Đồ án chuyên môn tự động hóa: Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục 2 dầm kiểu hộp

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Số : Đề 13
Giáo viên hướng dẫn:

Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Họ và tên SV :

Hồ Thị Hiền
Lê Văn Hiếu

Lớp:

Điện 4

Khoá :

7

Khoa:

Điện

NỘI DUNG
Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục 2 dầm kiểu hộp có số liệu
Tải trọng nâng
: G = 1250 kg

Vận tốc nâng
: vn = 12 m/phút
Vận tốc di chuyển xe lăn : vxe = 40m/phút
Tầm rộng
: L = 40 m
Chế độ làm việc trung bình : TĐ = 25%
Đường kính puli
: D = 0,35 m
Hiệu suất cơ cấu
: η = 0,75
Tên bản vẽ
Khổ giấy

T
T
1
2

1
2
3
4

Số lượng

PHẦN THUYẾT MINH
Khái quát chung về hệ thống cầu trục và lựa chọn phương án truyền động điện
Tính chọn công suất động cơ truyền động và các thiết bị liên quan
Thiết kế mạch điều khiển và mạch lực cho hệ truyền động điện
Kết luận

Ngày giao đề : 26/8/2015

Ngày hoàn thành : 30/11/2015
1

GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

BỘ MÔN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

2
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa
MỤC LỤC

3
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa
LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền và thiết bị hiện đại đang
từng ngày, từng giờ được ứng dụng vào sản xuất. Với chính sách mở cửa của Đảng và
Nhà nước ta, chắc chắn các công nghệ tiên tiến và hiện đại của thế giới sẽ ngày càng
được áp dụng hiệu quả vào Việt Nam với quy mô, số lượng, chất lượng một cách
nhanh chóng. Tác dụng của các công nghệ mới và dây chuyền sản xuất hiện đại đã
góp phần thúc đẩy sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước.
Với vai trò là mũi nhọn của kỹ thuật hiện đại, lĩnh vực tự động hoá đang phát
triển với tốc độ ngày càng cao.Trong quá trình sản xuất, việc tự động hoá một dây
chuyền sản xuất đóng vai trò rất quan trọng.Nó là cầu nối giữa các hạng mục sản
xuất, giữa các phân xưởng trong nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây
chuyền.Việc điều khiển hoạt động của các dây chuyền hiện đại, tiên tiến cũng ngày
càng đa dạng và phức tạp.
Một trong những hoạt động không thể thiếu của một nhà máy công nghiệp hiện
đại là hệ thống cần trục rải liệu. Cần trục là một thiết bị vận chuyển và nâng hạ trong
nhà máy, năng suất của cần trục ảnh hưởng rất lớn đến đến năng suất chung của nhà
máy. Vì vậy, các thiết bị điện và hệ thống điều khiển của cần trục phải đảm bảo việc
tiện lợi, có năng suất cao, vận hành an toàn và thao tác đơn giản, cũng như đáp ứng
đầy đủ các đặc điểm, yêu cầu công nghệ của hệ thống.
Đồ án “Nghiên cứu thiết kế hệ truyền động điện cho cầu trục 2 dầm kiểu hộp”,

nhắm mục đích cho sinh viên tiếp xúc làm quen với các hệ thống cần trục rải liệu. Sử
dụng những phương pháp tổng hợp hệ thống đã học vào thực nghiệm, làm quen với
các thiết bị điều khiển truyền động, ghép nối mạch điều khiển. Trang bị cho chúng ta
những kiến thức cơ bản trước khi ra trường.
Trong quá trình thiết kế, với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trong Bộ
môn và ý kiến của các bạn, em đã hoàn thành được bản đồ án này. Nhưng do thời
gian tương đối ngắn và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi
thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo thạc
sĩ Nguyễn Đăng Toàn và sự góp ý của các bạn sinh viên.

4
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC VÀ LỰA
CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
1.1
Giới thiệu về công nghệ và chức năng của cầu trục
Cầu trục là thiết bị dùng để nâng bốc vận chuyển hàng hoá thiết bị dùng trên công
trường xây dựng, trong nhà máy công nghiệp luyện kim, cơ khí lắp ráp, trong hải
cảng... Theo chức năng, cần trục được chia ra làm hai loại:
-

Cầu trục vận chuyển được dùng rộng rãi với yêu cầu chính xác không cao.

Cầu trục lắp ráp dùng nhiều trong các nhà máy cơ khí để lắp ghép các chi tiết máy
móc với yêu cầu chính xác cao.
Cầu trục trong bài được xếp vào loại cầu trục vận chuyển. Nó có thể di chuyển phụ tải
theo hai phương: phương nằm ngang và phương thẳng đứng nhờ vào hệ thống truyền
động đặt trên cần trục.
Chế độ làm việc của các cơ cấu cầu trục được xác định từ các yêu cầu của quá trình
công nghệ, chức năng của cầu trục trong dây truyền sản xuất. Nhìn chung, các thiết bị
điện cầu trục làm việc trong chế độ ngắn hạn lặp lại, dễ bị quá tải nhiều, tần số đóng
cắt lớn, chế độ quá độ xảy ra nhanh khi mở máy, hãm và đảo chiều...
Từ những đặc điểm của hệ thống cầu trục nói chung, có thể đưa ra các yêu cầu công
nghệ cơ bản của hệ thống cầu trục:

-

Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động phải đơn giản. Các phần tử cấu thành có độ
tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo và thay thế dễ dàng. Cầu trục phải được bảo vệ chống
quá tải và chống ngắn mạch bằng cầu chì trong mạch động lực

-

Quá trình mở máy diễn ra theo một luật đã được định sẵn. Sơ đồ điều khiển chung
cho cả hai động cơ.

-

Đảm bảo ở tốc độ thấp và dừng chính xác.

5

GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


-

Trường ĐHCN Hà Nội
Đồ án chuyên môn tự động hóa
Để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị khi vận hành, trong sơ đồ điều khiển nhất
thiết phải dùng các công tắc hành trình để hạn chế sự chuyển động của cơ cấu khi
chúng vượt quá giới hạn cho phép.

-

Khi có sự cố, phải có khả năng điều chỉnh hệ thống về vị trí ban đầu để chuẩn bị tiến
hành một chu trình làm việc mới.

-

Các khí cụ, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và điều khiển phải làm việc tin
cậy trong các điều kiện của môi trường nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận
hành.
Sơ đồ công nghệ của hệ thống cầu trục

1.2

Lựa chọn công nghệ
-

Nguồn cung cấp: 400 một chiều với mạch lực và 220v xoay chiều với mạch
điều khiển

-

Bộ truyền động: Toàn bộ chuyển động do hai động cơ một chiều kớch từ song song.
Một động cơ cho phép chuyển động theo phương nằm ngang: sang phải hoặc sang
trái. Động cơ còn lại cho phép chuyển động theo phương thẳng đứng: xuống dưới và
lên trên.

-

Bộ công tắc hành trình dạng xung: các công tắc hành trình tự phục hồi A, B, C

-

Mạch điều khiển: các thiết bị đóng cắt có tiếp điểm
6
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội
1.3
Chọn phương án truyền động

Đồ án chuyên môn tự động hóa

-

Cơ cấu thiết kế được dùng tời và móc .

-

Tời nâng gồm có động cơ điện, hộp giảm tốc, tang và cáp nâng .

+ Động cơ điện có hai loại động cơ điện một chiều và động cơ xoay chiều.
Động cơ xoay chiều 3 pha được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với công suất,
tính bền cao, momen khởi động lớn, dễ đảo chiều. Bên cạnh đó ta có động cơ một
chiều : là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng , khi
làm việc đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng , giá thành cao, khi lắp đặt
cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp. Trên những ưu khuyết điểm của hai động cơ điện
xoay chiều và động cơ điện 1 chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tích chất
thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và
kinh tế hơn thì những khuyết điểm của động cơ này vẫn chấp nhận được. Vậy khi thiết
kế cầu trục hai dầm này ta dùng động cơ điện một chiều phù hợp .
1.4
Động cơ điện 1 chiều
1.4.1

Khái niệm

Là máy điện 1 chiều hoạt động theo chế độ động cơ khi E < U. Động cơ điện
một chiều được dùng rất phổ biến trong công nghiệp, giao thông vận tải và nói
chung ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong một phạm vi rộng
(máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện…).
1.4.2

Phân loại

Động cơ điện một chiều được phân loại theo phương pháp kích từ, gồmcó bốn
loại :
-

động cơ điện kích từ độc lập

-

dộng cơ điện kích từ song song

-

động cơ điện kích từ nối tiếp

-

động cở điện kích từ hỗn hợp.

1.4.3

Cấu tạo

Những phần chính của động cơ điện một chiều gồm stato với cực từ, roto với
dây quấn và cổ góp với chổi than
7
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

-Stato (phần cảm): gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa làm mạch từ vừa là vỏ
máy. Các dây quấn kích từ.
-Roto(phần ứng): Roto của máy điện một chiều gọi là phần ứng, gồm lõithép
và dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ, làm bằng cọc lõi thép kỹ thuật điện
ghép lại với nhau.Các lá thép được dập có lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn
phần ứng.Mỗi phần tử của dây quấn, phần ứng có chiều vòng dây, hai đầu với
hai phiến góp, hai cạnh tác dụng của phần tử dây quấn đặt trong hai rãnh dưới
hai cực khác tên.
-Cổ góp và chổi than :
Cổ góp gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn
ở đầu trục roto.Các đầu dây của phần tử nối với phiến góp.
Chổi than (chổi điện) làm bằng than graphit.Cọc chổi than tì chặt lên cổ góp nhờ
lò xo và giỏ chổi điện gắn trên nắp máy.
1.4.4

Nguyên lý làm việc động cơ điện 1 chiều

Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B, trong dây quấn phần
ứng có dòng điện I ư . Cọc thanh dẫn ab, cd có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ
chịu lực Fđt tác dụng làm cho roto quay, chiều lực xác định theo quay tắc bàn tay
trái.

8
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí cọc thanh dẫn ab, cd đổi chỗ cho nhau,
do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm
bảo động cơ có chiều quay không đổi.
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động E ư.
Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ở động cơ một chiều sức
điện động E ư ngược chiều với dòng điện Iư nên E ư cũn gọi là sức phản điện.
Phương trình điện áp là : U = E ư + Rư.Iư
Mở máy động cơ điện một chiều

1.4.5

Phương trình điện áp ở mạch phần ứng là :
U = Eư + Rư.Iư
Từ đó rút ra :
Iư =
Vỏ điện trở R ư nhỏ, nên dòng điện phần ứng lúc mở máy rất lớn khoảng (20 ÷
30)Iđm, làm hỏng cổ gúp và chổi than. Dòng điện phần ứng lớn kéo theo dòng điện
mở
máy
Imở lớn,
làm
ảnh
hưởng

tới
lưới
điện.
Để giảm dòng điện mở máy, đạt I mở = (1,5 2) Iđm , ta dùng có biện pháp sau :
-Dựng biến trở mở máy : mắc biến trở mở máy vào mạch phần ứng. Lúc đầu để
điện trở mở máy R mở lớn nhất, trong quá trình mở máy, tốc độ tăng lên, sức điện
9
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội
Đồ án chuyên môn tự động hóa
động Eư tăng và điện trở mở máy giảm dần đến 0, máy làm việc đúng điện áp
định mức.
-Giảm điện áp đặt vào phần ứng : Phương pháp này được sử dụng khi có một
chiều có thể điều chỉnh điện áp, ví dụ trong máy phát động cơ, hoặc nguồn một
chiều chỉnh lưu.
Cần chỳ ý rằng momen mở máy lớn, lỳc mở máy phải có từ thông lớn nhất, vì thế
các thông số mạch kích từ phải điều chỉnh sao cho dòng điện kích từ lúc mở máy
lớn nhất.
1.5

Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều

Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt
hơn so với loại động cơ khác, không những nó có khả năng thay đổi tốc độ một cách
dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất
lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng.

Từ phương trình tính tốc độ:
ω=

U u I u .Ru
−
k .Φ
k .Φ

(1)

Suy ra : để điều chỉnh w có thể:
-

Điều chỉnh Uư .

-

Điều chỉnh Rư bằng cách thêm Rp vào mạch phần ứng.

-

Điều chỉnh từ thông F

•

Điều chỉnh tốc độ bằng Rp

Mắc nối tiếp R vào phần ứng, từ (1) suy ra Rư tăng lên, suy ra w giảm, độ dốc
của đường đặc tính giảm. Các đường 1,2 là đường đặc tính sau khi tăng Rư, đường
TN là đường đặc tính tự nhiên của động cơ ban đầu

w
wo
TN
10
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa
12
2
M
Mc

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, tốc độ điều chỉnh liên tục, nhưng
do thêm Rp nên tổn hao tăng, không kinh tế.
•

Điều khiển từ thông:
Điều chỉnh từ thông kích thước của động cơ điện một chiều là điều chỉnh
M = K ΦI u

Eu = K Φω

moment điện từ của động cơ
và sức điện động quay của động cơ
. Khi từ thông giảm thì tốc độ quay của động cơ tăng lên trong phạm vi giới hạn của

việc thay đổi từ thông. Nhưng theo công thức trên khi F thay đổi thì mômen, dòng
điện I cũng thay đổi nên khó tính được chính xác dòng điều khiển và mômen tải =>
phương pháp này cũng ít dùng.
•

Điều khiển điện áp phần ứng:

Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều khiển tốc độ động cơ điện một
chiều bằng điện áp:
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của động cơ
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ của động cơ.
Trong đó thông thường người ta sử dụng cách điều chỉnh điện áp phần ứng.
Khi thay đổi điện áp phần ứng thì tốc độ động cơ điện thay đổi theo phương
trình sau:
ω=

U u I u .Ru
−
k .Φ
k .Φ

Vì từ thông của động cơ không đổi nên độ dốc đặc tính cơ cũng không đổi, còn
tốc độ không tải lý tưởng thì tùy thuộc vào giá trị điện áp điều khiển Uu của hệ thống,
do đó có thể nói phương pháp điều khiển này là triệt để.
Đặc tính thu được khi điều khiển là 1 họ đường song song :
11
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn
Nhóm 13

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

12
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

w
wo
w1

TN

w2

1
M

1.6

Mc

Động cơ điện một chiều kích từ song song

Để Mở Máy dựng biến trở RMở , để điều chỉnh tốc độ thường điều chỉnh Rđc .
Đường đặc tính cơ n = fi(M)
n = (U - RưIư)/ kEfi (1)
Mặt khác: Mđt = kM Iư fi (2)
Từ (1) và (2) ta có:
n= U/ kEfi - RưM/ (kM kEfi2)
Thêm điện trở Rp vào Mạch phần ứng thì ta có:
n= U/ kEfi - (Rư +Rp )M/ (kM kEfi2)
Động cơ điện kích từ song song có đặc tính cơ cứng, và tốc độ hầu như không đổi khi
công suất trên trục P2 thay đổi, chúng được dùng nhiều trong máy cắt kim loại, máy
dụng cụ

13
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

CHƯƠNG II: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO TRUYỀN ĐỘNG
CƠ VÀ THIẾT BỊ NÂNG
2.1 Tính toán phụ tải chính
Phụ tải tĩnh của cơ cấu nâng hạ chủ yếu do tải trọng quyết định. Để xác định phụ tải
tĩnh phải dựa vào sơ đồ động học

Hình2.1 Sơ đồ động học củacơ cấu nâng– hạ.

2.1.1 Lựa chọn các thông số

Do hệ thống làm việc ở chế độ trung bình, ta chọn các thông số cần thiết cho tính
toán như sau:
Tải trọng nâng

: G = 125000 N

Trọng lượng bộ phận mang tải: = 2500 N
Vận tốc nâng

: vn = 12 m/phút

Vận tốc di chuyển xe lăn
Tầm rộng

: vxe = 40m/phút

: L = 40 m
14

GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Chiều cao nâng

: h = 8m

Chế độ làm việc trung bình

: TĐ = 25%

Đường kính culi
Hiệu suất cơ cấu

: D = 0,35 m

: η = 0,75

Gia tốc cực đại khi nâng

: a = 0,5 m/

2.1.2 Phụ tải tĩnh khi nâng tải

Trong đó :
G-là trọng lượng của tải trọng.
-là trọng lượng của bộ lấy tải Rt là bán kính
tang nâng
u - là bội sốcủa hệt hống ròng rọc
– là hiệu suất của cơ cấu
i - là tỉ sốtruyền
trong đó :

n – tốc độ quay của động cơ

là tốc độ nâng tải
Trong các công thức trên, hiệu suất lấybằng định mức khi tải bằng định mức.
Ứng với các tải trọng khác định mức, xác định theo hệ số mang tải:
Công suất động cơ cần thiết để nâng vật là :

Khi nâng không tải

15
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Công suất động cơ phát ra khi nâng không tải là :

2.1.3 Phụ tải tĩnh khi hạ tải

Có hai chế độ hạ tải:
- Hạ động lực
-

Hạ hãm

Hạ động lực thực hiện khi tải trọng nhỏ.Khi đó momen do tải trọng gây ra không

đủ để thắng ma sát trong cơ cấu. Máy điện làm việc ở chế độ động cơ.
Hạ hãm thực hiện khi hạ tải trọng lớn.Khi đó, momen do tảitrọng gây ra rất lớn.
Máy điện phải làm việc ở chế độ hãm để giữ cho tải trọng hạ với tốc độ ổn định
(hạ không có gia tốc).
Gọi momen trêntrục động cơ dotải trọng gây ra không có tổn thất là Mt thì:
Khi hạ tải trọng, năng lượng được truyền từ phía tải trọng sang cơ cấu truyền động
nên:
Trong đó:
: momen trên trục động cơ khi hạ tải.
: tổn thất momen trongcơ cấu truyền động.
: hiệu suất cơ cấu khi hạ tải.
Nếu
: hạ hãm
: hạ động lực
Coi tổn thất trong cơ cấu nâng hạ khi nâng tải và hạ tải là như nhau thì:
Do đó :

Mt (So sánh (*) và (**) ta có :
Đối với những tải trọng tương đối lớn (>0,5), ta có>0, Mh>0. Điều này có nghĩa
16
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

là momen động cơ ngược chiều với momen phụ tải. Động cơ làm việc ở chế độ hạ

hãm. Khi tải trọng tương đối nhỏ (ηc<0,5 ) thì ηh<0, Mh<0, momen động cơ cùng
chiều với momen phụ tải. Động cơ làm việc ở chế độ hạ động lực.
Mo men hạ không tải :
Do đó công suất động cơ khi hạ có tải và không tải:

2.2 Chọn sơ bộ công suất động cơ

Xây dựng biểu đồ phụ tải tĩnh
+ Khi nâng tải :vn=12m/ph=0,2m/s

Hệ số mang tải :

Hình 2.2 : Quan hệ phụ thuộc theo tải trọng
Dựa vào đường đặc tính quan hệ giữa hệ số mang tải và hiệu suất (hình 2.2), tacó:

+ Khi nâng không tải :

17
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

+ Thời gian nâng :
-

Thời gian nâng không tải :

Vậy thời gian làm việc :
Từ kết quả trên chọn
Hê số tiếp điện :
Đồ thị phụ tải :

Hình 2.3 : Đồ thị phụ tải
Momen trung bình :

Trongđó:k=(1,2÷1,3)–
hệsốphụthuộcvàođồthịphụtải,tầnsốmởmáy,hãmmáy.Chọnk=1,2
Thay số vào ta có :

2.3 Tính chọn thiết bị

Hệ thống bao gồm các thiết bị điện gồm các dãy nối điện , các công tắc tơ, công
tắc hành trình và điện trở phụ R . Yêu cầu chọn thiết bị là ta phải chọn được các
18
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

thiết bị có các thông số đáp ứng được các yêu cầu công nghệ. Cụ thể với các thiết
bị điện, thì yêu cầu phải có các thông số điện áp và dòng điện đúng với điện áp và

dòng điện trong mạch thiết kế, ngoài ra còn phải có thêm các yêu cầu về nhiệt độ
ổn định, làm việc được lâu dài, kích thước nhỏ gọn, dễ lắp đặt ,thay thế khi có
hỏng hóc và phải có giá thành hợp lý.
2.3.1

Lựa chọn cầu chì, cầu dao
Cụng suất động cơ = 10 (KW)
Điện áp động cơ
Udm = 400 V- DC
ndm=972 vòng/phút

ᶯdm = 0,85
Chọn cầu chì
Dòng điện định mức của động cơ
I dm = = = 29,41 ( A ).
Chọn cầu chì có I 1,25 I dm
I 1cc=I2cc= 1,25 Idm = 1,25 29,41= 36,7625( A )
Chọn loại cầu chì 1CC và 2CC có I dm = 50( A )
Udm = 400 ( V-DC)
Cầu Chì Bussmann FWH-100A

-Cầu chì Bán dẫn Bussmann / Origin Mexico
-Model: FWH-100A
-Dòng điện định mức: 100A
-Điện áp định mức: 500VAC/DC
19
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

-Dòng căt: 200kA at 500VAC, 50kA at 500VDC
-Kích thước:
Chọn cầu dao:
I tổng = Idm1 + Idm2= 2.Idm1= 2. Idm2= 2 29,41 = 58,82 ( A )
Chọn cầu dao có: I 1,25 I tổng
I cc= 1,25 Itổng = 1,25 58,82= 73,525 ( A )
Chọn CD có:
I dm = 100( A )
U dm = 400 ( V-DC)
2.3.2

Lựa chọn Công tắc tơ

Có 4 công tắc tơ X, L, P, T
Chọn công tắc tơ có I I dm= 29,41 ( A )
Chọn loại công tắc tơ có I dm= 50 ( A )
U dm= 400 ( V – XC )

Chọn công tắc tơ LS GMC-50
Thông số kỹ thuật
Hàng sản xuất :

Ls

Số pha :

3 Pha

Dòng điện (A) :

50

Tiếp điểm :

2NC+2NO

Điện áp cuộn coil :

220V

Xuất xứ :
Kích Thước

Hàn Quốc

20
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

2.3.3

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Công tắc hành trình dạng xung

Chọn loại có nhãn hiệu như sau: SS-10GLT
Trong đó:
Loại công tắc hành trình này có các đặc tính kỹ thuật sau:
Do làm việc với tải là cuộn hút của rơ le nên có thể coi tải của công tắc hành
trình là loại tải
Tần số hoạt động về cơ khí là 30 lần/phút.
21
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Tuổi thọ là 30.000.000 lần.
Cấp độ bảo vệ: IP00.
Cấp độ bảo vệ chống sét về điện là: cấp I
Nhiệt độ hoạt động từ -25 đến 85oC trong môi trường không bị đóng
băng. Độ ẩm của môi trường lớn nhất là 85%.

22
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13

Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
3.1 Giới thiệu về PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY
Với đề tài này em sử dụng PLC S7-200 CPU224 AC/DC/RELAY
Thông tin:

-

Nguồn cấp: 85-264VAC. 47-63Hz

-

Kích thước: 120.5mm x 80mm x 62mm
Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words
Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words
Bộ nhớ loại EEFROM
Có 14 cổng vào, 10 cổng ra.
Có thể thêm vào 14 modul mở rộng kể cả modul Analog.
Tốc độ xử lý một lệnh logic Boole 0.37afs
Có 256 timer , 256 counter, cọc hàm số học trên số nguyên và số

-

thực.

Có 6 bộ đếm tốc độ cao, tần số đếm 20 KHz
Có 2 bộ điều chỉnh tương tự.
Các ngắt: phần cứng, theo thời gian, truyền thông,…
Đồng hồ thời gian thực.
Chương trình được bảo vệ bằng Password.
Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC

-

bị mất điện.
Xuất sứ: SiemensGermany
Giá: 5.396.500 VND

23
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

CPU được cấp nguồn 220VAC. Tích hợp 14 ngừ vào số ( mức 1 là 24V DC,
mức 0 là 0 V- DC). 10 ngừ ra dạng relay.
Môtả cọc đèn báo trên S7-200:
- SF (đènđỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu khi PLC cóhỏng hóc.
-RUN (đèn xanh): Đèn xanh báo hiệu PLC đang ở chế độ

làm việc và

thực hiện chương trình nạp ở trong máy.
-STOP ( đèn vàng) :Đèn vàng báo PLC đang ở chế độ tắt, chương trình đang
dừng hoạt động.
-Ix.x( đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. Đèn sáng tương
ứng mức logic 1
-Qx.x( đèn xanh) chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Qx.x. Đèn sáng tương
ứng mức logic 1

24
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13


Trường ĐHCN Hà Nội

Đồ án chuyên môn tự động hóa

Cách đấunốiđầuvàoraPLC:

3.2 Thiết kế mạch điều khiển và mạch lực
3.2.1 Quy trình công nghệ

Cấp điện cho toàn bộ hệ thống làm việc. Ấn nút M hệ thống hoạt động, tác động
vào công tắc hành trình A, động cơ Đ1 di chuyển sang phải với vận tốc V1do đang mang tải. Khi gặp công tắc hành trinh B lần thứ nhất động cơ Đ1 dừng
25
GVHD: Th.s Nguyễn Đăng Toàn

Nhóm 13