Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học Kỹ thuật điều khiển động cơ Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng có nội dung chính sau: Tìm hiểu vấn đề, Sơ đồ giải pháp, chọn các thiết bị,..Mời các em cùng tham khảo!
Điều khiển động cơ Nhóm 24 ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆNĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG …………………… ĐỒ ÁN MƠN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Đề tài:Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng GVHD: TS.LÊ QUANG ĐỨC SVTH:NHĨM 24 1.Hồng Văn Huệ 1051060026 2.Trương Văn Hoạt 1051060025 3.Lê Đức Hậu 1051060017 Page 1 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Tp.Hồ Chí Minh,Tháng10/2013 A.U CẦU ĐỀ TÀI, HƯỚNG GIẢI QUYẾT u cầu đề tài: Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hồ, điều khiển theo nhiệt độ phòng. Quạt có cơng suất 10 HP, Chọn động cơ, quạt, AC drive, thiết bị điện để điều khiển nhiệt độ của phòng. Quạt chạy liên tục, tự chạy lại khi có sự cố mất điện Báo động điện áp hệ thống thấp đèn, dừng động cơ Điều khiển ổn định nhiệt độ phòng bằng cách điều khiển tốc độ động cơ quạt: nhiệt độ ổn định cài đặt được trong khoảng 20 – 300C I.Tìm hiểu vấn đề: Đối tượng làm việc ở đây là quạt gió.Các loại quạt gió thơng dụng phân loại theo ngun lý làm việc: Quạt ly tâm: dịch chuyển dòng khí trong mặt phẳng vng góc với trục quay Quạt hướng trục: dịch chuyển dòng khí song song với trục quay của quạt Dựa theo u cầu của đề bài ta chọn loại quạt gió ly tâm. Moment tỉ lệ với bình phương tốc độ quay. Đường đặc tính cơ của máy sản xuất : Page 2 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Điều khiển quạt để ổn định nhiệt độ phòng, cài đặt được trong khoảng 20 – 300C Mơ tả q trình làm việc : Để ổn định được nhiệt độ của phòng, ta sử dụng chức năng PID của biến tần để điều khiển tốc độ của động cơ, kiểm sốt nhiệt độ phòng trong 3 trường hợp sau: Nếu nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển động cơ chạy nhanh hơn, để lấy nhiều khơng khí qua máy lạnh hơn, giảm nhiệt độ phòng về nhiệt độ mong muốn Nếu nhiệt độ phòng bằng nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển động cơ giữ tốc độ, chạy ổn định Nếu nhiệt độ phòng nhỏ hơn nhiệt độ mong muốn , biến tần điều khiển động cơ chạy chậm lại, giảm khơng khí qua máy lạnh, và đưa nhiệt độ phòng về nhiệt độ mong muốn Chế độ làm việc dài hạn II.Sơ đồ giải pháp: Hướng giải quyết: Dùng quạt gió ly tâm của hãng Phương Linh Dùng động cơ kéo quạt phù hợp Dùng biến tần điều khiển U/f của hãng Omron Dùng cảm biến nhiệt độ đặt trong phòng để phản hồi nhiệt độ thực tế ở trong phòng. Page 3 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Dựa vào độ sai lệch giữa nhiệt độ đặt và nhiệt độ thực tế ở trong phòng để điều khiển tốc độ quạt Dùng nguồn ni cảm biến Power Supply Dùng các thiết bị điện để đóng cắt và bảo vệ phù hợp III. Chọn các thiết bị Quạt: u cầu: quạt có cơng suất P =10 HP Giải pháp:Ta chọn quạt ly tâm của hãng Phương Linh có model CPL45,5I : (catalog quạt gió ly tâm _Phương Linh trang 1/1) Quạt ly tâm của hãng Phương Linh CPL – 4 – 5,5I có các thơng số sau: Cơng suất : 7.5KW Điện áp : 380 V Tốc độ : 1450 V/p Lưu lượng : 7000 – 8500 m3/h Page 4 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Phi cánh : 550mm Động cơ kéo quạt: Mục đích : Để kéo quạt gió u cầu : Phù hợp với quạt gió có cơng suất 10 HP Là động cơ xoay chiều 3 pha Giải pháp: Chọn động cơ kéo quạt của hãng ABB có model: M2AA132M (catalog động cơ _ABB trang 7/28) Động cơ kéo quạt có các thơng số sau: Cơng suất định mức : 7.5KW Page 5 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Dòng điện định mức : 14,8 A Điện áp định mức : 400V/ 50Hz Hệ số cơng suất : 0,83 Tốc độ định mức :1450 rpm Số cực : 4 3.Biến tần Mục đích:Điều khiển tốc độ cho động cơ kéo quạt gió có cơng suất 7,5 HP u cầu: Điều khiển U/f Chế độ làm việc dài hạn Sử dụng cho động cơ có cơng suất đầu ra là 10HP Biến tần điều khiển của hãng Omron Giải pháp:Ta chọn biến tần của hãng Omron có model:3G3JX A4075 (catalog bien tan Omron trang 209/262) Page 6 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Thơng số kĩ thuật của biến tần: Điện áp và dòng điện đầu vào : 380 400V AC Tần số đinh mức : 50/60 Hz Cơng suất : 7,5 kW Dòng điện đầu vào định mức : 20 A Dòng điện đầu ra định mức : 16 A 4.Điện trở hãm: Theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần Omron ta chọn điện trở hãm có model : 3G3AX – RBU41 có giá trị 34 Ω (catalog biến tần Omron trang 47/57) 5.AC RECACTOR Mục đích :Dùng để lọc song hài sinh ra trên đường dây Giải pháp:Ta chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần Có model: 3G3AXAL4110 Cơng suất: 5.5 – 7.5KW Page 7 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (Catalog biến tần Omron trang 48/57) 6.DC REACTOR Mục đích :Dùng để làm phẳng dòng trong biến tần Giải pháp : Ta chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần Có model: 3G3AXDL4075 Cơng suất: 7.5KW ( Catalog biến tần Omron trang 48/57) 7. INPUT NOISE FIlTER Mục đích:Có nhiệm vụ lọc nhiễu điện từ ở đầu vào Giải pháp: Ta chọn input noise filter theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần Có model: 3G3AX – NFI41 Page 8 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog biến tần Omron trang 48/57) 8. OUTPUT NOISE FILTER Mục đích:Lọc nhiễu điện từ ở đầu ra Giải pháp :Theo khuyến cáo của nhà sản xuất ta chọn output noise filter có model sau: 3G3AX – NFO03 (catalog biến tần Omron trang 48/57) 9. MCCB Mục đích: bảo vệ q tải, ngắn mạch cho mạch động lực,bảo vệ biển tần u cầu: Điện áp :380 V Dòng cắt phải đủ lớn Dòng định mức khoảng 1,3 – 1,5 dòng I đm Số cực : 3 Giải pháp : Chọn MCCB của hãng Mitsubishi NF63CW Các thơng số của MCCB: Page 9 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Dòng điện định mức : 25A Điện áp : 400V Số cực : 3 Dòng cắt :5 kA (catalog Mitsubishi _ MCCB_MCB trang 16/192) 10. CONTACTOR Mục đích : để đóng cắt mạch động lực thơng qua mạch điều khiển u cầu: Tải là động cơ khởi động mềm nên chọn theo AC – 1 Chọn dòng định mức vào khoảng 1.3 – 1,5 I đm Phù hợp với động cơ và biến tần Contactor có điện áp cuộn hút là 220 V Giải pháp :Lựa chọn contactor của hãng ABB có model A93010 Page 10 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (Catalog Contactor _ABB trang 14/78) Contactor có các thơng số: Dòng điện định mức : 25A Cơng suất : Điện cáp cấp vào cuộn hút : 220V Tiếp điểm : 1 NO 11. Chọn MCB Mục đích : bảo vệ ngắn mạch, q tải và cách ly cho mạch điều khiển u cầu : Chọn loại 1P+N Dòng định mức phù hợp Điện áp 220 V Giải pháp : Chọn MCCB của hãng Mitsubishi BHDN (IEC 60898) Page 11 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog MCCB_MCB của Mitsubishi trang 180/192) Các thơng số cơ bản của MCB : Số cực : 1P +N Dòng điện cắt định mức : 6A Điện áp : 230V Dòng cắt : 4,5kA 12. RELAY TRUNG GIAN Mục đích :Để khởi động biến tần u cầu : Có 2 tiếp điểm Điện áp cuộn hút 220V Giải pháp : Chọn relay trung gian của Omron có model 653MY2AC220240S Page 12 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog relay trung gian _Omron trang 1) (catalog relay trung gian _ Omron trang 3/17) Các thơng số cơ bản của rơle trung gian: Điện áp cuộn hút : 220 V Số tiếp điểm : 2 Dòng điện tối đa trên tiếp điểm : 10 A Điện áp tối đa trên tiếp điểm : 250 V 13. Chọn cảm biến nhiệt độ Mục đích : Đo nhiệt độ trong phòng làm việc phản hồi về biến tần Giải pháp : Dùng cảm biến nhiệt độ hãng ELEKTRONIK Page 13 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog cảm biến nhiệt độ _ELEKTRONIK trang 1/2) Các thơng số của cảm biến nhiệt độ : Ngõ ra : 4 – 20mA Nhiệt độ làm việc : 0 – 50 0C 14. POWER SUPPLY Mục đích : Cấp nguồn cho cảm biến hoạt động u cầu : Điện áp đầu vào:220V Điện áp đầu ra:24V Điện áp đầu ra ổn định Page 14 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Giải pháp : Chọn bộ CPE 24/5.0 Các thơng số kĩ thuật của bộ nguồn 24 VDC Điện áp vào:115230VAC Tần số:4763Hz Điện áp đầu ra: 24VDC Dòng đầu ra :5A (catalog Power supply trang 4/8) 15.Chọn cáp điện Chọn cable cho mạch động lực : Mục đích: kết nối các thiệt bị trong mạch động lực n cầu: Chịu được dòng q tải của động cơ Cách điện tốt Phù hợp biến tần và động cơ Page 15 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Theo khuyến cáo của biến tần chọn cable động lực như sau:có tiết diện 3,5mm2 (Theo catalog biến tần Omron trang 36/262) Giải pháp Chọn loại cáp có mã 1060305 của hãng Cadivi Việt Nam Page 16 Điều khiển động cơ Nhóm 24 ( Catalog cáp điện lực hạ áp _Cadivi 4/11) Các thơng số của cáp động lực: Số lõi : 3 Tiết diện : 3,5 mm2 Chọn cáp cho mạch điều khiển Mục đích: Kết nối các thiết bị trên mạch điều khiển u cầu: Phù hợp với dòng điện tổng chạy trong mạch điều khiển Giải pháp: Chọn loại cáp CXV – 0,6/1kV có mã 1060201 của hãng Cadivi Việt Nam (catalog cáp điện lực hạ áp _ Cadivi trang 3/11) Các thơng số của cáp điều khiển : Số lõi : 2 Tiết diện : 1mm2 Chọn cáp chống nhiễu : Mục đích : Chống nhiễu cho tín hiệu điều khiển với độ chính xác cao u cầu : Chống nhiễu tốt Giải pháp : Chọn loại cáp DVV/Sc của Cadivi Các thơng số của cáp chống nhiễu : Số lõi : 1 Tiết diện : 0,5 mm2 Có màng chắn đồng chống nhiễu Page 17 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog cáp chống nhiễu _ Cadivi trang 7/70) 16.Chọn nút nhấn và đèn báo Nút nhấn Mục đích: Để khởi động,dừng động cơ,bật tắt nguồn u cầu: Hoạt động tốt,cách điện tốt Sử dụng được với nguồn 220V Page 18 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Giải pháp: Chọn 2 nút nhấn NO 1SFA619101R1014 và 1 NC 1SFA619101R1044 (catalog nút nhấn trang 6/12) Đèn báo Mục đích :Báo nguồn và các trạng thái làm việc của hệ thống u cầu: Sử dụng được với điện áp mạch điều khiển 220V Giải pháp : Chọn đèn led có mã như bảng sau (catalog den bao trang 4/6) Các thơng số cơ bản của đèn báo : Page 19 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Điện áp : 230V Màu sắc : Chọn 3 loại màu đỏ, vàng, xanh lá cây 17. Chọn tủ điện Các thiết bị chứa trong tụ điện Thiết bị Biến tần Contactor MCCB MCB Relay RA Nguồn 24 VDC AC reactor DC reactor Input noise filter Output noise filter Cao (H) 189 74 180 89 36 90 150 115 38 38 Rộng (W) 110 44 90 25 27 40 112 90 45 45 Tủ điện được chọn phải thỏa mãn : Chiều cao > 90+189+180+38 = 497 mm Chiều rộng >110 + 112 + 45 = 267 mm Chiều sâu > 157 mm Chọn tủ điện của hãng ABB có model AE1 8630 Page 20 Sâu (D) 157 74 72 69 21 21 135 110 26 26 Điều khiển động cơ Nhóm 24 (catalog tủ điện điều khiển _ ABB trang 3/8) Các thơng số của tủ điện : Chiều cao : 800 mm Chiều rộng : 600 mm Chiều sâu : 300 mm IV. Mạch động lực và mạch điều khiển (có file autocad đính kèm) Ngun lý làm việc của hệ thống : Chế độ bình thường Trước tiên ta đóng MCB cấp nguồn cho mạch điều khiển Đóng MCCB cấp nguồn cho mạch động lực Khi ta nhấn START,cuộn contactor KM có điện Đèn Đ1 sáng báo hiệu có điện Tiếp điểm KM bên mạch điều khiển đóng lại Page 21 Điều khiển động cơ Nhóm 24 Đồng thời tiếp điểm KM bên mạch động lực đóng lại cấp nguồn cho biến tần sẵn sàng hoạt động Khi ta nhấn RUN,Relay RA có điện Đóng tiếp điểm RA bên mạch động lực,biến tần bắt đầu hoạt động,động cơ chạy kéo quạt quay theo tín hiệu hồi tiếp từ SENSOR và các chế độ đặt Đèn Đ2 sáng báo hiệu biến tần hoạt động Muốn dừng tồn bộ hệ thống ta nhấn STOP Chế độ sự cố Q tải,ngắn mạch,thấp áp Ta đã cài đặt trong biến tần Khi đó : Tiếp điểm MCMA mở ra,ngắt điện tồn bộ hệ thống Đồng thời tiếp điểm MCMB đóng lại ,đèn ERROR báo hiệu sự cố cho người điều khiển biết Khi mất điện hệ thống ngưng hoạt động, khi có điện lại hệ thống tự động hoạt động trở lại V.Tủ điện (có file autocad đính kèm) VI. Cài đặt biến tần Cài đặt các thông số của động cơ : Menu Mode Code H003 H004 A001 A002 A003 A004 A044 Mơ tả Chọn cơng suất động cơ Số cực của động cơ Chọn tần số chuẩn Chọn lệnh RUN Tần số cơ bản Tần số lớn nhất Chọn thuộc tính V/f Page 22 Giá trị 7,5 00 02 50 50 01 Ghi chú/ đơn vị KW Điều khiển số Hz Hz Nguồn 1.7 VP_tr98/262 Điều khiển động cơ F002 F003 A097 A098 C001 C036 Nhóm 24 Thời gian tăng tốc Thời gian giảm tốc Chọn kiểu tăng tốc Chọn kiểu giảm tốc Chọn ngõ vào chức năng S1 Chọn ngõ vào relay 5 01 01 00 01 s s Hình đường cong S Hình đường cong S Run hệ thống (chạy thuận) NC tại MA,NO tại MB Cài đặt các thông số PID Menu Mode Code A071 A072 A073 A074 A075 A076 A077 Cài đặt bảo vệ : Menu code B092 B130 B131 Mô tả Lựa chọn PID Hệ số P Hệ số I Hệ số D Tỷ lệ PID Tín hiệu hồi tiếp Đảo chức năng PID Giá trị 01 1 1,7 00 01 Tín hiệu hồi tiếp FI Đảo Mơ tả Điều khiển quạt làm mát Bảo vệ q tải Mức điện áp q tải Giá trị 00 01 760 Ghi chú/ đơn vị Ln ln ON Có tác dụng V Page 23 Ghi chú / đơn vị Có tác dụng .. .Điều khiển động cơ Nhóm 24 Tp.Hồ Chí Minh,Tháng10/2013 A.U CẦU ĐỀ TÀI, HƯỚNG GIẢI QUYẾT u cầu đề tài: Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hồ, điều khiển theo nhiệt độ phòng. ... phòng về nhiệt độ mong muốn Nếu nhiệt độ phòng bằng nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển động cơ giữ tốc độ, chạy ổn định Nếu nhiệt độ phòng nhỏ hơn nhiệt độ mong muốn , biến tần điều khiển động ... khiển tốc độ của động cơ, kiểm sốt nhiệt độ phòng trong 3 trường hợp sau: Nếu nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển động cơ chạy nhanh hơn, để lấy nhiều khơng khí qua máy lạnh hơn, giảm nhiệt độ phòng về nhiệt độ mong muốn