Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập
Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 1 LỜI NÓI ÐẦU Trong những năm gần đây, ngành điện công nghiệp ở nước ta đang ngày càng được chú trọng và đầu tư phát triển. Trong đó, lĩnh vực trang bị điện – điện tử ngày.càng ứng dụng rộng rãi vào cuộc sống hay trong lao động sản xuất của con người. Các sản phẩm công nghệ ngày càng yêu cầu về chất lượng, độ tinh xảo, phải đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Ðể làm được điều đó những người kỹ sư điện cần phải được trang bị những kiến thức cơ bản về các phần tử điều khiển, các phần tử bảo vệ và các khâu bảo vệ, các nguyên tắc điều khiển tự động truyền động điện và các hệ thg trang bị điện - điện tử các máy công nghiệp. Trong học kỳ này nhóm chúng em được giao đề tài : Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập” cho chúng em có cơ hội để hoàn thiện, nâng cao kiến thức cho bản thân mình. Chúng em đã vận dụng những kiến thức đã học trên lớp,từ thầy cô, bạn bè và tìm hiểu các nguồn tài liệu bên ngoài để hoàn thiện tất cả các khâu trong việc thiết kế mạch điều khiển, mạch động lực, đưaa ra phương pháp tối ưu và lắp đặt ngoài ra còn phải đưa ra những sai hỏng và cách khắc phục.Trong thời gian làm đồ án, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy “ Trần Văn Chương”, cùng với sự nỗ lực của cả nhóm chúng em đã hoàn thành đượcđề tài của mình và về cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu của đề tài. Cùng với sản phẩm chúng em đã hoàn thành quyển thuyết minh với hy vọng có thể trở thành tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên ngành kỹ thuật điện. Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy và cô và các bạn để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Hưng Yên, Ngày…. tháng năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 3 MỤC LỤC Chƣơng 1:Tìm hiểu Và phân Tích Đề Tài……………… 1 .Tìm hiểu và lựa chọn đề tài…………………………… 1.1 Lý do lựa chọn đề tài…………………………………………………… 1.2 Đối tƣợng nghiên cứu……………………………………………………… 1.3 Phạm vi nghiên cứu ……………………………………………………… 1.4 Phƣơng pháp và phƣơng tiện nghiên cứu……………………………… Chƣơng 2 :Tổng Quan Về Máy Tiện……………………………… 2.1 Phân loại máy cắt kim loại………………………………………………. 2.2 Các chuyển động chủ yếu trên máy cắt kim loại………………… 2.2.1 Chuyển động cơ bản………………………………………………… 2.2.2Chuyển động phụ……………………………………………………… 2.3 Chọn công suất cho máy cắt kim loại……………………………………. 2.4 Vấn đề điều chỉnh tốc độ máy cắt kim loại…………………………… 2.5 Trang bị điện cho nhóm máy tiện………………………………………. 2.5.1 Những yêu cầu và đặc điểm trang bị điện đối với nhóm máy tiện… 2.5.2 Nguyên lý làm việc và cách điều chỉnh…………………………………. CHƢƠNG 3 : SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN MÁY TIỆN SU 50A……… 3.1. Sơ đồ mạch động lực……………………………………………………… 3.2. Sơ đồ mạch điều khiển……………………………………………………. 3.3.Lý do thay đổi thiết bị trong mạch điện………………………………… Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 4 3.4. Nguyên lý hoạt động…………………………………………………… 3.4.1.Giới thiệu sơ đồ…………………………………………………………… 3.4.2 Nguyên lý hoạt động CHƢƠNG 4 :TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY TIỆN SU 50A…………………………………………. 4.1. Thông số ban đầu động cơ…………………………………………… 4.2. Lựa chọn thiết bị………………………………………………………… 4.3. Chọn Áptômát…………………………………………………………… 4.4. Chọn Côngtăctơ…………………………………………………………… 4.5Chọn Rơle nhiệt……………………………………………………………. 4.6Chọn Rơle thời gian…………………………………………………… 4.7.Chọn nút ấn…………………………………………………… 4.8 Rơle trung gian…………………………………………………………… 4.9 Rơ le dòng điện…………………………………………………………… CHƢƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các hình ảnh sử dụng trong đồ án. 1 Hình 2.1: Phân loại máy cắt kim loại……………………………………. 2 Hình 2.2: Các dạng gia công kim loại trên các máy cắt kim loại…… 3 Hình 2.3:Sự phù hợp giữa đặc tính của hệ thống và đặc tính của phụ tải 4 Hình 2.4 : Cấu tạo máy tiện…………………………………………… 5 Hình 2.5: Ụ sau máy tiện………………………………………………… Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 5 6 Hinh 2.6 : Đường đặc tính cơ…………………………………………… 7 Hình 3.1: Sơ đồ mạch động lực máy tiện su 50a…………………… 8 Hình 3.2 : Sơ đồ mạch điều khiển sử dụng rơ le kiểm tra tốcđộ… 9 Hình 3.3 : Sơ đồ mạch điều khiển dùng role thời gian………………… 10 Hình 4.1:Aptomát dòng điện cực đại 11 Hình 4.2: Ký hiệu của áptomát trên sơ đồ điện 12 Hình 4.3 : Nguyên lý cấu tạo của một công tắc tơ 13 Hình 4.4 :Nguyên lý cấu tạo và làm việc của rơle nhiệt 14 Hình 4.5: Đặc tính thời gian dòng điện của rơle nhiệt………………… 15 Hình 4.6: Ký hiệu của rơle nhiệt 16 Hình 4.7:Rơle thời gian kiểu điện từ 17 Hình 4.8: Rơle thời gian kiểu thuỷ lực 18 Hình 4.9:cấu tạo và ký hiệu của nút ấn 20 Hinh 4.10: Dạng chung của rơ le trung gian…………………………… Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Chƣơng 1:Tìm hiểu Và phân Tích Đề Tài 1 .Tìm hiểu và lựa chọn đề tài 1.1 Lý do lựa chọn đề tài. Trong thời đại ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thì mức độ dử dụng máy móc, thiết bị ngày càng cao. Con người không những cần máy móc trong ngành sản xuất công nghiệp mà còn có nhu cầu sử dụng máy móc trong nhiều lĩnh vực khác như: quân sự quốc phòng, nghiên cứu , khám phá và phục vụ đời sống sinh hoạt hang ngày. Máy tiện là một máy rất cần thiết cho hoạt động sản xuất, phát triển cũng là minh chứng cho một xã hội công nghiệp hiện đại. Với tinh thần ham học hỏi, tìm hiểu đề tài nhờ sự ủng hộ của nhà trường và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô và động viên khích lệ của bạn bè, gia đình cùng với sự tìm hiểu của bản than. Với những lý do trên, nhóm em tiến hành nghiên cứu đề tài “ Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập” Với những mong muốn đem lại thành tích cao, chúng e m rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô,đặc biệt là thầy “ Hoàng Vân” 1.2 Đối tƣợng nghiên cứu. - Tìm hiểu và nghiên cứu về Mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập - Tìm hiểu về các nguyên tắc điều khiển động cơ 1.3 Phạm vi nghiên cứu với giới hạn của đề tài, chúng em đi sâu vào nghiên cứu nhựng vấn đề chính sau đây. - Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ ba pha - Giới thiệu về các trang bị điện phụ vụ điều khiển và đóng cắt. Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 7 - Thiết kế tủ điện điều khiển - Ứng dụng thực tiễn. 1.4 Phƣơng pháp và phƣơng tiện nghiên cứu. - Tham khảo tài liệu, chủ yếu là các tài liệu thiết kế, tính toán trang bị điện, các phương thức điều khiển động cơ để đáp ứng cho cơ cấu trên. - Thực nghiệm: Kiểm tra mạch điện và sửa lỗi trên thực tế. - Khảo sát khả năng ứng dụng, sửa đổi, đáp ứng thực tế. - Phương tiện. - Sách tham khảo các tài liệu trên mạng. Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 8 CHƢƠNG 3 : GIỚI THIỆU TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MẠCH A. Động cơ Động cơ sử dụng trong máy tiện SU50A là những động cơ không đồng bộ (KĐB)3 pha có những đặc tính như sau: 2.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ Máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử dụng khá rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Động cơ điện có động cơ điện roto lồng sóc và động cơ điện roto dây quấn. Các loại động cơ có công suất trung bình và nhỏ thì thường được làm từ động cơ điện roto lồng sóc đúc nhôm. Nhưng với loại động cơ này điều khiển vô cùng khó khăn và có dòng khởi động lớn.Thông thường có thể đến 6-7 lần dòng định mức. Khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo loại roto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dòng điện khởi động và đồng thời tăng momen khởi động lên. Còn động cơ điện không đồng bộ roto dây quấn thì có thể điều khiển tốc độ được song có giới hạn nhất định, có thể tạo ra momen khởi động lớn mà vẫn đảm bảo dòng khởi động không lớn lắm nhưng việc chế tạo động cơ này khó hơn, giá thành đắt hơn và việc bảo quản gặp nhiều khó khăn. Động cơ điện không đồng bộ được sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 và kiểu kín IP44. Những động cơ điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt ở hai đầu rôto động cơ điện. Trong các động cơ rôto lồng sóc đúc nhôm thì cánh quạt nhôm được đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch. Loại động cơ điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt ở ngoài vỏ máy để thổi gió ở mặt ngoài vỏ máy, do đó tản nhiệt có kém hơn do với loại IP23 nhưng bảo dưỡng máy dễ dàng hơn. Ký hiệu của một động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc được ghi theo ký hiệu về tên gọi của dãy động cơ điện, ký hiệu về chiều cao tâm trục quay, ký hiệu về kích thước lắp đặt dọ trục và ký hiệu về số trục. 2.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ Động cơ không đống bộ ba pha có hai phần chính: stato (phần tĩnh) và rôto (phần quay). Stato gồm có lõi thép trên đó có chứa dây quấn ba pha. Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, trong dây quấn sẽ có các dòng điện chạy, hệ thống dòng điện này tao ra từ trường quay, quay với tốc độ: Trong đó: f 1 : tần số nguồn điện p: số đôi cực từ của dây quấn Phần quay, nằm trên trục quay bao gồm lõi thép rôto. Dây quấn rôto bao gồm một số thanh dẫn đặt trong các rãnh của mạch từ, hai đầu được nối bằng hai vành ngắn mạch. Từ trường quay của stato cảm ứng trong dây rôto sức điện động E, vì dây quấn stato kín mạch nên trong đó có dòng điện chaỵ. Sự tác dụng tương hổ giữa các thanh dẫn mang dòng điện với từ trường của máy tạo ra các lực điện từ F đt tác dụng lên thanh dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái. Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương tiếp tuyến với bề măt rôto tạo ra mômen quay rôto. Như vậy, ta thấy điện năng lấy từ lưới điện đã được biến thành cơ năng trên trục động cơ. Nói cách khác, động cơ không đồng bộ là một thiết bị điện từ, có khả năng biến điện năng lấy từ lưới điện thành cơ năng đưa ra trên trục của nó. Chiều quay của rôto là chiều quay của từ trường, vì vậy phụ thuộc vào thứ tự pha của điện áp lưới đăt trên dây quấn stato. Tốc độ của rôto n 2 là tốc độ làm việc và luôn luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường và chỉ trong trường hợp đó mới xảy ra cảm ứng sức điện Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Trang 10 động trong dây quấn rôto. Hiệu số tốc độ quay của từ trường và rôto được đặc trưng bằng một đại lượng gọi là hệ số trượt s: Khi s=0 nghĩa là n 1 =n 2 , tốc độ rôto bằng tốc độ từ trường, chế độ này gọi là chế độ không tải lý tưởng (không có bất cứ sức cản nào lên trục). Ở chế độ không tải thực, s≈0 vì có một ít sức cản gió, ma sát do ổ bi … Khi hệ số trượt bằng s=1, lúc đó rôto đứng yên (n 2 =0), momen trên trục bằngmomen mở máy. Hệ số trượt ứng với tải định mức gọi là hệ số trựơt định mức. Tương ứng với hệ số trượt này gọi tốc độ động cơ gọi là tốc độ định mức. Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng: Một đăc điểm quan trọng của động cơ không đồng bộ là dây quấn stato không được nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trong rôto có được là do cảm ứng, chính vì vậy người ta cũng gọi động cơ này là động cơ cảm ứng. Tần số dòng điện trong rôto rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trựơt của rôto so với từ trường: Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điện nếu ta dùng một động cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trong khi các đầu ra của nó được nối với lưới địện. Nó cũng có thể làm việc độc lập nếu trên đầu ra của nó được kích bằng các tụ điện. Động cơ không đồng bộ có thể cấu tạo thành động cơ một pha. Động cơ một pha không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một pha cần có các phần tử khởi động như tụ điện, điện trở … [...]... xo tiếp điểm, nam châm điện, vỏ và các chi tiết cách điện Do tính chất của dòng điện mạch cắt, công tắc tơ điện 1 chiều và công tắc xoay chiều có những đặc điểm cấu tạo khác nhau - Hệ thống mạch vòng dẫn điện: Mạch vòng dẫn điện của công tắc tơ và các bộ phần khác nhau về hình dáng, kết cấu và kích thước hợp thành Nó bao gồm thanh dẫn, dây nối mềm, đầu nối, hệ thống tiếp điểm (giá đỡ tiếp điểm, tiếp. .. công tắc tơ là loại khí cụ điện, đóng ngắt từ xa tự động hoặc bằng tay, mạch động lực Các mạch điện có phụ tải điện áp đến 500 V dòng đến 600 V.Công tắc tơ có 2 vị trí đóng cắt có thể đến 1500 lần trong 1 giờ.Tùy theo dòng điện cấp vào mà phân loại công tắc tơ một chiều hay xoay chiều Trong công tắc tơ có hệ thống tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và hệ thống dập hồ quang b.Ký hiệu: hình vẽ Công tắc tơ... nghiệp 2. 5.3 Nối điện kháng nối tiếp vào mạch điện stato Ta có hình vẽ sau: Khởi động dùng điện Nguyên tắc hoạt động: Khi khởi động CD2 cắt, ta đóng CD1 vào để nối lưới điện vào stator thông qua điện kháng CK, khi động cơ quay ổn định thì đóng CD2 để ngắn mạch điện kháng, nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới Diện áp đặt vào dây quấn stator kđ: Dòng điện khởi động Với Ik: dòng khởi động trực tiếp với... phần chính: Mạch từ và cuộn dây Mạch từ của nam châm điện một chiều được làm bằng thép khối, phần thân mạch từ nơi có cuộn dây có tiết diện tròn Mạch từ của nam châm điện xoay chiều được chế tạo từ các lá thép ký thuật điện dầy 0, 35 mm hoặc 0, 5 mm – ghép lại để tránh tổn hao dòng điện xoáy Hình dạng mạch từ thường có dạng hình và pi hút thẳng hoặc hút quay Ở đầu cực từ được gắn vòng ngắn mạch để chống... vệ: Trang 27 Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện – Điện Tử VanHoangTrong 0904076036 Đồ án tốt nghiệp Bao gồm bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ sụt áp và dòng dư, bảo vệ tổn hợp bằng tổ hợp mạch điện tử Kết cáu của phần tử bảo vệ quá tải tương tự như một role nhiệt phần tử đốt nóng được đấu nối tiếp với mạch điện chính Khi quá tải tấm kim loại ép giãn nỡ làm nhả khớp rơi tự do để mở tiếp điểm của... VanHoangTrong 0904076036 Đồ án tốt nghiệp 2. 5.4 Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu Ta có sơ đồ sau: Nguyên tắc hoạt động Trước khi khởi động: cắt CD2, đóng CD3, MBA TN để ở vị trí điện áp đặt vào động cơ khoảng (o, 6-0, 8 U định mức) đóng CD1 để nối dây quấn stator vào lưới điện thông qua MBA TN, động cơ quay ổn định cắt CD3 đóng CD 2 để ngắn mạch MBA TN, nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới Khi khởi... gian tăng tốc Trang 26 Trường ĐH SPKT Hưng Yên VanHoangTrong 0904076036 Khoa Điện – Điện Tử Đồ án tốt nghiệp Ký hiệu Kí hiệu aptomat Aptomat gồm các bộ phận chính sau: Hệ thống tiếp điểm, hệ thống dập hò quang, cơ cấu truyền động đóng cắt aptomat và các phần tử bảo vệ - Hệ thống tiếp điểm: Hệ thống tiếp điểm tĩnh và tiếp điểm động.Yêu cầu của tiếp điểm là ở trạng thái đóng, điện trở tiếp xúc phải nhỏ... quá trình đóng cắt của tiếp điểm + Thiết bị dập hồ quang trong công tắc tơ điện xoay chiều Các công tắc tơ điện xoay chiều thông dụng trong công nghiệp thường được chế tạo loại một pha có hai chỗ ngắt, sử dụng tiếp điểm dạng bắc cầu đặt trong buồng dập hồ quang kiểu dàn dập hay trong khoang dập hồ quang đặc biệt Cũng có thể chế tạo dưới dạng tiếp điểm động chuyển động quay và bố trí cuộn thổi từ để tăng... đổng để không bị hư hỏng do dòng điện ngắt gây nên Aptomat thường được chế tạo có hai cấp tiếp điểm (làm việc, hồ quang) hoặc 3 cấp tiếp điểm (làm việc, trung gian, hồ quang) Khi đóng tiếp điểm hồ quang đóng trước, tiếp theo là tiếp điểm trung gian và cuối cùng là tiếp điểm làm việc, khi ngắt thì thứ tự ngược lại tiếp điểm của Aptomat thương làm bằng hợp kin gốm chịu được hồ quang như bạc – voonfram;... và chịu được hồ quang như kim loại gốm Ở trạng thái ngắt, độ mở của tiếp điểm phải có gí trị đủ lớn để không cho hồ quang cháy lại khi ngắt, đồng thời cũng không lớn quá để giảm kích thước của nam châm điện hút Ở trạng thái đóng để đảm bảo tiếp xúc tốt, các tiếp điểm của công tắc tơ có hệ thống lò xo tiếp điểm tạo lực ép tiếp điểm cần thiết - Hệ thống dập hồ quang Hệ thống dập hồ quang trong công tắc . “ Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập Với những mong muốn đem lại thành tích cao, chúng e m rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô,đặc biệt là thầy “ Hoàng Vân” 1 .2 Đối. máy công nghiệp. Trong học kỳ này nhóm chúng em được giao đề tài : Thiết kế mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập cho chúng em có cơ hội để hoàn thiện, nâng cao kiến thức cho bản. thầy “ Hoàng Vân” 1 .2 Đối tƣợng nghiên cứu. - Tìm hiểu và nghiên cứu về Mạch đảo chiều gián tiếp tại 2 vị trí độc lập - Tìm hiểu về các nguyên tắc điều khiển động cơ 1.3 Phạm vi nghiên cứu