ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỒNG TỐC ĐỘ

I.2 Phân tích đồ án : Nếu 2 băng chuyền chạy nối tiếp, mỗi băng chuyền được điều khiển bằng 1động cơ mà tốc độ của chúng không theo 1 tỉ lệ nhất định sẽ ảnh hưởng đến quátrình sản xuất..

ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN_ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

NHÓM 37

TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 10/2012

I.Tổng quan đồ án :

I.1 Yêu cầu đặt ra :

Hai dây chuyền chạy nối tiếp cần ổn định tốc độ, trong đó dây chuyền 1 cótốc độ gấp 2 lần dây chuyền 2 Động cơ 1 có công suất 5 HP, hộp số 1/20, Động

cơ 2 có công suất 4 HP, hộp số 1/20

Điều khiển chạy tới, chạy lui, thay đổi tốc độ, bảo đảm tỷ lệ tốc độ 2/1 của haidây chuyền Nếu động cơ 1 dừng thì động cơ 2 cũng dừng theo

I.2 Phân tích đồ án :

Nếu 2 băng chuyền chạy nối tiếp, mỗi băng chuyền được điều khiển bằng 1động cơ mà tốc độ của chúng không theo 1 tỉ lệ nhất định sẽ ảnh hưởng đến quátrình sản xuất

Với đặc tính cơ của tải:

- Momen không đổi khi tốc độ thay đổi

- Đồng tốc độ, với tốc độ của dây chuyền 1 gấp đôi dây chuyền 2

- Biến tần 1(master) điều khiển động cơ 1(master) và sử dụng encoder gắntrên động cơ 1(master) phản hồi tốc độ về biến tần 2(slave) thông quamodul encoder, sử dụng chức năng reference speed để điều khiển động cơ2(slave) chạy theo tốc độ của động cơ 1(master) theo tỉ lê 2/1.

II Chọn thiết bị :

II.1 Chọn động cơ và thiết bị truyền động :

II.1.1 Chọn động cơ hộp số cho băng chuyền 1(master) :

Yêu cầu: - Động cơ 5hp.

catalog chon hop so 1.pdf

II.1.2 Chọn động cơ cho băng chuyền 1(master) :

Hiêu suất lúc đầy tải : 86.00%

Hãng sản xuất : Siemens (cataloge động cơ hộp số trang 8/80)

catalog chon dong co 1.pdf

II.1.3 Chọn động cơ hộp số cho băng chuyền 2(slave) :

Trọng lượng : 62kg.

catalog chon hop so 2.pdf

II.1.4 Chọn động cơ cho băng chuyền 2 (slave) :

Hiêu suất lúc đầy tải : 83.00%

Hãng sản xuất : Siemens (cataloge động cơ hộp số trang 8/80)

catalog chon dong co 2.pdf

II.2 Chọn thiết bị điện chính :

II.2.1 Chọn biến tần :

Yêu cầu : - Phù hợp với công suất 2 động cơ là 4 kw và 3 kw.

- Dùng được cho băng tải

Cataloge biến tần trang 21 Hãng Emerson Contol Technics

Dòng điện quá tải: 110% 60s (normal duty)

Điều khiển U/f

Điều khiển vector, điều khiển từ thông rotor

Tần số ra: 0-3000Hz (open loop)

Modul encorder

Encoder reference

II.2.2 Chọn phụ kiện biến tần :

- Điện trở hãm :

Điện trở hãm đã được tích hợp sẵn trên biến tần,phù hợp cho tác loại tải

có quán tính nhỏ,tuy nhiên để phục vụ luôn cho trường hợp tải quán tínhlớn,nhóm vẫn sẽ gắn thêm điện trở hãm cho động cơ

Theo catalog biến tần ( trang 13) ta có:

- Quạt tản nhiệt cho biến tần :

Làm mát cho biến tần.chọn theo catalog biến tần trang 13

Mã sản phẩm: SM-ENCODER-PLUS (trang 12 )Tần số cực đại : 500 KHZ

Điện áp : Sử dụng modul gắn ngoài

Loại encoder: line drive

catalog chon bt pdf

Sơ đố chân của modul encoder :

- Chọn Encoder :

Phản hồi tín hiệu tốc độ về biến tần

Yêu cầu : Loại line drive output

Điện áp nguồn: 5v

Độ phân giải: 1024

Mã sản phẩm: E6C2-CWZ1X Nhà sản xuất: Omron

catalog encoder.pdf

Sơ đồ chân:

- Chọn nguồn 5v :

Do modul encoder của biến tần yêu cầu cấp nguồn từ bên ngoài choencoder, nên nhóm chọn thếm nguồn 5v như sau:

Điện áp vào: 100-240VAC

Điện áp ra: 5V DC

Mã sản phẩm: 6EP1 311 1SH02

Nhà sản xuất: Siemens ( Catalog trang 14/2 )

nguon cho encoder.pdf

- Dòng định mức qua biến tần 1 (master ) là : 8.8A.

- Dòng định mức qua biến tần 2 ( slave ) là : 6.9A.

Giải pháp :

Nên nhóm 1 MCCB tổng bảo vệ cho toàn hệ thống bằng tổng dòng vào 2

biến tần là : 20 A ( Siemens catalog trang 7/13 )

mccb\catalog mccb, mcb - Copy (2).pdf

Nhóm chọn 2 MCB cho 2 biến tần : Hãng siemens ( Catalog trang 3/13 )

II.3.2 Chọn MCB bảo vệ mạch điều khiển :

MCB Simemens 5SX2106 – 7CC ( Catalog trang 1/13 )

bien ap chach ly.pdf

II.4 Chọn thiết bị điều khiển :

Biến tần 1: Công suất 4 kW , dòng 8.8A nên chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 9A.

Biến tần 2: Công suất 3 kW , dòng 6.9A chọn contacter mã: 3RT1016-1AP02 với dòng là: 7A

mccb\catalog contacter.pdf

II.4.2 Chọn Relay :

Là thiết bị đóng cắt thường được dùng cho mach điều khiển

Sơ đồ chân của rơ le :

Nhóm chọn loại rơ le sau :

Relay Siemens : LZX : PT570730( Catalog role trang 3/7 )

Điện áp vào : 230V AC.

Nhóm chọn 2 đèn : Mã số 3SB3901 – 1BF.

& Mã số 3SB3901 – 1DF

Điện áp : 230 VAC

Dòng định mức : 15mAMàu : vàng , xanh ( catalog chọn đèn báo trang 13/26)

catalog chon den bao.pdf

II.5 Chọn cáp :

- Chọn cáp mạch động lực :

Cáp hãng Cadivi loại : 1 lõi , 5A/ 1mm2

III Mạch động lực và mạch điều khiển :

III.1: Mạch động lực.

Các thiết bị chính và chức năng :

MCCB: là MCCB tổng cho 2 biến tần Bảo vệ quá tải, ngắn mạch

MCCB 1, MCCB 2: là 2 MCCB cho 2 biến tần

KM 1, KM2: là 2 contacter đóng ngắt điện vào biến tần

K1 : là relay đóng tiếp điểm chạy thuận

K2 : là relay đóng tiếp điểm chạy nghịch

K3: là relay báo lỗi cho biến tần

Encorder : đo tốc độ động cơ 1, phản hồi về biến tần slave

SM- ENCORDER PLUS: module giải mã tín hiệu từ encorder

Bộ nguồn: 5( V) cấp nguồn cho encorder

Nguyên lý hoạt động:

Khi cuộn hút KM1, KM2 bên mạch điều khiển có điện sẽ đóng 2 tiếp điểm KM1, KM2

bên mạch động lực lại, cung cấp điện cho 2 biến tần

Khi động cơ 1 chạy, encorder hoat động, phản hồi tốc độ của băng chuyền thứ 1 về biến

tần thứ 2 thông qua module SM-ENCORDER PLUS Từ đó biến tần thứ 2 so sánh tốc độ động cơ của băng chuyền thứ 1 với tốc độ của động cơ thứ 2, sau đó điều

chỉnh sao cho băng chuyền thứ 2 chạy với tốc độ bằng ½ tốc độ của băng chuyền thứ 1.

III.2 : Mạch điều khiển.

Các thiết bị chính:

MCB: bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển

Biến áp cách ly: có nhiệm vụ tạo ra nguồn 220v ổn định cấp cho mạch điều khiển, và

cách ly mạch điều khiển với lưới điện khi có sự cố

Emergency : nút nhấn sự cố

Power : nút nhấn nguồn

K1, K2 : là 2 relay chạy thuận, nghịch

K3: relay báo lỗi cho biến tần

Nguyên lý hoạt động

Ban đầu , khi ta nhấn nút POWER, dòng điện sẽ được cấp cho cuộn hút của 2 contacter

KM1, KM2 Đồng thời đóng 2 tiếp điểm bên mạch động lực Khi đó 2 biến tần sẽ được cấp điện

Khi muốn cho động cơ chạy thuận thì ta nhấn nút F( forward) ,dòng điện sẽ được cấp

cho cuộn hút của relay K1, đóng tiếp điểm tự giữ của relay K1 lại, đồng thời tiếp

điểm K1 bên relay K2 sẽ mở ra, không cho chế độ chạy nghịch hoạt động Đèn forward sáng.

Khi muốn cho động cơ chạy nghịch thì ta nhấn nút STOP-F để dừng chế độ chạy thuận

lại, đồng thời nhấn nút R( reverse) ,khi đó tiếp điểm K2 sẽ có điện, đóng tiếp điểm

tự giữ K2 và ngắt K1 ra Đồng thời đèn báo REVERSE sáng lên

Khi 1 trong 2 biến tần xảy ra lỗi thì cuộn hút K3 có điện, ngắt tiếp điểm tự giữ K3 ,

làm cho 2 động cơ ngừng hoạt động đồng thời đèn báo ERROR sáng lên, báo hiệutrạng thái lỗi

Pr 0.03 Thời gian tăng tốc 0-3,2s/100hz 5s 104

Pr 0.04 Thời gian giảm tốc 0-3,2s/100hz 5s 104Pr2.02 Bât hàm ramp 0:off

%Pr0.4 Auto tune 1:đứng yên

Pr 0.03 Thời gian tăng tốc 0-3,2s/100hz 5s

Pr 0.04 Thời gian giảm tốc 0-3,2s/100hz 5s

Pr2.02 Bât hàm ramp 0:off

2

Pr 6.45 Làm mát,cho quạt chạy tốc độ

lớn nhất

0:off1:on

1

Cài đặt chạy thuận,nghịch:

Trang

Pr 3.34 Drive encoder lines per

revolution(độ phân giải)

0-50000 1024 170

Pr 3.38 Loại encoder 0:Ab

1:Fd2:Fr

Trang

Pr 3.13 Enable frequency O:off 1 170

slaving 1:on

V Thiết kế tủ điện :

Các thiết bị trong tủ điện:

Bản vẽ thiết kế:

Kích thước tủ điện:

- Chiều cao: 130( MCCB) + 150 (MBA) + 368( BT) = 648( mm).

- Chiều rộng: 2 x 43( KM) + 3 x 23( relay) + 151 (MBA) = 306 (mm).

- Bề dày: 219 ( BT) (mm)

Vậy nhóm chọn tủ điện có kích thước là (H x W x D) : 700 x 350 x 230 (mm)