Báo Cáo Tiểu Luận Cuối Kỳ Về Truyền Động Điện Ngành Kỹ Thuật Điện

Báo cáo tiểu luận cuối kỳ về truyền động điện xe trolley Hutech, phân tích công nghệ, ứng dụng và tiềm năng phát triển trong tương lai.

• Tác giả: Bùi Minh Triết
• Người hướng dẫn: Th.S Trương Thu Hiền
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Truyền Động Điện
• Loại tài liệu: Báo Cáo Tiểu Luận
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP.HCM

Mục lục chi tiết

• 1. ĐỀ SỐ 12: TROLLEY
• 1.1. a) Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc
• 1.2. b) Quy đổi moment về trục động cơ
• 1.3. c) Quy đổi moment quán tính của tải và xe về trục động cơ
• 1.4. d) Moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe và trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu
• 1.5. e) Chọn động cơ điện cho tải S3
• 1.6. f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn
• 2. CÂU 2: ĐIỀU KHIỂN DÙNG KHÍ CỤ ĐIỆN
• 2.1. a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển xe trolley chạy qua lại phải – trái
• 2.2. b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái
• 2.3. c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái
• 3. CÂU 3: ĐIỀU KHIỂN DÙNG BIẾN TẦN
• 3.1. a) Xác định loại tải, tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm theo
• 3.2. b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển
• 3.3. c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái
• 3.4. d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Truyền Động Điện Tại Trường Đại Học Công Nghệ TP

Truyền động điện là một lĩnh vực quan trọng trong ngành kỹ thuật điện, đặc biệt tại Trường Đại Học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh. Nơi đây, sinh viên được trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết để áp dụng công nghệ truyền động điện vào thực tiễn. Bài báo cáo tiểu luận cuối kỳ này sẽ trình bày chi tiết về các khía cạnh của truyền động điện, từ lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn.

1.1. Khái Niệm Về Truyền Động Điện

Truyền động điện là hệ thống sử dụng động cơ điện để chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng. Hệ thống này có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và dân dụng.

1.2. Lịch Sử Phát Triển Truyền Động Điện

Truyền động điện đã có lịch sử phát triển lâu dài, từ những năm đầu của thế kỷ 20 cho đến nay. Sự phát triển này đã mang lại nhiều cải tiến trong công nghệ và hiệu suất làm việc.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Truyền Động Điện

Mặc dù truyền động điện đã phát triển mạnh mẽ, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải giải quyết. Các vấn đề như hiệu suất, độ tin cậy và chi phí sản xuất là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ này.

2.1. Hiệu Suất Của Hệ Thống Truyền Động Điện

Hiệu suất của hệ thống truyền động điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thiết kế động cơ, hộp giảm tốc và các linh kiện điện tử. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất cần thiết.

2.2. Độ Tin Cậy Trong Ứng Dụng Thực Tiễn

Độ tin cậy của hệ thống truyền động điện là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả trong sản xuất. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc cải thiện độ tin cậy của các linh kiện.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Truyền Động Điện Hiện Nay

Để giải quyết các vấn đề trong truyền động điện, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm mô phỏng, thử nghiệm thực tế và phân tích dữ liệu.

3.1. Mô Phỏng Hệ Thống Truyền Động Điện

Mô phỏng là một công cụ mạnh mẽ giúp nghiên cứu và tối ưu hóa các hệ thống truyền động điện. Các phần mềm mô phỏng hiện đại cho phép phân tích hiệu suất và dự đoán hành vi của hệ thống.

3.2. Thử Nghiệm Thực Tế

Thử nghiệm thực tế là bước quan trọng để kiểm tra và xác nhận các lý thuyết đã được nghiên cứu. Việc thực hiện các thử nghiệm này giúp phát hiện ra các vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Truyền Động Điện

Truyền động điện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp sản xuất đến giao thông vận tải. Các ứng dụng này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao hiệu suất làm việc.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Công Nghiệp

Trong ngành công nghiệp, truyền động điện được sử dụng để điều khiển máy móc, thiết bị tự động hóa và các dây chuyền sản xuất. Điều này giúp tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất.

4.2. Ứng Dụng Trong Giao Thông Vận Tải

Truyền động điện cũng được ứng dụng trong các phương tiện giao thông như xe điện, tàu điện ngầm và xe buýt điện. Những ứng dụng này giúp giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng.

V. Kết Luận Về Truyền Động Điện Tại Trường Đại Học Công Nghệ TP

Báo cáo tiểu luận cuối kỳ về truyền động điện tại Trường Đại Học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã trình bày những khía cạnh quan trọng của lĩnh vực này. Tương lai của truyền động điện hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ với nhiều ứng dụng mới.

5.1. Tương Lai Của Truyền Động Điện

Tương lai của truyền động điện sẽ được định hình bởi sự phát triển của công nghệ mới, như trí tuệ nhân tạo và Internet of Things. Những công nghệ này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành.

5.2. Khuyến Nghị Cho Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống truyền động điện. Việc hợp tác giữa các trường đại học và doanh nghiệp cũng là rất cần thiết.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TIỂU LUẬN CUỐI KỲ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Lớp: 21DDCA1 Khoa/Viện: VIỆN KỸ THUẬT HUTECH Giảng viên hướng dẫn: Th.S TRƯƠNG THU HIỀN Sinh viên thực hiện: Bùi Minh Triết Mã SV: 2187800790 Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2024 MỤC LỤC ĐỀ SỐ 12: TROLLEY .3 a) Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc .3 b) Quy đổi moment về trục động cơ .4 c) Quy đổi moment quán tính của tải và xe về trục động cơ .4 d) Moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe và trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu .5 e) Chọn động cơ điện cho tải S3.6 f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn .8 CÂU 2: ĐIỀU KHIỂN DÙNG KHÍ CỤ ĐIỆN. 9 a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển xe trolley chạy qua lại phải – trái. Chọn contactor và relay nhiệt – khởi động từ.

Chọn MCB cho mạch điều khiển. Chọn nút nhấn cho mạch điều khiển. Chọn đèn báo cho mạch điều khiển. Chọn rơ – le thời gian.

Chọn công tắc hành trình .18 b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái .19 c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái. Mạch bảo vệ .24 Cơ chế khoá chéo chống chạy đồng thời. Hiển thị trạng thái. 25 CÂU 3: ĐIỀU KHIỂN DÙNG BIẾN TẦN .26 a) Xác định loại tải, tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm theo.

Xác định loại tải. Tính chọn biến tần. Các phụ kiện kèm theo .28 b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển. Chọn MCB cho mạch điều khiển.

Chọn nút nhấn cho mạch điều khiển. Chọn đèn báo cho mạch điều khiển. Rơ le trung gian. Chọn công tắc hành trình.

Đèn báo lỗi biến tần .43 c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái .44 d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu .1 Tổng kết bản vẽ thiết kế .2 Tổng kết vật tư .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 54 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.2 Catalogue của động cơ hãng CMG .1 Catalogue của MCCB hãng Mitsubishi .2 Catalogue của contactor S – N series hãng Mitsubishi .3 Catalogue của cuộn hút contactor S – N series hãng Mitsubishi .4 Catalogue của rơ – le nhiệt hãng Mitsubishi .5 Catalogue của dây dẫn hãng Cadivi .6 Thông số kỹ thuật của dây dẫn hãng Cadivi .7 Catalogue của MCB hãng Mitsu bishi .8 Catalogue của nút nhấn hãng Schneider.9 Catalogue của đèn báo hãng Schneider .10 Catalogue của rơ – le thời gian của hãng Mitsubishi .11 Catalogue của công tắc hành trình hãng Schneider .12 Bật MCCB ở mạch động lực và MCB ở mạch điều khiển .13 Nhấn “PHAI”, động cơ chạy thuận ở chế độ sao .14 Sau khi rơ – le thời gian chuyển trạng thái, động cơ chạy thuận ở chế độ tam giác.15 Nhấn “TRAI”, động cơ chạy nghịch ở chế độ sao .16 Sau khi rơ – le thời gian chuyển trạng thái, động cơ chạy nghịch ở chế độ tam giác.17 Khi xảy ra sự cố quá tải, hở mạch, dừng động cơ, đèn báo sáng lên .18 Khi nhấn nút khẩn cấp, hở mạch, dừng động cơ, đèn báo sáng lên .19 Nguyên lý bảo vệ của MCB .1 Catalogue của biến tần về chế độ hoạt động hãng Mitsubishi .2 Catalogue chi tiết về biến tần hãng Mitsubishi .3 Catalogue của biến tần về MCCB, contactor và dây cáp điện hãng Mitsubishi .4 Catalogue của MCCB hãng Mitsubishi .5 Catalogue điện áp cuộn dây contactor S – T series hãng Mitsubishi .6 Catalogue của contactor S – T series hãng Mitsubishi .7 Catalogue của dây cáp điện hãng Cadivi.8 Thông số kỹ thuật của dây cáp điện hãng Cadivi .9 Catalogue của AC reactor hãng Mitsubishi .10 Catalogue của DC reactor hãng Mitsubishi .11 Catalogue của Noise Filter hãng Misubishi .12 Catalogue của Break Unit hãng Mitsubishi .13 Catalogue của Resistor Unit hãng Mitsubishi .14 Catalogue của MCB hãng Mitsu bishi .15 Catalogue của nút nhấn hãng Schneider.16 Catalogue của đèn báo hãng Schneider .17 Catalogue của rơ – le trung gian hãng Schneider .18 Catalogue của công tắc hành trình hãng Schneider .19 Catalogue của đèn báo lỗi biến tần hãng Schneider .20 Sơ đồ kết nối các phụ kiện theo catalogue của biến tần hãng Mitsubishi .21 Sơ đồ nguyên lý của biến tần FR – A800 .22 Bật MCCB ở mạch động lực và MCB ở mạch điều khiển .23 Nhấn “ON” để khởi động biến tần, đèn báo hoạt động sáng lên .24 Nhấn “PHAI” động cơ sẽ quay thuận đến tần số tối đa là 50 Hz .25 Nhấn “TRAI” động cơ sẽ quay nghịch đến tần số tối đa là 50 Hz .26 Nhấn “DUNG” hoặc chạm công tắc hành trình, động cơ sẽ dừng .1 Sơ đồ nguyên lý của mạch “điều khiển dùng khí cụ điện” .2 Sơ đồ nguyên lý của mạch “điều khiển dùng biến tần” .50 ĐỀ SỐ 12: TROLLEY CÂU 1. Xe troley bánh sắt chạy điện trên ray sắt được kéo bởi động cơ qua hộp giảm tốc và cơ cấu truyền động xích như trên hình vẽ Khối lượng khung xe MC = 1700 kg. Khối lượng tải ML = 1700 kg.

Đường kính bánh xe D= 270 mm, chiều dày là 10 cm. Tỷ lệ truyền động của cơ cấu xích là iv = n1/n2 = 27/17 = 1. Hiệu suất truyền động xích 1 = 87%. Chu kỳ nhiệm vụ chạy xe CDF = 40%.

Lực ma sát giữa xe và ra khi đầy tải là : F = 291 N. a) Tính chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc, giả sử hiệu suất hộp giảm tốc là 1 = 87%. b) Tính quy đổi moment tải về trục động cơ. c) Quy đổi moment quán tính tải và xe về trục động cơ, chỉ tính tải, khung xe và 4 bánh xe.

d) Thời gian tăng tốc là t1 = 4 s, thời gian giảm tốc là t3 = 4 s. Thời gian chạy trung bình là t2 = 2 phút, thời gian dừng là t4 = 5 phút. Tính moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe. Tính trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu.

e) Tính chọn động cơ điện cho tải S3 với hệ số giảm tải ks3 do nhà sản xuất động cơ cho theo bảng sau.1 1 f) Kiểm tra moment khởi động của động cơ được chọn phải lớn hơn với moment tăng tốc giai đoạn t1, t3 của máy tính trên câu d. Nếu không đạt yêu cầu thì chọn động cơ lớn hơn. Điều khiển dùng khí cụ điện (3đ) a) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển xe troley chạy qua lại Phải - Trái Điều khiển chuyển động bằng các nút nhấn: Phải và Trái Khi đi đến cuối hành trình Phải hoặc Trái, đến limit switch phía trên thì dừng lại Ấn nút Stop ở bất kỳ vị trí nào thì dừng lại. b) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái c) Thuyết minh mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái CÂU 3.

Điều khiển dùng biến tần (4 đ) a) Xác định loại tải (Nhẹ, thông thường, nặng), Tính chọn biến tần và các phụ kiện kèm theo (MCCB, Contactor, AC reactor, Noise Filter, Break Unit) b) Tính chọn thiết bị khí cụ điện và cảm biến để điều khiển tời: Chạy máy 1 tốc độ (50 Hz), Có 2 nút ấn: Phải , Trái Chế độ chạy JOG 10 Hz để chạy thử máy khi sửa chữa và bảo trì Giới hạn chiều đi lên và chiều đi xuống của xe bằng limit switch c) Thiết kế mạch điều khiển, bảo vệ, khoá chéo, hiển thị trạng thái d) Lập danh sách các thông số và giá trị tương ứng cần cài đặt để biến tần hoạt động theo yêu cầu 2 CÂU 1 Tóm tắt Khối lượng khung xe: MC = 1700 kg. Khối lượng tải: ML = 1700 kg. Đương kính bánh xe: D = 270 mm = 0,27 m ⇒ R = 0,135 m. Chiều dày bánh xe: L = 10 cm = 0,1 m.

Tỷ lệ truyền động của cơ cấu xích: iv = n1/n2 = 27/17 = 1,588. Hiệu suất truyền động xích: η1 = 87% = 0,87. Chu kỳ nhiệm vụ chạy xe: CDF = 40%. Lực ma sát giữa xe và ray khi đầy tải: Fma sát = 291 N.

Tốc độ động cơ tạm tính: nM = 1500 rpm. Hiệu suất truyền của hộp giảm tốc: η2 = 87% = 0,87. Gia tốc trọng trường: g = 9,8 m/s2. Khối lượng riêng của thép: Dthép = 7800 kg/m3.1 Xe trolley a) Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc Tốc độ quay của bánh xe: 𝑣 0,7 𝜔𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒 = = = 5,185 (𝑟𝑎𝑑/𝑠) 𝑅 0,135 Số vòng bánh xe quay được trên mỗi phút: 𝑛𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒 = 𝜔𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒 .9,55 ≈ 50 (𝑟𝑝𝑚) 3 Ta có tỷ lệ truyền động của cơ cấu xích: 𝑛𝑡𝑔𝑡 27 𝑖𝑣 = = 𝑛𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒 17 Tốc độ quay của trục hộp giảm tốc: 27 𝑛𝑡𝑔𝑡 = 𝑛𝑏á𝑛ℎ 𝑥𝑒.

≈ 79 (𝑟𝑝𝑚) 17 Tỷ số truyền của hộp giảm tốc: 𝑛𝑀 1500 𝑖𝑔𝑡 = = = 18,987 𝑛𝑡𝑔𝑡 79 Vậy ta chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc là igt = 15:1. b) Quy đổi moment về trục động cơ Hiệu suất truyền từ trục bánh xe về trục động cơ: 𝜂Σ = 𝜂1 .0,87 = 0,797 Tỉ số truyền từ trục bánh xe về trục động cơ: 27 𝑖Σ = 𝑖𝑣. 15 = 23,824 17 Tải lượng của khung xe và tải quy về trục bánh xe: 𝑇1 = 𝐹. 𝑚) Moment của lực ma sát: 𝑇2 = 𝐹𝑚𝑎 𝑠á𝑡.

𝑚) Tổng moment trên trục bánh xe: 𝑇Σ 𝑡𝑏𝑥 = 𝑇1 + 𝑇2 = 4498,2 + 39,285 = 4537,485 (𝑁. 𝑚) Moment quy đổi về trục động cơ: 𝑇Σ 𝑡𝑏𝑥 4537,485 𝑇𝑀 = = = 238,969 (𝑁.0,797 c) Quy đổi moment quán tính của tải và xe về trục động cơ Moment quán tính của khung xe và tải lên trục bánh xe: 𝐽𝑘𝑥𝑡 = 𝑚. 𝑚2 ) Moment quán tính của một bánh xe hình trụ tròn bằng thép trên trục bánh xe: 𝜋. 𝑚2 ) 32 32 4 Moment quán tính của bốn bánh xe trên trục bánh xe: 𝐽Σ𝑏𝑥 = 4.

𝑚2 ) Moment quán tính toàn phần trên trục bánh xe: 𝐽Σ 𝑡𝑏𝑥 = 𝐽𝑘𝑥_𝑡 + 𝐽Σ𝑏𝑥 = 61,965 + 22,32 = 84,285 (𝑘𝑔. 𝑚2 ) Monment quán tính quy đổi về trục động cơ: 𝐽Σ 𝑡𝑏𝑥 84,285 𝐽M = 2 = 2 = 0,148 (𝑘𝑔. 𝑚2 ) 𝑖Σ 23,824 d) Moment yêu cầu cho từng giai đoạn chạy xe và trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu Theo đề bài, ta có • Thời gian tăng tốc: t1 = 4 s. • Thời gian chạy trung bình: t 2 = 2 phút = 120 s.

• Thời gian giảm tốc: t 3 = 4 s. • Thời gian dừng: t 4 = 5 phút = 300 s.