Thiết kế hệ truyền Động Điện cho băng tải sử dụng Động cơ không Đồng bộ 3 pha Để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu Đóng thùng Đến khâu lưu trữ trong nhà máy sản xuất

TÓM TẮTTên đề tài: Thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động cơ không đồng bộ 3pha để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến khâu lưu trữ trong nhà máy sản xuấ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Mã sinh viên:

22115055122231 22115055122224

ĐÀ NẴNG,4/2025

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động cơ không đồng bộ 3pha để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến khâu lưu trữ trong nhà máy sản xuất

Sinh viên thực hiện: Nghê Hồng Huy MSV: 22115055122231

Nguyễn Văn Hiếu MSV: 22115055122224Lớp học phần:

Cấu trúc nội dung báo cáo:

Chương I : Tổng quan về đề tài

Chương II:Tính toán,lựa chọn thiết bị động cơ

Chương III: Tính toán thông số động cơ

Chương IV: Mô hình hóa và mô phỏng hệ truyền động điện

Chương V : Đánh giá và kết lu

TRƯỜNG SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐHĐN

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-o0o -NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 

Họ và tên sinh viên:   Nghê Hồng Huy Mã sinh viên: 22115055122231 

Họ và tên sinh viên:   Nguyễn Văn Hiếu Mã sinh viên: 22115055122224 

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Hoàng Ngân Mi  

1.Đề tài: 

Thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến kho lưu trữ trong nhà máy sản xuất      

2.Thông số đề tài: 

 Nguồn điện xoay chiều 3 pha: Điện áp: 380V.  

 Loại động cơ: Động cơ không đồng bộ 3 pha.  

 Chất liệu băng tải: PVC hoặc PU (Polyurethane), Inox và thép mạ kẽm (chịu tải cao, chống hóa chất).  

 Kích thước băng tải: Chiều dài: 18 m, rộng: 0,5m,chiều cao 0.9m 

 Tốc độ băng tải : v=1 m/s Tải trọng tối đa cho phép : 230,4 kg.  

 Kích thước thùng nước ngọt:chiều dài 60cm,chiều rộng 40 cm,chiều cao 35cm. 

 Khối lượng thùng nước ngọt:1 thùng gồm 24 lon ,mỗi lon nặng 0,35kg,vỏ thùng nặng1,2kg.Vậy tổng là 9,6kg. 

 Khoảng cách giữa 2 thùng nước ngọt: 0,15m  

 Số lượng thùng nước ngọt trên băng tải tại một thời điểm: 24 

 Sản lượng: 4800 thùng/giờ 

 Góc nghiêng băng tải:5

 Đường kính puly:Dp=0,2m

3. Nội dung:  

Chương I : Tổng quan về đề tài 

Chương II: Tính toán,lựa chọn thiết bị động cơ

Chương III: Tính toán thông số động cơ

Chương IV: Mô hình hóa và mô phỏng hệ truyền động điện 

Chương V : Đánh giá và kết luận 

4. Tài liệu tham khảo:  

- Nguyễn Phùng Quang, MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, năm 2006.  

 - Bài giảng truyền động điện.Tác giả : Đỗ Hoàng Ngân Mi ,Dương Quang Thiện Năm xuất bản 29/3/2023  

5 Sản phẩm:  

Báo cáo (Thiết kế và thuyết minh, Bản vẽ nguyên lý và Bản vẽ lắp ráp, Chương trình mô phỏng và đánh giá kết quả mô phỏng (đối với động cơ ba pha)/ mạch thực (đối với động cơ một chiều/ xoay chiều một pha), Tài liệu tham khảo, Phụ lục) Trong đó: 

 Chương trình mô phỏng hệ truyền động điện hoặc mô hình mạch thật với thông số quy đổi. 

 Bản vẽ nguyên lý (Bản vẽ mạch lực, Bản vẽ mạch điều khiển, Danh mục thiết bị). 

 Bản vẽ lắp ráp (Thiết kế tủ điện và đi dây trong tủ điện). 

Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên)

MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh phát triển công nghiệp hiện đại, việc tối ưu hóa quá trình sản xuất và vậnchuyển đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng sảnphẩm Hệ thống truyền động điện, đặc biệt là việc sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha,đóng vai trò then chốt trong việc điều khiển các thiết bị cơ khí, bao gồm cả băng chuyền vậnchuyển.

Động cơ không đồng bộ ba pha là loại động cơ điện xoay chiều, hoạt động dựa trênnguyên lý cảm ứng điện từ, trong đó tốc độ quay của rôto khác với tốc độ từ trường quaytrong stato Cấu tạo của động cơ bao gồm phần tĩnh (stato) và phần quay (rôto) Stato gồmkhung, lõi thép và dây quấn, trong khi rôto bao gồm trục và các thanh dẫn

Việc sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha trong hệ thống băng chuyền mang lại nhiều

ưu điểm, như cấu tạo đơn giản, hoạt động bền bỉ và chi phí bảo trì thấp Đặc biệt, khi kết hợpvới biến tần, động cơ có thể điều chỉnh tốc độ linh hoạt, đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng

Báo cáo này trình bày quá trình “Thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động

cơ không đồng bộ 3 pha để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến kho lưu trữ trong nhà máy sản xuất ” Mục tiêu của hệ thống là đảm bảo băng chuyền hoạt

động ổn định, hiệu quả, với khả năng điều chỉnh tốc độ linh hoạt theo yêu cầu sản xuất Báo cáo sẽ đi sâu vào phân tích các yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn thiết bị phù hợp, thiết kế mạch điều khiển và đánh giá hiệu suất của hệ thống

Thông qua việc nghiên cứu và triển khai hệ thống này, nhóm hy vọng sẽ đóng góp vàoviệc nâng cao hiệu quả vận hành của dây chuyền sản xuất, đồng thời cung cấp giải pháp kỹthuật tiên tiến và bền vững cho ngành công nghiệp chế biến tôm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Nguyên nhân chọn đề tài:

-Việc chọn đề tài” thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động cơkhông đồng bộ 3 pha để vận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến kho lưutrữ trong nhà máy sản xuất” " xuất phát từ nhiều lý do quan trọng và thiết yếu, phản ánhnhu cầu cấp bách và tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp hiện đại.Hiện nay trênthế giới sử dụng đến 80% động cơ không đồng bộ ba pha và tiêu thụ đến 40-45% tổngnăng lượng điện toàn cầu Cụ thể, các nguyên nhân chính bao gồm:

-Động cơ không đồng bộ 3 pha là loại động cơ phổ biến nhất trong công nghiệphiện nay, nhờ vào tính đơn giản, hiệu suất cao, độ tin cậy lớn, chi phí thấp và dễ bảo trì.Việc lựa chọn loại động cơ này giúp đề tài mang tính khả thi, phù hợp với điều kiện kỹthuật và kinh tế của nhiều nhà máy tại Việt Nam

-Việc vận chuyển lon nước từ khâu đóng thùng đến kho lưu trữ là một công đoạndiễn ra thường xuyên với số lượng lớn Nếu không được tối ưu hóa, quá trình này dễ dẫnđến ách tắc, hỏng hóc thiết bị hoặc làm chậm dây chuyền sản xuất Do đó, đề tài nàygiúp giải quyết bài toán thực tế trong nhà máy, đồng thời có thể mở rộng ứng dụng chonhiều lĩnh vực sản xuất khác

-Tối ưu hóa quy trình xuất nhập kho: Hệ thống giúp tự động hóa vận chuyển, giảmthời gian bốc xếp và tăng tốc độ xử lý hàng hóa

-Đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm: Việc kiểm soát tốc độ băng tải chínhxác giúp hạn chế va đập, bảo vệ thùng nước khỏi hư hỏng trong quá trình di chuyển.-Giảm chi phí vận hành và bảo trì: Động cơ không đồng bộ 3 pha có hiệu suất cao,

độ bền lớn và ít hỏng hóc, giúp giảm chi phí bảo trì và tiết kiệm năng lượng

-Phù hợp với xu hướng tự động hóa công nghiệp: Hệ thống dễ dàng tích hợp vớicác công nghệ điều khiển hiện đại, đáp ứng yêu cầu của ngành công nghiệp 4.0

1.2 Giới hạn đề tài

- Trong phạm vi đồ án này, nhóm em xin trình bày sơ lược về cấu tạo cũng nhưnguyên lý hoạt động của băng tải,động cơ không đồng bộ ba pha,, bộ điều khiển,Encoder, , Giả định một số thông số kỹ thuật của băng tải (tải trọng, chiều dài, vận tốc,

hệ số ma sát ) dựa theo tài liệu kỹ thuật và thực tế vận hành phổ biến trong ngành đồuống

1.3.Triển khai đề tài:

1.3.1.Tổng quan:

-Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, việc tự động hóa quá trình vậnchuyển hàng hóa trong kho bãi ngày càng trở nên quan trọng Hệ thống băng tải là mộtgiải pháp tối ưu giúp nâng cao năng suất lao động, giảm thiểu sai sót và đảm bảo an toàntrong quá trình xuất nhập kho Đặc biệt, đối với các sản phẩm có kích thước lớn và khốilượng đáng kể như thùng sơn 20 lít, việc ứng dụng hệ thống truyền động điện cho băngtải không chỉ giúp giảm sức lao động của con người mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất

và quản lý kho hàng

Hình 1.1 Băng chuyền vận chuyển hàng hóa trong sản xuất

- Các thành phần cơ bản của hệ thống băng chuyền bao gồm:

1.3.2.Ý nghĩa và vai trò của hệ thống:

-Ý nghĩa:

* Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất:hệ thống giúp vận chuyển lon nước nhanhchóng, liên tục và chính xác, góp phần rút ngắn thời gian trung gian giữa các công đoạn,

từ đó tăng năng suất tổng thể của dây chuyền sản xuất

* Giảm thiểu sức lao động thủ công:thay vì sử dụng nhân công để vận chuyển sảnphẩm nặng, dễ vỡ hoặc có khối lượng lớn, hệ thống băng tải tự động hóa quá trình này,giúp giảm gánh nặng cho người lao động và tăng tính an toàn

* Đảm bảo chất lượng sản phẩm:vận chuyển bằng băng tải hạn chế va đập, rơi vỡhoặc trầy xước sản phẩm như lon nước, đặc biệt trong giai đoạn sau khi đóng thùng –vốn yêu cầu xử lý cẩn thận

*Tối ưu hóa chi phí sản xuất:dù đầu tư ban đầu cho hệ thống có thể tốn kém, nhưng

về lâu dài sẽ tiết kiệm đáng kể chi phí nhân công, giảm tổn thất do lỗi sản phẩm và tăng

* Giữ vai trò ổn định vận hành cho toàn bộ dây chuyền: nếu hệ thống băng tải hoạtđộng không ổn định, quá nhanh hoặc quá chậm đều ảnh hưởng đến hiệu suất và nhịp độsản xuất Do đó, hệ truyền động đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tốc độ phùhợp, ổn định và chính xác

* Bảo vệ thiết bị và sản phẩm: việc thiết kế hệ truyền động điện đúng chuẩn giúpbảo vệ động cơ, tránh quá tải, đảm bảo tuổi thọ lâu dài của hệ thống cơ khí, đồng thờibảo vệ sản phẩm khỏi va đập

* Tạo nền tảng để tích hợp các công nghệ tự động hóa khác: một hệ thống truyềnđộng điện hiệu quả sẽ giúp dễ dàng tích hợp các hệ thống tự động như cảm biến đếm lon,robot đóng gói, hệ thống phân loại thông minh

1.3.3.Khó khăn trong áp dụng hệ thống:

-Mặc dù hệ thống băng tải vận chuyển mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng có một

số thách thức mà doanh nghiệp cần đối mặt khi triển khai và vận hành Dưới đây là một

số khó khăn phổ biến:

-Chi phí đầu tư ban đầu cao: Việc lắp đặt hệ thống băng tải sử dụng động cơ khôngđồng bộ 3 pha đòi hỏi khoản đầu tư lớn cho thiết bị, cơ sở hạ tầng và hệ thống điềukhiển Điều này có thể tạo áp lực tài chính đối với các doanh nghiệp nhỏ và vừa

-Hạn chế về không gian lắp đặt: Trong một số nhà xưởng, không gian hạn chế hoặc

bố trí mặt bằng không phù hợp có thể gây khó khăn cho việc thiết kế và triển khai hệthống băng tải, đòi hỏi phải có các giải pháp tối ưu hóa không gian

-Yêu cầu bảo trì và sửa chữa: Hệ thống băng tải cần được bảo trì định kỳ để đảmbảo vận hành liên tục và tránh hỏng hóc Quá trình này đòi hỏi nguồn lực nhân sự và chiphí bảo trì, đặc biệt khi xảy ra sự cố ngoài ý muốn

-Khó khăn trong tích hợp và điều khiển: Hệ thống băng tải khi tích hợp vào dâychuyền sản xuất tự động cần đảm bảo tính đồng bộ với các thiết bị khác Việc lập trìnhđiều khiển và kết nối hệ thống có thể đòi hỏi kỹ thuật cao và đội ngũ chuyên môn

-Đảm bảo an toàn lao động: Băng tải vận chuyển thùng nước coca có trọng lượnglớn, nếu không có biện pháp an toàn phù hợp, có thể gây nguy hiểm cho công nhân trongquá trình vận hành Do đó, doanh nghiệp cần đầu tư vào các giải pháp bảo vệ và huấnluyện an toàn lao động

1.4.Đề xuất ý tưởng đề tài:

1.4.1.Giới thiệu:

-Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc tối ưu hóa quy trình vận chuyển và lưutrữ hàng hóa đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất, giảm chi phí vậnhành và đảm bảo an toàn lao động Đặc biệt, trong các kho chứa sản phẩm, hệ thốngbăng tải vận chuyển thùng nước coca giúp tự động hóa quy trình xuất nhập kho, giảmbớt sự phụ thuộc vào nhân công và tăng cường tính ổn định trong vận hành

-Hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha được đánh giá làgiải pháp phù hợp nhờ vào khả năng vận hành bền bỉ, hiệu suất cao và dễ dàng điềuchỉnh tốc độ Việc kết hợp với các hệ thống điều khiển hiện đại không chỉ giúp tối ưuhóa quá trình vận chuyển mà còn góp phần vào xu hướng tự động hóa trong công nghiệp

- Đề tài tập trung vào một phần cụ thể trong dây chuyền sản xuất nước giải khát –

đó là vận chuyển lon nước từ khâu đóng thùng đến khâu lưu trữ Đây là một quá trìnhliên tục và đòi hỏi độ chính xác cao để tránh va đập làm hư hỏng sản phẩm Việc thiết kế

một hệ truyền động điện hiệu quả cho băng tải giúp tối ưu hóa quá trình này, từ đó nângcao hiệu quả hoạt động của toàn bộ dây chuyền.

1.4.2.Mục tiêu đề tài

-Thiết kế và triển khai hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ không đồng bộ

ba pha để điều khiển tốc độ băng chuyền

-Đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả và có khả năng điều chỉnh tốc độlinh hoạt theo yêu cầu sản xuất

-Đánh giá hiệu suất của hệ thống qua các thử nghiệm

-Đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, bền bỉ, an toàn và hiệu quả trong môi trườngcông nghiệp

-Đề xuất một giải pháp kỹ thuật giúp tối ưu hóa việc vận chuyển lon nước trong nhàmáy, đảm bảo tốc độ phù hợp, giảm thất thoát và tiết kiệm chi phí vận hành

-Vận dụng các kiến thức đã học về máy điện, truyền động điện, cơ học máy, truyềnđộng cơ khí… vào bài toán thiết kế thực tế

1.4.3.Phương pháp nghiên cứu

-Lựa chọn động cơ: Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có công suất, mô-men xoắn và tốc độ phù hợp với yêu cầu vận chuyển thùng sơn 20 lít

-Thiết kế mạch điều khiển: Sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ, kết hợp với bộ điều khiển tự động nhằm tối ưu hiệu suất vận hành

-Tích hợp cảm biến: Lắp đặt cảm biến tốc độ (encoder) và cảm biến vị trí để thu thập dữ liệu, giám sát và điều chỉnh hoạt động của hệ thống

- Lựa chọn và thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha: Xác định công suất, mô-menxoắn và tốc độ phù hợp để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả

Thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ: Sử dụng biến tần và các phương pháp điều khiểnhiện đại như PID để điều chỉnh tốc độ băng tải một cách linh hoạt, đáp ứng các yêu cầuvận hành

- Tích hợp hệ thống cảm biến và thiết bị đo lường: Lắp đặt các cảm biến nhưencoder để theo dõi tốc độ, cảm biến vị trí để xác định vị trí của thùng sơn trên băng tải,đảm bảo quá trình vận hành chính xác.

-Thử nghiệm và đánh giá hiệu suất hệ thống: Kiểm tra khả năng vận hành trongđiều kiện thực tế, đo lường các thông số như hiệu suất, mức tiêu hao năng lượng, độ ổnđịnh và độ bền của hệ thống, từ đó đưa ra các điều chỉnh tối ưu

1.5.Tổng quan sơ đồ mô hình hệ thống:

Hình 1.2.Phác thảo sơ đồ mô hình hệ thống

Nguyên lí hoạt động:

-Khi nhấn Start – hệ thống khởi động, động cơ truyền động băng tải được cấp điện,bắt đầu quay và vận chuyển thùng coca Đồng thời, vi điều khiển Arduino cũng được cấpđiện để điều khiển hệ thống

-Trong quá trình vận hành, cảm biến sẽ đếm số lượng thùng sơn đi qua Khi sốlượng thùng sơn đạt đến giá trị đặt trước, hệ thống sẽ tự động dừng băng tải Toàn bộthông tin về số lượng thùng sơn được ghi nhận và hiển thị trên giao diện Matlab đểngười vận hành theo dõi

1.6.Nghiên cứu thực nghiệm và ý nghĩa thực tiễn:

1.6.1.Nghiên cứu thực nghiệm

-Tham khảo , tìm hiểu các dây chuyền băng tải trong các nhà máy sản xuất để đánhgiá ưu và nhược điểm trong thực tế

- Đo lực căng băng, tốc độ quay, độ trượt, độ rung, tiêu thụ điện năng, hiệu suất làmviệc…

-Phân tích các chỉ tiêu kỹ thuật và khả năng hoạt động liên tục để đánh giá độ tincậy của hệ thống

-Nghiên cứu và xây dựng bài toán cho hệ thống băng chuyền

-Xây dựng lưu đồ thuật toán

-Thiết kế , xây dựng mô hình mô phỏng

-Xử lý số liệu , tính toán và viết báo cáo

1.6.2.Ý nghĩa thực tiễn

-Lựa chọn những công nghệ phù hợp áp dụng vào thực tế ở Việt Nam

-Góp phần hỗ trợ vào ngành công nghiệp sản xuất tại Việt nam

-Giúp ích cho quá trình vận chuyển và sản xuất và giúp ích cho việc quản lý ở nhàmáy

-Thiết kế có thể được áp dụng cho nhiều loại dây chuyền khác nhau, không chỉ lonnước mà còn các sản phẩm đóng hộp, chai lọ, bao bì… trong các ngành công nghiệpkhác

+ Động cơ điện có các loại: Động cơ điện một chiều, động cơ điện xoay chiều

không đồng bộ,động cơ điện xoay chiều đồng bộ và các loại động cơ đặc biệt khác…

+Khâu truyền lực dùng để truyền lực từ động cơ điện đến cơ cấu sản xuất hoặcdùng để biến đổi dạng chuyển động ( bánh răng, thanh răng, trục vít, xích, đai truyền, các

bộ ly hợp cơ hoặc điện từ )

+Tải cơ cấu sản xuất hay cơ cấu làm việc thực hiện các thao tác sản xuất và côngnghệ

PHẦN ĐIỀU KHIỂN gồm:

+ Các cảm biến để đo phản hồi tốc độ/dòng điện của động cơ Đối với các hệtruyền động điện điều khiển kín(closed-loop), các thông tin tín hiệu phản hồi được đưavào bộ điều khiển

+ Bộ điều khiển sử dụng vi xử lý, vi điều khiển, máy tính công nghiệp, PLC,…được lập trình các thuật toán điều khiển truyền động điện và điều chỉnh các quá trìnhcông nghệ Từ các thông tin phản hồi tốc độ/dòng điện cùng với giá trị đặt/mong muốn ởđầu vào, các thuật toán điều khiển thực hiện tính toán ra các giá trị đầu vào U* , f* củađộng cơ cần thiết để điều khiển tốc độ thực cảu động cơ bám theo giá trị/đặt mong muốn

+ Ngoài ra còn có các thiết bị điều khiển, đóng cắt phục vụ công nghệ và chongười vận hành Đồng thời một số hệ truyền động điện có cả mạch ghép nối với các thiết

bị tự động khác trong một dây chuyền sản xuất, ghép nối với các thiết bị điều khiển cấptrên

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ

2.1 Tổng quan về hệ thống

2.1.1 Lý do chọn động cơ ba pha không đồng bộ

-Động cơ ba pha không đồng bộ có cấu tạo đơn giản, bền bỉ, chi phí thấp

-Khả năng làm việc ổn định trong thời gian dài, phù hợp với các hệ thống truyền độnghoạt động liên tục

-Dễ kết hợp với hộp số giảm tốc để tăng momen xoắn, giúp băng tải tốt hơn khi chởkhởi động và vận chuyển tải nặng (như thùng sơn)

-Khi kết hợp với biến tần, động cơ AC 3 pha có thể điều chỉnh tốc độ mượt mà, dễkiểm soát

-Tương thích tốt với hệ thống điện 3 pha phổ biến trong các nhà máy sản xuất

-Hiệu suất cao: Động cơ không đồng bộ 3 pha có hiệu suất cao, giúp giảm lãng phínăng lượng và giảm chi phí vận hành Điều này rất quan trọng đối với các hệ thống băng tảihoạt động liên tục

-Khả năng tải tốt: Động cơ không đồng bộ 3 pha có khả năng xử lý tải nặng và thay đổitải tốt, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng băng tải đòi hỏi sức kéo lớn và thay đổi tảithường xuyên

-Độ tin cậy và bền bỉ: Động cơ không đồng bộ 3 pha có cấu trúc đơn giản và bền bỉ, íthỏng hóc và yêu cầu bảo trì thấp Điều này làm giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phíbảo trì của hệ thống băng tải

-Hiệu suất khởi động tốt: Động cơ không đồng bộ 3 pha có mô-men xoắn khởi độngcao, giúp hệthống băng tải khởi động mạnh mẽ và ổn định ngay cả khi tải nặng

-Khả năng chịu quá tải: Động cơ không đồng bộ 3 pha có khả năng chịu quá tải tốt, làmtăng độ tin cậy của hệ thống băng tải khi phải đối mặt với các điều kiện làm việc khắcnghiệt

-Tiêu chuẩn công nghiệp: Động cơ không đồng bộ 3 pha là loại động cơ được sử dụngrộng rãi trong công nghiệp, nên dễ dàng tìm kiếm các linh kiện thay thế và dịch vụ hỗ trợ kỹthuật khi cần thiết

2.1.2 Khái quát về động cơ ba pha không đồng bộ

-Động cơ ba pha không đồng bộ là loại động cơ xoay chiều, hoạt động dựa trên nguyên

lý cảm ứng điện từ Khi được cung cấp điện áp xoay chiều 3 pha, dòng điện trong stator sinh

ra từ trường quay làm rotor quay theo

-Có hai loại chính: rotor lồng sóc và rotor dây quấn Trong đó rotor lồng sóc được dùngphổ biến do giá rẻ và bền

Hình 2.1: Động cơ 3 pha không đồng bộ

- Dòng rotor tương tác với từ trường, sinh ra momen quay làm rotor chuyển động

2.1.4 Mô hình toán học động cơ ba pha không đồng bộ

- Động cơ 3 pha không đồng bộ được mô hình hóa bằng các phương trình điện, cơ, vàtương tác điện - cơ Trong đó:

- Phương trình dòng stator: U = R.I + L.di/dt + E

- Momen điện từ: T = k.I

- Phương trình chuyển động: T - Tl = J.dw/dt

2.1.5 Sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động

- Hệ truyền động gồm:

- Động cơ AC 3 pha không đồng bộ + hộp số giảm tốc (nếu cần)

- Pulley băng tải + dây băng + tải chuyển động

- Biến tần để điều khiển tốc độ

b) Khối điều khiển

- Các cảm biến tốc độ và dòng cung cấp thông tin phản hồi cho bộ điều khiển

- Bộ điều khiển (PLC, PID hoặc vi điều khiển) xử lý thông tin và phát tín hiệu ra chobiến tần để điều khiển động cơ bám theo giá trị đặt

2.2.Tính toán lựa chọn băng tải:

2.2.1.Bài toán trong thực tế:

Hình 2.2.Băng tải

Thiết kế hệ truyền động điện cho băng tải sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha đểvận chuyển lon nước ngọt coca từ khâu đóng thùng đến kho lưu trữ trong nhà máy sảnxuất  (Thùng nước coca nặng tổng 9,6kg)

 Nguồn điện xoay chiều 3 pha: Điện áp: 380V.  

 Loại động cơ: Động cơ không đồng bộ 3 pha.  

 Chất liệu băng tải: PVC hoặc PU (Polyurethane), Inox và thép mạ kẽm (chịu tải cao, chống hóa chất).  

 Kích thước băng tải: Chiều dài: 18m, rộng: 0,5m,chiều cao 0.9m 

 Tốc độ băng tải : v=1 m/s   

 Kích thước thùng nước ngọt:chiều dài 60cm,chiều rộng 40 cm,chiều cao 35cm. 

 Khối lượng thùng nước ngọt:1 thùng gồm 24 lon ,mỗi lon nặng 0,35kg,vỏ thùng nặng1,2kg.Vậy tổng là 9,6kg. 

 Khoảng cách giữa 2 thùng nước ngọt: 15 cm.  

 Sản lượng: 4800 thùng/giờ 

 Góc nghiêng băng tải:5

 Roller: r=70mm

 Đường kính puly:Dp=0,2m

2.2.2.Tính toán tốc độ và lưu lượng sản phẩm cho băng tải:

-Vận tốc băng chuyền theo yêu cầu là:

V=3600l 1 =36003600=1 (m/s) (2.1)

-Số thùng coca tối đa trên băng tải:

N=l +d L =0 , 6+0 , 1518 =24 (thùng) (2.2)

Trong đó: L:chiều dài băng tải

l:chiều dài thùng nước ngọt

d:khoảng cách giữa 2 thùng

Vậy thì có thể chứa được tối đa 24 thùng nước coca trên 1 băng tải

Để mà băng tải chạy hết 24 thùng coca với tốc độ 1m/s thì ta cần tính toán như sau đểtìm được thời gian chạy hết 24 thùng coca:

Công thức tính vận tốc:

v= s

t1 => t1=s

v = 181 = 18(s) (2.3)Sản lượng mà băng tải vận chuyển đươc trong t2 = 1h =3600s

sp(1h) = t2∗sp(20s) t

1

= 36001 8∗2 4 = 4800 (thùng) (2.4)

-Để đạt được sản lượng 46,08 tấn/h  4800 thùng/h theo yêu cầu, ta cần tính toán tốc

độ băng tải như sau:

+Chiều dài băng tải chứa được 4800 thùng nước coca là :

l1=(số thùng coca/giờ)x(L thùng coca+khoảng cách giữa 2 thùng)=4800x0,75=3600 (m) (2.5)-Vận tốc băng chuyền theo yêu cầu là:

V=3600l 1 =36003600=1 (m/s) (2.6)

2.2.3.Tính tổng khối lượng mà băng tải phải chịu

Bảng 2.1 Các tham số và vật liệu băng tải trên thị trường.

-Tra bảng 2.1 ta chọn băng tải có tham số sau: