BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ GVHD: TS. LÊ QUANG ĐỨC 1 MỤC LỤC PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG. 1. Giới thiệu đề tài. 2. Giải pháp sơ bộ. PHẦN II: CHỌN THIẾT BỊ. 1. Chọn máy bơm. 2. Chọn biến tần. 3. Thiết bị phụ kiện và bảo vệ biến tần. 4. Thiết bị bảo vệ mạch động lực. 4.1 MCCB. 4.2 Chọn Contactor. 4.3 Cáp động lực. 5. Thiết bị bảo vệ mạch điều khiển. 5.1 Nút nhấn. 5.2 Đèn báo. 6. Chọn cảm biến siêu âm. 7. Chọn bộ điều khiển cấp / thoát nước. 8. Chọn Relay. 9. MCB mạch điều khiển. 10.Biến áp nguồn cách ly. 11.Bộ nguồn 24V DC. PHẦN III: ĐẤU NỐI MẠCH ĐỘNG LỰC – MẠCH ĐIỀU KHIỂN. PHẦN IV: CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ACS310. PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG. 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI. 2 Đề tài: Một bơm công suất bơm 500l/min bơm vào bồn nước có độ cao 25m.Nước từ bồn được cung cấp xuống cho chung cư sử dụng.Yêu cầu : -Yêu cầu điều khiển lưu lượng bơm làm sao để mức nước của bồn là không đổi (500l/min độ cao 25m). -Bơm dừng khi bồn trên tràn nước, hoặc bồn dưới hết nước -Bơm tự động chạy lại khi hết sự cố điện hoặc nước . -Bơm dừng khi quá áp do kẹt đường ống. -Bảo vệ quá nhiệt động cơ bằng RTH . Hãng : ABB. 2. GIẢI PHÁP SƠ BỘ. Sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ, tiết kiệm năng lượng, giảm sốc cơ khí và chi phí vận hành. Sử dụng biến tần điều khiển theo luật U/F và có hệ thống PID. PHẦN II: CHỌN THIẾT BỊ. Phân tích đặc tính cơ của máy sản xuất: Đặc tính cơ của máy sản xuất cũng là mối quan hệ giữa tốc độ quay của máy sản suất và moment cản của máy sản xuất M C = f(ω). Máy sản xuất rất đa dạng, do đó đặc tính cơ của máy sản xuất cũng rất đa dạng tuy vậy phần lớn nó đựoc biểu diễn dưới dạng biểu thức tổng quát sau: 3 α ω ω ))(( dm COdmCOC MMMM −+= (1.2) trong đó: M co : moment ứng với tốc độ ω = 0 M dm : moment ứng với tốc độ định mức ω đm . M c : moment ứng với tốc độ ω, Chế độ làm việc: dài hạn, đặc điểm là nhiệt độ của máy đạt giá trị ổn định. Điều khiển tốc độ: làm cho áp suất ổn định ( không thay đổi áp suất ). 1. CHỌN MÁY BƠM. a) Yêu cầu kĩ thuật: Mục đích: bơm nước cho tòa nhà cao 25m, lưu lượng tối đa 500l/min. Nên chọn bơm chuyên dụng cho việc cấp nước. b) Thông số kỹ thuật: • Hãng sản xuất: Sea-land 4 • Xuấtxứ : Italy • Model: CN 40-40 • Công suất định mức 3 KW • Dòng điện 6,8 A • Cột áp(m) 25,5 m • Lưu lượng 500l /min . 5 6 c) Phân tích đặc tính cơ: d) Chế độ làm việc: Lưu lượng tỉ lệ theo tốc độ động cơ. Điểm làm việc của bơm là giao điểm của đường đặc tính cơ của bơm và đường đặc tính làm việc của biến tần. e) Các yêu cầu điều khiển và bảo vệ chính: 7 Yêu cầu bảo vệ: • Bảo vệ vật lý: Giá bơm được đặt trên nền cứng, giữ cố định thân bơm. • Bảo vệ điện: Nối mát cho máy bơm. 2. CHỌN BIẾN TẦN. Biến tần sử dụng là của hãng ABB. a) Yêu cầu kĩ thuật: • Chọn theo công suất động cơ. • Toàn bộ hệ thống bơm, quạt sẽ được điều khiển thông qua biến tần. • Với phương pháp điều khiền U/f. • Có các chức năng bảo vệ: quá áp, thấp áp, quá nhiệt, bảovệ nhiệt động cơ, bảo vệ ngắn mạch, đảo pha, kẹt rotor… Sử dụng biến tần của hãng ABB, series ACS310. Model: ACS310-03U-09A7-4. Mô tả: Đây là dòng biến tần được sản xuất chuyên dụng điều khiển bơm và quạt cho những ứng dụng nhằm làm giảm lượng quá tải, như hệ thống điều hòa không khí trong tòa nhà, nhà máy công nghiệp, hệ thống thông, chiết gió, hệ thống dẫn lưu, hệ thống cung cấp nước rất phù hợp cho dự án này. 8 * Tính năng nổi bật: o Nhiều tính năng nổi bật cho điều khiển bơm và quạt (PFC và SPFC). o Điều khiển nhiều bơm và quạt song song. o Tích hợp bộ điểu khiển PID. o Chức năng làm sạch và làm đầy đường ống. o Thiết kế nhỏ gọn với chiều cao và chiều sâu đồng nhất. b) Thông số kĩ thuật: Thông số: Công suất định mức 4 (kW) Dòng ngõ vào định mức 9.7 A Dòng ngõ ra định mức 8.8A Mức điện áp định mức 3 phase 380~480V Dải điều khiển tốc độ 0.5~400 Hz Khả năng chịu quá tải 1.1 x I 2N trong 1 phút/10 phút Nhiệt độ hoạt động -10 – 40 0 C, max. 50 0 C 9 3. THIẾT BỊ PHỤ KIỆN VÀ BẢO VỆ BIẾN TẦN 3.1 Điện trỡ hãm: Nhóm không dùng thêm điện trở hãm vì các lí do kỹ thuật sau: + Chúng ta thường gắn điện trở hãm đối với động cơ có công suất lớn nhưng với đề tài của nhóm thì công suất của động cơ không lớn lắm, chỉ 4kW. + Hệ thống tải bơm quạt không yêu cầu hãm động năng. 10 [...]... nhiễu sóng hài từ biến tần xuống động cơ MẠCH ĐỘNG LỰC: 23 • NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Đóng MCCB ở mạch động lực và MCB mạch điều khiển, nhấn nút ON cuộn hút contactor KM có điện đóng tiếp điểm bên mạch đông lực cấp nguồn cho biến tần và bộ điều khiển kiểm tra mức X1,X2; đồng thời đóng tiếp điểm tự giữ bên mạch điều khiển để duy trì nguồn điện, đèn SUPPLY sáng Nhấn START thì cuộn hút role... có điện đóng tiếp điểm thường hở bên biến tần điều khiển động cơ quay để hệ thống hoạt động Tiếp điểm thường mở bên mạch điều khiển được đóng lại để duy trì dòng qua CR1, đèn báo RUN sáng Nhấn STOP để dừng động cơ Khi đó, cuộn hút role CR1 mất điện và đèn RUN tắt Cuộn hút role CR1 mất điện nên tiếp điểm của nó bên mạch động lực mở ra động cơ dừng hoạt động 24 Khi đầu dò nhiệt độ của bộ PTC nóng trên... Yêu cầu kĩ thuật: • Cho biết được chính xác mực nước 16 • Có thể tác động điều chỉnh được • Cho tín hiệu ra là analog để biến tần có thể điều khiển dễ dàng b) Thông số kĩ thuật: Hãng sản xuất: Omron Tên: E4PA-LS200-M1-N Điện áp định mức 10-30VDC • Các thông số : • Sơ đồ đấu nối: 17 7 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN CẤP / THOÁT NƯỚC Chọn Bộ điều khiển mức nước 61F-GR của Omron • Nguồn cấp: 110/220VAC • Điện áp điện... diều khiển và động lực, đồng thời tiếp điểm 97-98 thường hở sẽ đóng lại đèn báo động H sẽ sang lên Khi bồn trên tràn nước thì tiếp điểm thường đóng của X1 mở ra làm cho cuộn hút role CR1 mất điện nên tiếp điểm của nó bên mạch động lực mở ra làm cho động cơ dừng bơm Tương tự khi bồn dưới hết nước tiếp điểm thường mở của X2 vẫn mở ra làm cho cuộn hút role CR1 mất điện nên tiếp điểm của nó bên mạch động. .. cho động cơ dừng bơm Trong trường hợp xuất hiện lỗi khi động cơ đang hoạt động (quá momen, quá dòng, thấp áp…), tiếp điểm thường đóng của role output trong biến tần sẽ mở ra và tiếp điểm thường mở đóng lại làm cho cuộn hút role CR2 có điện đóng tiếp điểm thường hở của CR2 ,đèn ERROR sáng; đồng thời cuộn hút role CR3 có điện mở tiếp điểm thường đóng của CR3 làm cho cuộn hút role CR1 mất điện làm cho động. .. đủ lớn • Contactor: • Thiết bị đóng cắt điều khiển • Yêu cầu kỹ thuật: Có dòng điện định mức đủ để cung cấp cho hệ thống • Cảm biến siêu âm: - Phản hồi mức về biến tần để biến tần điều khiển tốc độ động cơ làm mức nước luôn ổn định - Yêu cầu kỹ thuật: Có khoảng giá trị đo phù hợp với yêu cầu thực tế • Bảo vệ ngắn mạch dùng MCCB • Bảo vệ nối đất biến tần và động cơ • Sử dụng cảm biến để hồi tiếp giá trị... LT3-SA00M Thông số kỹ thuật : Nguồi nuôi: 115/230 Tiếp điệm phụ : N/C+N/O (catalog PTC trang 4) PHẦN III ĐẤU NỐI MẠCH ĐỘNG LỰC – MẠCH ĐIỀU KHIỂN Nhiệm vụ, yêu cầu và các bộ phận trong mạch động lực: Nguồn điện áp vào 3 pha: 380VAC/ 50Hz 22 • Bộ lọc ngõ vào EMC: Khi bộ biến tần hoạt động các dây điện động lực của nó có thể sinh ra từ gây nhiễu Bộ lọc EMC có tác dụng sẽ làm giảm thiểu tác dụng nhiễu • MCCB: -... trang 9 4.3 CÁP ĐỘNG LỰC 13 a) Chọn dây cáp mạch động lực: Khi chọn cáp, khách hàng cần xem xét những yếu tố sau: - Dòng điện định mức - Độ sụt áp - Dòng điện ngắn mạch - Cách lắp đặt Sử dụng cáp cách điện PVC hãng CADIVI • Yêu cầu: Iđm > Iđmbiếntần ( =9.7A) • Thông số: S = 1.5 mm2 Iđm = A b) Chọn dây cáp mạch điều khiển: 14 *Thông số: S = 0.5 mm2 , I đm = 5 A 5 THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 5.1 NÚT... riêng để cảm biến hoạt động ổn định Mã số: 1606-XPL15E hãng RockWell Điện áp vào/ra Công suất Dòng điện ra 240VAC/24VDC 15W 0.6A 12.Chọn PTC đầu dò nhiệt điện trở.(PTC thermistor probes)  Yêu cầu dò nhiệt độ trên cuộn dây của động cơ để bảo vệ quá nhiệt cho động cơ 21 Lựa chọn: PTC có thông số kỹ thuật như sau Mã hiệu : DA1-TT090 Thông số kỹ thu ật: Nhiệt độ làm việc : 90 0C Khối lượng : 0.01 kg (catalog... role CR1 mất điện làm cho động cơ dừng hoạt động MẠCH ĐIỀU KHIỂN: 25 PHẦN IV: CÀI ĐẶT BIẾN TẦN ACS310 26 Mã số Mô tả Giá trị 9905 9906 9907 9908 9909 9904 điện áp định mức dòng định mức tần số định mức tốc độ định mức công suất định mức hệ số công suất 380V 6.8A 50Hz 1500rpm 3Kw 0.9 2202 2203 2204 thời gian tăng tốc thời gian giảm tốc hình dạng Ramp 5s 5s 0s 1003 1001 Điều chỉnh hướng quay DI1 :start=1/stop=0 . áp(m) 25,5 m • Lưu lượng 500l /min . 5 6 c) Phân tích đặc tính cơ: d) Chế độ làm việc: Lưu lượng tỉ lệ theo tốc độ động cơ. Điểm làm việc của bơm là giao điểm của đường đặc tính cơ của bơm và đường. TÀI. 2 Đề tài: Một bơm công suất bơm 500l/min bơm vào bồn nước có độ cao 25m.Nước từ bồn được cung cấp xuống cho chung cư sử dụng.Yêu cầu : -Yêu cầu điều khiển lưu lượng bơm làm sao để mức nước. suất động cơ. • Toàn bộ hệ thống bơm, quạt sẽ được điều khiển thông qua biến tần. • Với phương pháp điều khiền U/f. • Có các chức năng bảo vệ: quá áp, thấp áp, quá nhiệt, bảovệ nhiệt động cơ,