Đồ án: Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.79 MB, 23 trang )
Điều khiển động cơ
Nhóm 24
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆNĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
……………………..
ĐỒ ÁN MÔN 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:NHÓM 24
1.Hoàng 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.YÊU CẦU ĐỀ TÀI, HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Yêu cầu đề tài:
Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hoà, điều khiển theo
nhiệt độ phòng.
Quạt có công 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 thông dụng phân loại theo
nguyên lý làm việc:
Quạt ly tâm: dịch chuyển dòng khí trong mặt phẳng vuông góc với trục quay.
Quạt hướng trục: dịch chuyển dòng khí song song với trục quay của quạt.
Dựa theo yêu 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
Mô tả quá 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 soát 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 không 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 không 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 nuôi cảm biến Power Supply.
Dùng các thiết bị điện để đóng cắt và bảo vệ phù hợp.
III. Chọn các thiết bị
1. Quạt:
Yêu cầu: quạt có công 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 thông số sau:
Công 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
2. Động cơ kéo quạt:
Mục đích : Để kéo quạt gió.
Yêu cầu :
Phù hợp với quạt gió có công 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 thông số sau:
Công 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 công 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
công suất 7,5 HP
Yêu cầu:
Điều khiển U/f
Chế độ làm việc dài hạn
Sử dụng cho động cơ có công 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
Thông số kĩ thuật của biến tần:
Điện áp và dòng điện đầu vào : 380 400V AC
Tần số đinh mức : 50/60 Hz
Công 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
Công 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
Công 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 quá tải, ngắn mạch cho mạch động lực,bảo vệ biển tần
Yêu 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 thông 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 thông qua mạch điều khiển
Yêu 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 thông số:
Dòng điện định mức : 25A
Công suất :
Điện cáp cấp vào cuộn hút : 220V
Tiếp điểm : 1 NO
11. Chọn MCB
Mục đích : bảo vệ ngắn mạch, quá tải và cách ly cho mạch điều khiển
Yêu 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 thông 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
Yêu 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 thông 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 thông 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
Yêu 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 thông 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
Yên cầu:
Chịu được dòng quá 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 thông 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
Yêu 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 thông 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
Yêu cầu : Chống nhiễu tốt
Giải pháp : Chọn loại cáp DVV/Sc của Cadivi
Các thông 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
Yêu 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
Yêu 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 thông 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 thông 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)
Nguyên 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 toàn bộ hệ thống ta nhấn STOP
Chế độ sự cố
Quá tải,ngắn mạch,thấp áp
Ta đã cài đặt trong biến tần .Khi đó :
Tiếp điểm MCMA mở ra,ngắt điện toàn 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
Mô tả
Chọn công 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
4
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
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
0
1,7
00
01
Tín hiệu hồi tiếp FI
Đảo
Mô tả
Điều khiển quạt làm mát
Bảo vệ quá tải
Mức điện áp quá tải
Giá trị
00
01
760
Ghi chú/ đơn vị
Luôn luôn ON
Có tác dụng
V
Page 23
Ghi chú / đơn vị
Có tác dụng
