TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHO BĂNGTẢI

TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ
TRUYỀN ĐỘNG CHO BĂNG TẢI
* NGUYÊN LÝ CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN:
Động cơ điện là thiết bị đổi điện năng thành chuyển động tròn xoay.
Nguyên lý cấu tạo của động cơ điện có thể được mô tả như sau:
Biến
Tần
Cấu tạo động cơ điện
Bi
Trục
Cổ góp
Rotor
Vỏ
kim
loại
Phần quay của động cơ gọi là Rôto hay phần cảm. Trên Rôto có thể có dây hay
nam châm vĩnh cửu hoặc hợp kim đặc biệt tùy theo từ tính của chúng. Một số Rôto
có cuộn dây bằng động nối với nguồn điện bằng các vòng trượt. Thiết bị khống chế
chiều dòng điện qua Rôto gọi là cổ góp. Cổ góp có các cặp chổi than lắp cố định
trên vỏ động cơ, dẫn điện đến phần chuyển động của nó. Rôto được đỡ trên các ổ bi.
Các ổ bi hướng kính là loại thông dụng cần phải được bôi trơn định kỳ.
Phần đứng yên gọi là Stato cấp từ trường chính để làm động cơ hoạt động. Từ
trường này có thể tạo ra bởi các nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. Phần lớn
các động cơ chỉ cần nối với điện lưới là có thể hoạt động được. Một số loại động cơ
có độ chính xác cao thường phải có một thiết bị đi kèm đó là thiết bị điều khiển
động cơ (biến tần, mạch điều khiển ) Trong số đó có:
+ Động cơ có tốc độ, vị trí và mômen kéo cần được điều khiển chính xác.
+ Các động cơ công suất lớn, phải khởi động từng bước hoặc tắt dần để
dòng xung kích không phá hỏng động cơ.
Trong các hệ thông tự động thì tín hiệu điều khiển đến thiết bị điều khiển động
cơ nhằm đạt tốc độ hay vị trí yêu cầu. Tín hiệu điều khiển là tín hiệu tương tự một

chiều từ PLC, hoặc Robot, thiết bị trạm hay là máy tính chủ…
a./ Nguyên lý hoạt động của động cơ điện.
Có 3 nguyên lý cơ bản hay sửdụng là:
+ Nguyên lý cực trái dấu của từ trường hút nhau: Đây là nguyên lý của
động cơ đồng bộ xoay chiều và động cơ bước. Các động cơ này có Rôto là các nam
châm vĩnh cửu hay các vật liệu khi từ hóa chúng bị mất định hướng từ trường. Các
Rôto này sẽ quay chính xác theo từ trường quay.
Phạm Trọng Thuận – TBĐ K52 -GTVT 1
+ Nguyên lý dòng điện chạy qua dây dẫn nằm trong từ trường gây ra lực
đẩy lên dây dẫn đó. Phần lớn các động cơ một chiều hoạt động theo nguyên lý này.
Tốc độ có thể điều chỉnh do thay đổi dòng chạy qua cuộn dây của Rôto hay thay đổi
cường độ từ trường của trường điện từ.
+ Nguyên lý một dây dẫn chuyển động trong một từ trường, làm xuất hiện
trên nó một điện áp và gây ra dòng cảm ứng nếu dây dẫn được đóng mạch. Các
động cơ cảm ứng xoay chiều AC sử dụng nguyên lý này và nguyên lý thứ hai ở trên.
b./ Phân loại động cơ.
Có thể phân động cơ điện ra làm 3 nhóm như sau:
+ Động cơ điện một chiều.
+ Động cơ điện xoay chiều.
+ Động cơ cổ góp điện từ.
*./ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
Động cơ xoay chiều có các loại sau:
+ Động cơ xoay chiều vạn năng.
+ Động cơ không đồng bộ.
+ Động cơ đồng bộ.
+ Động cơ cảm ứng.
Do yêu cầu của bài toán và những đặc điểm nổi bật của động cơ điện xoay chiều
không đồng bộ nên trong đề tài băng tải này chúng em chọn động cơ điện xoay
chiều 3 pha không đồng bộ rôto lồng sóc làm động cơ kéo băng tải.
* Những đặc điểm của động cơ điện không đồng bộ:

+ Các động cơ điện xoay chiều dùng nhiều trong sản xuất thường là những
động cơ điện không đồng bộ, vì loại động cơ này có những đặc điểm như: cấu tạo
đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản dễ dàng và giá thành hạ.
+ Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn
động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công nghiệp nhỏ,
trong các hệ thống băng truyền, băng tải….
+ Tuy nhiên máy điện không đồng bộ còn một số nhược điểm như: Cosφ
không cao, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nhưng ngày nay với bộ biến tần thì
vấn đề đã được giải quyết.
+ Máy điện không đồng bộ thích hợp hơn so với máy đồng bộ khi những
ứng dụng cần thường xuyên mở máy và điều chỉnh tốc độ
Do chế độ làm việc của động cơ kéo băng tải là liên tục, chế độ dài hạn.
Theo yêu cầu công nghệ thì hầu như các loại phụ tải này không yêu cầu điều chỉnh
tốc độ ở nhiều cấp khác nhau. Hệ truyền động các thiết bị liên tục đảm bảo khởi
động đầy tải. Mômen khởi động của động cơ M
kđ
= (1,6 ÷ 1,8) M
đm
. Bởi vậy, nên
chọn động cơ truyền động là động cơ có hệ số trượt lớn, rãnh stator sâu để có
mômen mở máy lớn. Nguồn cấp cho động cơ truyền động các thiết bị này phải có
Phạm Trọng Thuận – TBĐ K52 -GTVT 2
dung lượng đủ lớn, đặt biệt là đối với công suất động cơ ≥ 30 kW, để mở máy
không ảnh hưởng đến lưới điện và quá trình khởi động của động cơ được thực hiện
nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
Việc tính chọn công suất động cơ truyền động cho băng tải theo công suất
cản tĩnh. Chế độ quá độ không tính đến vì số lần đóng cắt ít, không ảnh hưởng đến
chế độ tảo của động cơ truyền động. Phụ tải của truyền động băng tải thường ít thay
đổi trong quá trình làm việc nên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát
nóng và quá tải. trong điều kiện làm việc nặng nề của thiết bị, cần kiểm tra theo

điều kiện mở máy.
Khi tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải thường tính theo các
thành phần sau:
+ Công suất P
1
để dịch chuyển vật liệu.
+ Công suất P
2
để khắc phục tổn thất do ma sát trong các ổ đỡ, ma sát
giữa băng tải và các con lăn khi băng tải không chạy.
+ Công suất P
3
để nâng tải (nếu là băng tải nghiêng)
* Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu:
F
1
= L.σ.k
1
.g.cosβ = L’.σ.k
1
.g Với β = 0 (băng tải nằm ngang).
→ F = 2. 1000. 10. 0,05 = 1000 (N)
Với L = 2 (m); σ = 1000(g); g = 10
Vì thành phần pháp tuyến F
n
tạo ra lực cản ma sát trong các ổ đỡ và ma sát
giữa băng tải và con lăn.
Trong đó: β = Góc nghiêng của băng tải.
L = Chiều dài băng tải.
σ = Khối lượng vật liệu trên 1m băng tải.

k
1
= Hệ số tính đến khi dịch chuyển vật liệu, k
1
= 0,05.
Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu:
P
1
= F
1
.v

= σ.L’. k
1
.v.g
→ P
1
= 1000. 1 = 1000 (W)
Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải:
F
2
= 2.L.σ
b
.k
2
.g. cosβ
→ F
2
= 2.2.5000.10.0,005=1000 (W)
Trong đó: k

2
= là hế số tính đến lực cản khi không tải. k
2
=0,005
σ
b
= khối lượng băng tải trên 1m chiều dài băng.
Công suất cần thiết để khắc phục lực cản ma sát:
P
2
= F
2
.v = 2.L’.σ
b
.k
2
. g
→ P
2
=1000.1 = 1000 (W)
Phạm Trọng Thuận – TBĐ K52 -GTVT 3
Lực cần thiết để nâng vật: F
3
= ±L.σ.g.sinβ
Trong đó dấu (+) là khi tải đi lên, ( - ) khi tải đi xuống.
Công suất nâng bằng: P
3
= F
3
.v = ±σ.H.v.g

Công suất tĩnh của băng tải:
P = P
1
+ P
2
+ P
3
= (σ.L’.k
1
+ 2.L’.σ
b
. k
2
± σ.H).v.g
→ P = P
1
+ P
2
+ P
3
= 1000 + 1000+ 0 = 2000 (W) = 2 (kW)
Vậy công suất động cơ truyền động băng tải được tính theo biểu thức sau:
P
đc
= k
3
.
η
P
→ P

đc
= 1,2
94.0
2
= 2,56 (kW)
Trong đó: k
3
= Hệ số dự trữ về công suất (k
3
= 1,2 ÷ 1,25).
η = Hiệu suất truyền động.
Kết luận: Như vậy em sẽ chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có thông số kỹ thuật
như sau (Thông số của Công ty Điện Cơ Hà Nội):
Thông số kỹ thuật
Dãy Kw Hp Vg/ph V A Ŋ% Cosα Mmax/ Mmin Mxd/ Mdd Lkđ/Ldd Khốilượng
Số
cực
3k132S
6
3,0 4,0 945 220/38
0
12,8/7,
4
81 0,76 2,2 2,0 6,0 71,5
6
Phạm Trọng Thuận – TBĐ K52 -GTVT 4