Ổn định mức một bơm công suất 500 l/min bơm vào bồn nước có độ cao 25m nước từ bồn được cung cấp xuống cho chung cư sử dụng yêu cầu điều khiển lưu lượng bơm làm sao để mức nước của bồn là không đổi

Kỹ thuật điều khiển động cơ
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
oOo
ĐỒ ÁN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
NHÓM 71
GVHD: TS LÊ QUANG ĐỨC
ĐỀ TÀI:
Ổn định mức: một bơm công suất 500 l/min bơm vào bồn nước có độ cao 25m. Nước
từ bồn được cung cấp xuống cho chung cư sử dụng. Yêu cầu điều khiển lưu lượng
bơm làm sao để mức nước của bồn là không đổi .
Sử dụng biến tần Rockwell.
Nhóm 71 Page 1
Kỹ thuật điều khiển động cơ
I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG:
Giải pháp:
Sử dụng biến tần để điều khiển bơm ổn định mực nước trong bồn với các đặc điểm
sau:
• Bơm được cấp nguồn qua biến tần.
• Bơm có thể hoạt động ở các chế độ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu.
• Việc thay đổi lưu lượng được thực hiện thông qua việc thay đổi tốc độ động cơ
Ưu điểm khi sử dụng biến tần:
• Không còn tổn thất trên van như kiểu truyền thống.
• Bơm cũng không phải sinh ra công suất trên trục lớn hơn nhu cầu thực tế để
chống lại lực cản trên bơm.
Cảm biến mức nước sẽ xác định mức nước cần cung cấp cho bồn từ đó xác định tốc
độ bơm.
Nhóm 71 Page 2
Kỹ thuật điều khiển động cơ
II. CHỌN THIẾT BỊ:
Để thực hiện sơ đồ trên ta cần thực hiện các bước sau:

- Lựa chọn thiết bị cụ thể bao gồm.
+ Chọn bơm.
+ Chọn biến tần.
+ Chọn các thiết bị bảo vệ,cáp, nút nhấn, đèn báo…
+ Chọn cảm biến mức .
- Cài đặt thông số cho biến tần.
- Thiết kế mạch động lực, mạch điều khiển, tủ điện
.
Nhóm 71 Page 3
Kỹ thuật điều khiển động cơ
1. ĐỘNG CƠ
Yêu cầu 500l/min tương đương 30m
2
/h, cột
mức 25m.Vậy chọn máy bơm theo nhà sản
xuất PENTAX, Model CHT-550 theo catalgue
sau:
Nhóm 71 Page 4
Kỹ thuật điều khiển động cơ

P= 5.1KW , I= 10A, Q= 30m
3
/h ~ 500l/min, H= 29.4 m
Nhóm 71 Page 5
Kỹ thuật điều khiển động cơ
2. CHỌN BIẾN TẦN:
Biến tần của hãng Rockwell .
Model: PowerFlex 40 22B-D012x104
P
đm

= 5,5 kW ( 7,5HP), lớn hơn P
đc
= 5.1 kW
I
Out
= 12 A
I
in
= 14.2 A
S= 11.8 KvA
Nhóm 71 Page 6
Kỹ thuật điều khiển động cơ
3. THIẾT BỊ BẢO VỆ :
a. Cầu chì. Chọn cầu chì của hãng Rockwell 1942-GS3G250 theo catalog
sau:
Nhóm 71 Page 7
Kỹ thuật điều khiển động cơ
b. Chọn CB
- Theo catalog biến tần ta chọn CB bảo vệ động cơ như sau:
Nhóm 71 Page 8
Kỹ thuật điều khiển động cơ
- Chọn CB cho mạch điều khiển của hãng LS Industrial systems có các thông số
kỹ thuật sau:
Model : RCBO – RKP – B6A - 06 120228RO
Dòng định mức 6 A
Điện áp 230V
2 poles
Dòng cắt 4,5 kA
Nhóm 71 Page 9
Kỹ thuật điều khiển động cơ

Nhóm 71 Page 10
Kỹ thuật điều khiển động cơ
c. Contactors.
Chọn theo catatog biến tần 100C23.
Nhóm 71 Page 11
Kỹ thuật điều khiển động cơ
d. Chọn Line Reactor. Chọn theo catalog biến tần.

e. Chọn Relay trung gian (hãng Omron loại MY2 AC 230V).
Nhóm 71 Page 12
Kỹ thuật điều khiển động cơ
f. Chọn cáp động lực:
g. Chọn cáp điều khiển: Chọn cáp CADIVI 1120301, mặt cắt 0.5mm
2
.
Nhóm 71 Page 13
Kỹ thuật điều khiển động cơ
h. Chọn nút nhấn:
Nút nhấn có đèn báo : 2 nút NC và 2 nút NO
Đèn báo pha : 5 đèn báo.
Nhóm 71 Page 14
Kỹ thuật điều khiển động cơ

4. CHỌN CẢM BIẾN MỨC:
a. Cảm biến.
PT124B – 220 Serie
Immersion type – Kiểuthả chìm
Tín hiệu 4-20 mA
Nhóm 71 Page 15
Kỹ thuật điều khiển động cơ

b. Nguồn cho cảm biến.
Thông số kỹ thuật:
- Bộ nguồn AC-DC của hãng OMROM : 635-S8JX-G015112CD
- AC : 100 – 240 Vol
- DC: 12 Vol
Nhóm 71 Page 16
Kỹ thuật điều khiển động cơ
III. CÀI ĐẶT BIẾN TẦN.
d001 50 Hz tần số xuất cho động cơ
d002 50 Hz tần số nguồn điện
d003 10 A dòng điện ra động cơ
d004 400v điện áp ra động cơ
d020 10v điện áp cảm biến
d021 20mA đòng điện cảm biến
d022 5.1kw công xuất động cơ
P031 400V điện áp định mức của motor
P032 50Hz tần số định mức của motor
P033 10A dòng điện max của motor

P034 20 Hz tần số min mà động cơ làm việc liên tục
P035 50Hz tần số max mà động cơ làm việc
P036 2 kiểu điều khiển 2 dây
P37 0 stop bằng hàm ram
P39 10s thời gian khởi động
P40 10s thời gian dừng động cơ
P42 2 lớp điện áp là 480V
A083 50% cài đặt % thời gian tăng tốc và giảm tốc theo hàm S
ramp
A088 400V điện áp cao nhất của biến tần xuất cho motor
A089 12A dòng ra cho phép trước dòng giới hạn xuất hiện

A055 7 thiết lập relay out và chọn chức năng nhận biết
quá dòng
Nhóm 71 Page 17
Kỹ thuật điều khiển động cơ
A056 150% nếu quá dòng là 150% thì relay output chuyển
trạng thái
A091 10kHz tần số băm
A095 1 vô hiệu hóa chức năng chạy nghịch
A096 1 bật chế độ flying start
A097 3 bật chế độ bù khi motor chạy không ổn định
A122 4 khi mất tín hiệu analog input thì motor chạy ở tần số
nhỏ nhất
A165 0.3s thời gian mà phát hiện tín hiệu analog để chạy ở
tần số nhỏ nhất
A125 0 dùng luật điều khiển U/f
A126 10A cài đặt dòng điện khi đầy tải
A127 2 kích hoạt chế độ autotune
Cài đặt PID
A132 1 chọn tham chiếu là biến trở nội
A133 1 chọn ngõ phản hồi tương tự 4-20mA
A134 1 hệ số khuếch đại
A135 1s hệ số tích phân
A136 1(1/s) hệ số vi phân
A137 43% thiết lập tham chiếu bằng 43% dòng phản hồi
A138 0% chọn vùng ngừng làm việc là 0%
A139 0 hz bỏ chế độ preload
Nhóm 71 Page 18
Kỹ thuật điều khiển động cơ
IV. THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN
• On 2 CB để mạch động lực và mạch điều khiển có điện

• On nút nhấn Power thì cuộn coil KM1 có điện (đèn D1 sáng), đồng thời 3
tiếp điểm chính mạch động lực đóng lại -> biến tần có điện và tiếp điểm
thường hở 13,14 của contactor đóng lại, biến tần có điện thì R1, R2 đóng
lại -> cuộn coil KM1 luôn luôn có điện.
• Sau khi biến tần có điện thì ta cài đặt.
• Khi cài đặt xong thì ta bắt đầu cho bơm hoạt động. Nhấn Run cuộn coil
KA1 có điện (đèn D2 sáng) và các 2 tiếp điểm KA1 đóng lại, một tiếp điểm
dùng để tự giử cho cuộn coil KA1 có điện, một tiếp điểm KA1 nối trong biến
tần đóng lại -> bơm hoạt động,
• Khi muốn stop bơm ta nhấn nút stop -> cuộn coil KA1 mất điện-> bơm bắt
đầu hãm và stop.
• Khi dừng động cơ ta muốn ngắt điện biến tần thì nhấn nút StopPower
->KA1 mất điện-> các tiếp điểm chính và phụ KM1 mất điện.
• Khi biến tần có lỗi thì tiếp điểm R1, R2 sẽ hở ra làm mất điện cuộn coil
KM1 -> các tiếp điểm KM1 sẽ hở ra ngắt biến tần khỏi lưới điện.
Nhóm 71 Page 19