TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỂN THÔNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC:
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
Đề Tài: Điều khiển đóng mở cửa thang máy:
Một cửa thang máy được mở ra và đóng vào bằng động cơ 1Hp.
Sử dụng biến tần Mitsubishi và Limit switch để điều khiển cửa mở ra và đóng lại nhẹ nhàng.
Đóng và mở cửa phải sử dụng nút nhấn.
Cửa chuyển động nhanh và không va vào thành cửa.
Nếu cửa đang đóng mà có người vào thì phải mở ra,đợi ấn nút đóng cửa.
Giáo Viên Hướng Dẫn : TS. Lê Quang Đức.
Sinh Viên Thực Hiện:
Nhóm 8
Lê Đức Thái
Vũ Hoài Nam
Ngô Đức Thiệu
I.Phân tích yêu cầu của khách hàng:
Dùng động cơ 3 pha điều khiển đóng mở cánh cửa
Dùng biến tần và limit switch để đóng mở cửa nhẹ nhàng
Dùng cảm biến hồng ngoại để tụ động mở cửa khi có người tới.
Chọn biến tần của hãng Mitsubishi.
Tập trung vấn đềchủ yếu là điều khiển:
Điều khiển đóng là nếu khi ban đầu đóng cửa thì cần tốc độ nhanh khi gần hết quá trình thì chậm lại và dừng ở cuối quá trình tránh va đập .
Yêu cầu mở cửa ngược lại thì cũng vậy.
Yêu cầu có cảm biến hồng ngoại phát hiện người tới cửa để mở ra hoặc đang đóng cửa mà có người thì dừng lại và mở cửa ra.
II.Giải pháp sơ bộ:
Đặc tính phụ tải.
Do yêu cầu của đề tài là điều khiển cửa đóng mở nhẹ nhàng, không va đập nên nhóm sẽ sử dụng các thiết bị chính như: động cơ, biến tần, cảm biến hồng ngoại và 4 limit switch để điều khiển cửa.
Limit switch SM1 có tác dụng giảm tốc độ ở cuối hành trình mở cửa.
Limit switch SD1 có tác dụng giảm tốc độ ở cuối hành trình đóng cửa.
Các Limit switch SM2 và SD2 có tác dụng để dừng êm động cơ.
III. Chọn thiết bị chính.
1.Chọn động cơ mở cửa.
Theo yêu cầu của bài ta chọn động cơ có các thông số:
Điện áp 3 pha 400/50Hz
Công suất 1HP
Tiêu chí lựa chọn: động cơ kéo tải nhẹ, kích thước nhỏ gọn phù hợp cho không gian giới hạn, chất lượng, tối ưu hóa hiệu quả giúp giảm chi phí cho vận hành.
Theo đó nhóm chọn động cơ của hãng SIEMENS model 1LA7 083-4AA
Thông số của động cơ:
Động cơ: 3 pha – 4 cực
Điện áp: 400V, tần số 50Hz
Tốc độ động cơ: 1395rpm
Dòng điện: 1.91A
Hệ số công suất: cosφ=0,80
(Catalog trang 12)
2.Chọn hộp số cho động cơ.
Thiết kế hệ thống truyền động như hình vẽ :
r = 2cm : là bán kính Pulley gắn tại điểm nối với cánh cửa.
R = 4cm : là bán kính Pulley gắn tại trục hộp số.
L = 75cm : là chiều rộng của 1 cánh cửa.
(là Pulley loại bánh răng )
như vậy
Từ r = 2cm => C = 0,1256(m)
Vậy để thực hiện 1 hành trình đóng (mở) pulley có r = 2(cm) cần quay
Chọn thời gian để thực hiện 1 hành trình đóng ( mở ) cửa là 5s
như vậy tốc độ quay của Pulley có r = 2(cm) là 1,2 (v/s)
<=> 72 (v/p)
Ta có tỷ số truyền giữa 2 Pulley là :
Theo như đã chọn thì tốc độ của động cơ là 1395 (v/p), suy ra tỷ số truyền của hộp số cần tìm là :
Vì vậy: ta chọn hộp số ZQ-250 của VNID.JSC.
( Catalog hộp giảm tốc trang : 5 )
Có các thông số như:
Tỷ số truyền: 40.17.
Công suất truyền: 2.9 KW
3.Chọn Biến Tần.
Giới thiệu một số dòng biến tần của Mitsubishi.
FR-D700
Là dòng dòng biến tần mới.
Dải công suất từ 0,1-7,5 (kw)
Với thiết kế nhỏ gọn an toàn dễ sử dụng có cải tiến nhiều về chức năng như Digital Dial với đèn LED hiển thị, tích hợp chức năng dừng khẩn cấp..
FR-D700 phù hợp cho những ứng dụng như : bơm , quạt , máy ép, băng tải….
FR-A700
Là dòng biến tần tính năng cao
Dải công suất từ 0,4-630 (kw)
Kết hợp nhiều những chức năng sáng tạo và đáng tin cậy.
FR-A700 có thể điều khiển chính xác các đối tượng mà không cần các Encoders và rất nhiều tính năng khác.
FR-A700 phù hợp cho những ứng dụng như : sử dụng cho thang máy (nâng hạ), cầu trục , sử dụng nhiều trong hệ thống kho hàng.
FR-F700
Dải công suất từ 0,75 – 630 (kw)
FR-F700 phù hợp cho những ứng dụng như : hệ thống khai thác khí, quạt , máy thổi, máy nén…
FR-E700
Dải công suất từ 0,1 – 15 (kw)
Là dòng biến tần có công suất tầm trung với nhiều tính năng, điều khiển chính xác
FR-F700 phù hợp cho những ứng dụng như: máy dệt, cửa và thiết bị truyền động của cửa thang máy, cần cẩu…
Tiêu chí lựa chọn
Phù hợp với động cơ có công suất 1 HP.
Chuyên dùng cho việc mở cửa.
Điện áp 380V, tần số 50Hz
Có điều khiển Vector.
Từ đó ta chọn biến tần:FR-E740-0.26 chuyên dùng cho việc đóng mở cửa (catalo trang 37 manual )
Các thông số kĩ thuật cơ bản:
Điện áp 380 – 480 V.
Tần số 50/60Hz.
Công suất định mức 0,75kW.
Dòng điện định mức 2.6A
4.Chọn thiết bị bảo vệ biến tần.
Chọn AC Choke.
Tác dụng.
– Giúp cải thiện hệ số công suất và ổn định nguồn vào.
– Giảm ảnh hưởng của nhiễu do biến tần sinh ra.
– lọc sóng hài sinh ra từ biến tần.
Tiêu trí chọn.
Chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần.
(bientancatalog trang 63)
Thông số kỹ thuật:
Chọn loại FR-BAL-B-4.0K.
Điện áp 380 – 480 V.
Dòng điện: 12A.
Chọn DC Reactors.
Tác dụng.
– Giúp ổn định dòng biến tần, giảm nhấp nhô điện áp DC bus.
– hạn chế sóng hài do biến tần sinh ra.
Tiêu chí chọn.
chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần.
( bientancatalog trang 64 )
Có các thông số:
Chọn FFR-HEL-H0,75K-E.
Công suất 9.4 kW
Chọn EMC.
Tác dụng.
– Lọc nhiễu điện từ.
– hạn chế tác hại của sóng hài tới các thiết bị.
Tiêu chí chọn.
Theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần.
( bientancatalog trang 58)
Có các thông số:
Chọn FFR-MSH-040-8A-RF1
Công suất 17W
Chọn điện trở hãm.
Tác dụng.
– dùng điện trở hãm để dừng và hãm động cơ nhanh ở tốc độ cao.
Tiêu chí chọn.
chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần.
(biêntancatalog trang 67).
Có các thông số:
Mã FR-ABR-H0.75K
Điện trở 700 ôm
IV.Chọn thiết bị cho mạch động lực.
1.Chọn MCCB.
Tác dụng.
Đây là thiết bị đóng ngắt bằng tay, có khả năng đóng ngắt tự động khi hệ thống có dòng điện quá tải vượt quá giới hạn định mức giúp bảo vệ biến tần.
Tiêu chí chọn
MCCB phải ngắt được trị số dòng điện ngắn mạch lớn.
Có dòng định mức lớn hơn hoặc bằng dòng định mức của biến tần ( 2.6A)
Theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần ( nếu có).
Vậy nhóm chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần.
MCCB NF32-SV của hãng Mitsubishi ( catalog MCCB trang 20)
Dòng điện cắt : 5A.
Dòng điện MAX: 5kA
Loại : 3 cực
Điện áp: 380V
2.Chọn máy biến áp cách ly.
Tác dụng
– Cách biệt và độc lập nhau về điện.
– Chống nhiễu khi lưới điện dao động.
Ta chọn máy biến áp cách ly loại ST-1000VA-BACL của V-Standa., JSC. ( trang 11)
Điện áp vào : 1pha 220V, điện áp ra : 220V
Công suất :1 kVA
3.Chọn Contactor.
Tác dụng.
Contactor là khí điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm, tạo liên lạc trong mạch điên.
Tiêu chí chọn:
Chọn contactor loại dùng cho tải AC1.
Theo dòng định mức lớn hơn hoặc bằng dòng của biến tần
Theo khuyến cáo nhà sx biến tần.( nếu có ).
Chọn contactor loại: S-N10 của Mitsubishi do nhà sản xuất biến tần khuyến cáo.
( catalo contactor trang 11)
Có các thông số như sau:
Dòng điện : 11A
Điện áp cuộn hút :200- 220V
Số tiếp điểm phụ cho sẵn : 1 NO
