Tính toán hệ thống truyền động cho băng tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

Tính tốn hệ thống truyền động cho băng tải

Ngành:

ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Giảng viên hướng dẫn : TRƯƠNG THU HIỀN
Sinh viên thực hiện

: TRẦN HIẾU THỊNH
LÊ QUỐC TUẤN
NGUYỄN PHƯƠNG TIẾN

Lớp: 19DDCA1

TP. Hồ Chí Minh, 2022


Viện Kỹ Thuật

PHIẾU ĐĂNG KÝ
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài
Trần Hiếu Thịnh MSSV: 1911780219 Lớp: 19DDCA1
Lê Quốc Tuấn MSSV: 1911780439 Lớp: 19DDCA1

Nguyễn Phương Tiến MSSV: 1911780281 Lớp: 19DDCA1
2. Tên đề tài đăng ký: Tính tốn hệ thống truyền động cho băng tải
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Sinh viên đã hiểu rõ yêu cầu của đề tài và cam kết thực hiện đề tài theo tiến độ và
hoàn thành đúng thời hạn.

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

TP. HCM, ngày 22 tháng 04 năm 2022
Sinh viên đăng ký

(Ký và ghi rõ họ tên)


MỤC LỤC
Đề bài..............................................................................................1
Bài 1
Câu a...............................................................................................2
Câu b...............................................................................................3
Câu c...............................................................................................3
Câu d...............................................................................................3
Câu e...............................................................................................4
Câu f................................................................................................5
Bài 2: Điều khiển băng tải dùng khí cụ điện
Câu a...............................................................................................6
Câu b...............................................................................................7
Câu c...............................................................................................7

Bài 3: Điều khiển băng tải dùng biến tần
Câu c...............................................................................................8
CATALOGUE................................................................................ 9


ĐỀ 09
CÂU 1. (3 điểm )
Quy đổi về trục động cơ, tải phản kháng, chọn động cơ
Động cơ – Hộp giảm tốc – Băng tải chiều dài l

Sơ đồ khối hệ thống

Giản đồ tốc độ
Băng tải vận chuyển thùng nặng khối lượng m từ đầu băng tải đến cuối băng tải
- Khi người vận hành băng tải phát hiện có thùng vật liệu thì ấn nút khởi động cho băng
tải chạy.
- Thời gian tăng tốc là t1 = 6 s
- Thời gian chạy đều tính gần đúng bằng chiều dài băng tải chia co vận tốc là t2-t1 =(l)/v
- Thùng đi đến hết băng tải, cảm biến tiệm cận phát hiện thùng ở cuối băng tải thì dừng
lại (ngắt động cơ, băng tải tự dừng bằng ma sát), động cơ ngắt ở thời điểm t2
- Băng tải dừng ở vị trí này tối thiểu thời gian bằng t4-t3 = 150 s
Thông số động cơ
Tốc độ nM= 1500 rpm;
Công suất P= cần chọn;
Thông số hộp giảm tốc:
Tỷ số truyền iG = 10/1;
P = Cần tính chọn
Thơng số băng tải

moment qn tính JM: tra trong catalogue

Moment TM = cần tính
Moment quán tính JG = 0.2 kg.m2 ;

1

hiệu suất G = 89%


Chiều dài băng tải là l = 30 m
Rulo:
JD=0.29 kg.m2 R= 40 cm
Thơng số băng tải:
Lực cản khi có tải F = 3200 N.m
Khối lượng riêng của băng tải: 400 kg
Khối lượng tải trọng m = 2500 kg,
Tốc độ v = cần tính m/s
a) Tính vận tốc máy sản xuất v khi tốc độ không tải động cơ là nM
b) Tính moment tải. Quy đổi moment tải và các tổn hao về trục động cơ
c) Tính moment quán tính của tải trọng m và băng tải. Quy đổi moment quán tính tồn hệ
thống về trục động cơ, trong đó bỏ qua các khâu có moment qn tính nhỏ như nhơng,
xích,
d) Cho biết giản đồ tốc độ của máy sản xuất như phần đầu bài, tính gia tốc góc, moment
động cơ cho từng giai đoạn
e) Tính chọn động cơ điện cho tải S3 với hệ số giảm tải ks3 do nhà sản xuất động cơ cho
theo bảng sau

CDF
Ks3
f)

15%
1.4

25%
1.3

40%
1.2

60%
1.1

Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn phải lớn hơn với moment tăng tốc
giai đoạn t1 của máy tính trên câu d. Nếu khơng đạt u cầu thì chọn động cơ lớn hơn

CÂU 2. Điều khiển băng tải dùng khí cụ điện (3đ)
a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển băng tải theo yêu cầu đề bài
b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái
c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái

CÂU 3. Điều khiển băng tải dùng biến tần (4 đ)
a) Xác định loại tải (Nhje, thơng thường, nặng), Tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm
theo (MCCB, Contactor, AC reactor, Noise Filter, Break Unit,
b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển băng tải:
Chạy 3 tốc độ Thấp (15 Hz), Trung bình (30 Hz), Cao (50 Hz)
Dừng băng tải bằng cảm biến, thời gian dừng tối thiểu là 120 s
c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái
d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo
yêu cầu

BÀI LÀM
CÂU 1

a) Tốc độ rulo băng tải = tốc độ trục thứ cấp hộp giảm tốc:

Tốc độ máy sản xuất bằng tốc độ dài của điểm ở viền rulo:

b) Momen tải quy về trục động cơ:
2


c) Tải trọng m và băng tải xem là mô hình vành trịn đống chất, momen qn
tính của tải trọng m quy về trục rulo:

Momen quán tính ở trục thứ cấp hộp số:

Momen quán tính quy về trục động cơ, tức trục sơ cấp hộp số:

d) Gia tốc góc trong từng giai đoạn:

Thời gian chạy đều:

Gia tốc chậm dần của băng tải do ma sát khi tắt động cơ:

Thời gian giảm tốc:

Momen động cơ trong từng giai đoạn:

Giai đoạn động cơ tắt:
Trung bình bình phương momen xoắn của động cơ

e) Chu kỳ nhiệm vụ CDF:
3


Dựa vào bảng CDF-Ks3 do nhà sản xuất động cơ cho, chọn hệ số ks3 = 1.4
Cơng suất trung bình động cơ:

Công suất định mức động cơ:

Chọn động cơ CAST IRON frame 160L, là động cơ 4 cực từ tốc độ định
mức ~1500rpm như đề bài, có cơng suất định mức 15kW.

f) Momen khởi động của động cơ được chọn:

Momen tăng tốc giai đoạn là:

Momen khởi động nhỏ hơn momen tăng tốc giai đoạn nên động cơ được
chọn không đạt yêu cầu.
Chọn lại động cơ CAST IRON frame 225S/M, là động cơ 4 cực từ tốc độ
định mức ~1500rpm như đề bài, có cơng suất định mức 45kW.

4


Momen khởi động của động cơ được chọn:

Momen tăng tốc giai đoạn là:

Momen khởi động lớn hơn momen tăng tốc giai đoạn nên động cơ được

chọn đạt yêu cầu.

CÂU 2. ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI DÙNG KHÍ CỤ ĐIỆN
a. Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển băng tải theo yêu cầu đề bài
Dòng điện dây:
Ikd = (1,2 –> 1,5). Id
=> Ikd = 1,5 . 50 = 75 (A)


MCCB ABB 80A

Tên thiết bị: MCCB ABB A1A 10KA 80A 3P
Dòng cắt 25kA
Dòng điện 80A
Điện áp ngõ vào 3 Pha


CONTACTOR ABB 80A

5


Loại: AX80-30-10-80
Số pha: 3P
Dòng điện định mức: 80 A


RELAY NHIỆT ABB TA80DU-80M (60-80A)

Dòng Điện Điều Chỉnh (A) : 60A – 80A

Dùng Cho Contactor ABB: A 95…A 110 và AX 95…
AX 150
Relay nhiệt ABB loại 3 Cực
Điện Áp Định Mức(V) : (Ue)380VAC
Frequency (Hz) : 50Hz / 60Hz (tần số định mức)


CẢM BIẾN TIỆM CẬN

Nguồn điện cung cấp: AC90-250V
Khoảng cách phát hiện: 10~30cm.
Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
Dịng kích ngõ ra: 200mA.
Ngõ ra dạng NPN
Chất liệu sản phẩm: nhựa.
Có Led hiển thị ngõ ra màu đỏ.
Kích thước: 70 x 24mm



Dây dẫn

Mật độ cho phép J dây đồng xấp xỉ 6A/mm2.
=> Chọn dây Cadivi 16.0
Loại dây: dây đơn cứng ruột đồng.
Tiết diện định danh: 16.0 /mm2.
Điện áp danh định: 450/750V
Ruột dẫn hoạt động với mức nhiệt độ dài hạn là 70oC
Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 6610-3/IEC 60227-3
b. Mạch điều khiển

6




Mạch điều khiển

c. Thuyết minh
•
Trình tự khởi động máy: Bắt đầu đóng CB cấp điện cho mạch, đồng thời bộ điện áp cấp
nguồn 24V cho cảm biến hoạt động, sau đó ấn nút START đèn nút ST sáng có dịng điện chạy
qua cuộn dây contactor KM1 động cơ băng tải bắt đầu chạy; sau khi cảm biến S có vật đi qua
sẽ ngắt relay trung gian K1 dừng hệ thống.
•

Trình tự dừng máy: Để dừng hệ thống ta nhấn STOP để dừng động cơ băng tải

Mạch bảo vệ
•
Khi có dịng điện tăng nhanh đột ngột làm phát sinh ra nhiệt độ lớn sẽ làm cho relay
nhiệt hoạt động cắt tiếp điểm và ngắt nguồn điện để bảo vệ động cơ và mạch điện.
•
Trong trường hợp các dây pha chập nhau hoặc chập dây trung tính dẫn đến hiện tượng
ngắn mạch làm cho tổng trở của mạch giảm gần về 0, lúc này dịng điện sẽ tăng rất nhanh,
phát nóng. Trường hợp này cầu chì sẽ nóng lên làm đứt mạch điện bảo vệ động cơ và mạch
điện.
•
Khi dịng điện q tải hoặc ngắn mạch quá lớn khiến cho relay nhiệt hay cầu chì khơng
thể cắt được mạch điện thì MCCB hoặc MCB sẽ làm nhiệm vụ cắt nguồn điện khỏi mạch để
bảo vệ.

Mạch khóa chéo
Các tiếp điểm thường hở của contactor sẽ có nhiệm vụ khóa để giữ cho các contactor không
thể hoạt động cùng lúc hay các động cơ buộc phải khởi động theo thứ tự trong sơ đồ khởi động

7


tuần tự các động cơ. Trong trường hợp dừng các động cơ các tiếp điểm thường hở sẽ có vai
trị giữ cho các động cơ tiếp tục chạy khi một động cơ dừng theo trình tự.

CÂU 3. ĐIỀU KHIỂN BĂNG TẢI DÙNG BIẾN TẦN
c.

8