Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng

Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng Báo cáo Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa điều khiển theo nhiệt độ phòng

Trang 1

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

……………………

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂNĐỘNG CƠ

Đề tài:Điều khiển quạt gió làm mát cấp khílạnh cho phịng từ máy điều hịa điều khiển

theo nhiệt độ phòng

GVHD: TS.LÊ QUANG ĐỨC SVTH:NHÓM 24

Trang 2

A.YÊU CẦU ĐỀ TÀI, HƯỚNG GIẢI QUYẾT

Yêu cầu đề tài:

Điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phịng từ máy điều hồ, điều khiển theo nhiệt độ phịng

 Quạt có cơng 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 thơng dụng phân loại theo ngun lýlàm việc:

 Quạt ly tâm: dịch chuyển dịng khí trong mặt phẳng vng góc với trục quay. Quạt hướng trục: dịch chuyển dịng khí song song với trục quay của quạt.

Trang 3

Điều khiển quạt để ổn định nhiệt độ phịng, cài đặt được trong khoảng 20 – 300C

Mơ 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 sốt nhiệt độ phịng 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 khơng 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 khơng khí qua máy lạnh, và đưa nhiệt độ phịng 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

Dựa vào độ sai lệch giữa nhiệt độ đặt và nhiệt độ thực tế ở trong phịng để điều khiển tốc độquạt.

Dùng nguồn ni cảm biến Power Supply.

Dùng các thiết bị điện để đóng cắt và bảo vệ phù hợp.

BIẾN TẦN ĐỘNG CƠ QUẠT PHÒNG

LÀM VIÊC

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Trang 4

III Chọn các thiết bị

1 Quạt:

u cầu: quạt có cơng suất P =10 HP

Giải pháp:Ta chọn quạt ly tâm của hãng Phương Linh có model CPL-4-5,5I :

(catalog quạt gió ly tâm _Phương Linh trang 1/1)

Quạt ly tâm của hãng Phương Linh CPL – 4 – 5,5I có các thơng số sau:

 Công suất : 7.5KW Điện áp : 380 V Tốc độ : 1450 V/p

 Lưu lượng : 7000 – 8500 m3/h

 Phi cánh : 550mm

2 Động cơ kéo quạt:

Mục đích : Để kéo quạt gió.Yêu cầu :

 Phù hợp với quạt gió có cơng suất 10 HP. Là động cơ xoay chiều 3 pha.

Trang 5

(catalog động cơ _ABB trang 7/28)

Động cơ kéo quạt có các thơng số sau:

 Công suất định mức : 7.5KW 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 : 43.Biến tần.

Mục đích:Điều khiển tốc độ cho động cơ kéo quạt gió có cơng

suất 7,5 HPu cầu:

 Điều khiển U/f

 Chế độ làm việc dài hạn

Trang 6

 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)

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 :

Trang 7

(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: 3G3AX-AL4110 Cơng suất: 5.5 – 7.5KW

Trang 8

6.DC REACTOR.

Mục đích :Dùng để làm phẳng dịng trong biến tần.

Giải pháp : Ta chọn theo khuyến cáo của nhà sản xuất biến tần

 Có model: 3G3AX-DL4075 Cơng 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

(catalog biến tần Omron trang 48/57)

8 OUTPUT NOISE FILTER.Mục đích:Lọc nhiễu điện từ ở đầu ra.

Trang 9

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 tầnYêu cầu:

 Điện áp :380 V Dòng cắt phải đủ lớn

 Dòng định mức khoảng 1,3 – 1,5 dòng I đm Số cực : 3

Trang 10

(catalog Mitsubishi _ MCCB_MCB trang 16/192)

10 CONTACTOR.

Mục đích : để đóng cắt mạch động lực thông qua mạch điều khiểnYêu 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 A9-30-10

(Catalog Contactor _ABB trang 14/78)

Contactor có các thơng số:

Dịng điện định mức : 25ACông suất :

Điện cáp cấp vào cuộn hút : 220VTiếp điểm : 1 NO

Trang 11

Mục đích : bảo vệ ngắn mạch, quá tải và cách ly cho mạch điều khiểnYêu cầu :

 Chọn loại 1P+N

 Dòng định mức phù hợp Điện áp 220 V

Giải pháp : Chọn MCCB của hãng Mitsubishi BH-DN (IEC 60898)

(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

 Dịng 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 653-MY2AC220240S

Trang 12

(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 phịng làm việc phản hồi về biến tầnGiải pháp : Dùng cảm biến nhiệt độ hãng ELEKTRONIK

Trang 13

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 độngYêu cầu :

 Điện áp đầu vào:220V Điện áp đầu ra:24V Điện áp đầu ra ổn định

Giải pháp : Chọn bộ CP-E 24/5.0

Các thông số kĩ thuật của bộ nguồn 24 VDC Điện áp vào:115-230VAC

 Tần số:47-63Hz

 Điện áp đầu ra: 24VDC Dòng đầu ra :5A

Trang 14

15.Chọn cáp điện

Chọn cable cho mạch động lực :

Mục đích: kết nối các thiệt bị trong mạch động lựcYên cầu:

 Chịu được dòng quá tải của động cơ Cách điện tốt

 Phù hợp biến tần và động cơ.

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.

Trang 15

( 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

Trang 16

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 caoYêu 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

(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 nguồnYêu cầu:

Trang 17

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 thốngYêu 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 : Điện áp : 230V

Trang 18

17 Chọn tủ điện

Các thiết bị chứa trong tụ điện.

Thiết bị Cao (H) Rộng (W) Sâu (D)

Biến tần 189 110 157Contactor 74 44 74MCCB 180 90 72MCB 89 25 69Relay RA 36 27 21Nguồn 24 VDC 90 40 21AC reactor 150 112 135DC reactor 115 90 110

Input noise filter 38 45 26

Output noise filter 38 45 26

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

Trang 19

(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

 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 MC-MA mở ra,ngắt điện toàn bộ hệ thống

 Đồng thời tiếp điểm MC-MB 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.

Trang 20

VI Cài đặt biến tần

Cài đặt các thông số của động cơ :

Menu Code Mô tả Giá trị Ghi chú/ đơn vị

Mode H003 Chọn công suất động cơ 7,5 KW

H004 Số cực của động cơ 4

A001 Chọn tần số chuẩn 00

A002 Chọn lệnh RUN 02 Điều khiển số

A003 Tần số cơ bản 50 Hz

A004 Tần số lớn nhất 50 Hz

A044 Chọn thuộc tính V/f 01 Nguồn 1.7 VP_tr98/262

F002 Thời gian tăng tốc 5 s

F003 Thời gian giảm tốc 5 s

A097 Chọn kiểu tăng tốc 01 Hình đường cong S

A098 Chọn kiểu giảm tốc 01 Hình đường cong S

C001 Chọn ngõ vào chức năng S1 00 Run hệ thống (chạy thuận)

C036 Chọn ngõ vào relay 01 NC tại MA,NO tại MB

Cài đặt các thông số PID

MenuCodeMô tảGiá trịGhi chú / đơn vị

Mode A071 Lựa chọn PID 01 Có tác dụng

A072 Hệ số P 1

A073 Hệ số I 1

A074 Hệ số D 0

A075 Tỷ lệ PID 1,7

A076 Tín hiệu hồi tiếp 00 Tín hiệu hồi tiếp FI

A077 Đảo chức năng PID 01 Đảo

Cài đặt bảo vệ :

MenucodeMô tảGiá trịGhi chú/ đơn vị

B092 Điều khiển quạt làm mát 00 Luôn luôn ON

B130 Bảo vệ quá tải 01 Có tác dụng