Kỹ thuật điều khiển động TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỂN THÔNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Đề Tài : Một cầu thang mở cửa đóng vào động 250W, sử dụng biến tần limit switch để điều khiển cửa mở đóng lại nhẹ nhàng, nhanh không va đập vào thành cửa Sử dụng biến tần hãng ABB Giáo Viên Hướng Dẫn : TS Lê Quang Đức Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 50: Đặng Anh Tuấn Nguyễn Từ Thanh Tuấn Nhóm 50 0951060062 0951060064 Page Kỹ thuật điều khiển động  Phân tích yêu cầu khách hàng: o Dùng động pha điều khiển đóng mở cánh cửa o Dùng biến tần limit switch để đóng mở cửa nhẹ nhàng  Chọn động cơ, biến tần ABB Tập trung vấn đề chủ yếu điều khiển: Điều khiển đóng ban đầu đóng cửa cần tốc độ nhanh gần hết trình chậm lại dừng cuối trình tránh va đập Yêu cầu mở cửa ngược lại Yêu cầu thêm có cảm biến hồng ngoại phát người tới cửa để mở đóng cửa mà có người dừng lại mở cửa  Giải pháp sơ bộ: Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động II Chọn Động cơ: Theo u cầu ta chọn động có cơng suất 250W, điện áp 380V Tiêu chí đối tượng kéo tải nhẹ ta chọn loại nhỏ đáp ứng thông số sau o Điện áp pha 380/50Hz o Công suất 250W Thông số động cơ: Động cơ: pha – cực Điện áp: 380V, tần số 50Hz Tốc độ động cơ: 1350r/min Dòng điện: 0,72A Hệ số cơng suất: cosφ=0,82 Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Đặc tính chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại Chọn hộp số: Vì chế độ làm việc động chế độ làm việc nhẹ tốc độ động 1350 r/m mà ta chọn hộp số Ta chọn hộp số loại ZQ-250 VNID.,SJC Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Chọn Biến Tần: : chọn biến tần dựa vào thông số động Với công suất định mức: 250W Cấp điện: 3pha 380V đến 480V Từ ta chọn biến tần: ACS 310-03X- 01A3-4  Các thông số kĩ thuật bản: Điện áp 380 - 480 V Tần số 50Hz Cơng suất định mức 0,37 kW Dòng điện vào lớn nhất: 2.4A Dòng điện định mức 1,3 A Dòng điện lớn nhất: 2.1A Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Chọn Input Choke & Output Choke: chọn theo catalog biến tần Ta chọn Input choke loại CHK-01 Thông số kỹ thuật: Điện áp 380 - 480 V Dòng điện: 1,3A Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Output choke: ta chọn loại ACS-CHK-B3 Chọn MCCB  Chọn MCCB: chọn loại bảo vệ cho cho mạch động lực an tồn có cố xảy Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động  Dựa vào catalog biến tần ta chọn MCCB có dòng điện cắt 10A  Chọn MCCB S803S-B10 Các thông số kĩ thuật MCCB: Dòng điện cắt : 10A Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Dòng điện MAX: 50kA Tần số 50/60Hz Loại : cực Điện áp: 400V  Chọn contactor: thuộc hãng ABB Tiêu chí chọn theo dòng định mức biến tần: 1,3A Chọn contactor loại A-9-30-10  Các thông số kĩ thuật contactor:  Thuộc loại A9-30-10, có poles  Dòng điện tiếp điểm chính: 9A  Với điện áp: 380-400V,cơng suất 0.25kW, dòng điện 0.88A  Chọn MCB cho mạch điều khiển: Nhóm 50 Page Kỹ thuật điều khiển động Tiêu chí bảo vệ cho phần tử mạch an tồn có cố xảy q dòng, q áp MCB tác động bảo vệ  Chọn MCB hãng ABB, loại S252S-C4 Điện áp: 230/400V AC Dòng điện 4A Dòng điện cắt kA  Chọn role trung gian: sử dụng role trung gian để đóng mở tiếp điểm mạch Ta chọn loại MY2N AC220/240 hãng omron Với dòng điện 3A Điện áp 220/240 VAC Sử dụng loại 4PDT Nhóm 50 Page 10 Kỹ thuật điều khiển động Chọn máy biến áp cách ly: ta chọn máy biến áp cách ly loại ST1000VA-BACL V-Standa., JSC Điện áp vào : 1pha 220V, điện áp : 220V Công suất :1 kVA Chọn nguồn AC- DC: Yêu cầu: chọn nguồn cho cảm biến hồng ngoại điện áp 24VDC nên ta chọn loại S8JX G01524 hãng OMRON Thơng số: Điện áp 5A , dòng điện 3A , Cơng suất 15W Nhóm 50 Page 11 Kỹ thuật điều khiển động CHỌN LIMIT SWITCH: Chọn limit switch hãng OMRON, số hiệu: 653-D4B-3111N  Số lượng:  Khối lượng: 960g  Đầu tác động: cần bánh xe Chọn cảm biến hồng ngoại Yêu cầu: chọn cảm biến hồng ngoại nhận biết người vào để điều khiển cửa khơng đóng mở cửa đóng có người vào Lựa chọn: cảm biến hồng ngoại hãng Pepperl+Fuchs sau Loại cảm biến: RMS Tốc độ phát hiện: 0.1m/s Góc thiết lập: 00….400 Chế độ hoạt động: rađa cảm biến chuyển động Phạm vi cảm biến: 2000 x 4500 mm Gắn độ cao : 2200mm góc nghiêng 30 độ Tần số hoạt động: 24,05….24,25 GHz Điện áp: 12…36 V DC, 12…28 V AC Công suất tiêu thụ: ≤ 1W Nhiệt độ môi trường: -20C…60C Gắn độ cao tối đa: 4000mm Nhóm 50 Page 12 Kỹ thuật điều khiển động  Chọn cable, đèn báo, nút nhấn  Cáp: Chọn cáp theo tiêu chí với dẫn điện tốt, dây cáp đảm bảo an tồn  Dựa vào catalog biến tần Nhóm 50 Page 13 Kỹ thuật điều khiển động Chọn cáp lõi cho mạch động lực có tiết diện: 2,5mm2, cáp vào động 1,5mm2 Chọn cáp lõi cho mạch điều khiển có tiết diện: 0,5mm2 Nhóm 50 Page 14 Kỹ thuật điều khiển động Nút nhấn: ta chọn nút nhấn YW1L-V4E11Q0R IDEC Điện áp max 250V , sử dụng loại 1NO-1NC NO cho tiếp điểm thường mở, NC cho tiếp điểm thường đóng  Đèn báo: đèn báo nguồn, chạy thuận ,chạy nghịch, báo lỗi Chọn loại YW1P-1EQM3 hãng IDEC Sử dụng đèn led điện áp định mức: 230/240 AC/DC Nhóm 50 Page 15 Kỹ thuật điều khiển động II Đấu nối biến tần, cài đặt, mạch động lực – mạch điều khiển  Nhiệm vụ, yêu cầu phận mạch động lực:  Nguồn điện áp vào pha: 380VAC/ 50Hz  CB: Là thiết bị dùng để bảo vệ thiết bị mạch động lực, ngắt nguồn điện có cố ngắn mạch, tải Phải ngắt trị số dòng điện ngắn mạch lớn, CB phải có thời gian cắt bé  Các contacter dùng để cấp nguồn cho hệ thống hoạt động  Biến tần động nối đất để chống dòng dò  Nhiệm vụ, yêu cầu phận mạch điều khiển: Mạch điều khiển dùng để điều khiển việc cấp nguồn, cấp tín hiệu điều khiển chế độ chuyển động động Báo chế độ hoạt động động thông qua đèn báo  Mạch điều khiển bao gồm: - Nút nhấn on, off để đóng mở nguồn - Các nút nhấn điều khiển chạy thuận,chạy nghịch - Cầu chì để bảo vệ mạch ngắn mạch cho mạch điều khiển - Các đèn báo chạy thuận, chạy nghịch, báo nguồn, báo lỗi - Tiếp điểm cấu relay - Các cuộn hút tiếp điểm contacter Nhóm 50 Page 16 Kỹ thuật điều khiển động 1.Đấu nối biến tần: File autocad kèm theo Cài đặt biến tần Yêu cầu: - Cài đặt cho biến tần thông số động cơ, lưới điện - Cài đặt chế độ bảo vệ, điều chỉnh tốc độ, chế độ vận hành Thông số 1802 1801 2202 2203 9905 9906 9907 9908 9909 1401 9902 1201 1202 1003 1301 1302 Nhóm 50 Cài Đặt Các Thơng Số Cơ Bản Mô tả Khoảng cài đặt Tần số tối đa to 16000 HZ Tần số tối thiểu to 16000HZ Thời gian tăng tốc to 1800s Thời gian giảm tốc to 1800s Cài Đặt Cho Động Cơ Điện áp định mức 200 to 690 V Dòng điện định mức to 4.2 A Tần số 10 to 500 HZ Tốc độ định mức động 50…30000 rpm Công suất định mức động 0,05 to 0.75KW Cài đặt relay output Relay output 0,1,2 … 52 Cài đặt ANALOG INPUTS MINIMUM AI1 0….10V MAXIMUM AI1 0…10V 380 V 1.2 A 50 HZ 1350 rpm 0.25 KW ( tác động đầu lỗi ) Cài đặt phƣơng pháp điều khiển Điều khiển -3,-2 1,2, ,31 Cài đặt tốc độ Kích hoạt tốc độ đặt 0….13 Tốc độ đặt 0….50Hz Cho phép động đảo 1,2,3 chiều Cài đặt 50HZ HZ 5s 5s (điều khiển tốc độ) (DI3) 10 Hz 3= REQUEST (Cho phép động đảo chiều) 0V 10V Page 17 Kỹ thuật điều khiển động III Thuyết minh - ề Có file kèm theo Nguyên lý hoạt động:  Ban đầu chưa có cấp điện, hay biến tần bị lỗi tất đèn tắt  Bắt đầu ta ta ấn ON điện cấp nguốn cho cuộn hút Contactor KM đóng tiếp điểm mạch động lực, cấp nguồn vào biến tần Đồng thời đóng tiếp điểm thường mở mạch điều khiển đóng để giữ dòng điện bật sáng đèn Đ1  Giả sử cửa ban đầu đóng Để thực trình mở cửa ta ấn nút M: Điện cấp cho cuộn hút RL2 đèn Đ3 sáng Tiếp điểm thường mở đóng để giữ nguồn điện kết hợp bên mạch động lực tiếp điểm RL2 bên đóng cấp điện vào biến tần ngõ vào DI1(chạy thuận) Lúc biến tần hoạt động cấp điện cho động chạy với tốc độ 50 hz ( mở nhanh) cài đặt Động chạy thuận cửa bắt đầu mở đến cơng tắc Limit Switch SM1 điện cấp cho cuộn hút RL3 đóng tiếp điểm RL3 biến tần tức chân DI3 ta chọn tốc độ số với tần số 10Hz Cửa tiếp tục mở đến SM2 cuộn hút KM2 cấp điện, tiếp điểm thường đóng KM2 mở ngắt dòng điện vào RL2, đèn D3 tắt trình mở kết thúc  Thực q trình đóng cửa: Ta ấn nút nhấn Đ cấp nguồn cho cuộn hút RL1 Tiếp điểm thường mở đóng đèn đóng, đèn Đ2 sáng để giữ nguồn Nhóm 50 Page 18 Kỹ thuật điều khiển động điện kết hợp bên mạch động lực tiếp điểm RL1 bên đóng cấp điện vào biến tần ngõ vào DI2(chạy ngược) Lúc biến tần hoạt động cấp điện cho động chạy với tốc độ 50 hz ( đóng nhanh) đo cài đặt Động chạy ngược cửa bắt đầu đóng đến cơng tắc Limit Swit SD1 điện cấp cho cuộn hút RL3, đóng tiếp điểm RL3 biến tần ta chọn tốc độ số 10Hz Cửa tiếp tục mở đến SD2 cuộn hút KD2 cấp điện, tiếp điểm thường đóng KD2 mở ngắt dòng điện vào RL1, đèn Đ2 tắt trình đóng kết thúc  Khi có người vào mà cửa đóng cảm biến hồng ngoại phát đóng tiếp điểm thường mở RD/3 GN/4 cấp nguồn cho cuộn hút HN Ngay trình đóng bị cắt nguồn điện dừng lại đồng thời trình mở cấp điện bắt đầu mở cửa tiếp điểm thường đóng mở ký hiệu mạch điều khiển + Khi xảy lỗi đầu ,tiếp điểm ROCOM-RONC biến tần mở = ngắt biến tần khỏi nguồn, ROCOM-RONO đóng lại đèn Đ4 sáng báo lỗi + Nếu xảy cố ngắn mạch hay tải lúc MCB ngắt mạch điều khiển khỏi lưới, MCCB ngắt động cơ, biến tần khỏi lưới Nhóm 50 Page 19 ...Kỹ thuật điều khiển động  Phân tích yêu cầu khách hàng: o Dùng động pha điều khiển đóng mở cánh cửa o Dùng biến tần limit switch để đóng mở cửa nhẹ nhàng  Chọn động cơ, biến tần ABB Tập trung... điều khiển: Điều khiển đóng ban đầu đóng cửa cần tốc độ nhanh gần hết trình chậm lại dừng cuối trình tránh va đập Yêu cầu mở cửa ngược lại Yêu cầu thêm có cảm biến hồng ngoại phát người tới cửa. .. mạch động lực tiếp điểm RL2 bên đóng cấp điện vào biến tần ngõ vào DI1(chạy thuận) Lúc biến tần hoạt động cấp điện cho động chạy với tốc độ 50 hz ( mở nhanh) cài đặt Động chạy thuận cửa bắt đầu mở