Điều khiển dây chuyền dài có hai động cơ hai đầu, yêu cầu hai động cơ chạy đồng bộ tốc độ, chia đều tải động cơ hộp số 120, công suất 2 HP

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Đề Tài: Điều khiển dây chuyền dài có hai động cơ hai đầu, yêu cầu hai động cơ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Đề Tài: Điều khiển dây chuyền dài có hai động cơ hai đầu, yêu

cầu hai động cơ chạy đồng bộ tốc độ, chia đều tải Động cơ hộp số 1/20, công suất 2 HP.

Nhận xét của giảng viên :

-

-

-Các bước tiến hành : I. Vấn đề đặt ra……… ………4

II. Cách giải quyết vấn đề ……….……… 4

III. Chọn động cơ và hộp số giảm tốc ……….…….5

1 Thông số kĩ thuật ( chỉ số dòng , đện áp , tốc độ… )……….………5

2 Kích thước lắp dặt ………….… ……….…… .6

3 Các thông số chính ( tỉ số truyền , moment xoắn cực đại ….)………7( 9) 4 Kích thước lắp đặt ……….……….8( 10) 5 Cách lắp đặt động cơ vào hộp số ……… ……….10

IV. Chọn hệ thống băng tải : ……… …….11

1 Loại truyền động ……… 11

2 Chọn băng tải……… 12

3 Cách đấu nối động cơ vào máy sản xuất ( băng tải )……… 13

V Chọn thiết bị điện chính ……… 16

1/ Biến tần ……… 16

a.Thông số kĩ thuật ……….17

b.Kích thước và trọng lượng……… … 18

2/ Phụ kiện biến tần……… … 19

a Điện trỡ hãm ……….…… 22

b Line chokes ……….……….23

c filter cells ……… 24

3/ MCCB……… ……… 25

4/ Contactor……… … 25

5/ cầu chì bảo vệ ……… ………… 26

6/ Cable ……….…… 27

a.Cable nguồn cung cấp vào biến tần……… 27

b.Cable từ biến tần vào motor ……… 27

VI Tủ điện ……… …… 29

a. Đèn báo và nút điều khiển ……… 29

b. Thiết kế tủ điện ………30

b.1 bản vẽ tủ điện ………30

b.2 chọn máng đi cáp ……… 31

VII Thiết kế mạch động lực……… 31

1 Mạch động lực được thiết kế như hình vẽ ……… … 31

2 Cách lắp đặt các thiết bị mạch động lực ……… ……32

a lắp đặt động cơ vào máy sản xuất……… 32

b Kiểm tra trước khi vận hành……….….34

VII/ Thiết kế mạch điều khiển ………35

a thiết kế mạch điều khiển ………35

b thuyết minh mạch điều khiển ………35

VIII/ Cài đặt thông số biến tần……… … 36

I/ Vấn đề đặt ra:

Nước ta đang bước vào nền kinh tế công nghiệp hàng hóa, đòi hỏi không chỉ khả năng công nghiệp hóa tốt Mà tốc độ đáp ứng cũng phải nhanh với nhu cầu vận chuyển lớn từ đó sức lao động con người được thay thế hoàn toàn bằng máy móc mà thực tế là băng chuyền Một sản phẩm vừa hiệu quả lại giảm được chi phí sản xuất Vấn đề đặt ra là chúng ta điều khiển động cơ kéo dây chuyền như thế nào, để động cơ và dây chuyền hoạt động tốt, hiệu quả an toàn và kinh tế

II/ Giải pháp :

Giải pháp load sharing được áp dụng nhằm tăng khối lượng và khoảng cách vận chuyển ==> hiệu suất cao tiết kiệm chi phí sản xuất :

III/ Chọn động cơ và thiết bị hộp giảm tốc :

1.Chọn Động cơ: động cơ có công suất 2 HP

2/ Kích thước :

3/ Hộp số : chọn hộp số 1/20.

4/ kích thước :

5/ Cách thức lắp động cơ và hộp số :

Ta lắp trục động cơ thẳng hàng với trục vào của hộp số như hình sau :

IV/ Chọn băng tải :

1/ phương thức truyền động :

Chọn phương thức truyền dẫn trong băng tải :

Trong băng chuyền ta sử dụng con lăn công nghiệp thay cho các phương thức truyền động

khác :

Con lăn công nghiệp gồm 4 phần chính :

3/ Nối vào máy sản xuất :

Nếu phân loại theo ứng dụng thì có rất nhiều loại khớp nối, nhưng nói chung chúng phân ra 3 loại chính sau:

1 Khớp nối cứng (Rigid coupling)

2 Khớp nối linh động (đàn hồi) hay khớp nối bù (Flexible or Compensating Couplings)

3 Khớp nối ly hợp (cho phép nối hoặc tách các trục máy)

Ở đây ta chọn khớp nối linh động (đàn hồi) hay khớp nối bù : vì quá trình vận hành băng tải có độ

rung nhất định nên nếu chọn khớp nối cứng sẽ làm giảm hiệu suất của máy lai

 RUPEX ( siemens ) :

 Khớp nối trái banh và chốt mềm, thuộc dòng sản phẩm tiêu chuẩn với 23 cấp

Đặc điểm Giá trị Đơn vị

Dải mômen 150 lên tới

60 và 80 Phần tử



 Ưu điểm

 Khớp mềm tự an toàn cho mômen trung bình đến cao nhất, cho phép chuyển sang các tốc độ phức tạp.

 Thiết kế gọn gàng, nhẹ cân và mômen quán tính lớn.

 Phù hợp với kết cấu nhiều khối

 Các loại khớp nối được làm từ gang chất lượng cao do chính xưởng của Nhà sản xuất đúc hoặc làm từ thép chất lượng cao

 Đệm và mặt côn của chốt đệm có hình dáng tối ưu giúp dễ dàng gắn và đảm bảo vận hành được an toàn

 Có thể thay đổi được nhiều kiểu như “thiết kế có giới hạn khe hở trục” hoặc “khớp có truyền động cố định”

Lĩnh vực ứng dụng

 Ứng dụng trong toàn lĩnh vực cơ khí

 Được ứng dụng làm khớp tốc độ cao ở phía động cơ

 Đặc biệt ứng dụng cho trường hợp có mômen lớn ở phía đầu ra như truyền động cầu trục, băng tải, đường cáp dẫn, máy sản xuất xi măng.

Cách đấu nối :

Đồ thị các mức hoạt động của 2 loại biến tần

b Kích thước của biến tần altivar31 và altivar 71:

2/ Phụ kiện theo catalogue biến tần :

a/ Theo biến tần ta chọn được điện trở hãm cho hai loại biến tần như sau.

b/ line chokes cho 2 biến tần : là thiết bị là giảm sóng hài của biến tần tác động lên nguồn

Chọn line chokes

d/ DC chokes cho altivar 71:

e/ chọn motor chokes cho altivar 71 :

f/ LR filter cell và EMC input filter cell :

Chọn filter cell: nhằm giảm tương thích điện từ

3/ Chọn MCCB

MCCB là thiết bị đóng cắt, dùng để bảo vệ cho biến tần và động cơ : do sử dụng 2 biến tần mắc song song, nên dòng

điện bằng tổng dòng vào của 2 biến tần dòng vào của 2 biến tần là 12,2, nên ta chọn dòng ngắt là 15 A

Kích thước MCCB :

4/ Chọn contactor

Contactor là thiết bị dùng để hút các tiếp điểm lại với nhau, hoặc tách chúng ra.nhằm điều khiển mạch hoạt động theo

thiết kế :

Kích thước contactor :

Ở đây ta chọn 2 loại contactor 1 loại là 3 pole 1N/O và 1N/C ( LC1-D09 ) và loại 1N/O 1N/C (LC1-D18)

Chọn contactor 3 pole 1N/O và 1 N/C ( LC1-D09 ) :

Ta sử dụng 2 tiếp điểm chính N/O để điều khiển và 1 để làm tiếp điểm tự giữ và 1 N/C phụ để khóa chéo

Còn contactor 3 pole 1N/O và 1 N/C(LC1-D18) :

Ta dùng 3 tiếp điểm chính N/O để cấp nguồn 3 phase còn 1N/O phụ còn lại dùng giữ cuộn hút 3 tiếp điểm trên

5.Chọn cầu chì

Chọn cầu chì bảo vệ cho mạch điều khiển

6.Chọn dây dẫn

Với các thông số của biến tần và thông số của động cơ, ta chọn dây dẫn có tiết diện như sau

c. Cable nguồn cung cấp vào MCCB và biến tần :

- Đối với dây đồng : Mật độ dòng điện tối đa cho phép Jđ = 6A/mm²

= tương đương 1,3 kW/mm²

= Dòng điện làm việc (A) 2,5A/mm²

- Đối với dây nhôm : Mật độ dòng điện tối đa cho phép Jn = 4,5 A/mm2

Nút nhấn N/O màu xanh dùng cho S1 và S2 để thay đổi tốc độ

a.2/ Chọn đèn báo

b/ thiết kế tủ điện :

b.1 Bản vẽ tủ điện.

Tủ điện bên trong gồm MCCB, Contactor và biến tần Bên ngoài gồm các nút nhấn và đèn báo

Ta thấy trong catalog có kích thước mà ta mong muốn : 1200 x 1200 x 400

b.2 chọn máng đi cáp :

b.Kiểm tra trước khi vận hành :

- Môi trường làm việc cho phép

- Biến tần được cố định trên bề mặt đúng quy cách chưa

- Hệ thống tự làm mát hoạt động tốt

- Động cơ và thiết bị điều khiển đã sẵn sàng hoạt động

- Biến tần được nối đất đúng quy tắc

- Điện áp đầu vào đúng với điện áp làm việc của biến tần

- Các ngõ điện vào motro được đặt đúng thức tự và các ốc được siết chặt

- Các cầu chì , MCCB được lắp đặt và vẫn hoạt động chính xác

- Các nguồn vào không bị nối tắt đến các đầu ra

- Các panel che đậy, các thiết bị đấu nối đã được lắp đặt đúng vị trí

VII/ Thiết kế mạch điều khiển

a/ Thiết kế mạch :

Mạch điều khiển

b/ Thuyết minh mạch điều khiển :

Bên mạch điều khiển ta có cầu chì, bảo vệ cho mạch điều khiển, nút nhấn, contactor để đóng ngắt các tiếp điểm vàcác đèn báo

Đầu tiên, ta bật MCCB, cấp nguồn chuẩn bị điều khiển Bên mạch điều khiển ta nhấn nút POWER cấp nguồn chocontactor KM0, KM0 đóng 4 tiếp điểm của nó lại cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch động lực Lúc này đèn báonguồn sáng Sau khi có đèn báo nguồn thì ta có thể điều khiển động cơ kéo dây chuyền chạy thuận hoặc nghịch Khi tanhấn nút chạy thuận Đèn chạy thuận báo và cấp nguồn cho contactor KM1, KM1 đóng các tiếp điểm của nó cấp tínhiệu điều khiển cho 2 biến tần chạy thuận, đèn báo RUN sáng đồng thời cắt KM2 để tránh trường hợp đang chạythuận ta nhấn chạy nghịch

Khi ta đang chạy thuận ta muốn dây chuyền chạy ngược lại, thì ta phải nhấn nút STOP Lúc này KM1 mất điện dẫntới việc nhả các tiếp điểm của nó ra => biến tần mất tín hiệu chạy Biến tần hoạt động ở chế độ hãm tới khi động cơdừng Sau khi dừng ta nhấn nút POWER cấp nguồn cho biến tần, sau đó nhấn nút chạy nghịch Lúc này KM2 sẽ hoạtđộng đóng các tiếp điểm cấp tín hiệu chạy nghịch cho 2 biến tần, đèn báo RUN sáng và cắt KM1, để tránh trường hợpđang chạy nghịch ta nhấn chạy thuận Khi nhấn STOP thì biến tần chạy ở chế độ hãm Điện do động cơ sinh ra khihãm thì chạy qua điện trở hãm

Khi xảy ra sự cố quá tải… biến tần sẽ tự cắt động cơ và đóng tiếp điểm của R2A-R2C lại, cấp nguồn cho đèn báoERROR.lúc này ta sẽ không điều khiển được động cơ Chỉ khi ta sửa xong lỗi rồi reset lại mạch thì mới điều khiểnđược

Contactor có tiếp điểm tự giữ để phòng khi mất điện, và có điện lại thì động cơ không tự khởi động lại.tránh việc tất

cả các động cơ khởi động lại 1 lúc làm sụt áp lớn

Khi chạy động cơ băng chuyền, để điều khiển tốc độ của nó, thì ta dùng S1 và S2 để cho động cơ chạy với 4 tốc độđặt trước Đầu ra moment của biến tần 1 sẽ đưa tới biến tần 2, để biến tần 2 chạy đủ moment Đầu ra của biến tần 1 này

do ta cài đặt là đầu ra moment và ngõ ra là chân AOV

VIII/ Cài đặt biến tần :

Cài biến tần 1 altivar 31:

B2/ Thông số biến tần và bảo vệ quá tải :

B3/ Chọn mức truy cập thông số biến tần :

CtL- LAC Mức truy cập L2 Mức chuyên gia

PSt Dừng ưu tiên yes Phím stop ưu tiênrOt Chiều quay cho phép khi ấn run dFr Chiều thuận

B4/ Kiểu điều khiển :

DEC Thời gian giảm tốc 10 sLSP Hạn chế tốc độ tối thiểu 5 HzHSP Hạn chế tốc độ tối đa 50 HzItH Đặt dòng bảo vệ 3.4 A/thường = IdmtLS Thời gian ở LSP 0 Không giới hạn

I-O- tCC Kiểu điều khiển 2C Kiểu 2 dây

AOC/AOV Ngõ ra analog/logic Otr Moment ra

B5/ chức năng thay đổi tốc độ :

Fun- PSS- Chức năng tốc độ đặt trước ==> ==>

B6/ Tối ưu đặc tính tăng giảm tốc:

StC > Stt Chế độ dừng rMP On ramp

Note: sau mỗi bước thiết lập phải lưu cấu hình lại: SCS ==> Str1

Cài biến tần 2 altivar 71:

B1/thông số động cơ:

v

FrS Tần số đm động

cơ

50

Hz

nCr Giá trị dòng đm

động cơ

3.4

B2/ Thông số biến tần và bảo vệ quá tải :

B3/ cài đặt tối ưu và vận hành chế độ điều khiển moment

B4/ Kiểu điều khiển :

Menu

Code

ue

Note/unit

CtL-

LAC

gia

DEC Thời gian giảm tốc 10 sItH Đặt dòng bảo vệ 3.4 A(thường = Idm)

menu

code description value Note/unit

Fun

rPC-

tr1 Ngõ vào analog AI1

db

Menu

tiênrOt Chiều quay cho phép khi ấn run dFr Chiều thuận

B6/ cài tín hiệu điều khiển biến tần :

FUn- SAI- Chức năng cộng tín hiệu Chọn SA2,SA3 Enter