Đồ án : Điều khiển quạt gió

Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Link full ( bản vẽ thiết kê+cài đặt+ file báo cáo)
/>usp=sharing
MỤC LỤC
Mở đầu :
Phần I: GIẢI PHÁP SƠ LƯỢC CHO ĐỒ ÁN
Phần II: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG
Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Chương 1: Chọn thiết bị máy sản xuất, thiết bị truyền động, động cơ
I. Quạt gió
II. Động cơ
Chương 2: Chọn thiết bị điện chính
I. Biến tần PV0150 - EMERSON
II. Cảm biến
Chương 3 : các phụ kiện biến tần
I. Thiết bị đi kèm biến tần
1. Điện trở hãm
2. AC reactor
II. Thiết bị bảo vệ
1. CONTACTOR
2. MCCB
3. Cáp
4. Nút nhấn
5. Đèn báo
III. Thiết bị bảo vệ mạch điều khiển
1. Cầu chì 1 pha
2. MCB 1 pha
3. Nguồn 24V
Phần IV: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐỘNG LỰC
Phần V: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Phần VI: TỦ ĐIỆN

Phần VII: CÀI ĐẶT
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 1
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Phần VIII: BẢN VẼ
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 2
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Nội dung cụ thể: N02
Quạt gió: điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy
điều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng. Quạt có công suất 20HP.
Chọn động cơ, AC-Driver, thiết bị điện để điều khiển nhiệt độ phòng.
Điều khiển ổn dịnh nhiệt độ phòng bằng cách điều khiển tốc độ động
cơ, chọn cảm biến nhiệt độ.
Đặc tính cơ của quạt ly tâm.
Hãng sản xuất: Control techniques (Emerson)
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 3
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Phần II: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG
1. Mô hình tổng quát của hệ thống :
 Mô tả hoạt động của hệ thống :
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 soát nhiệt độ phòng trong 3 trường
hợp :
 Nếu nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển
động cơ chạy nhanh hơn, để lấy nhiều không khí qua máy lạnh hơn, để
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 X, biến tần điều
khiển động cơ chạy chậm lại, giảm không khí qua máy lạnh, và đưa
nhiệt độ phòng về nhiệt độ mong muốn.

Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 4
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
2. Mô hình vòng kín của hệ thống :
Cần các thiết bị:
1. Bộ điều khiển
2. Động cơ quạt gió
3. Cảm biến nhiệt độ phòng
4. Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống
Giải pháp sơ lược:
 Động cơ: Theo yêu cầu của đề tài, quạt có công suất 20HP nên ta chọn
động cơ có công suất phù hợp.
 Thiết bị điều khiển: Để điều khiển nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc
độ quạt (động cơ) => Chọn biến tần. Để điều khiển tốc độ quạt ta cần
dựa vào giá trị sai lệch giữa nhiệt độ đặt (tham chiếu) và nhiệt độ đo(phản
hồi). Giá trị nhiệt độ đo được lấy từ cảm biến nhiệt độ phòng.
 Bảo vệ cho biến tần ta cần CB, Contactor.
 Biến tần giữ nhiệm vụ điều khiển và bảo vệ cho động cơ.
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 5
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ
Đặc tính cơ của quạt:
.
YÊU CẦU TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ SỐC CƠ KHÍ
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 6
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Chương 1: ĐỊNH HƯỚNG CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
a) Chọn quạt:
Yêu cầu là điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy
điều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng và quạt có công suất 20HP, nên
nhóm chọn quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-72do công ty TOMECO

thiết kế và chế tạo, chuyên dùng cho thông gió.
b) Chọn động cơ:
Sau khi đã chọn được quạt ta dựa vào catalog của quạt sẽ có được các
thông số cần thiết của động cơ,từ đó ta sẽ chọn được động cơ cho hệ thống.
c) Chọn biến tần:
Sau khi đã chọn được động cơ nhóm đã dựa vào các thông số kĩ thuật của
động cơ và yêu cầu của hệ thống, nhóm chọn được biến tần để điều khiển đó
là: PV0150 của EMERSON chuyên dùng để điều khiển cho bơm quạt và ổn
định nhiệt độ dựa vào tín hiệu phản hồi.
d) Chọn các thiết bị bảo vệ cho biến tần :
Dựa vào catalog của biến tần PV0150 ta sẽ chọn được các thiết bị bảo vệ:
MCCB, CONTACTOR,…
e) Chọn điện trỡ hãm :
Nhóm quyết định chọn điện trở hãm theo hướng dẫn của nhà sản xuất
và phù hợp với catalog.
Kiểu điện trở hãm: TDB-4C01-0150
f) Chọn cảm biến :
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 7
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Vì yêu cầu của khách hang là ổn định nhiệt độ nên ta chon cảm biến
nhiệt độ và bộ transmitter chuyển đổi tín hiệu sang dòng 4-20mA để phản
hồi về biến tần.
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 8
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Chương 2:
CHỌN THIẾT BỊ MÁY SẢN XUẤT,
THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG, ĐỘNG CƠ
1. Quạt gió: quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-72
Mã sản phẩm: CF.4-72
Đặc tính kỹ thuật:

- Đường kính guồng cánh (mm): 280 - 2000
- Tốc độ (vòng/phút): 355 – 2.900
- Công suất động cơ (KW): 1,5 - 250
- Lưu lượng (m3/h): 1500 – 220.000
- Áp suất toàn phần (Pa): 220 – 3200
- Nhiệt độ dòng khí cho phép (
0
C): Chịu được nhiệt độ cao khi có gối
trục và kết cấu đặc biệt theo thiết kế của TOMECO đảm bảo hoạt động
tốt ở nhiệt độ thường.
Chi tiết:
Kí hiệu
Đường kính
guồng cánh
(mm)
Tốc độ
(vòng/phút)
max
Lưu lượng
(m3/h)
Áp suất
toàn phần
(Pa)
Công suất
động cơ
(KW)
4-72.050 500 2900 7700-15000 3100-2000 15
Ghi chú: Có catalog kèm theo
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 9
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức

Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 10
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
2. Động cơ: động cơ điện 3 pha VIHEM 3K160M2
Sản phẩm của công ti VIHEM
Chi tiết về sản phẩm:
- VIHEM 3K160M2
- hiệu suất cao
- mô men mở máy khỏe, tiếng ồn và độ rung thấp,
- kiểu dáng hình thức đẹp,
- kích thước lắp đặt và dãy công suất phù hợp với tiêu chuẩn IEC
- Đặc tính kỹ thuật:
Công
suất
Tốc
độ
Điện
áp
Dòng
điện
Hệ
số
công
suất
Tỷ số
momen
t khởi
động
Tỷ số
moment
cực đại

Tỷsố
dòng
điện
khởi
động
Cấp
bảo
vệ
Khối
lượng
15kw
-20hp
2940
(Vg/p
h)
380/6
60 (V)
27/15
,6
(A)
0,94 2,6 3,1 7,0 44
(IP)
12 (K
g)
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 11
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Ghi chú:Chi tiết xem catalog
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 12
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Chương 3:

CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CHÍNH
I. Biến tần PV0150 của EMERSON
A. Đặc tính kỹ thuật chung của biến tần PV:
Thông số kỹ thuật
Mô tả
Ngõvào
Điện áp và tần số
3 pha, 380V~440V, 50Hz/60Hz.
Dải dao động có thểchấp nhậnđược
Áp: 320V~460V;
không cân bằng pha: < 3%;
sai sốtần số: ± 5%.
Ngõ ra
Điện áp
380V
Tần số 0Hz~650Hz.
Khả năng chịu quá tải
120% dòng định mức trong 1 phút,
150% dòng địnhmức trong 1 giây
Chứcnăng
điềukhiển
Loại điều biến
Điều biến độ rộng xung vector trường.
Dải tốc độ (độ phân giải) 1:100
Mômen tải khi khởi động 180% mômen tải định mức tại tần số 0.50Hz.
Độ chính xác của tốc độ ≤ ± 0.5% tốc độ đồng bộ định mức.
Độ chính xác tần số
Dạng số: tần số cao nhất × ± 0.01%.
Dạng tương tự: tần số cao nhất × ± 0.2%.
Độ phân giản tần số

Dạng số: 0.01Hz.
Dạng tương tự: tần số cao nhất ×0.1%.
Tăng cường mômen
Tăng cường mômen tự động, hoặc bằng tay
0.1%~30.0%
Dạng đường cong V/F
Gồm 4 loại: đường cong tuyến tính V/F và 3
loạiđường cong V/F (Bậc 2.0, bậc 1.7, và bậc
1.2)
Bộ điều khiển tích phântỉ lệ - PI tích
hợp sẳn
Dùng cho các hệ thống điều khiển vòng
kíndễdàng.
Tiết kiệm năng lượng tựđộng
Đường cong V/F được tối ưu tự động tương
ứngvới điều kiện của tải để tiết kiệm
nănglượng.
Tự động giới hạn dòng
Dòng điện có thể được tự động giới hạn để
tránhbáo lỗi thường xuyên cho BT
Chức năng hoạt
động
Các phương pháp nhập lệnh ngõ vào
Thông qua bàn phím, trạm đấu nối, và cổng
truyền thông nối tiếp
Phương pháp cài đặt tần số
Các chế độ có thể chọn được: Cài đặt dạng số,
haytương tự như: Áp/dòng, hoặc thôngqua
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 13
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức

cổng truyềnthông nối tiếp.
Trạm ngõ ra dạng số
Ngõ ra tín hiệu xung 0~50kHz. Tín hiệu có thể
làmột tần số tham chiếu hay một tần số ngõ ra.
Trạm ngõ ra dạng tươngtự
2 ngõ ra tín hiệu tương tự từ 0/4~20mA và
0/2~10V(Có thể chọn được). Có thể cho ra một
tín hiệu tầnsố tham chiếu, hay là tầnsố ra.
Bàn
phímđiềukhiển
Bàn phím có chỉ thị LED
Hiển thị tần số cài đặt, tần số ra, công suất ra
vàdòng điện trong quá trình hoạt động, cài đặt
tần sốkhi dừng. Có thể cắm nóng - không cần
tắt nguồn.
Bàn phím có chỉ thị LCD
(Tùy chọn)
Hiển thị tiếng Anh hoặc tiếng Hoa, với khả
năng saochép thông số và khóa phím. Cắm
nóng.
Chức năng bảo vệ
Bảo vệ sai pha, bảo vệ quá dòng, thiếu dòng,
quááp/thiếu áp, quá nhiệt, và bảo vệ quá tải.
Các phụ kiện tùy chọn
Bàn phím hiển thi LCD, điện trở thắng, cáp
cho bànphím, cổng Profibus - DP.
Môi trường
Môi trường hoạt động
Trong mát, không ẩm ướt, và chất gây ô nhiểm
nhưchất dẫn điện.

Độ cao Ít hơn 1000m
Nhiệt độ môi trường
-10C tới + 40C (Giảm dòng khi nhiệt độ từ40
đến50 độ C).
Độ ẩm Ít hơn 95%RH, không cô đặc.
Độ rung Ít hơn (0.6g)
Nhiệt độ lưu trữ -40C~+70C
Bảo vệ
Cấp bảo vệ
IP20
Làm mát
Quạt làm mát
B. Biến tần PV0150:
Sau khi đã chọn được động cơ nhóm đã dựa vào các thông số kĩ thuật của
động cơ và yêu cầu của hệ thống, nhóm chọn được biến tần để điều khiển đó
là: PV0150của EMERSON chuyên dùng để điều khiển cho bơm quạt và ổn
định nhiệt độ dựa vào tín hiệu phản hồi.
Công suất điện (kVA): 21
Dòng dịnh mức ngõ vào (A): 35
Dòng định mức ngõ ra (A): 32
Công suất động cơ (kW): 15
Công tắc ngõ vào: CB-QF (A) 63A
Ghi chú: có catalog và hướng dẫn sử dụng đi kèm
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 14
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Hình ảnh thực tế của biến tần:
II. Cảm biến nhiệt độ:
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 15
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Vì yêu cầu của khách hang là ổn định nhiệt độ nên ta chon cảm biến

nhiệt độ và bộ transmitter chuyển đổi tín hiệu sang dòng 4-20mA để
phản hồi về biến tần.
- Chọn cảm biến nhiệt độ MBT 5410 của hãng Danfoss có tích hợp
Transmitter bên trong. Code: 084Z5064
o Input range: -10 đến 50
0
C
o Khoảng nhiệt độ tối đa: -50 đến 100
0
C
o Tìn hiệu ra: 4-20mA
 4mA tương ứng với -10
0
C
 20mA tương ứng với 50
0
C
Catalog của cảm biến
- Hình ảnh
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 16
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
- Đặc tính kỹ thuật
o Phần tử nhiệt PT100
o Kiểu kết nối 2 dây (Biến áp 24VDC thành dòng 4-20mA theo nhệt
độ)
o Thuộc loại : Room sensor
o Đầu nối điện là loại PG13.5
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 17
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Chương III: Các phụ kiện biến tần:

Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 18
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
I .Thiết bị đi kèm biến tần
1. Chọn điện trở hãm:
Theo hướng dẫn của nhà sản xuất ta chọn thiết bị điện trở hãm là: TDB-
4C01-0150
Cấu hình: điện trở có thông số:1000w/100Ω
Công suất
động cơ
(kW)
Kiểu điện
trở
Hãm
Tỉ số thời
gian
hoạt động
trên
tổng số
thời
gian hoạt
động
(%)
Mômen
hãm
(%)
Thời gian
hoạt
động liên
tục có
thể chịu

được
(giây)
Lắp rời/có
Sẳn trên bi
biến
tần
15


TDB-R01-
0015-0400
0400 100 10 TDB-4C01
0150

Xem chi tiết trên catalog
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 19
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Hình ảnh:
2. Chọn AC REACTOR
1. Input ac reactor
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 20
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Cuộn kháng AC đầu vào dùng để hạn chế dao động điện áp lưới và quá áp
tới hoạt động tới biến tần, làm mịn nguồn điện áp cung cấp bảo vệ biến tần
và nâng cao hệ số công suất. Nó không chỉ ngăn được sự ảnh hưởng của
nguồn lưới mà nó còn giúp giảm dòng hamonic về nguồn cấp
Ta chọn AC reactor có mã số: HSL119-EM07
2. Output ac reactor
Cuộn kháng AC đầu ra dùng để Ngăn nhiễu gây ra từ biến tần, ngăn dòng
harmonic, giảm dòng điện rõ, bảo vệ thiết bị, giảm tiếng ồn.

Chọn AC reactor có mã số: HSL220-EM07.
Vì theo manual biến tần không kèm theo thông số cũng như mã số của cuộn
kháng AC kèm theo nên nhóm chọn loại AC reactor tương thích với biến tần mà
khách hang yêu cầu.
Đấu nối vào biến tần:
Có catalog kèm theo:
3-Phase AC input Reactor, AC Output Reactor and DC Reactor Compatible to
EMERSON Frequency Inverter(1.5~630 kW)
Source Motor 3-Phase AC 3-Phase AC Output DC Reactor
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 21
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Voltage
V
Power
Kw
input reactor Reactor
Current
A
HSL
Ordering
No.
Current
A
HSL
Ordering
No.
Current
A
HSL
Ordering

No.
3AC
400
1.5 3.7 HSL119-
EM01
3.0 HSL220-
EM01
2.2 5.5 HSL119-
EM02
6.3 HSL220-
EM02
3.7 9.0 HSL119-
EM03
11.0 HSL220-
EM03
5.5 13.0 HSL119-
EM04
16.0 HSL220-
EM04
7.5 18.0 HSL119-
EM05
18.0 HSL220-
EM05
11.0 24.0 HSL119-
EM06
28.0 HSL220-
EM06
40 HSL424-
EM01
15.0 34.0 HSL119-

EM07
35.0 HSL220-
EM07
50 HSL424-
EM02
18.5 38.0 HSL119-
EM08
40.0 HSL220-
EM08
65 HSL424-
EM03
22.0 50.0 HSL119-
EM09
50.0 HSL220-
EM09
70 HSL424-
EM04
30.0 60.0 HSL119-
EM10
63.0 HSL220-
EM10
80 HSL424-
EM05
37.0 75.0 HSL119-
EM11
80.0 HSL220-
EM11
3. Chọn DC reactor
Theo khuyến cáo của nhà sản xuất thì cuộn kháng DC được yêu
cầu cho biến tần khi công suất lớn hơn 90kW. Đối với biến tần nhỏ

hơn 75kW, có thể dùng hoặc không.
II. thiế t bị bảo vệ biến tần
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 22
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
Dựa vào bảng thông số dưới đây ta có thể lựa chọn thiết bị bảo vệ
phù hợp với khuyến cáo của nhà sản xuất là lựa chọn thiết bị bảo vệ
có dòng điện định mức là:63A
1. Chọn contactor : dùng để đóng ngắt từ xa các mạch điện và bảo vệ lưới
điện.
Với yêu cầu bảo vệ biến tần và động cơ có dòng điện định mức 35A ta lựa
chọn contactor sao cho phù hợp và có thể bảo vệ cũng như chịu được dòng
điện trên.
Từ các yêu cầu trên nhóm chọn contactor 3RT1035-1AP00 của siemen.
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 23
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
CONTACTOR: 3RT1035-1AP00
dùng cho động cơ có công suất từ 3- 18.5KW
• Số cực :3P
• Dòng định mức: 35A
• Điện áp cuộn dây: 230V/50Hz
• Size: S2
• Dòng ngắn mạch 50KA
Hình ảnh :
Catalog kèm theo
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 24
Báo cáo đồ án GVHD:T.S Lê Quang Đức
2.Chọn MCCB: MCCB là thiết bị đóng ngắt mạch điện, bảo vệ quá tải và
ngắn mạch.
Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 25