Báo cáo đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ: Bơm ổn định áp suất
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.94 MB, 39 trang )
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆNĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
ĐỀ TÀI: BƠM ỔN DỊNH ÁP SUẤT
GVHD: TS. LÊ QUANG ĐỨC
SVTH:
NGUYỄN VĂN BA 1051050004
DƯƠNG VĂN THƯỜNG 1051050058
ĐOÀN VÕ THI ÂN 1051050002
TÌM HIỂU ĐỀ TÀI: BƠM ỔN DỊNH ÁP SUẤT
Bài toán:
Điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho một chung cư khi các hộ sử
dụng không có quy luật. Lưu lượng tối đa 10 /h, cột áp 40m.
Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến áp suất.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 1
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Điều khiển ổn định áp suất nước cấp cho chung cư.
Bơm tự động chạy lại sau khi có sự cố điện.
Ngắt bơm khi trong bồn dưới không còn nước để tránh chạy khô.
Ngắt bơm khi áp suất nước quá thấp do bể ống hoặc bơm không hút được
(dưới cột áp 5m trong 20s).
Ngắt bơm khi áp suất quá cao do kẹt đường ống (cột áp trên 60m trong 20s).
Bơm dừng máy từ từ trong 50s để tránh sốc đường ống.
Bơm khởi động từ từ trong 1 phút để tránh sốc đường ống.
I .TÌM HIỂU VỀ VẤN ĐỀ
Hệ thống bơm cho khu chung cư.
Vấn đề: Nhu cầu sử dụng nước của khu chung cư là không có quy luật, khác
nhau ở từng thời điểm , vào giờ cao điểm như buổi tối (tắm rửa,nấu
cơm…..),buổi sáng( sinh hoạt)… Nước được dùng nhiều, như vậy gây ra sụt áp
nước chảy chậm(yếu),khi các hộ gia đình đi làm,hoặc vào ban đêm ít dùng
nướcdẫn đến áp suất đường ống tăng caogây hư hại các thiết bị…. Ngoài ra
máy bơm luôn chạy đầy tải dù giờ cao điểm hay thấp điểm như vậy là không
cần thiết,gây tốn điện năng và giảm tuổi thọ cơ khí.
Đặc tính bơm: Là mối quan hệ giữa lưu lượng và cột áp.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 2
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Yêu cầu : Phải ổn định áp suất trên đường ống cấp nước và tiết kiệm năng
lượng cho hệ thống.
II.GIẢI PHÁP:
Vì vậy dùng biến tần để điều khiển hệ thống sẽ đáp ứng được những yêu
cầu ta cần . Khi nhu cầu xử dụng nước cao, cần áp lực trên đường ống cao thì
biến tần sẽ tự động điều khiển động cơ quay ở tốc độ cao nhất để duy trì áp
lực, ngược lại khi nhu cầu xử dụng nước thấp, cần áp lực thấp, biến tần sẽ
điều khiển động cơ giảm tốc độ xuống hoặc dừng hẳn. Khi đó năng lượng điện
được tiết kiệm.
Khi dùng biến tần thì dòng khởi động được hạn chế sẽ không gây sụt áp khi
khởi
động để tránh ảnh hưởng tới các thiết bị khác.
Quá trình START , STOP của bơm được êm hơn, tác dụng giảm tác hại cho
động
cơ về mặt cơ khí.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 3
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Tiết kiệm năng lượng khi nhu cầu sử dụng thay đổi nhiều.
Có các chức năng bảo vệ : quá áp , thấp áp , bảo vệ quá tải …
Khởi động bơm từ từ với việc cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tốc tránh gây
rung đường ống và sự thay đổi áp suất đột ngột, tránh ảnh hưởng xấu cho hệ
thống.
Để biến tần điều khiển được hoạt động của bơm thì cần phải có cảm
biến áp
suất phản hồi về.
Sơ đồ khối của hệ thống như sau:
III. CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA MÔ HÌNH
1. CHỌN BƠM ĐỘNG CƠ:
Mục đích : Cấp nước cho khu chung cư, động cơ kéo bơm cấp nước.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 4
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Yêu cầu : Bơm phải phù hợp với yêu cầu : Cột áp 40m và lưu lượng
tối đâ là 10 /h
Động cơ là việc ở chế độ dài hạn, công suất phù hợp với bơm.
Tra đồ thi tải nên nhóm chọn bơm đi liền với động cơ của hãng
PENTAXÝ
Số hiệu: CMT400
Điện áp tần số dòng điện:
400VAC 50Hz – 6,6A
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 5
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Tốc độ: 2850 v/p
Cột áp – lưu lượng: 42,5m – 12/h
Công suất: 3Kw ( 4HP )
Áp suất tối đa: 8 bar
Số cực : 2 cực.
Có Catologue kèm theo (Trang 9 )
2. CHỌN BIẾN TẦN:
Mục đích: Điều khiển động cơbơm có công suất 3kw.
Yêu cầu:
Điêu khiên U/f
̀
̉
Thich h
́ ợp tai lam viêc dai han.
̉ ̀
̣
̀ ̣
Sử dung cho đông c
̣
̣
ơ co công suât đâu ra 3kw
́
́ ̀
Điều khiển bằng biến tần của hãng ABB
Giới thiệu biến tần ABB.
.Hãng ABB có rất nhiều loại biết tần như là biến tần
ACS55,ACS150,ACS310 ACS355, ACSM1,ACS550,ACS800 …….
Biến tần dùng cho bơm quạt.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 6
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 7
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Biến tần cho chế tạo máy.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 8
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Biến tần tiêu chuẩn.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 9
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Biến tần công nghiệp.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 10
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Giải Pháp :
Nhóm chọn biến tần ACS310
Model: ACS31003X08A04.
Có catalogue kèm theo (acs310_ trang 7).
Thông số kỹ thuật:
BIẾN TẦN
Công suất định mức
Dòng ngõ vào định mức
NHÓM 82 – LỚP TD10
THÔNG SỐ
3 kw
12,8 A
Page 11
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Dòng ngõ ra định mức
Mức điện áp định mức
Dải điều khiển tốc độ
Điều khiển
Khả năng chịu quá tải
Nhiệt độ hoạt động
8 A
3 phase 380~480V
0.5~400 Hz
U/f
1.1 x I2N trong 1 phút/10 phut́
10 – 40 0C, max. 50 0C
Có Catologue kèm theo (acs310huong dan_Trang 326)
Các phụ kiện đi theo biến tần:
a.Chọn EMC filter
Sóng điện từ do bộ nghịch lưu trong biến tần gây ra làm nhiễu tới các mạch
điện tử logic và tín hiệu analog,gây hoạt động sai.Do đó để hạn chế nhiễu điện
từ ta chọn bộ lọc EMC cho biến tần.
Theo hướng dẫn của nhà sản xuất biến tần nhóm chọn EMC có mã RFI32.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 12
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Catalogue kèm theo (acs310_Trang 18)
b.chọn Input chokes, Output chokes
Mục đích : Cải thiện hệ số công suất đầu vào và giảm sóng hài,giảm
dòng ngắn mạch,bảo vệ quá tải động cơ khi khởi động.
Yêu cầu :
Phù hợp với biến tần.
Điện áp làm việc 380V.
Dòng điện định mức >=12,8A
Theo catalog biến tần nhóm chọn :
Input chokes : CHK02.
Output chokes: NOCH00166x.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 13
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Có catalogue kèm theo (acs310_trang 17)
C. Điện trở hãm.
Vì tải bơm không cần hãm và công suất bé(3kw) nên nhóm không chọn điện trở
hãm.
IV. CHỌN CÁC THIẾT BỊ ,BẢO VỆ MẠCH ĐỘNG LỰC
1. Chọn Contator
Mục đích :Contactor dùng để điều điều khiển mạch động lực thông qua
mạch điều khiển.
Yêu cầu :
Vì cấp nguồn cho biến tần nên chọn tải AC1.
Có dòng định mức lớn hơn hoặc bằng
dòng vào lớn nhất của biến tần. (12,8A)
Điện áp điều khiển 220VAC
Giải pháp :
Nhóm chọn contactor của hãng ABB.
Mã :B 63010.
Điện áp định mức : 380415VAC
Điện áp cuộn hút : 220 240VAC
Dòng điện định mức: 16A
Tiếp điểm chính : 3 cực.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 14
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Có Catologue kèm theo (Contactor ABB_Trang 44)
2.Chọn MCB
Mục đích: bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch
động lực, bảo vệ biến tần.
Yêu cầu: Dòng định mức trong khoảng 1,31,5
dòng vào biến tần.
Điện áp :380VAC
Giải pháp:Nhóm chọn MCB của hãng ABB, dòng định mức theo dòng định
mức của cầu chì bảo vệ biến tần.
.
Theo catalogue của biến tần. (acs310_huong dan _Trang 329).
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 15
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Dòng điện định mức của cầu chì là 16A,nên nhóm chọn MCB của hãng
ABB có mã : S803CB16
Catalog MCB_S800 (trang 31)
Dòng định mức In=16A
Điện áp định mức :254/440 VAC
Khả năng chịu dòng :Icu=25kA
Tần số hoạt động :50/60hz
Số cực : 3 cực.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 16
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Chọn dây cáp mạch động lực.
Mục đích :kết nối các thiết bị trong mạch động lực.
Yêu cầu :
Chịu được dòng quá tải động cơ.
Cách điện tốt, phù hợp với biến tần và động cơ.
Giải pháp :Theo khuyến cáo của nhà sản suất biến tần.
2.
Catalogue (acs310_huong dan Trang 329)
=>>Nhóm chọn Cable 3 dây cho mạch động lực có tiết diện 2,5 của hãng LS
VINA Cable có cách điệnXLPE 0.6/1.2KV).
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 17
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Ghi chú: Catalog (Day cap LSVINA cable _trang 12/44)
Thông số của cáp :
Tiết diện danh định :2,5
Đường kính lõi : 2,01mm.
Chiều dày cách điện :0,7mm.
Số lõi : 3 lõi.
V. CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
1 . Chọn đèn báo.
Mục đích: Báo nguồn, báo tình trạng làm việc của hệ thống.
Yêu cầu: Sử dụng với điện áp điều khiển 220V.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 18
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
=>> Vậy nhóm chọn đèn báo của hãng ABB:
Thông số kỹ thuật :
Điện áp định mức: 230 VAC
Đường kính bệ tròn: 22 mm
Dòng điện tiêu thụ : 15 mA
Màu :Đỏ, Xanh lá cây, Vàng.
có catalog kèm theo (Nut an ABB_trang 53)
2.Chọn công tắc.
Mục đích :Để khởi động, dừng động cơ, bật tắt nguồn thông qua mạch điều khiển.
Yêu cầu :
Cách điện tốt, hoạt động tin cậy
Sử dụng với điện áp 220 V
Nhóm chọn công tắc vặn 2 vị trí của hãng ABB.
Mã : C2SS110■10
Thông số :
Công tắc vặn 2 vị trí .
Tiếp điểm : 1 NC
Điện áp cách điện : 300V
Điện áp –dòng điện tiếp điểm : 240 VAC 1A.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 19
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Catalog kèm theo ( Nut an ABB_Trang 48 ,58 )
3. Chọn Relay trung gian:
Mục đích:Dùng để khởi động biến tần và điều khiển thiết bị trên mach điều
khiển.
Yêu cầu :
Điện áp tiếp điểm 220VAC.
Điện áp cuộn hút :220VAC.
Chọn relay trung gian của hãng ABB
Loại : CRM
Điện áp tiếp điểm : 250VAC, 12 A
Điện áp cuộn hút :230VAC 50/60hz
Số cực : 2 C/O.
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 20
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 21
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Có catalogue kèm theo (Relays trung gian _ trang 7.64_7.66)
4.Chọn công tắc áp suất.
Mục đích : Dừng động cơ khi áp suất cao hơn hay thấp hơn mức cho phép.
Yêu cầu :
Giải điều chỉnh có chứa mức cho phép.
Chịu được áp suất cao nhất của đường ống.
Điện áp tiếp điểm :220VAC.
Giải pháp :Chọn công tắc áp suất của hãng DANFOSS.
Mã :RT 200 017523866 dùng cho áp suất trên(6 bar).
Mã: RT 200 017523966 dùng cho áp suất dưới.(0,5 bar)
Thông số :
o
o
Dải điều chỉnh điểm đặt áp suất : 0,26 bar
Áp suất lớn nhất mà công tắc chịu được :22 bar
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 22
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Catalog (cong tac ap suat_ Trang 2 , 4)
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 23
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
5.Chọn rơ le thời gian.
Mục đích : Khi áp suất đường ống cao hơn 60m(cột áp) hoặc áp suất đường ống
nhỏ hơn 5m(cột áp ) trong vòng 20s thì dừng động
Yêu cầu :
Thời gian cài đặt chứa 20s.
Điện áp tiếp điểm :220VAC.
Điện áp cuộn hút :220VAC
Giải pháp :Nhóm chọn rơ le thời gian của hãng ABB để cài đặt.
Catalog (Rơ le thời gian _ Trang 8)
Mã sản phẩm : CTERD.22_ 1SVR500100R0100
* Thông số kỹ thuật.
Điện áp tiếp điểm : 250 VAC
Loại : ONdelayed với 2 C/O
Điện áp cuộn hút : 24240 VAC /4763hz
Dòng điện cuộn hút :27,4mA
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 24
Điều khiển động cơ
Nhóm 82
Thời gian cài đặt : 0.05s100h
*Nguyên lý hoạt động :
Catalogue ( CTERD)
6.Chọn cảm biến áp suất:
Mục đích : Đo áp suất đường ống để hồi về biến tần.
Yêu cầu : Vùng làm việc chứa áp suất 4 bar ( 40m cột áp)
Giải pháp : Nhóm chọn cảm biến áp suất của hãng OMRON
NHÓM 82 – LỚP TD10
Page 25
