Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
MỤC LỤC
1
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
- 1 -
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
1
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
Ngày nay, trong xu hướng phát triển công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất
nước, tự động hoá là lĩnh vực quan trọng không thể thiếu được trong các ngành
công nghiệp như điện, dệt may, chế tạo nhựa, lắp ráp thiết bị Với sự ửng dụng
mạnh mẽ như vậy, tự động hoá đang từng bước góp phần hiện đại hoá quy trình
sản xuất, giảm thiểu nhân công và sức lực của con người, đưa ra chất lượng sản
phẩm ngày một hoàn thiện hơn.
Với tầm quan trọng của công nghệ điều khiển tự động, em chọn đề tài
"Thiết kế mạch điều khiển tự động cho dây chuyền sản xuất ống nhựa
VIWAPICO" với mong muốn được ứng dụng một phần công nghệ điều khiển
tự động vào hệ thống sản xuất ống nhựa tự động nhằm mục đích hiện đại hoá
hệ thống, giảm thiểu nhân lực và đưa ra sản phẩm hoàn chỉnh hơn góp phần
phát triển lớn mạnh nền công nghiệp nhựa nói riêng và nền công nghiệp của
đất nước.
Kết cấu Đồ án tốt nghiệp:
- LỜI MỞ ĐẦU
- CHƯƠNG I: Giới thiệu chung về công ty cổ phần vật tư ngành nước-
VINACONEX (VIWAPICO).
- CHƯƠNG 2: Tổng quan về động cơ điện một chiều.
- CHƯƠNG 3: Thiết kế và tính toán thông số mạch động lực.
- CHƯƠNG 4: Thiết kế sơ đồ khối hệ thống điều khiển tốc độ động cơ một chiều
của máy đùn chính.
nghiệp nhựa Việt Nam và trong tổng công ty VINACONEX.
Để duy trì vị trí là một trong những nhà sản xuất và cung ứng ống và phụ
tùng ống nhựa hàng đầu tại Việt Nam, VIWAPICO xác định một chiến lược phát
triển nhất quán, cải tiến không ngừng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn
ISO 9001:2000, đầu tư thích đáng cho con người, liên tục hiện đại hóa thiết bị và
nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện nay công ty đã có 2 dây chuyền sản xuất ống
nhựa hiện đại, nhập khẩu từ Cộng hoà Liên bang Đức với hệ thống máy móc tự
động hoá tinh vi, đảm bảo chất lượng sản phẩm ống nhựa và giảm thiểu công sức
của con người. Với định hướng chiến lược luôn trở thành một nhà sản xuất, cung
ứng ống và phụ tùng ống nhựa hàng đầu tại Việt nam, sản phẩm của VIWAPICO
đã có một chỗ đứng vững chắc trên thị trường trong nước và quốc tế, khẳng định
ưu thế về chất lượng, phù họp với các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế.
Khu vực hành chính
3
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
- 3 -
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
3
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
Khu vực sản xuất
Nhà kho 1
Nhà kho 2
Bộ phận bảo vệ
Phòng thí nghiệm
Sơ đồ mặt bằng công ty
1.2.Giới thiệu công nghệ
1.2.1.Dây chuyền đùn
4
Bộ phận nạp liệu chân không dùng để làm cho quá trình sản xuất được
đơn giản hoá. Cân định lượng kiểm soát toàn bộ thông số về khối lượng nhựa,
nhằm ổn định kích thước của sản phẩm ống.
1.2.4. Máy đùn chính
Hình 1.4. Hình ảnh máy đùn chính
Máy đùn chính là máy đùn hiện đại của hãng Krauss Meffei, CHLB Đức
với thiết kế trục vít phù hợp với nguyên liệu PPR/HDPE và thiết kế vít chặn có
hai cánh vít chia đôi dòng nguyên liệu cho phép quá trình làm nhuyễn nhựa
được hoàn thiện hơn.
Máy đùn chính còn có thiết bị điều khiển C4, thiết bị điều khiển tự động
6
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
- 6 -
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
6
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
hiện đại cho phép kiểm soát toàn bộ các thông số sản xuất, không những của
máy đùn chính mà còn của các thiết bị phụ trợ khác, cho phép đạt được mức độ
tự động hoá dây chuyền tập trung cao.
1.2.5. Máy đùn phụ
Máy đùn phụ dùng để tạo sọc màu cho ống nhựa tuỳ theo yêu cầu.
1.2.6. Đầu đùn
Với thiết kế bộ tiền phân phối dạng Spiral trong đầu đùn, nguyên liệu sau khi
được làm nhuyễn được phân phối đều đặn vào đầu hình làm cho dòng chảy hướng
chu vi mà không bị lệch hướng hay biến dạng, không bị rò ri ở áp suất cao. Đầu đùn
được chế tạo thoả mãn các ưu điểm: mất ít áp lực, vệ sinh dễ dàng, có thể thay đổi
kích thước và ứng dụng nhanh.
1.2.7. Đầu hình và chuốt
Hình 1.6. Hình ảnh máy in ống
Sản phẩm ống nước VIWAPICO được in logo Vnaconex và các thông tin về
tiêu chuẩn sản xuất của công ty. Thông tin in ấn được đảm bảo rõ nét nhờ máy in
ống đời S8 của hãng Imaje-Pháp.
1.2.12. Máy kéo ống
8
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
- 8 -
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
8
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
Hình 1.7.Hình ảnh máy kéo ống
Máy kéo ống liên tục đảm bảo quá trình sản xuất ống. Tác dụng của máy
kéo không chỉ kéo ống liên tục mà còn điều chỉnh và ổn định trọng lượng mét
ống nhờ được đồng bộ hoá với tốc độ của máy đùn chính, góp phần tạo kích
thước chính xác cho sản phẩm, đặc biệt là độ dày ổn định.
Máy kéo ống có thể kéo ống có đường kính lên đến 125mm và tốc độ kéo
đạt được 40m/phút.
1.2.13. Máy cưa ống
Được thiết kế đặc biệt chuyên dụng cho việc cắt ống nhựa. Với lưỡi cưa
hành tinh dịch chuyển đồng bộ với tốc độ đùn và hệ thống lực kẹp bằng xi lanh
khí nén, việc cắt ống sẽ cho vết cắt phẳng, vuông góc, mạt cưa được hút sạch sẽ.
Chiều dài của ống thành phẩm sẽ được cài đặt tại máy đùn chính trong quá trình
sản xuất.
1.2.14. Máy cuộn ống
9
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
11
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
ngoại. Nhờ các đặc tính trên nên các sản phẩm ống nước sản xuất từ PPR và HDPE
có ứng dụng tốt trong các hệ thống dẫn nước nóng và lạnh
1.4. Năng lực và tiêu chuẩn sản xuất
Đội ngũ sản xuất bao gồm đội ngũ kỹ sư tốt nghiệp chuyên ngành Polyme
và công nhân được các chuyên gia của Đức đào tạo và chuyển giao công nghệ
trong lĩnh vực sản xuất ống và phụ kiện PPR/HDPE trực tiếp trên dây chuyền hiện
đại. Sản phẩm VIWAPICO được đảm bảo chất lượng tốt nhờ sản xuất trên các tiêu
chuẩn: tiêu chuẩn chất lượng DIN8077 đối với ống PPR và phụ kiện ống,
EN12201-2 đối với ống HDPE và phụ kiện ống, tiêu chuẩn TC01 -02/2004 về vệ
sinh an toàn thực phẩm.
1.5. Hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy
Đường dây 22 kV cấp điện cho công ty VIWAPICO có chiều dài 8m mạch
đơn. Điểm đấu điện là cột trạm biến áp Nhà máy kính Vinaconex thuộc lộ
473.E25-1 khu CN Quang Minh.
Tuyến đường dây sẽ được kéo từ cột điểm đấu đến trạm biến áp lxl000KVA-
22±2x2.5%/0.4kV công ty VIWAPICO. Từ trạm biến áp sẽ kéo đường dây xuống
tủ điện hạ thế 500V-1600A gồm 1 lộ tổng dùng máy cắt không khí hạ thế và 4 lộ ra
cấp điện và bảo vệ cho các thiết bị, phụ tải lắp thiết bị lẻ có lỗ thông gió vỏ tủ sơn
tĩnh điện.
1.5.1. Các giải pháp kỹ thuật
a) Máy biến áp
Công suất tính toán của máy biến áp tính theo công thức sau:
xKpt
Cos
PxKsdxKdt
0-12
b) Cầu dao cao thế xuống máy biến áp
Đóng cắt điện vào trạm biến áp sử dụng bộ cầu dao cách ly 3 pha
22kV/630A của Việt Nam sản xuất, thao tác bằng bộ truyền động cơ khí.
c) Cầu chì cao thế bảo vệ máy biến áp
Bảo vệ chống ngắn mạch phía 22kV và máy biến áp sử dụng bộ cầu chì 1
pha ngoài trời loại IIK-22kV của Việt Nam.
Bảo vệ chống quá áp khí quyển dùng chống sét van HE-24 (Alstom).
d) Thanh dẫn đồng phía 22kV
Thanh dẫn đồng nối từ má dưới cầu dao cách ly 22kV tới và ty sứ cao thế
MBA, dùng loại thanh dẫn đồng
φ
8.
e) Cáp điện từ đầu cực hạ thế máy biến áp tới tủ hạ thế
Cáp tổng được chọn theo mật độ dòng điện cho phép cứ 2A/mm
2
. Dựa theo
kết quả tính toán chọn loại cáp đồng 1 lõi cách điện XLPE/PVC-0.6/1 KV-
3xM(lx300)mm
2
cho dây pha, loại cáp đồng 1 lõi cách điện XLPE/PVC-0.6/lKV-
2xM(lx300)mm
2
cho dây trung tính.
Cáp từ tủ điện hạ thế sang tủ tụ bù dùng cáp đồng 1 lõi cách điện
XLPE/PVC-0.6/1KV-1 xM(1 x400)mm
2
cho mỗi pha.
f) Tủ điện hạ thế
13
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
15
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
1.5.3.Bù công suất phản kháng
Thiết bị tiêu thụ điện hạ thế có các động cơ công suất lớn, hệ số cos
ϕ
thấp nên để nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo điện áp và chống tổn thất
điện năng, công ty đã sử dụng giải pháp bù cos
ϕ
.
Dung lượng bù được xác định theo công thức:
Q
bù
= P x (tgφ
1
– tgφ
2
)
Trong đó : tgφ
1
ứng với hệ số cos
ϕ
1
= 0.75 của nhà máy trước khi bù
tgφ
Thanh cái đồng M50x5 Kg 45
12
Rơle trung gian + đê bộ 1
13
Các vật liệu phụ khác
16
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
16
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
1.6. Giới thiệu máy đùn chính KRAUSS MEFFEI
1.6.1 Vai trò của Máy đùn Krauss Meffei trong dây chuyền sản xuất
Hình 1.11. Hình ảnh máy đùn Krauss mejfei
Máy đùn chính đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong dây chuyền sản
xuất của công ty VIWAPICO, điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của dây
chuyền, truyền tín hiệu điều khiển đã được lập trình sẵn đến các bộ phận khác và
nhận tín hiệu phản hồi từ các thiết bị đó về bảng mạch trung tâm để xử lý, giúp cho
toàn bộ quá trình sản xuất đều được thực hiện tự động hoàn toàn. Toàn bộ dây
chuyền sản xuất tự động hoá của VIWAPICO mà vị trí điều khiển trung tâm là Máy
đùn Krauss Meffei đã góp phần giảm thiểu nhân lực, đảm bảo an toàn lao động và
chất lượng của sản phẩm.
17
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
η
=0.85; số đôi cực p = 2.
18
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
18
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
- Động cơ phụ: P
max
= 3,6 kW, I
max
= 12A.
- Trục vít gia nhiệt chính: P
max
= 7,2 kW, I
max
= 24A.
- Bộ phận đúc hình: P
max
= 65 kW, I
max
= 200A.
- Bộ nguồn cấp điện chính: P
max
=
2.1. Giới thiệu chung
Hình 2.1.Động cơ điện chiều
Hình 2.2:Mặt cắt dọc và mặt cắt ngang của động cơ một chiều
2.1.1. Cấu tạo của động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều gồm có:
- Phần cảm (stato)
- Phần ứng (Roto)
- Hệ thống chổi than, vành góp
20
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
20
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
• stato: là phần đứng yên của máy, gồm các phần chính sau :
- Cực từ chính
- Cực từ phụ
- Gông từ
- Các bộ phận khác
+ Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường, gồm :
- Lõi sắt làm bằng lá thép kĩ thuật điện (thép cacbon) dày từ 0.5-1 mm, được ép lại
với nhau và tán chặt thành một khối các cực từ được gắn vào vỏ máy bằng các bu
lông, một cặp cực từ (đôi cực) gồm hai cực nam - bắc đặt đối xứng với nhau qua
trục động cơ, tuỳ theo động cơ mà động cơ có thể có 1,2,3, đôi cực. Các máy điện
nhỏ cực từ được làm bằng thép khối.
- Dây quấn kích từ: quấn bằng dây đồng có tiết diện tròn hoặc chữ nhật được sơn
cách điện và được quấn thành từng cuộn. Mỗi cuộn dây đều bọc cách điện kĩ thành
một khối, đựơc tẩm sơn cách điện trước khi đặt lên cực từ.
• Roto: là phần quay của động cơ, bao gầm:
- Lõi sắt phần ứng
- Dây quấn phần ứng
22
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
22
Thiết kế mạch điều khiển động cơ điện một chiều
- Cổ góp
- Các bộ phận khác
+ Lõi sắt phần ứng.
- Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ, thường được làm bằng tôn silic dày 0,5mm có phủ
một lóp cách điện sau đó được ép lại để giảm tổn hao dòng điện xoáy Phucô gây
lên. Trên các lá thép có dập các rãnh để khi ép lại tạo thành các rãnh đặt cuộn dây
phần ứng vào. Lõi sắt có hình trụ tròn và được ép cứng vào với trục tạo thành một
khối thống nhất. Trong các máy điện công suất trung bình trở lên người ta thường
dập các rãnh để khi ép lại tạo thành các lỗ thong gió làm mát cuộn dây và mạch từ.
Trong những động cơ cỡ trung trở lên, người ta còn dập những lỗ thông gió để khi
ép lại thành lối sắt có thể tạo được lỗ thông gió dọc trục .
Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành từng đoạn
nhỏ. Giữa các đoạn ray có để một khe hở gọi là khe thông gió ngang trục. Khi động
cơ làm việc, gió thổi qua các khe làm mát dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện
nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép chặt trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn hơn,
giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện
và giảm nhẹ trọng lượng rôto .
23
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến
góp được dễ dàng.
25
SV: Ngô Tuấn Lớp: KTĐ&THCN 2 - K50
- Đồ án tốt
-
Nguyễn Hoàng Giang
Tự động hoá - HHPB
25
Copyright: Tài liệu đại học ©