Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục dung trong việc mạ, sơn sản phẩm

Đồ án môn học Trang Bị Điện

Đồ án môn học Trang bị điện
Họ tên: Nguyễn Viết Dũng Lớp: 53KM1
Tên đồ án môn học: Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục dung
trong việc mạ, sơn sản phẩm; gồm các cơ cấu sau:
-

Cơ cấu di chuyển, sử dụng 2 động cơ điều khiển chung, mỗi động cơ
có công suất tính toán là: 3,5KW. CĐ% = 40%
Cơ cấu nâng hạ, sử dụng 2 động cơ điều khiển chung, mỗi động cơ
có công suất tính toán là: 5,5KW. CĐ% = 40%

Nội dung đồ án:
1.
2.
3.
4.

Chọn loại động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn phù hợp với
công suất trên.
Thiết kế mạch điện động lực và mạch điện điều khiển cho các cơ cấu
trên. Yêu cầu: mở máy nâng hạ động cơ qua 2 cấp điện trở phụ.
Tính chọn dây dẫn và các khí cụ điện. Xây dựng bảng thống kê vật
liệu chính.
Vẽ sơ đồ lắp ráp.
Giảng viên hướng dẫn

Lời nói đầu
Page 1

Đồ án môn học Trang Bị Điện
Sự phát triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ
cơ giới hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất.
Nước ta đang ở thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nền kinh tế.Nhu cầu
xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp và các cơ sở hạ tầng ngày
càng tăng.Việc sử dụng các máy móc và trang bị kĩ thuật xây dựng đã có
bước tiến đáng kể.Nhiều loại máy móc mới hiện đại xuất hiện phục vụ cho
công nghiệp xây dựng.Các trang thiết bị điện, các hệ thống truyền động
điện là một bộ phận quan trọng, đóng góp vai trò đáng kể trong việc nâng
cao hiệu suất làm việc của các loại máy móc xây dựng khác nhau. Nhu cầu
kiến thức về trang bị điện và hệ thống truyền động điện trong xây dựng của
các cán bộ trong ngành ngày càng cao nhằm đáp ứng cho việc sử dụng,
vận hành máy móc có hiệu quả cũng như cho nghiên cứu cải tiến nâng cao
cải tiến nâng cao chất lượng của các hệ thống trang bị điện để đáp ứng
các yêu cầu công nghệ mới.
Đồ án Trang Bị Điện giúp cho sinh viên nắm bắt được những kiến thức
cơ bản nhất về trang thiết bị điện sử dụng trong ngành xây dựng nói riêng.
Từ việc hiểu và thiết kế được những mạch điều khiển đơn giản để tiến tới
những mạch phức tạp hơn. Hoàn thành đồ án trang bị điện sẽ giúp sinh
viên có được những kỹ năng tính toán những khí cụ điện phổ thong, cách
bố trí mạch điện, cách lựa chọn khí cụ hợp lý của mạch điện điều khiển
các cơ cấu được sử dụng trong máy xây dựng.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô Phó Bảo Bình
đã giúp em hoàn thành Đồ án Trang bị điện.
Hà Nội, ngày

tháng

Sinh viên

Nguyễn Viết Dũng

Page 2

năm 2012


Đồ án môn học Trang Bị Điện

Đặc điểm Cầu trục
1.

2.

Đặc điểm công nghệ
•

Cầu trục sử dụng trong việc mạ, sơn sản phẩm do đó chịu ảnh
hưởng lớn bởi môi trường hóa chất, đòi hỏi các cơ cấu phải có
chất lượng tốt chịu được sự ăn mòn cao.

•

Truyền động nâng hạ và di chuyển ngang của cầu trục được
điều khiển bằng các động cơ riêng biệt.

•

Chế độ làm việc của động cơ truyền động cầu trục là ngắn hạn
lặp lại và thường làm việc trong chế độ quá tải nên phải chế tạo

với độ bền cơ khí cao, khả năng chịu quá tải lớn

•

Động cơ truyền động cầu trục phải đảm bảo mở máy êm, hãm
dừng chính xác tại nơi lấy hàng, hạ hàng.

•

Các cơ cấu của cầu trục là những thiết bị không cố định do đó
việc cấp điện đến các động cơ truyền động, thiết bị điều khiển
phải dùng một hệ thống tiếp điện đặc biệt (gọi là đường điện
Trôlây)

•

Các cơ cấu thường làm việc trong chế độ làm việc nặng: tần số
đóng cắt lớn, chế độ quá độ xảy ra nhanh khi mở máy, hãm và
đảo chiều.

•

Hệ truyền động điện của cầu trục sử dụng phổ biến là hệ
truyền động với động cơ một chiều và xoay chiều.

Đặc điểm trang bị điện, điện tử
Để phù hợp với đặc điểm công nghệ thì trang bị điện, điện tử
của cầu trục phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Page 3

Đồ án môn học Trang Bị Điện
•

Cấu trúc của hệ điều khiển tự động đơn giản, dễ sử dụng.

•

Các phần tử trong mạch điện phải làm việc với độ tin cậy cao,
dễ sửa chữa, thay thế.

•

Trong sơ đồ điều khiển nhất thiết phải có mạch bảo vệ điện áp
không, bảo vệ quá tải, ngắn mạch.

•

Quá trình khởi động phải diễn ra theo đúng phương pháp đã
định sẵn.

•

Mạch điều khiển cho động cơ truyền động cơ cấu nâng hạ và
động cơ truyền động cơ cấu di chuyển ngang phải độc lập hay
liên động với nhau tùy theo yêu cầu cụ thể.

•

Phải có công tắc hành trình để khống chế hành trình sang phải,

sang trái của cơ cấu di chuyển ngang và hành trình lên xuống
của cơ cấu nâng hạ.

•

Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp, hãm dừng chính xác tại vị trí
lấy hàng, hạ hàng.

Nội dung Đồ án
1.

Chọn loại động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn
phù hợp


Cơ cấu di chuyển:
Page 4


Đồ án môn học Trang Bị Điện
Theo thông số yêu cầu của đề bài, chọn động cơ không đồng
bộ 3 pha dây quấn kiểu 132M2-6 có bảng đặc tính kỹ thuật như
sau:

Công
suất

Kiểu

132M2-6



Kiểu

160M1-6

Tốc
độ

Dòng
Điện áp
điện
Stato
Stator

Hiệu
suất

Hệ số Chế
công
độ
Khối
suất
làm lượng
việc

ϕ

KW

vg/ph V

A

%

Cos

3,7

910

14/9

0,8

0,81

185/330

%

Kg

40

Cơ cấu nâng hạ:
Theo thông số yêu cầu của đề bài, chọn động cơ không đồng
bộ 3 pha dây quấn kiểu 160M1-6 có bảng đặc tính kỹ thuật như

sau:

Công
suất

Tốc
độ

Dòng
Điện áp
điện
Stato
Stator

Hiệu
suất

Hệ số Chế
công
độ
Khối
suất
làm lượng
việc

ϕ

KW

vg/ph V

A

%

Cos

5,5

935

28/13

0,8

0,81

138/380

%

Kg

40

t không có bản cad đâu.
Mạch động lực: c vẽ theo mạch phía bên trái nha, bỏ mạch bên phải đi. c
thêm 1 cấp điện trở vào nữa( thêm R3 ý). bài này chỉ là khởi động qua 2
cấp điện trở thôi. thay chữ N,H( nâng, hạ) bằng chữ T,L( tiến, lùi) vì đây
là hệ di chuyển. chuyển chiều chuyển động bằng phương pháp đảo chiều

quay đông cơ đấy.
Mạch điều khiển: còn mạch điều khiển c bỏ mạch phía dưới đi ( mạch có
D2 ý).
Page 5


Đồ án môn học Trang Bị Điện
c thêm vào phía mạch trên 1 cấp điện trở thứ 3, c nối thêm 2 dòng tươg
tự 2 dòng phía trên nhưng mà của cấp thứ 3.nhớ thay N,H bằng T,L
nhá.
2.

Thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển cho các cơ
cấu, mở máy các động cơ qua 2 cấp điện trở phụ


Mạch điện động lực

Page 6


Đồ án môn học Trang Bị Điện

Cơ cấu nâng – hạ



Cơ cấu di chuyển

Mạch điện điều khiển

Page 7


Đồ án môn học Trang Bị Điện

3.

Tính chọn dây dẫn và các khí cụ điện. Xây dựng bảng
thống kê vật liệu chính


Mạch động lực
Page 8


Đồ án môn học Trang Bị Điện

Mạch động lực bao gồm 1 áptômát tổng và 2 áptômát dùng
riêng cho mỗi cơ cấu.
Tính chọn Áptômát:
• Áptômát AT1:
Cơ cấu nâng – hạ sử dụng động cơ 160M1-6 có:


Pđm= 5,5 KW
η = 80%

Page 9

Đồ án môn học Trang Bị Điện

ϕ

cos = 0,81
CĐ% = 40%

⇒

Itt =
Chọn

Pđm
5,5 × 10 3
=
= 12,8 A
3 × U × η × cos ϕ
3 × 380 × 0,8 × 0,81
áptômátSBE63b/15

của

hãng

SINOcó Iđm
Uđm = 415V

=

15A

Áptômát AT2:
Cơ cấu di chuyển cầu trục sử dụng động cơ 160M1-6 có:
•

Pđm= 5,5 KW
η = 80%

ϕ

cos = 0,81
CĐ% = 40%

⇒

Itt =

Pđm
3,7 × 10 3
=
= 8,67 A
3 × U × η × cos ϕ
3 × 380 × 0,8 × 0,81

Chọn áptômátSBE63b/10 của hãng SINO cóIđm = 10A
Uđm = 415V
Áptômát ATm:

•

2

K đt × ∑ I tti = (12,8 + 8,67) × 1 = 21,47 A
⇒

I

tt

=

i =1

Chọn áptômát có I~ 30A. Nhưng để đóng cắt đúng chỗ, chọn áptômát

SBE63b/30 của hãng SINO có Iđm =30A
Uđm = 415V



Tính chọn dây dẫn:
Page 10


Đồ án môn học Trang Bị Điện
Tính chọn dây 2:
Quy đổi động cơ làm việc ngắn hạn về dài hạn:
•

× CD% = 5,5 × 40% = 3,47KW

Pqđ = Pđm
Chọn K1 = K2 = 1

Pqđ

≥

I

cp

Itt =

3,47 × 103
=
= 8,14 A
3 × U d × η × cos ϕ
3 × 380 × 0,8 × 0,81

Kiểm tra kết hợp AT1:

1,25 × I đmA 1,25 × 10
=
= 8,3 A
1
,
5
1
,

5
≥

I

cp

⇒

Chọn cáp cao su 4 lõi PVC (4 x 4) có Iđm =18A
• Tính chọn dây 3:
Quy đổi động cơ làm việc ngắn hạn về dài hạn:

× CD% = 3,7 × 40% = 2,34KW

Pqđ = Pđm
Chọn K1 = K2 = 1

Pqđ
≥

I

cp

Itt =

3 × U d × η × cos ϕ

=

2,34 × 103
= 5,48A
3 × 380 × 0,8 × 0,81

Kiểm tra kết hợp AT2:

1,25 × I đmA 1,25 × 15
=
= 12,5 A
1
,
5
1
,
5
≥

I

cp

⇒

Chọn cáp cao su 4 lõi PVC (4 x 4) cóIđm = 18A
• Tính chọn dây 1:
Đã có Iđm = 10,65A (K1 = K2 = 1)
Page 11

Đồ án môn học Trang Bị Điện
Điều kiện chọn cáp:

⇒

Chọn cáp PVC (3.8 + 1.4)



Mạch điều khiển


Chọn công tắc tơ

Chọn công tắc tơ theo các điều kiện
Ipt:Dòng điện của mạch điều khiển được điều khiển
bằng công tắc tơ
U ddmmg:Điện áp định mức của mạch động lực
=>Chọn công tắc tơ Fuji có thông số
I=15A ; U=380V.2NC+2NO
Với những công tắc tơ có nhiều tiếp điểm thì sử dụng mô đun kéo
dài



Chọn rơ le thời gian
Chọn rơ le thời gian Omron H5CX có các thông số kỹ
thuật:
-Kiểu đầu ra:tiếp điểm 11 chân cắm
-Loại:H5CX-A

-Điện áp cấp:từ 100 đến 240 VAC

Page 12


Đồ án môn học Trang Bị Điện

Page 13


Đồ án môn học Trang Bị Điện

Tài liệu tham khảo

1.Giáo trình kỹ thuật điện-Đại học Xây Dựng
2.Trang bị điện MXD-Đỗ Xuân Tùng,Trương Tri Ngộ,
Nguyễn Văn Thanh;NXB Xây dưng Hà Nội,1998
3.Hệ thống cung cấp điện-Nguyễn Công Hiền,Nguyễn
Mạnh Hoạch;NXB khoa học kỹ thuật

Mục lục
Page 14


Đồ án môn học Trang Bị Điện
Lời mở đầu

2

Đặc điểm của cầu trục

3

1.Đặc điểm công nghệ

3

2.Đặc điểm trang bị điện,điện tử

4

Nội dung đồ án

5

1.Chọn động cơ

5

2.Thiết kế mạch động lực,mạch điều khiển

6

3.Tính chọn dây dân và các khí cụ điện

8

Tài liệu tham khảo
Mục lục

Page 15