Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội UBND THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn: Bùi Chính Minh Sinh viên thực tập; Lớp ; Hà Nội, tháng 11 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội MỤC LỤC Chương I : Giới thiệu chung nhóm máy Đặc điểm công nghê nhóm máy khoan cần Đặc điểm yêu cầu truyền động điện trang bị điện nhóm máy Chương II Phần tích phạm vi đề tài 2.1Giới thiệu đề tài 2.2 Lựa chọn phương án truyền động , điều khiển cho trình 2.3 Lựa chọn nguyên tắc điều khiển Chương III: Thiết kế sơ đồ mạch điện máy 3.1 Mạch động lực 3.2 Mạch điều khiển 3.3Nguyên lý làm việc Chương IV: Tính chọn thiết bị đóng cắt , điều khiển , tín hiệu bảo vệ có sơ đồ thiết kế mạch 4.1 Gioi thiệu 4.2 Nguyên lý làm việc thiết bị 4.3Tính chọn thiết bị Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần KHKT giới phát triển mạnh mẽ nghành công nghiệp nói chung ngành điện nói riêng nghành điện tiền để phát triển ngành nghề khác Còn Việt Nam năm 80 trở lại ý đến việc phát triển ngành điện,chính ngành điện nước ta nhiều hạn chế Để thực mục tiêu CNH-HĐH đất nước cần phải đẩy mạnh việc phát triển ngành điện then chốt làm tiền phát triển cho ngành công nghiệp khác Ngành điện đóng vai trò quan trọng việc thúc đẩy phát triển cho ngành kinh tế quốc dân khác Để phục vụ cho việc phát triển ngành điện cần đẩy mạnh việc đào tạo đội cán ngũ kĩ thuật có đủ trình độ chuyên môn cao ngành điện để đáp ứng nhu cầu cấp thiết xã hội Đối với sinh viên nói chung cá nhân e nói riêng việc làm đồ án trang bị điện cần thiết trường Việc làm đồ án giúp chúng e gải nhiều vấn đề tổng hợp vấn để tổng hợp ngành học Làm quen với việc sử dụng tài liệu tiêu chuẩn , tập hợp so sánh kiến thức học với thực tế sản xuất Trong trình làm đồ án với để tài : “ Thiết kế mạch điện tự động khống chế nhóm mày khoan cần “ giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn : Thầy Bùi Chính Minh thầy cô giáo khoa điện khoa điện e hoàn thành đồ án trang bị điện Mặc dù hoàn thành đồ án thời gian yêu cầu xong không tránh khỏi sai xót định , trình độ kinh nghiệm e nhiều hạn chế Kính mong thầy cô giáo khoa điện bảo cho em thêm kinh nghiệm để sau trường , em làm việc thật tốt nhà máy , xí nghiệp không phụ long mong mỏi thầy cô , xứng đáng sinh viên trường CAO ĐẲNG NGHỀ CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Em xin trân thành cảm ơn! Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Chương I Giới thiệu chung nhóm máy 1.1:Đặc điểm công nghệ nhóm máy khoan Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 1.1.1 Công dụng Máy khoan thiết bị cắt gọt kim loại ,dùng để gia công lỗ hình trụ,hình côn thông không thông , để doa va gia công tinh,chính xác lỗ đúc hay dập mà có sẵn ,để tiện lỗ dao tiện ,để cắt đường ren taro có để thực số việc khác nữa.Tạo nên sản phẩm đáp ứng yêu cầu công nghệ , sản xuất 1.1.2 Phân loại -Máy khoan gồm loại + Máy khoan đứng trục , máy khoan đứng nhiều trục : Dùng để gia công chi tiết trung bình Trong trình gia công ta phải xê dịch chi tiết cho trục mũi khoan trùng với lỗ cần khoan Hình 0.1 máy khoan đứng trục Hình 0.2 máy khoan đứng nhiều mũi + Máy khoan cần : Được dùng rộng rãi để khoan lỗ chi tiết có kích thước lớn Trong trình gia công , chi tiết có đặt cố định hộp trục khoan di động tịnh tiến dọc cần khoan quay xung quanh trụ cần khoan để tới vị trí lỗ khoan Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Hình 0.3 máy khoan cần -Máy khoan nhiều trục : tăng suất lao +Máy khoan ngang đẻ khoan lỗ sâu +Máy khoan tâm để khoan lỗ tâm mặt đầu phôi -Độ xác lỗ khoan thường đạt cấp -Việc phân loại máy khoan dựa theo yêu cầu công nghệ chi tiết cần gia công 1.1.3 Các chuyển động máy -Chuyển động truyền động chuyển động quay tròn mũi khoan -Chuyển động truyền động ăn dao chuyển động tịnh tiến lên mũi khoan -Chuyển động truyền động phụ tất chuyển động lại máy , chuyển động bàn dao, chuyển động cho trình xiết nới máy , chuyển động bơm dầu… 1.2 Đặc điểm , yêu cầu truyền động điện trang bị điện nhóm máy 1.2.1 Đối với truyền động - Yêu cầu truyền động điện : +Có yêu cầu mở máy động +Có yêu cầu điều chỉnh tốc độ +có yêu cầu đảo chiều quay +Có yêu cầu hãm dừng nhanh -Yêu cầu trang bị điện : +Động thường dùng cho truyền động động không đồng ro to lồng sóc nhiều cấp tốc độ dùng động chiều truyền động +Tất động truyền động có bảo vệ rơ le nhiệt cầu ngắn mạch +Được điều khiển khống chế điều khiển : công tắc tơ công tắc , nút ấn … 1.2.2 Đối với truyền động ăn dao Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội - Yêu cầu truyền động điện : +có yêu cầu mở máy + có yêu cầu đảo chiều quay + có yêu cầu điều chỉnh tốc độ + có yêu cầu hãm -Yêu cầu trang bị điện +Truyền đông ăn dao thường thực từ động truyền động 1.2.3Đối với truyền động phụ -Yêu cầu truyền động điện : +Đới với động di chuyển cần khoan giũ cần khoan trụ , động thực truyền động kẹp cần khoan đầu khoan có yêu cầu đảo chiều quay hãm dững nhanh động +Chuyển động bơm dầu làm việc cần yêu cầu Cho nên yêu cầu truyền động điện -Yêu cầu trang bị điện +Tất động thực cho truyền động phụ bảo vệ cầu chì ngắn mach ro le nhiệt bảo vệ tải +Được điều khiển khống chế điều khiển : công tắc tơ , công tắc , nút ấn … =>Từ đặc điểm , yêu cầu truyền động điện trang bị điện nhóm máy khoan , em đưa trình tự truyền động : Truyền động phụ => Truyền động => Truyền động ăn dao Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Chương II Phân tích phạm vi đề tài 2.1 Phân tích đề tài Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội - Thiết kế mạch điện tự đống khống chế đáp ứng yêu cầu công nghệ ,yêu cầu truyền động nhóm máy khoan cần Động di chuyển cần khoan trụ đước hạn chế hành trình làm việc Động phải có biện pháp mở máy theo nguyên tắc dòng điện Sự phân tích phương án truyền động thiết bị điều khiển , bảo vệ Phân xưởng sử dụng lưới 380V/220V -Truyền động ăn dao sử dụng động điện chiều : Pdm= 6.7kw , Udm=220v , η=80,3%,n=1440v/p -Đông di chuyển cần khoan trụ sử dụng động KDB pha roto long sóc Pdm= 4.5kw , Y/Δ-380V/220V , η=78%,cosφ=0.85%,n=1420v/p -Động xiết chặt cần khoan đầu khoan sử dụng động KĐB pha roto lồng sóc : Pdm= 2,5kw , Y/Δ-380V/220V , η=80%,cosφ=0.75%,n=1440v/p 2.2 Lựa chọn phương án truyền động =>Từ nội dung yêu cầu chúng em đưa phương án truyền động cho truyền động – truyền động ăn dao – truyển động phụ Trong trình thường bao gồm : mở máy , đảo chiều quay , điều chỉnh tốc độ , hãm dừng nhanh trình tự làm việc 2.2.1 Đối với động truyền động : Động sử dụng cho truyền động động chiều Pdm= 6.7kw , Udm=220v , η=80,3%,n=1440v/p + Yêu cầu truyển động điện : Truyển động chuyển động chuyển động quay tròn mũi khoan lên =>Yêu cầu có mở máy động chiều đâ ta dùng động chiều kích từ độc lập +Dạng đặc tính biểu biểu đồ trạng thái Dựa vào đặc tính điện ta thấy khởi động (W=0) dòng khởi động ban đầu Imm=Udm/Rư lớn = (20÷25)Idm Với dòng khởi động lớn làm nóng cháy động cơ, thời gian khởi động lâu gây sụt điện áp lưới điện làm ảnh hưởng đến thiết 10 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Sơ đồ nguyên lý đặc tính trạng thái hãm tái sinh động điện chiều kích từ độc lập -Động làm việc ổn định thời điêm A đường đặc tính tự nhiên Để giảm tốc độ ta hạ điện áp cấp cho phần ứng Đông chuyển sang làm viếc đặc tính (ω02 momen quay  đảo chiều động -Đặc tính ta đảo chiều nẳm góc phần tư thứ Đặc tính đảo chiều  có yêu cầu hãm dừng nhanh : Có phương án hãm động KDB 3pha roto long sóc -Hãm tái sinh -Hãm động -Hãm ngược Ngoài có phương pháp hãm động phanh điện từ *Hãm tái sinh : Động KĐB chế độ hãm tái sinh tốc đô động vượt tốc độ đồng ω1 Ở trạng thái hãm tái sinh động làm việc máy phát song song với lưới Trả công suất tác dụng lưới tiêu thụ công suất phản kháng để trì từ trường quay -Những động KĐB điều chỉnh tốc độ phương pháp biến đổi tần số thay đổi số đôi cực giảm tốc độ thực hiễn hãm tái sinh 17 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Đặc tính hãm tái sinh động KĐB Đặc tính hãm tái sinh động Khi giảm tốc độ thay đổi tần số tái sinh động KDB với tải Thế *Hãm động : Trạng thái hãm động xảy động quay ta cắt stato động khỏi nguồn xoay chiều đóng vào nguồn chiều Có phương pháp : -Hãm động kích từ độc lập  kích từ nguồn ngoại không liên quan đến lượng động tạo -Hãm động kích từ  nguồn điện chiều tạo từ lượng mà động tích lũy Đặc tính hãm động kích từ Dộc lập Đặc tính hãm động tự kích từ *Hãm ngược động KDB pha cách đưa thêm điện trở phụ vào mạch roto Đặc tính hãm biến trở Áp dụng cho động KĐB 3pha dây quấn *Hãm phanh điện từ : Có tác dụng nhanh dừng nhanh động thời gian tác động ngắn sau phân tích phương pháp truyền động kết hợp với yêu cầu truyền động , phân tích ưu nhược điểm kết hợp với thông số động điện e đưa phương án truyền động cho động di chuyển cần khoan giữ cần khoan trụ , động kẹp cần khoan đầu khoan sau : -Đối với động di chuyển cần khoan giũ cần khoan trụ : +Đảo chiều quay phương pháp đảo pha +Hãm động phương pháp hãm phanh điện từ 18 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội -Đối với động kẹp cần khoan đầu khoan + Đảo chiều quay phương pháp đảo pha +Hãm động phương pháp hãm động 2.4 Lựa chọn nguyên tắc điều khiển Trong trình điều khiển , vận hành động tuân theo nguyên tắc điều khiển Có nguyên tắc điều khiển truyền động điện sau : +Phương pháp điều khiển tự động theo nguyên tắc hành trình + Phương pháp điều khiển tự động theo nguyên tắc thời gian + Phương pháp điều khiển tự động theo nguyên tắc dòng điện + Phương pháp điều khiển tự động theo nguyên tắc tốc độ *Đối với nguyên tắc điều khiển theo hành trình Đây dạng tự động hóa sử dụng nhiều tùy mức độ xác không cao đơn giản nên ứng dụng phổ biến nhà máy công cụ máy phay , máy bảo , máy mài, máy tiện … Để hạn chế hành trình phận qui định mức độ giới hạn làm việc nhằm đảm bảo an toàn , thiết bị mạch tự động hóa theo hành trình công tắc hành trình Ưu điểm : đơn giản Nhược điểm : độ xác không cao *Đới với nguyên tắc điều khiển theo thời gian Đây tự động khống chế theo nguyên tắc thời gian thường sử dụng trường hợp mở máy , hãm máy , khởi động động qua cấp điện trở đổi nôi – tam giác , khống chế chuyển động máy truyền đông ăn dao Thiết bị dùng để khống chế role thời gian Ưu điểm :có thể định thời gian theo tính toán độc lập với thông số mạch động lực Thiết bị sơ đồ đơn giản , làm việc tin cậy cao phụ tải thay đổi Tính kinh tế cao role thời gian dùng cho CSDC Thường dùng nhiều trình mở máy , hãm máy đảo chiều quay , dùng nhiều mạch điều khiển tự động *Đối với nguyên tắc điều khiển theo tốc độ Thiết bị chủ yêu dùng role tốc độ dùng phổ biến trường hợp hãm ngược động điện Đối với máy khoan nâng xà phải phù hợp , chặt chẽ tốc độ động chậm lại , tiếp điểm role tốc độ mở để cắt điện vào động Ưu điểm :đơn giản , rẻ tiền , dung công tắc tơ không cần role Nhược điểm : thời gian mở máy hãm phụ thuộc vào momen cản MC 19 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Trên thực tế dùng phương pháp để mở máy mà chủ yếu để điều chỉnh trình hãm động *Đối với nguyên tắc dòng điện Phương pháp thường sử dụng sơ đồ tự động mở máy động điện thiết bị dùng để khống chế role dòng điện Nguyên tắc dòng điện xác , dùng nhiều máy cắt gọt kim loại Những cần phải khống chế động lực sinh phận máy bào giường , cách khống chế theo phụ tải Ưu điểm : thiết bị đơn giản , làm việc sơ đồ không phụ thuộc vào nhiệt độ cuộn dây , công tắc tơ , role Nhược điểm :độ tin cậy thấp có khả dừng lại tốc độ trung gian động khởi động bị tải dòng không giảm đến trị số nhà role dòng điện phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ , yêu cầu kĩ thuật em lựa chọn phương án nguyên tắc điều khiển sau : -Đới với đông truyền động ăn dao :điều khiển theo nguyên tắc dòng điện Trong :mở máy động theo nguyên tắc dòng điện -Đôi với động truyền động phụ : Động di chuyển giũ cần khoan trụ điều khiển theo nguyên tắc hành trình Trong :đảo chiều động theoChương nguyên tắc III hành trình THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN CỦA MÁY 20 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Giới thiệu thiết bị I: Động ăn dao sử dụng động chiều có: Pđm = 6.7 kw; Uđm 110kw; η = 80.3%; n = 1440 vg/p 2M: Động di chuyển cần khoan trụ sử dụng động KĐB pha rô to lồng sóc: Pđm = 4.5 kw; Y/∆-380V/220V; η = 78%; cosϕ = 0,85; n= 1420vg/p 1M: Là Động xiết chặt cần khoan va đầu khoan sử dụng động KĐB pha rô tô lồng sóc có: Pđm = 2.5Kw; Y/∆-380V/220V; η = 80%; cosϕ = 0,75; n = 1440vg/ph AT: Aptômat tổng bảo vệ qúa tải cho động mạch điều khiển RN1, RN2, RN3 : Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động KB : Công tắc hành trình 21 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội RI : Rơ le dòng điện KD: Khuyêch đại từ BU: máy biến áp BI: Máy biến dòng CK: cuộn kháng a Yêu cầu điều khiển: Ấn I1.2 => Q1.0 có điện động 1M làm việc để xiêt chặt cần khoan đầu khoan Ấn I1.0 => Q0.5 có điện động 2M khởi động qua cuộn kháng rơ le thời gian T37 có điện sau thời gian chỉnh định T37 Q0.7 có điện, động 2M làm việc bình thường đưa cần khoan lên Khi cần khoan lên đến vị trí thích hợp ta ấn nút I0.7 => Q0.5 điện cần khoan ngừng lên, Q0.6 có điện động 2M khởi động qua cuộn kháng rơ le thời gian T37 có điện, sau thời gian chỉnh định T37 Q0.7 có điện, động 2M làm việc bình thường để xiết chặt cần khoan Khi cần khoan xiết chặt ta ấn nút I0.6 => Q0.6 Q0.7 điện cần khoan giữ chặt trụ Ấn I0.2 => M0.0 Q0.0 có điện, mạch khuyech đại từ làm việc Ấn I0.4 => Q0.2 có điện động I mở máy qua điện trở phụ Khi dòng điện xuống đến trị số nhả rơ le dòng điện ấn I0.5=> Q0.4 có điện động I làm việc bình thường Muốn hãm động động I ấn nút I0.1=> Q0.1 có điện động hãm dừng nhanh qua điện trở Khi có cố ta ấn nút I0.0 đầu điện Mạch động lực 22 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội Mạch điều khiển PLC: 23 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 24 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 25 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 26 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 27 Đồ án môn học trang bị điện Trường Cao đẳng nghề công nghiệp Hà Nội 28 ... nghiệp Hà Nội - Thiết kế mạch điện tự đống khống chế đáp ứng yêu cầu công nghệ ,yêu cầu truyền động nhóm máy khoan cần Động di chuyển cần khoan trụ đước hạn chế hành trình làm việc Động phải có... truyền động điện trang bị điện truyền động 2.2.3Đối với truyền động phụ - Là chuyển động động truyền động bàn dao , động kẹp cần khoan đầu khoan , động bơm dầu ………… -Động di chuyển cần khoan. .. tài : “ Thiết kế mạch điện tự động khống chế nhóm mày khoan cần “ giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn : Thầy Bùi Chính Minh thầy cô giáo khoa điện khoa điện e hoàn thành đồ án trang bị điện Mặc