BÁO CÁO THỰC TẬP KHOA ĐIỆN - HỆ THỐNG BƠM CÔNG NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA ĐIỆN - CƠ
====o0o====

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
HỆ THỐNG BƠM CÔNG NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : Th.s Vũ Văn Quang
Sinh viên thực hiện

:

Lớp

: Điện Cơng Nghiệp và Dân Dụng

Khóa

: K17

MSSV

:

HẢI PHỊNG - 2020


HỆ THỐNG BƠM CÔNG NGHIỆP
3.1 Động cơ bơm nước
3.1.1 Khái niệm
Máy bơm nước là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài ( cơ năng,

điện năng, thủy năng ..vv.. ) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất
lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống.
3.1.2 Phân loại máy bơm nước
Người ta chia máy bơm nước ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý
tác động của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy
bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm ... Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất
để phân loại máy bơm; theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm: Bơm động
học và Bơm thể tích.
- Bơm động học:
Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận năng lượng liên
tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm. Loại máy bơm này
gồm có những bơm sau:
Bơm cánh quạt ( gồm máy bơm nước li tâm, hướng trục, cánh chéo ): Trong loại
máy bơm này, các cánh quạt gắn trên bánh xe công tác ( BXCT ) sẽ truyền trực tiếp năng
lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển. Loại bơm này thường có lưu lượng lớn,
cột áp thấp ( trong bơm nước gọi cụ thể là cột nước ) và hiệu suất tương đối cao, do vậy
thường được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác
Bơm xoắn: Chất lỏng qua các rãnh BXCT của máy bơm sẽ nhận được năng lượng
để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra BXCT. Người ta dùng máy bơm này chủ
yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa...
Bơm tia: Dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dịng khí bên ngồi có động năng lớn
phun vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này bơm được
lưu lượng nhỏ, thường được dùng để hút nước giếng và dùng trong thi công.
Bơm rung: Cơ cấu công tác của bơm này là pít tơng-van giao động qua lại với tầng
số cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng. Loại bơm
này có lưu lượng nhỏ, thường được dùng bơm nước giếng và giếng mỏ.


Bơm khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng nhỏ
hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao. Loại bơm này thường

dùng để hút nước bẩn hoặc nước giếng.
Bơm nước va ( bơm Taran ): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa nước lên
cao. Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng cấp nưóc cho vùng nơng
thơn miền núi.
- Bơm thể tích:
Ngun lý làm việc của loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể tích của buồng cơng tác
truyền áp lực hút đẩy chất lỏng. Máy bơm nước thể tích có những loại sau:
Bơm pít tơng: Pít tơng chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ trong buồng cơng tác
để hút và đẩy chất lỏng. Loại bơm này tạo được cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên trong nông
nghiệp ít dùng, thường được dùng trong máy móc cơng nghiệp.
Bơm rơ to: Dùng cơ cấu bánh răng hoặc bánh vít, cánh trượt đặt ở chu vi phần quay
của bơm để đẩy chất lỏng. Bơm này gồm có: bơm răng khía, bơm pít tơng quay, bơm tấm
trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước ... Bơm rơ to có lưu lương
nhỏ thường được dùng trong cơng nghiệp Ngồi ra cịn có rất nhiều loại bơm động học và
bơm thể tích khác được sử dụng trong thực tế sản xuất và đời sống.
3.1.3 Cấu tạo của máy bơm nước

Hình 3.1. Cấu tạo của máy bơm nước
Gồm có bốn bộ phận:


Bánh cơng tác: kết cấu có 3 dạng chính là cánh mở hồn tồn, mở một phần và cánh
kín. Bánh công tác được lắp trên trục của bơm cùng với các chi tiết khác cố định với trục
tạo nên phần quay của bơm gọi là Rôto. Bánh công tác được đúc bằng gang hoặc thép
theo phương pháp đúc chính xác. Các bề mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có độ
nhẵn tương đối cao (tam giác 3 đến 6) để giảm tổn thất. Bánh công tác và Rôto của máy
bơm nước đều phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động để khi làm việc bánh công tác
không cọ xát vào thân bơm.
Trục bơm: thường được chế tạo bằng thép hợp kim và được lắp với bánh công tác
thông qua mối ghép then.

Bộ phận dẫn hướng vào: Hai bộ phận này thuộc thân máy bơm thường
Bộ phận dẫn hướng ra: (buồng xoắn ốc) đúc bằng gang có hình dạng tương đối
phức tạp.
3.2. Máy bơm nước cơng nghiệp
Khái niệm về máy bơm nước công nghiệp: Là loại máy bơm sử áp
dụng các nguyên tắc khác nhau như cơ khí và thủy lực để di chuyển
nước qua một hệ thống đường ống và xây dựng áp lực nước đầy đủ cho
mục đích sử dụng của nó.
Các loại máy bơm nước công nghiệp này được cung cấp và phân
phối trên thị trường Việt Nam bao gồm các chủng loại loại máy bơm
nước mang thương hiệu: máy bơm công nghiệp Ebara, máy bơm nước
công nghiệp Sealand, máy bơm công nghiệp Tohatsu, máy bơm công
nghiệp Ture, máy bơm nước công nghiệp Pentax, máy bơm nước công
nghiệp Mastra, máy bơm nước công nghiệp Howaki…

Hình 3.2. Bơm cơng nghiệp


Máy bơm nước công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển
động quay hoặc qua lại để tạo ra một lực hút chân không lấy nước vào
lưu lượng, rồi sau đó chúng áp dụng trực tiếp lưu lượng trên mặt nước
để thúc đẩy thơng qua xả, có thể xây dựng thêm áp lực theo yêu cầu.
Máy bơm nước đầu tiên đã được sử dụng trong các hệ thống nước Hy
Lạp cổ đại, sử dụng ốc vít quay chuyển động tích cực để thực hiện việc
vận chuyển nước. Máy bơm tay đầu tiên được sử dụng trên toàn thế
giới dựa trên nguyên lý chuyển động qua lại tích cực, sự chuyển động
qua lại tích cực được tạo ra bằng cách di chuyển máy bơm nước lên và
xuống để đạt được các hoạt động của bơm. Bộ phận Piston của phiên
bản máy bơm nước dựa trên nguyên lý chuyển động qua lại tích cực
thường có một hoặc nhiều bộ van một chiều để kiểm tra ở đầu vào và

đầu ra của buồng bơm để giữ cho các chất lỏng di chuyển theo một
hướng về phía đầu ra của máy bơm.

Máy bơm nước công nghiệp và lĩnh vực áp dụng:
– Được sử dụng để cung cấp nước trong ngành Công và Nông nghiệp
– Được sử dụng trong hệ thống xử lý nước sạch cho các khu công
nghiệp và chung cư
– Được sử dụng trong hệ thống tưới tiêu thủy lợi
– Được sử dụng trong cứu hoả, phòng cháy chữa cháy.
– Được sử dụng bơm, hút nước sinh hoạt cho nhà cao tầng.


3.3. Biến tần điều khiển bơm nước
Hệ thống điều khiển khơng có phản hồi

Hình 3.4. Ứng dụng biến tần điều khiển hệ thống bơm
Sử dụng biến tần trong điều khiển bơm nước được sử dụng rộng
rãi từ các ứng dụng đơn giản đến một hệ thống bơm nước tự động.
Ưu điểm của việc lắp biến tần điều khiển bơm nước cho hệ thống:
– Có thể linh hoạt điều chỉnh cơng suất bơm nước mà không làm tổn
hao nhiều năng lượng.
– Nâng cao tuổi thọ của động cơ do động cơ khởi động êm.
– Hạn chế được dòng điện khởi động cao.
– Tiết kiệm năng lượng.
– Điều khiển linh hoạt các máy bơm.
– Tự động ngừng khi đạt tới điểm cài đặt.
– Tự động tăng tốc giảm tốc tránh quá tải hoặc quá điện áp khi khởi
động.
– Bảo vệ được động cơ khi: ngắn mạch, mất pha, lệch pha, quá tải, q
dịng, q nhiệt…

– Kết nối với máy tính dùng SCADA để giám sát hoạt động.
– Kích thước nhỏ gọn, khơng chiếm diện tích trong nhà trạm.
– Dễ dàng lắp đặt, vận hành.
– Hiển thị các thông số của động cơ và biến tần.
– Lắp đặt tủ điện biến tần rất đơn giãn.


Hình 3.4. Nguyên lý điều khiển của biến tần
+ Nguyên lý làm việc
– Hệ thống biến tần áp dụng nguyên lý điều khiển vịng kín
– Tín hiệu áp lực từ mạng lưới cấp nước được đưa về bộ xử lý, so sánh với tín hiệu áp lực
được cài đặt theo yêu cầu.
sai lệch giữa 2 trị số này sẽ được một chương trình cài đặt riêng cho hệ thống xử lý để đưa
ra tín hiệu điều khiển tối ưu đến bộ biến tần.
– Bộ biến tần được lập trình xử lý tín hiệu đó và đưa ra tần số thích hợp cho dòng điện
vào động cơ. Số vòng quay trên trục bơm được thay đổi và đáp ứng vừa lưu lượng, áp lực
yêu cầu trên mạng lưới đường ống.
+ Nguyên tắc điều chỉnh hệ thống như sau:
– Khi nhu cầu dùng nước thấp hơn hoặc bằng khả năng cung cấp của một bơm thì máy
bơm nước có lắp biến tần hoạt động.
– Khi nhu cầu dùng nước tăng lên lớn hơn khả năng cung cấp của một máy bơm nước và
nhỏ hơn hoặc bằng khả năng cung cấp của hai bơm thì một bơm sẽ chạy tối đa với số
vịng quay định mức, bơm biến tần bổ sung đầy đủ lưu lượng theo yêu cầu.


– Khi yêu cầu lưu lượng tăng lên hơn nữa hoặc giảm đi thì việc điều chỉnh cũng diễn ra
tương tự.
Mỗi một hãng biến tần đều có những thế mạnh và những ưu điểm mà các hãng
khác không thể phủ nhận. Đó là nguyên nhân các hãng biến tần đều có thể tồn tại trên
cùng một thị trường. Khi mua biến tần chúng ta nên suy nghĩ đến đầu tiên là về tính kinh

tế của nó.
3.4. Biến tần CIMR F7 - A20P7

Hình 3.5 Biến tần CIMR F7 - A20P7
Ứng dụng của biến
tần Yaskawa F7

Tải

thường:

Quạt,

bơm,

Tải nặng: cầu trục và các máy nâng hạ, băng chuyền, máy nén khí,
máy đùn ép, máy cuộn, máy công cụ…

Nguồn cấp

3 pha 200-240VAC,(− 15% tới +10% ); 50-60Hz(± 5%)

Cơng suất

37 kW

Dịng điện

145 A

Dải tần số

0.01 to 150 Hz (CT selected.), 0.01 to 400 Hz (VT selected)

Mô men khởi động 120-150%tùy theo phương pháp điều khiển
Khả năng quá tải

HVAC

Tải thường150% trong 60 giây, tải nặng 120% trong 60 giây

Phương pháp điều V/f, V/f có phản hồi tốc độ, véc tơ vòng hở.


khiển
Phanh hãm
Ngõ vào
Ngõ ra
Chức năng bảo vệ

Tích hợp cho biến tần từ 18,5kw trở xuống
Ngõ vào số đa chức năng, ngõ vào tần số tham chiếu, ngõ vào an
toàn
Ngõ ra cách ly quang đa chức năng, báo lỗi rơ le, ngõ ra số đa chức
năng, ngõ ra giám sát, ngõ ra giám sát an tồn
Động cơ,q dịng, cầu chì,q áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, ngăn
chặn sụt
Chức năng tự động dị tốc độ động cơ khi mất nguồn khơng sử dụng
cảm biến tốc độChức năng KEB giữ động cơ hoạt động ổn định khi
mất nguồn dùng động năng tái sinh

Chức năng chính

Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID và cổng truyền thơng RS422/RS485.
Các tính năng đặc biệt cho bơm quạt: thiết lập cho các ứng dụng
bơm quạt cài đặt trước, khả năng phát hiện sự cố mô men cao hoặc
thấp, giữ động cơ hoạt động ngay cả khi mất tín hiệu cài đặt tần số,
giám sát cơng suất và điện năng tiêu thụ.
Hỗ trợ các chuẩn truyền thông RS422/RS485 (mặc định),

Truyền thông

PROFIBUS - DP, DeviceNet, CC-Link, CANopen, LONWORKS,
MECHATROLINK -2, MECHATROLINK-3
Màn hình vận hành LCD, cuộn kháng xoay chiều, cuộn kháng một

Thiết bị mở rộng

chiều,

bộ

phanh,

điện

trở

lọc

nhiễu...

Card tham chiếu tốc độ, card truyền thông, card giám sát, card điều
khiển tốc độ máy phát

Cấp bảo vệ

phanh,

IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)


3.5. Biến tần CIMR-F7A47P5

Hình 3.6. Biến tần CIMR-F7A47P5
Thơng số kỹ thuật
Ứng dụng của

Tải thường: Quạt, bơm, HVAC

biến tần

Tải nặng: cầu trục và các máy nâng hạ, băng chuyền, máy nén khí, máy

Yaskawa F7
Nguồn cấp
Cơng suất
Dịng điện
Dải tần số
Mơ men khởi

đùn ép, máy cuộn, máy công cụ…
3 pha 400V,(− 15% tới +10% )50-60Hz(± 5%)
7.5kW
17A
0.01 to 150 Hz (CT selected.), 0.01 to 400 Hz (VT selected)

120-150%tùy theo phương pháp điều khiển
động
Khả năng quá tải Tải thường 150% trong 60 giây, tải nặng 120% trong 60 giây
Phương pháp
V/f, V/f có phản hồi tốc độ, véc tơ vịng hở.
điều khiển
Phanh hãm
Tích hợp cho biến tần từ 18,5kw trở xuống
Ngõ vào
Ngõ vào số đa chức năng, ngõ vào tần số tham chiếu, ngõ vào an toàn
Ngõ ra
Ngõ ra cách ly quang đa chức năng, báo lỗi rơ le, ngõ ra số đa chức


Chức năng bảo
vệ

năng, ngõ ra giám sát, ngõ ra giám sát an tồn
Động cơ,q dịng, cầu chì,q áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, ngăn chặn
sụ
Chức năng tự động dò tốc độ động cơ khi mất nguồn không sử dụng cảm
biến tốc độChức năng KEB giữ động cơ hoạt động ổn định khi mất

Chức năng chính

nguồn dùng động năng tái sinhTích hợp sẵn bộ điều khiển PID và cổng
truyền thơng RS422/RS485.Các tính năng đặc biệt cho bơm quạt: thiết
lập cho các ứng dụng bơm quạt cài đặt trước, khả năng phát hiện sự cố
mô men cao hoặc thấp, giữ động cơ hoạt động ngay cả khi mất tín hiệu
cài đặt tần số, giám sát công suất và điện năng tiêu thụ.
Hỗ trợ các chuẩn truyền thông RS422/RS485 (mặc định), PROFIBUS -

Truyền thơng

DP, DeviceNet, CC-Link, CANopen, LONWORKS, MECHATROLINK
-2, MECHATROLINK-3
Màn hình vận hành LCD,cuộn kháng xoay chiều, cuộn kháng một chiều,

Thiết bị mở rộng

bộ phanh, điện trở phanh, lọc nhiễu...
Card tham chiếu tốc độ, card truyền thông, card giám sát, card điều

khiển tốc độ máy phát
Cấp bảo vệ
IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)
3.6. Sơ đồ mạch điện


Hình 3.7. Mạch ghép nối biến tần bơm 1


Hình 3.8. Mạch ghép nối biến tần bơm 2, 3

Hình 3.9. Mạch điều khiển động cơ bơm 1


Hình 3.9. Mạch điều khiển động cơ bơm 2, 3


Hình 3.10. Mạch điều khiển


Hình 3.11. Mạch đèn báo


Hình 3.12. Mạch đèn báo


KẾT LUẬN
Sau một thời gian thực tập, nghiên cứu viết báo cáo với sự nỗ lực thực hiện
báo cáo, đặc biệt được sự hướng dẫn tận tình của thầy Vũ Văn Quang cùng các thầy
cô trong Bộ môn Điện, Khoa Điện – Cơ, trường Đại học Hải Phòng, đặc biệt là các
anh chị cán bộ kỹ thuật trong CÔNG TY TNHH ARMS – VINA. Đến nay em đã
hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp. Báo cáo đã trình bày được một số vấn đề
như sau:
+ Nghiên cứu tổng quan về CÔNG TY TNHH ARMS – VINA.
+ Nghiên cứu về tủ điện và quy trình làm tủ điện cơng nghiệp
+ Nghiên cứu một số khí cụ điện điển hình trong tủ điện.
+ Đi sâu nghiên cứu hệ thống bơm công nghiệp, nguyên lý và mạch điều
khiển hệ thống bơm có ứng dụng biến tần công nghiệp
Do thời gian thực hiện và kiến thức của em còn hạn chế nên nội dung báo

cáo khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các thầy cơ trong bộ mơn cùng các bạn cùng khóa để nội dung báo cáo thực tập
của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thân Ngọc Hoàn, Máy điện, NXB xây dựng Hà Nội - 2005.
[2] Phạm Văn Chới, Khí cụ điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[3] Ngơ Hồng Quang, Giáo trình Cung cấp điện, NXB Giáo dục - 2013.
[4] Nguyễn Phùng Quang, Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha,
NXBGD -Hà Nội - 1996.
[5] Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh, Trang bị điện - điện tử máy
gia công kim loại, Nhà xuất bản giáo dục - 2003.
[6] Phan Đang Khải, Huỳnh Bá Minh, Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân
phối điện, NXB KHKT - Hà Nội - 2003
[7] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê, Cung cấp điện, Nhà xuất
bản KH&KT Hà Nội - 2003
[8] Trần Bách, Lưới điện, ĐHBK Hà Nội
[9] Tài liệu kỹ thuật công ty ARMS VINA
[10] Thư viện tài liệu trực tuyến />