỆN T616

CTX2

ĐC2

F

Ru I

BA CT

F

F

KC KC

14 18

KC

1 3

15

2 4 6

20 22 24

Hình 2.2 sơ đồ nguyên lý máy tiện T616

2.4.1 Giới thiệu sơ đồ:

+ CTX1: Công tắc xoay dùng để đóng cắt nguồn cung cấp

+ CC1,CC2: Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch ở mạch điều khiển, mạch động

lực

+ KC,: tay gạt dùng để điều khiển động cơ

+ K1, K2: Công tắc tơ dùng để điều khiển động cơ quay thuận, quay ngược + Ru: Rơle điện áp bảo vệ điện áp 0 và cực tiểu

+ F: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ truyền động chính

+ ĐC1: Động cơ truyền động chính P = 4,5 kw

+ ĐC2: Động cơ bơm nước P = 0,125 kw

+ CT: Công tắc có nhiệm vụ đóng cắt mạc chiếu sáng

+ Đóng công tắc xoay CTX1 để cấp nguồn cho mạch

+ Khi tay gạt KC ở vị trí 0: tiếp điểm KC ( 3-5) kín rơle điện áp Ru có điện kiểm tra điện áp nguồn Nếu đủ trị số điện áp cho phép rơle điện áp Ru tác động đóng tiếp điểm Ru (3-5 ) để tự duy trì cấp nguồn cho mạch điều khiển

- Muốn động cơ quay thuận hoặc quay ngược ta điều khiển tay gạt KC

- Giả thiết: KC ở vị trí I: tiếp điểm KC ( 3-5) kín cuộn dây K1 có điện nó tác động và đóng tiếp điểm thường mở K1 bên mạch động lực lại Đồng thời khi đó tiếp điểm thường đóng K1 (11- 13) bên mạch điều khiển mở ra, không cho K2 làm việc động cơ được cấp nguồn ba pha và quay theo chiều thuận

- Đảo chiều quay động cơ:

+ Đưa tay gạt KC về vị trí II: Tiếp điểm KC ( 3-5) ở mạch điều khiển mở ra làm cho cuộn dây K1 mất điện Khi đó tiếp điểm thường đóng K1(11-13) đóng lại.Đồng thời các tiếp điểm thường mở K1 bên mạch động lực mở ra và động cơ

bị cắt khỏi nguồn

+ Đồng thời tiếp điểm KC(3-9) kín cuộn dây K2 có điện nó tác động và đóng tiếp điểm thường mở K1 bên mạch động lực lại, động cơ đảo chéo hai trong ba pha Đồng thời khi đó tiếp điểm thường đóng K (7- 13) bên mạch điều khiển mở

ra, không cho K1 làm việc động cơ được cấp nguồn ba pha và quay theo chiều ngược

+ Muốn động cơ bơm nước làm việc ta bật công tắc xoay CTX1=> Đ2 làm việc

Chú ý: Muốn điều chỉnh tốc độ của động cơ ta điều chỉnh bằng hộp số (ở đây điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp cơ khí )

*Dừng động cơ

- Đưa tay gạt cơ khí về vị trí 0 các tiếp điểm thường mở K2 bên mạch động lực

mở ra và tiếp điểm thường đóng K2 bên mạch điều khiển đóng lại.quá trình dừng được thực hiện

*Bảo vệ:

+ Khi động cơ đang hoạt động bị quá tải thì rơle nhiệt F tác động tiếp điểm thường đóng có phục hồi của rơle nhiệt sẽ mở ra làm mạch điều khiển mất điện

+ Khi ngắn mạch động lực thì cầu chì CC1 tác động Khi ngắn mạch điều khiển thì CC2 tác động

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ

CHUYỂN ĐỘNG CHÍNH

2.5.1 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí

- Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp cơ khí là phương pháp điều chỉnh tốc độ trục làm việc của máy bằng phương pháp cơ khí thuần túy Động cơ truyền động được nối với trục làm việc của máy thông qua hộp truyền động ( hay còn gọi là khâu truyền lực )

Các hộp truyền động thông dụng bao gồm:

+ Truyền động dùng bánh răng ( hộp số ) i = 𝑧1

𝑧2 ; i là tỉ số truyền Z1, Z2 là số răng của bánh răng chủ động ( nối với trục động cơ điện) và bánh răng bị động ( nối với trục làm việc )

+ Truyền động răng xích: bánh răng chủ động và bánh răng bị động được nối với nhau bằng dây xích ( truyền động có khoảng cách ) tỉ số truyền cũng là tỉ số giữa số răng của bánh răng chủ động và số răng của bánh răng bị động

+ Truyền động đai: bánh đai chủ động được nối với trục động cơ bánh ddai bbij động được nối với trục làm việc của máy, kết nối hai bánh đai bằng dây đai( đai truyền ) ma sát giữa dây đai và bánh đai sẽ truyền lực từ động cơ sang trục làm việc của máy Tỉ số truyền của bộ truyền đai là tỉ số giữa đường kính của bánh chủ động và bánh bị động

+ Truyền động trục vít – bánh vít, bánh răng – thanh răng Phương thức truyền động này biến chuyển động quay của roto động cơ thành chuyển động tịnh tiến

của bộ phận chuyển động của máy với chuyển động trục vít – bánh răng, trục vít được nối với trục động cơ điện, khi động cơ quay, trục vít quay, còn bánh vít lăn trên trục vít kéo theo bộ phận chuyển động di chuyển với truyền động bánh rằng – thanh răng thì động cơ quay bánh răng làm thanh răng chuyển động tịnh tiến kéo theo bộ phận chuyển động của máy di chuyển

Ưu, nhược điểm:

+ Kết cấu mạch điện đơn giản, sử dụng loại động cơ có kết cấu chắc chắn, rẻ tiền

+ Mômen quán tính của hệ truyền động lớn do có nhiều khâu chuyển động + Hộp truyền động có kích thước lớn, khi làm việc gây tiếng ồn, hiệu suất truyền động thấp do ma sát khá lớn

+ Kích thước của cả máy lớn

+ Phạm vi điều chỉnh hẹp

+ Độ chính xác thấp

2.5.2 Điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điện

A Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào mạch stato

Theo công thức về momen M = Cm I’2 ϕ , trong đó Cm là hằng số thì khi điện áp lưới U1 = x Uđm , thì sức điện động E và từ thông ϕ cũng bằng x lần giá trị ban đầu và I’2 tăng lên 1/x lần Vì hệ số trượt

Nên hệ số trượt s sẽ bằng 1/x2 lần hệ số trượt cũ và tốc độ động cơ điện ở điện

áp U1 = x Uđm sẽ là:

Khi điện áp khác với giá trị định mức, momen tới hạn Mth sẽ thay đổi tỷ lệ với bình phương điện áp còn độ trượt tới hạn Sth thì giữ nguyên, nghĩa là:

Đặc tính điều chỉnh có dạng như sau:

Hình 2.4 các đặc tính cơ khi điều chỉnh điện áp stato, U 12 > U 11

- Ưu điểm:

+ Phương pháp này cho phép tự động hóa sản xuất và cải thiện các đặc tính điều chỉnh

- Nhược điểm:

+ phương pháp điều chỉnh tốc độ đông cơ không đồng bộ bằng điện áp

có nhược điểm là làm việc không ổn định do hệ thống nhạy với sự thay đổi của điện áp

- Phạm vi ứng dụng: Phương pháp này thích hợp với truyền động mà momen tải là hàm tăng theo tốc độ như quạt gió, bơm ly tâm

B Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số :

- Nguyên lý điều chỉnh:

+ Tần số của lưới điện quyết địnhgiá trị tốc độ góc của từ trường quay trong máy điện, do đó bằng cách thay đổi tần số starto có thể điều chỉnh được tốc độ của động cơ Để thực hiện phương pháp điều chỉnh này ta dùng

bộ biến tần BT để cung cấp cho động cơ Sơ đồ tổng quát của hệ như sau:

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện có điều chỉnh tần số

Máy điện được chế tạo ở tần số định mức nên khi thay đổi tần số chế độ làm việc của máy điện cũng bị thay đổi vì tần số có ảnh hưởng trực tiếp tới

từ thông của máy điện Quan hệ này có thể được phân tích nhờ phương trình cân bằng điện áp đối với mạch stato của máy điện:

Trong đó:

E1: sức điện động cảm ứng trong cuộn dây stato

Φ: Từ thông móc vòng qua cuộn dây stato

C: hằng số tỷ lệ

U1 : điện áp đặt vào stato động cơ

f1: tần số dòng stato

Nếu bỏ qua sụt áp trên tổng trở của cuộn dây stato ta có:

Từ phương trình trên ta thấy nếu giữ nguyên điện áp U1 ( U1 = const ), khi tăng tần số f1 thì từ thông trong máy sẽ giảm làm cho momen của máy điện giảm Nếu momen tải không thay đổi hoặc hàm tăng của tốc độ thì khi đó dòng điện cũng phải tăng để cho momen cân bằng với momen tải Kết quả

là động cở bị quá tải về dòng Ngược lại khi giảm tần số để giảm tốc độ từ thông tăng lên làm tăng mức độ từ hóa lõi thép, tăng tổn hao thép và làm nóng máy điện

Như vậy khi điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số thì ta cũng phải thay đổi điện áp một cách tương ứng

Hình 2.6: các đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng

bộ bằng tần số với các loại tải khác nhau

- Ưu điểm:

+ Điều chỉnh vô cấp tốc độ quay của động cơ

+ Dải điều chỉnh tốc độ lớn

- Nhược điểm

+ Bộ biến tần có giá thành cao

C Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực:

Đây là cách điều chỉnh tốc độ có cấp Đặc tính cơ thay đổi vì tốc độ đồng bộ

𝜔𝑜 =2𝜋𝑓

𝑝 thay đổi theo số đối cực Động cơ thay đổi được số đôi cực là động

cơ được chế tạo đặc biệt để cuộn dây stator có thể thay đổi được cách nối tương ứng với các số đôi cực khác nhau Các đầu dây để đổi nối được đưa ra các hộp đấu dây ở vỏ động cơ Số đôi cực của cuộn dây rotor cũng phải thay đổi như cuộn dây stator Điều này khó thực hiện được đối với động cơ rotor dây quấn, còn đối với rotor lồng sóc thì nó lại có khả năng tự thay đổi số đôi cực ứng với stator Do vậy, phương pháp này được sử dụng chủ yếu cho động

cơ rotor lồng sóc Các động cơ chế tạo sẵn các cuộn dây stator có thể đổi nối

để thay đổi số đôi cực đều có rotor lồng sóc

Ưu, nhược điểm của phương pháp:

+ Kết cấu cơ khí của máy đơn giản, nhỏ gọn, quán tính nhỏ, kích thước của máy nhỏ

+ Chất lượng điều chỉnh tốt, điều chỉnh sâu, số cấp tốc độ, phạm vi điều chỉnh lớn, có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp

+ Dễ tự động hóa quá trình sản xuất

+ Hiệu suất quá trình điều chỉnh nói chung lớn do không có khâu truyền lực trung gian

+ Kết cấu mạch điện động lực và điều khiển phức tạp

+ Giá thành của hệ thống tương đối cao

2.5.3 Điều chỉnh tốc độ cơ – điện kết hợp

Thực tế người ta thường kết hợp cả phương pháp điện – cơ khí để điều chỉnh tốc

độ của máy Trục động cơ và trục làm việc của máy được nối qua khâu truyền lực có vài cấp tốc độ Việc điều chỉnh tốc độ được tiến hành cả điều chỉnh tốc độ động cơ điện và thay đổi tỷ số truyền của hộp tốc độ Phương án này cho phép vận hành máy linh hoạt, kết cấu của cả phần cơ và điện đều không quá phức tạp

Kết luận: Qua phân tích các phương pháp ở trên chúng em chọn phương pháp

điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp điện Mà cụ thể hơn là chúng em sử dụng phương pháp thay đổi điện áp đặt vào mạch stator Đó là việc sử dụng mạch điều áp xoay chiều ba pha để điều khiển điện áp đặt vào mạch stator dẫn tới việc thay đổi tốc độ động cơ truyền động chính

2.6.CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG

CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH

2.6.1 Ứng dụng PLC điều khiển tốc độ động cơ thông qua bộ biến tần

PLC là thiết bị điều khiển dựa trên phần lập trình và có thể điều khiển tự động cũng như bằng tay dựa trên cách lập trình Để điều khiển được bằng PLC, biến tần chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu qua về PLC

• Cấu tạo của PLC

+ Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong

+ Một bộ vi xử lý ccos cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC

+ Các mô ddun vào/ ra

• Tính năng của PLC S7-300

+ Hệ thông điều khiển kiểu mô đun nhỏ gọn cho các ưng dụng trong pham vi hẹp

+ Có thể tích hợp nhiều mô đun mở rộng

+ Bus nối tích hợp trong mô đun ở mặt sau

+ Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485

+ Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các mô đun

- Sau đây là mô hình ứng dụng dùng PLC thông qua biến tần để điều chỉnh tốc

độ động cơ

Hình 2.8 sơ đồ khối

* Ưu điểm PLC

- Làm việc ổn định

- Hoạt động chính xác theo chương trình đã được lập trình sẵn

- Thay đổi chương trình đơn giản bằng cách đổ chương trình mới vào phần

cứng

- Nguồn sử dụng là nguồn 24v phổ biến, công suất tiêu hao trên phần cứng là

tương đối thấp

- Kích thước khá gọn nhẹ

- Làm việc ổn định trong môi trường công nghiệp

* Nhược điểm PLC

- Giá thành thiết bị phần cứng khá cao

- Việc lập trình và thay đổi chương trình mới yêu cầu phải có trình độ nhất

định

- Sai hỏng và hiệu chỉnh khá khó khăn

2.6.2 Ứng dụng điện tử công suất để điều khiển tốc độ động cơ

Các van bán dẫn công suất được thiết kế từ các linh kiện điện tử công suất tạo thành Với cách điều khiển bằng các van bán dẫn công suất thì đòi hỏi người thiết kết phải tư duy sáng tạo làm sao cho hiệu quả và tối ưu nhất Để điều khiển tốc độ động cơ bằng các van bán dẫn công suất chính là tạo ra các xung điều khiển Sau đây chúng ta cùng đi tìm hiểu về ưu nhược điểm của phương pháp này

- Thiết bị làm việc có độ tin cậy không cao

- Không làm việc ổn định trong môi trường làm việc khắc nghiệt

- Thiết kế, lắp đặt và hiệu chỉnh mạch khá khó khăn

Tóm lại:

Qua phân tích các phương án trên chúng em chọn phương án thiết kế mạch điều chỉnh tốc độ bằng điện tử công suất để điều khiển động cơ truyền động chính (dùng mạch điều áp xoay chiều ba pha)

2.7 SƠ ĐỒ NGUYÊ N LÝ MẠCH ĐIỀU Á P XOAY CHIỀU BA PHA

A Sơ đồ nguyên lý

B Nguyên lý hoạt động của mạch điều áp xoay chiều 3 pha

Ban đầu khi cấp nguồn cho mạch với mạch điều khiển là 5VDC và 12VDC

và mạch động lực là nguồn 3 pha

* Với mạch điều khiển

Khi mạch điều khiển được cấp nguồn qua bộ nguồn 5VDC và 12VDC -

- Khi đó mạch NE555 phát ra 1 tần số xung là 10khz ở chân số 3 được đưa vào

1 cổng đầu vào của cổng AND

- Mạch TCA khi được cấp nguồn thì ở chân 13, 14 của TCA sẽ có hai xung được sinh ra hai xung này được chuyển vào đầu còn lại của một cổng AND Sau khi ta AND tín hiệu xung của TCA và NE555 thì đầu ra của cổng AND sẽ sinh ra một hỗn hợp xung gồm cả xung của TCA và NE555 xung nay sẽ được đưa vào chân điều khiển của van công suất thông qua bộ cách ly sử dụng

MOC3201M( cách ly quang) bộ cách ly thực hiện chức năng chính là cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực, nhằm bảo vệ mạch điều khiển trong các trường hợp sự cố

Mạch điều áp hoạt động dựa trên nguyên tắc đóng mở các van công suất khi góc mở α của van càng nhỏ thì điện áp đặt trên van càng thấp và khi đó điện áp đặt vào động cơ càng lớn.Điện áp lớn nhất của động cơ khi α= 0o và điện áp đặt lên van thấp nhất khi góc mở α=1800

Để thay đổi góc mở α ta thay đổi thời điểm phát xung và điều chỉnh độ rộng xung của mạch TCA bằng cách thay đổi giá trị của biến trở vào chân 9 và chân

11 của TCA khi đó tín hiệu điều khiển gửi tới cực G của van cũng thay đổi

tương ứng với việc ta thay đổi biến trở.Và khi đó điện áp đi qua van cũng thay đổi kéo theo điện áp đặt vào động cơ thay đổi và tốc độ động cơ cũng sẽ thay đổi theo

* Chế độ bảo vệ mạch điều khiển động cơ truyển động chính máy tiện T616

- Mạch điều khiển động cơ trục chính được bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải bằng cầu chì

- Mạch điều khiển thì được cách ly ra khỏi mạch động lực nhờ bộ cách ly quang

- Mạch van công suất được bảo vệ bằng mạch RC

2.8 SƠ ĐỒ NGUYÊ N LÝ MẠCH ĐIỆN CẢI TẠO

K3 PH1 PH2 PH3

Hình 2.9:Sơ đồ nguyên lý mạch máy tiện T616

B Giới thiệu về các thiết bị trong mạch

- Ngoài các thiết bị đã giới thiệu ở phần trên (2.4.1 trang16) còn có các thiết bị sau

* PH1, PH2, PH3: Rơle trung gian, dùng để bảo vệ pha

* S0: Nút dừng khẩn

* M là nút ấn thường mở

* Bộ điều áp: Dùng để điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động chính

C Nguyên lý hoạt động mạch điện máy tiện T616

* Mở máy:

- Chọn tốc độ động cơ

- Đóng công tắc xoay CTX1, đóng aptomat 3 pha và 1pha cấp nguồn cho mạch + Khi đó các rơle trung gian PH1, PH2, PH3, có điện đóng các tiếp điểm thường mở PH1(21), PH2(23), PH3(25) trong mạch điều khiển làm cho cuộn dây K3 có điện Khi đó tiếp điểm thường mở K3(13-19) đóng lại đồng thời các tiếp điểm thường mở K3 bên mạch động lực đóng lại để chuẩn bị cấp nguồn cho

động cơ Lúc này thì động cơ truyền trục chính và động cơ bơm nước hoạt động độc lập

- Muốn cho động cơ truyền động chính làm việc theo chiều thuận hay ngược thì: + Ấn nút ấn M: rơ le điện áp Ru có điện khi đó tiếp điểm thường mở ( 5-7) đóng

để duy trì cho mạch điều khiển

+ Giả thiết động cơ quay theo chiều thuận: Đưa công tắc xoay CTX3 về vị trí 1 khi đó tiếp điểm (7-9) thông có điện cuộn hút K1 có điện khi đó tiếp điểm

thường đóng K1(17-13) bên mạch điều khiển mở đảm bảo cho K2 không có điện Đồng thời các tiếp điểm thường mở K1 bên mạch động lực đóng lại động

cơ truyển động chính được chạy thuận

*Đảo chiều quay

+ Đưa công tắc xoay CTX3 về vị trí 2, tiếp điểm thường đóng (7-15) đóng lại Khi đó tiếp điểm (7-9) mở ra làm cho cuộn dây K1 mất điện dẫn tới các tiếp điểm thường mở K1 bên mạch động lực mở ra cắt nguồn 3 pha của động cơ + Đồng thời tiếp điểm thường đóng K1 bên mạch điều khiển đóng lại làm cho K2 có điện Tiếp điểm thường đóng K2(11-13) mở ra đảm bảo cho K1 không có điện Khi đó các tiếp điểm thường mở K2 bên mạch động lực đóng lại động cơ được đảo chéo hai trong ba pha và thực hiện quá trình quay ngược

Lưu ý : ở cả hai chế độ chạy thuận K1, chạy ngược K2 ta đều có thể điều khiển

tốc độ động cơ thông qua việc điều khiển bộ điều áp xoay chiều

- Muốn động cơ bơm nước hoạt động: Động cơ bơm nước được điều khiển bằng công tắc xoay CTX2, khi ta bật công tắc xoay thì các tiếp điểm thường mở (14-32), (16-34), (18-36) đóng lại ĐC2 động cơ bơm nước được cấp nguồn => ĐC2 hoạt động

C Dừng động cơ

+ Dừng động cơ bơm nước tắt công tắc xoay CTX2 các tiếp điểm thường mở (14-32), (16-34), (18-36) mở ra động cơ bơm nước ngắt khỏi nguồn =>ĐC2 dừng

+ Dừng động cơ truyền động chính: khi động cơ đang quay theo chiều thuận hoặc quay chiều ngược ta đưa công tắc xoay về vị trí 0 thì làm cho cuộn dây K1 hoặc K2 mất điện làm cho các tiếp điểm thường mở bên mạch động lực mở ra Đồng thời các tiếp điểm thường đóng bên mạch điều khiển đóng lại => ĐC1 dừng

+ Dừng toàn mạch tắt công tắc xoay CTX1

D Liên động và bảo vệ

* Mạch điện máy tiện T616 được bảo vệ bằng mạch bảo vệ mất pha sử dụng rele trung gian PH1, PH2, PH3

* Bảo vệ điện áp bằng rơle Ru

* Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt

* Bảo vệ ngắn mạch toàn mạch bằng AP1, AP2

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TỦ ĐIỆN 3.1.MỘT SỐ DẠNG TỦ ĐIỆN

- Trong thực tế có hai dạng tủ điện là tủ điện tách phần và tủ điện hoàn chỉnh + Tủ điện tách phần là tủ điện dùng điều khiển một phần nào đó của một hệ thống Ví dụ: Điều khiển chuyển động động cơ trục chính của máy tiện… + Tủ điện hoàn chỉnh là tủ điện dùng điều khiển toàn bộ hệ thống Ví dụ tủ điện điều khiển đầy đủ các hoạt động trong máy cắt gọt

=> Dựa vào yêu cầu đề tài, chúng em thiết kế một dạng tủ điện kết hợp

3.2 THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN

- Quy cách tủ : Tủ điện được ứng dụng trong học tập, chúng em chọn tủ điện kết hợp trên mô hình sản phẩm để thể hiện được quá trình vận hành và hoạt động của máy tiện

+ Chọn tủ điện loại kín, các thiết bị được gá lắp bên trong tủ và tủ có cửa để tránh các tác động bên ngoài tới các thiết bị và tiện cho quá trình sửa chữa + Kích thước: chiều dài 85cm, chiều rộng 50cm, chiều cao 100cm

+ Các thiết bị được gá lắp bên trong tủ; trên cánh tủ lắp đặt hai công tắc xoay và biến trở để thuận tiện trong việc vận hành

+ Mặt trên của tủ đặt các đèn báo, nút dừng khẩn cấp và công tắc điều chỉnh động cơ quay thuận hoặc quay ngược

+ Tủ được lắp đặt bánh xe để thuận tiện trong việc di chuyển

- Yêu cầu :

+ Độ bền vật liệu chế tạo vỏ tủ

+ Đảm bảo kích thước không quá nhỏ và không quá to

+ Đảm bảo độ an toàn cách điện

+ Đảm bảo tính thẩm mỹ

- Từ sơ đồ nguyên lý mạch điện cải tạo và sơ đồ nguyên lý mạch điều áp xoay chiều ta có bảng thống kê các thiết bị

Bảng thống kê các thiết bị sử dụng trong mạch:

3.3 LỰA CHỌN VẬT TƯ, THIẾT BỊ

* Yêu cầu chung:

- Đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ở định mức

- Làm việc chính xác ,an toàn

- Ổn định nhiệt và ổn định điện động,Vật liệu chịu nhiệt tốt và có độ bền cơ khí cao, vì khi quá tải hay ngắn mạch dòng điện lớn có thể làm khí cụ điện bị hư hỏng hay biến dạng

- Vật liệu cách điện tốt để khi xảy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép ,khí cụ điện không bị chọc thủng

- Ngoài ra khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện khí hậu và môi trường yêu cầu

- Gọn nhẹ giá thành hạ

- Dễ gia công ,lắp ráp ,kiểm tra và sửa chữa

3.3.1 Aptomat

a Khái niệm chung

Aptomat là khí cụ điện đóng mạch bằng tay và cắt mạch tự động khi có sự

cố như: Quá tải, ngắn mạch, sụt áp

Đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng aptomat để đóng cắt không thường xuyên các mạch điện làm việc ở chế độ bình thường

Kết cấu các aptomat rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ: aptomat dòng điện cực đại, aptomat dòng điện cực tiểu, aptomat điện áp thấp, aptomat công suất ngược

b Phân loại

- Theo kết cấu, người ta chia aptomat ra ba loại: một cực, hai cực, ba cực, bốn cực

- Theo thời gian thao tác, người ta chia aptomat ra loại tác động không tức thời

và loại tác động tức thời (nhanh)

- Tuỳ theo công dụng bảo vệ, người ta chia aptomat ra các loại aptomat cực đại theo dòng điện, aptomat cực tiểu theo dòng điện, aptomat cực tiểu theo điện áp, aptomat dòng điện ngược v.v…

- Trong một vài trường hợp có yêu cầu bảo vệ tổng hợp (cực đại theo dòng điện và cực tiểu theo điện áp), người ta có loại aptômát vạn năng

c Cấu tạo

Aptomat bao gồm các bộ phận chính: hệ thống tiếp điểm, hệ thống dập hồ quang, cơ cấu truyền động đóng cắt và các phần tử bảo vệ

- Hệ thống tiếp điểm

+ Hệ thống tiếp điểm bao gồm tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động

+ Aptomat thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (làm việc và dập hồ quang), hoặc ba cấp tiếp điểm (làm việc, làm việc trung gian và hồ quang) + Tiếp điểm của aptomat thường được làm bằng hợp kim gốm chịu được hồ quang như: bạc – vonfram, đồng – vonfram, bạc – niken – graphit

- Cơ cấu truyền động đóng cắt aptomat: gồm cơ cấu đóng cắt và khâu truyền động trung gian

+ Cơ cấu đóng cắt của aptomat thường có hai dạng: bằng tay và bằng cơ điện