Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật ngày nay góp phần to lớn vào sự phát triển kinh tế, xã hội. Nhu cầu của con người ngày càng tăng cao do vậy việc tiêu thụ các nguồn năng lượng phục vụ cho công nghiệp, sinh hoạt cũng tăng theo. Vì vậy việc tiết kiệm năng lượng và tìm ra các giải pháp nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Đề tài tốt nghiệp của em có tên là: “ Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển lưu lượng quạt làm mát clinker”. Nội dung đồ án gồm các phần như sau:Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinkerNghiên cứu hệ thống quạt làm mát hiện cóNghiên cứu hệ thống điều khiển tần số động cơ không đồng bộ.Thiết kế hệ thống điều khiển lưu lượng gió tiết kiệm năng lượngMô phỏng hệ thống Sau khoảng thời gian 4 tháng được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến và các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá, và tìm hiểu cùng các bạn trong nhóm của em, đồ án của em đã hoàn thiện. Do thời gian làm đồ án ngắn và khả năng còn hạn chế, chắc chắn đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, bổ sung từ phía các thầy cô giáo, các bạn và những người quan tâm đến đề tài này

Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU .6 Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ HỆ THỐNG LÀM MÁT CLINKER 1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng 1.1.1 Khái niệm về xi măng 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Các công đoạn chính của quá trình sản xuất xi măng 1.2 Hệ thống làm mát clinker 11 1.2.1 Yêu cầu công nghệ của việc làm mát clinker 11 1.2.2 Phương pháp làm mát clinker 12 Chương NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÀM MÁT CLINKER HIỆN CÓ 14 2.1 Đặc tính quạt 14 2.2 Nguyên lý điều chỉnh lưu lượng quạt 14 2.2.1Điều chỉnh lưu lượng quạt bằng cách điều chỉnh van tiết lưu .15 2.2.2 Điều chỉnh lưu lượng bằng cách điều chỉnh tốc độ quạt 15 2.3 Điều khiển tốc độ quạt bằng điều khiển tốc độ động 16 2.4 Thực tế về tiết kiệm lượng sử dụng biến tần hệ thống điều chỉnh lưu lượng gió 18 Chương NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 19 3.1 Đặc tính động khơng đồng .19 3.2 Nguyên lý điều khiển tần số 24 3.3 Qui luật điều khiển tần số U/f 25 3.4 Cấu trúc biến tần bán dẫn 27 3.4.1 Phương pháp PWM thông thường 30 Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker 3.4.2 Phương pháp PWM véctơ không gian .33 Chương THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG GIÓ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG .37 4.1 Sơ đồ chức hệ thống 37 4.2 Thông số của động quạt biến tần 38 4.3 Xây dựng hàm truyền khâu hệ thống .40 4.3.1 Mơ hình động 40 4.3.2 Bộ biến tần 41 4.3.3 Luật điều khiển U/f2 = const .42 4.3.4 Hàm truyền của quạt gió khâu đo lưu lượng 42 4.4 Tổng hợp điều khiển 42 4.4.1 Sơ đồ khối hệ thống 42 4.4.2 Hàm truyền đối tượng 45 4.5 Xây dựng mô hình động không đồng bộ và hệ thống điều khiển .46 4.6 Mô phỏng hệ thống điều khiển lưu lượng gió tiết kiệm lượng .48 Chương VẬN HÀNH BỘ BIẾN TẦN MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 .51 5.1 Thông số kỹ thuật của biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 51 5.2 Vận hành biến tần MM440 6SE6440-2UD41-1FA1 .52 5.2.1 Màn hình giao diện và các nút bấm 52 5.2.2 Chế độ cài đặt thông số nhanh cho bộ biến tần 54 5.3 Các chế độ hiển thị và cảnh báo 55 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC HÌNH VẼ .3 Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng 11 Hình 1.2 Ghi làm nguội clinker 11 Hình 2.1 Đồ thị đặc tính quạt 14 Hình 2.2 Điều chỉnh góc mở van tiết lưu 15 Hình 2.3 Điều chỉnh tốc độ quạt 15 Hình 2.4 Đồ thị so sánh phương pháp 16 Hình 2.5 Mô tả công suất vào của hệ thống dùng van tiết lưu 17 Hình 2.6 Mô tả công suất vào của hệ thống điều chỉnh tốc độ động 17 Hình 3.1 Cấu tạo động không đồng bộ pha rotor lồng sóc 19 Hình 3.2 Động không đồng bộ 19 Hình 3.3 Sơ đồ thay thế một pha của động không đồng bộ .20 Hình 3.4 Đường đặc tính của động không đồng bộ .23 Hình 3.5 Mô tả vào-ra động không đồng bộ điều khiển tần số 24 Hình 3.6 Đặc tính thay đổi tần số động không đồng bộ 25 Hình 3.6 Sơ đồ cấu trúc biến tần 27 Hình 3.7 Cấu trúc các loại biến tần 28 Hình 3.8 Điều chế độ rộng xung 31 Hình 3.9 Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển nghịch lưu áp ba pha PWM thông thường 32 Hình 3.10 Dạng điện áp sơ đồ nghịch lưu áp ba pha 33 Hình 3.11 Vecto khơng gian 34 Hình 3.12 .35 a Nghịch lưu áp ba pha b Đồ thị xung 35 Hình 3.13 36 a.Vecto chuyển mạch 36 b.Vecto trạng thái đóng mở van 36 Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thớng điều khiển quạt làm mát clinker Hình 3.14 Vectơ chuẩn .36 Hình 4.1 Sơ đồ chức hệ thống điều khiển lưu lượng gió 38 Bảng 4.1 Thông số động 38 Bảng 4.2 Thông số của biến tần MM440 6SE6440-2UD41-1FA1 39 Hình 4.2 Sơ đồ khối hệ thống 44 Hình 4.3 Mạch vòng điều chỉnh lưu lượng .45 Hình 4.4 Mô hình động không đồng bộ hệ tọa độ (α,β) 47 Hình 4.5 Mô hình biến tần pha MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 47 Hình 4.6 Khâu luật điều chỉnh U/f2 48 Hình 4.7 Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển lưu lượng Simulink 48 Hình 4.8 Đáp ứng lưu lượng gió đầu của hệ thống 49 Hình 4.9 Đáp ứng momen động 49 Hình 4.10 Đáp ứng tốc độ góc của rotor 50 Hình 4.11 Đáp ứng tần số đầu bộ biến tần 50 Bảng 5.1 Thông số biến tần 51 Hình 5.1 Màn hình LCD và các nút bấm .52 Bảng 5.2 Chức và ý nghĩa các nút 52 Bảng 5.3 Chức và ý nghĩa các nút thay đổi thông số 54 Bảng 5.4 Cài đặt thông số nhanh .54 Hình 5.2 Đèn LED hiển thị trạng thái cảnh báo lỗi .56 Bảng 5.5 Các trạng thái lỗi hiển thị qua LED 56 Bảng 5.6 Bảng các thông báo lỗi .56 Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Thông số động Error: Reference source not found Bảng 4.2 Thông số của biến tần MM440 6SE6440-2UD41-1FA1 Error: Reference source not found Bảng 5.1 Thông số biến tần Error: Reference source not found Hình 5.1 Màn hình LCD và các nút bấm .Error: Reference source not found Bảng 5.2 Chức và ý nghĩa các nút .Error: Reference source not found Bảng 5.3 Chức và ý nghĩa các nút thay đổi thông số Error: Reference source not found Bảng 5.4 Cài đặt thông số nhanh Error: Reference source not found Hình 5.2 Đèn LED hiển thị trạng thái cảnh báo lỗi .Error: Reference source not found Bảng 5.5 Các trạng thái lỗi hiển thị qua LED Error: Reference source not found Bảng 5.6 Bảng các thông báo lỗi Error: Reference source not found Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển quạt làm mát clinker LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật ngày góp phần to lớn vào sự phát triển kinh tế, xã hội Nhu cầu của người ngày càng tăng cao vậy việc tiêu thụ các nguồn lượng phục vụ cho công nghiệp, sinh hoạt cũng tăng theo Vì vậy việc tiết kiệm lượng và tìm các giải pháp nhằm tối ưu hóa việc sử dụng lượng là vô cùng quan trọng và cấp thiết Đề tài tốt nghiệp của em có tên là: “ Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều khiển lưu lượng quạt làm mát clinker” Nội dung đồ án gồm phần sau: - Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker Nghiên cứu hệ thống quạt làm mát hiện có Nghiên cứu hệ thống điều khiển tần số động không đồng bộ Thiết kế hệ thống điều khiển lưu lượng gió tiết kiệm lượng Mô phỏng hệ thống Sau khoảng thời gian tháng hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Tiến thầy mơn Tự động hố, và tìm hiểu cùng các bạn nhóm của em, đồ án em hoàn thiện Do thời gian làm đồ án ngắn khả hạn chế, chắn đồ án em cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận nhiều ý kiến đóng góp, bổ sung từ phía các thầy cô giáo, bạn và những người quan tâm đến đề tài này Hà nội, ngày 01 tháng năm 2012 Sinh viên thực Nguyễn Huy Hiệp Chương Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker Chương CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ HỆ THỐNG LÀM MÁT CLINKER 1.1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng 1.1.1 Khái niệm về xi măng Xi măng là chất kết dính thủy lực cứng nước và không khí, được tạo bởi việc nghiền chung clinker với thạch cao và một số phụ gia khác Clinker là thành phần quan trọng nhất của xi măng, quyết định tính chất của xi măng Clinker là sản phẩm nung kết phối hợp nguyên liệu đá vôi, đá sét và một số nguyên liệu khác cát thạch anh, sỉ sắt Hỗn hợp được nghiền thật mịn, đồng nhất và được nung ở nhiệt độ cao Sau quá trình hóa học xảy ở nhiệt độ cao, đến 1300 oC xuất hiện một phần chất nóng chảy và bắt đầu kết khới Ở nhiệt đợ 1400÷1450 OC clinker được hình thành, tức hoàn thành tạo các khoáng chính của clinker 1.1.2 Phân loại Phân loại xi măng theo tiêu chuẩn TCVN 5439-2004: Trong thực tế có nhiều cách khác để phân loại xi măng dựa vào loại clinker và thành phần clinker, dựa vào đồ bền của xi măng( hay còn gọi là mác xi măng), dựa vào tốc độ đóng rắn, dựa vào thời gian đông kết của xi măng a Phân loại theo loại thành phần Clinker - Xi măng sở Clinker xi măng Pooclăng bao gồm xi măng Pooclăng không có phụ gia khoáng và loại xi măng Pooclăng có phụ gia khoáng - Xi măng sở Clinker xi măng alumin bao gờm loại xi măng alumin có hàm lượng Al2O3 lớn 30% nhỏ 46%, loại xi măng cao alumin có hàm lượng Al 2O3 từ 46% đến 70%, loại xi măng đặc biệt cao alumin có hàm lượng Al 2O3 lớn 70% - Xi măng sở Clinker xi măng Canxi Sunfo Aluminat gồm loại xi măng nở(EC), loại xi măng dự án lực (PSC) - Các loại xi măng khác bao gồm loại xi măng chịu axit (ARC) và loại xi măng cản xạ(RSC) b Phân loại theo mác xi măng có ba loại bao gồm - Mác thấp: độ bền tiêu chuẩn nhỏ hớn 25 Mpa/ cm2 - Mác thường: độ bền tiêu chuẩn khoảng 25 – 45 Mpa/ cm - Mác cao: độ bền tiêu chuẩn lớn 45 Mpa/ cm2 Chương Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker - Mác xi măng cường độ chịu nén xi măng Khi đem vữa xi măng, cát, nước trộn theo tỷ lệ tiêu chuẩn Đúc mẫu 40x40x160 cm, dưỡng ẩm vòng 28 ngày đem thử cường độ, cường độ mẫu đo chính mác xi mang Ví dụ PCB 30 xi măng pooclăng hỗn hợp có mác 30 daN/cm2 với 300KG/cm2 - Xi măng PCB xi măng Pooclăng hỗn hợp sản xuất từ việc nghiền hỗn hợp clinker, thạch cao phụ gia (lượng phụ gia kể thạch cao không 40% phụ gia đầy khơng q 20%) Chất lượng xi măng Pooclăng hỗn hợp xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6260 : 1997 c Phân loại theo tốc độ đóng rắn bao gờm: - Loại đóng rắn chậm: cường độ nén mẫu chuẩn xi măng tuổi ngày nhỏ 40% cường độ nén sau 28 ngày - Loại đóng rắn bình thường: cường độ nén mẫu chuẩn xi măng tuổi ngày từ 40% đến 70% cường độ nén sau 28 ngày - Loại đóng rắn nhanh: cường độ nén sau ngày đêm đạt 70% cường độ nén sau 28 ngày đêm - Loại đóng rắn nhanh: cường độ nén sau đạt 70% cường độ nén sau 28 ngày đêm d Phân loại theo thời gian đông kết bao gồm: - Đông kết chậm: thời gian bắt đầu đông kết quy định giờ - Đơng kết bình thường: thời gian bắt đầu đơng kết quy định từ 45 phút đến giờ - Đông kết nhanh: thời gian bắt đầu đông kết quy định 45 phút 1.1.3 Các công đoạn chính của quá trình sản xuất xi măng Công nghệ sản xuất xi măng nói chung gồm bước sau: - Chuẩn bị nguyên vật liệu - Nghiền liệu - Nung luyện Clinker - Nghiền xi măng - Đóng bao xuất hàng a Chuẩn bị nguyên liệu Các nguyên vật liệu để sản xuất xi măng đá vôi, đá sét, quặng sắt, than,… khai thác từ mỏ nhập từ nhiều nơi đưa nhà máy nhiều phương tiện khác Khi đưa nhà máy, nguyên vật liệu phần lớn có kích thước hạt lớn nhỏ khác nhau, khơng thuận tiện cho việc nghiền, sấy, vận chuyển lưu trữ Do vậy, trước tiên nguyên vật liệu đưa qua máy nghiền sơ để đập nhỏ (với đá vôi) qua máy cán (với đất sét) Vật liệu sau đập nhỏ các hạt có độ đồng vậy giảm tượng phân ly độ hạt khác Chương Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker trình vận chuyển tồn trữ, có lợi trình phối liệu tạo thành phần liệu sớng xác b Nghiền ngun liệu Các ngun liệu dùng để sản xuất Clinker hệ thống điều khiển phối hợp theo tỷ lệ định trước hệ thống cân băng định lượng đưa tới máy nghiền Tại máy nghiền, nguyên liệu nghiền nhỏ thành bột liệu mịn sấy để giảm bớt độ ẩm Sau đó, bột liệu theo dịng khí lắng đọng cyclon chứa vào Silo đồng liệu trước đưa tới hệ thống nung luyện Clinker c Nung luyện Clinker Để tăng suất giảm tiêu hao lượng trình nung luyện Clinker, bột liệu sống đưa qua hệ thống tiền sấy để nâng dần nhiệt độ trước đưa vào lò nung Hệ thống tiền sấy bao gồm nhiều cyclon nhiều tầng khác lợi dụng khí thải đầu lò nung để sấy đồng bột liệu sống thêm lần Trong lò, bột liệu nung lên tới nhiệt độ khoảng 1500 oC, phản ứng hóa học xảy bột liệu bị chuyển thành Clinker ở pha lỏng Sau nung thành Clinker phải tiến hành làm nguội thu hồi nhiệt dư Clinker phục vụ mục đích khác, nâng cao hiệu suất nhiệt hệ thống lò nung, giảm nhiệt độ Clinker thuận tiện cho việc tồn trữ, vận hành nghiền Clinker Những hạt Clinker to đập nhỏ tiếp sau Cuối công đoạn này, Clinker đưa vào Silo chứa d Nghiền xi măng Thông qua hệ thống cân băng định lượng, thành phần tạo thành xi măng phối hợp theo tỷ lệ định sau đưa tới máy nghiền để tạo xi măng theo mác yêu cầu khách hàng Thông thường, hệ thống nghiền xi măng gồm cấp nghiền thơ nghiền tinh Q trình nghiền thơ thực máy nghiền đứng Q trình nghiền tinh dùng máy nghiền bi Tại công đoạn này, tất nguyên vật liệu nghiền nhỏ thành bột mịn, phân ly nghiền lại chưa đạt yêu cầu e Đóng bao và xuất hàng Sau nghiền xong, xi măng chứa vào silo chứa được tháo dần xuống dây chuyền đóng bao xuất hàng Có hai kiểu xuất xi măng xuất xi măng bao xuất xi măng rời Tại đây, qua hệ thống máy đóng bao, xi măng đóng thành bao với khối lượng định trước theo tiêu chuẩn Sau đóng bao xong, xi măng theo băng Chương Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker tải xuất hàng tới phương tiện vận chuyển khác ô tô, tàu hỏa, tàu thủy để mang tiêu thụ Thạch cao, Xỉ, Diatomite, Phụ gia khác Đá vôi Máy nghiền Kho chứa Cân băng định lượng Đá sét, Pyrite, Silicat Than Máy nghiền Máy nghiền Kho chứa Hệ thống vận chuyển, đồng bộ và kho chứa Hệ thống cân băng định lượng Máy nghiền Silo chứa Máy nghiền liệu Silo đồng nhất liệu Hệ thống tháp sấy Lò nung clinker Lò nung clinker Hệ thống vòi đốt Hệ thống làm mát Silo chứa clinker Cân băng định lượng Máy nghiền đứng Máy nghiền bi Silo chứa xi măng Dây chuyền đóng bao 10 Kho chứa và cảng xuất Dầu FO A11 K*uvec Ua Is Us Ub K*u 3/2 Is s -KGain2 Dot Product Demux -K- Integrator2 Gain1 J.s+B T ransfer Fcn Demux Dot Product1 Uc Psir Psir K*uvec s A21 Integrator1 I*Psir/Tr K*uvec K*u I M a12 J*Psir K*uvec wr J Product Gain4 Mc wr -1 f(u) Fcn Psir1 Us Isdot Hình 4.4 Mô hình động không đồng bộ hệ tọa độ (α,β) Bộ biến tần pha MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 cấp nguồn cho động có mô hình hình 4.5 Uadk 38 0.00025s+1 Uas Transfer Fcn Ubdk 38 0.00025s+1 Ubs Transfer Fcn1 38 Ucdk 0.00025s+1 Ucs Transfer Fcn2 Hình 4.5 Mô hình biến tần pha MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Khâu luật điều chỉnh U/f2 có mô hình hình 4.6: s -K- Integrator2 Gain f(u) Fcn8 Hình 4.6 Khâu luật điều chỉnh U/f2 Ta xây dựng mô hình hệ thống điều khiển lưu lượng gió hình 4.7: C lo ck Q1 f(u ) Q* Is U as f(u ) P s ir U adk Fcn6 Ua P I(s) s P ID C o n tro l l e r In te g to r F cn -K - f(u ) G a in U bdk U bs Ub M wr F cn x U c P s ir1 Q2 f(u ) U c dk Ucs Us f(u ) Q3 F cn F cn BBT Mc T o W o rksp a c e Is dot M o h in h D K Fcn G a i n S a tu ti o n T n sfe r F cn f(u ) 0 s+ Hình 4.7 Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển lưu lượng Simulink 4.6 Mô phỏng hệ thống điều khiển lưu lượng gió tiết kiệm lượng Lưu lượng đặt của hệ thống tại thời điểm t=5[s] là 5[m 3/s], sau đó tại thời điểm t=10[s] ta tăng lưu lượng đặt đến giá trị định mức là 15[m 3/s] Các giá trị đặt setpoint thông qua khối hàm step Q1 và Q2 hình 4.7 Thời gian mô phỏng đặt t=30[s], ta khảo sát các giá trị gồm lưu lượng đầu ra, tần số đầu của bộ điều khiển PI, dòng điện stator động cơ, momen động cơ, tốc độ quay của rotor 16 14 Luu luong Q(m3/s) 12 10 -2 10 15 Thoi gian t(s) 20 25 30 Hình 4.8 Đáp ứng lưu lượng gió đầu của hệ thống Nhận xét kết quả: Lưu lượng đầu bám sát lưu lượng đặt Khi đầu vào đặt lưu lượng Q=5[m3/s] và tăng lưu lượng đặt lên định mức Q=15[m3/s] thì giá trị lưu lượng đầu ổn định sau thời gian cỡ 1[s] Thời gian quá độ này lớn hằng số thời gian T Q của hệ thống vì các cấu học hệ thống không đáp ứng kịp thời gian quá độ điện từ 800 700 600 Momen M(N.m) 500 400 300 200 100 -100 10 15 Thoi gian t(s) 20 25 30 Hình 4.9 Đáp ứng momen động Nhận xét kết quả: Momen của động ổn định tại giá trị momen định mức M=707,4 [N.m] động chạy ở định mức sau thời gian quá độ ngắn Kết quả mô phỏng phù hợp với tính toán Tuy nhiên nhận thấy momen của động tại thời điểm t=5[s] dao động mạnh thời gian quá độ vì lý các cấu khí quạt gió và trục rotor động đều có momen quán tính nên khởi động hoặc thay đổi tốc độ thì sẽ xuất hiện nhấp nhô momen 350 300 Toc rotor w(rad/s) 250 200 150 100 50 -50 10 15 Thoi gian t(s) 20 25 30 Hình 4.10 Đáp ứng tốc độ góc của rotor Nhận xét kết quả: Đáp ứng tốc độ góc của động ổn định sau thời gian quá độ ngắn Kết quả mô phỏng phù hợp với tính toán Vì lưu lượng đầu tỷ lệ bậc nhất với tốc độ quay của rotor động nên đặt lưu lượng là Q=5[m3/s] thì tốc độ động tương ứng là: 1485 = 103,6[ N m] 9,55 Khi lưu lượng đặt ở giá trị định mức Q=15[m3/s] thì tốc độ động tương ứng là: 1485 = 310[ N m] 9,55 60 50 Tan so (Hz) 40 30 20 10 0 10 15 Thoi gian t(s) 20 25 30 Hình 4.11 Đáp ứng tần số đầu bộ biến tần Nhận xét kết quả: Đáp ứng tần số đầu bộ điều khiển PI bám giá trị đặt Tần số đạt giá trị định mức f=50[Hz] lưu lượng định mức Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Chương VẬN HÀNH BỘ BIẾN TẦN MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 5.1 Thông số kỹ thuật của biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Nhiệm vụ của biến tần là biến đổi lượng điện xoay chiều có điện áp và tần số đầu vào là U1, f1 thành lượng điện xoay chiều có điện áp và tần số U 2, f2 thay đổi được Bộ biến tần MM440 của hãng Siemens có nhiều mã sản phẩm với các thông số khác Với các thông số của động đồ án này, em đã chọn biến tần MM440 mã 6SE6440-2UD41-1FA1 có các thông số sau: Bảng 5.1 Thông số biến tần MM440 6SE6440-2UD41-1FA1 Thông số Dải điện áp đầu vào Đơn vị [V] Cỡ vỏ Giá trị 3AC 380V-480V,±10% FX Công suất định mức (CT) [kW] 110 Công suất định mức [kW] 180 Dòng điện vào (CT) [A] 200 Dòng điện (CT) [A] 205 Dòng điện vào (VT) [A] 245 Dòng điện (VT) [A] 250 Cầu chì Khuyến cáo loại Hộp cáp theo chuẩn DIN 46235 [A] 315 [3NA] 1230-0 [mm] 10 Tiết diện cáp đầu vào [mm2] 1x150 hoặc 2x50 Tiết diện cáp đầu vào max [mm2] 1x185 hoặc 2x120 Tiết diện cáp đầu [mm2] 1x150 hoặc 2x50 Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Tiết diện cáp đầu max [mm2] 1x185 hoặc 2x120 Trọng lượng [Kg] 110 Momen xiết cho các đầu mạch lực [N.m] 25 5.2 Vận hành biến tần MM440 6SE6440-2UD41-1FA1 Cần lưu ý đến các cảnh báo tài liệu của nhà sản xuất khuyến cáo và các nhãn cảnh báo bộ biến tần để bảo vệ cho thiết bị và cho người vận hành Một số cảnh báo sau: - Tụ điện mạch lọc vẫn còn điện vòng phút sau đã tắt nguồn nên không được mở thiết bị khoảng thời gian này Các tụ tự phóng điện khoảng thời gian này - Không dùng biến tần này đối với mạch có dòng quá 10000 A - Các đầu vào chính, DC và các đầu nối động có thể có điện áp nguy hiểm cả biến tần không hoạt động Luôn chờ phút để thiết bị phóng hết điện sau đã tắt nguồn trước thực hiện bất kỳ thao tác cài đặt nào 5.2.1 Màn hình giao diện và các nút bấm Hình 5.1 Màn hình LCD và các nút bấm Bảng 5.2 Chức và ý nghĩa các nút Bảng điều khiển /Nút bấm Chức Ý nghĩa Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Hiển thị trạng thái Hiển thị giá trị cài đặt thời biến tần Khởi động BBT Ấn nút để khởi động biến tần Nút mặc định khơng sử dụng, sử dụng cài đặt P0700=1 Dừng BBT OFF1: Ấn nút làm dừng động theo thời gian giảm tốc Nút mặc định không sử dụng được, sử dụng cài đặt P0700=1 OFF2: Ấn nút lần (hay lần giữ khoảng thời gian) làm cho động dừng nhanh Đảo chiều Ấn nút làm động đảo chiều quay Đảo chiều hiển thị dấu (-) điểm chấm nháy Ở chế độ mặc định không được sử dụng Chạy nhấp động Ở trạng thái sẵn sàng chạy, ấn nút này, động khởi động quay với tần số chạy nhấp cài đặt trước Động dừng thả nút Ấn nút động làm việc khơng có tác động Nút chức Nút sử dụng để xem thông tin thêm vào Khi ấn giữ khoảng giây, trình chiếu: Điện áp DC-link (V) Dòng (A) Tần số ngõ (Hz) Điện áp ngõ (V) Giá trị chọn thông số P0005 Chức nhảy: Từ thơng số nào(ví dụ rxxxx Pxxxx), ấn nhanh nút nhảy đến r0000 Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Bảng 5.3 Chức và ý nghĩa các nút thay đổi thông số Bảng điều khiển /Nút bấm Chức Ý nghĩa Truy nhập thông số Ấn nút cho phép người sử dụng truy nhập tới thông số, xác nhận giá trị thay đổi và lưu giá trị Tăng giá trị Ấn nút làm tăng giá trị hiển thị Giảm giá trị Ấn nút làm giảm giá trị hiển thị 5.2.2 Chế độ cài đặt thông số nhanh cho bộ biến tần Biến tần có chế độ cài đặt thông số nhanh và cài đặt ứng dụng tùy chỉnh Ta sẽ sử dụng chế độ cài đặt thông số nhanh cho biến tần Ta chỉ cài đặt những thông số cần thiết Bảng 5.4 Cài đặt thông số nhanh Thông số Giá trị Ý nghĩa P0003 Mức truy nhập chuyên gia (chỉ dành cho chuyên gia) P0010 Chế độ cài đặt nhanh P0100 Tiêu chuẩn châu Âu [kW], tần số mặc định 50 Hz P0205 Ứng dụng biến tần với momen biến đổi (tải bơm, quạt) P0300 Chọn kiểu động không đồng bộ( hay động dị bộ) P0304 380 Điện áp định mức động = 380 VAC P0305 194 Dòng điện định mức động = 194 A Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 P0307 110 Công suất định mức động = 110 kW P0308 0,86 Hệ số cosφ định mức động = 0,86 P0309 94,9 Hiệu suất định mức động = 94,9% P0310 50 Tần số định mức động = 50 Hz P0311 1485 Tốc độ định mức động = 1485 vòng/phút P0335 Chế độ làm mát tự nhiên quạt bên P0640 110% Hệ số tải động ( giới hạn dòng điện vào lớn nhất) P1000 Lựa chọn điểm đặt tần số điểm đặt tương tự P1080 Tần số nhỏ cho động = Hz P1082 50 Tần số lớn cho động = 50 Hz (tần số lớn động chạy mà khơng tính đến tần số điểm đặt) P1300 Mode điều khiển V/f kiểu đường parabol Kích hoạt điều khiển PID (tự động loại bỏ thời gian tăng tốc/giảm tốc đặt trước P1120 P1121 điểm đặt tần số thông thường) P2200 P2253 Xác định nguồn điểm đặt cho đầu vào PID P2254 Chọn nguồn bù trừ cho điểm đặt PID P2262 Chọn nguồn cho tín hiệu phản hồi PID P2280 17,035 Hệ số tỷ lệ PID P2285 0,0588 Hằng số thời gian tích phân PID 5.3 Các chế độ hiển thị và cảnh báo Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 Hình 5.2 Đèn LED hiển thị trạng thái cảnh báo lỗi Bảng 5.5 Các trạng thái lỗi hiển thị qua LED Bảng 5.6 Bảng các thông báo lỗi Ý nghĩa lỗi Lỗi F0001 Lỗi quá dòng F0002 Lỗi quá áp F0003 Lỗi thấp áp Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 F0004 Qúa nhiệt độ biến tần F0005 Qúa tải i2t của biến tần F0011 Qúa tải động i2t F0012 Mất tín hiệu nhiệt độ bộ biến tần F0015 Mất tín hiệu nhiệt độ của động F0020 Mất pha F0021 Lỗi chạm đất F0022 Lỗi phần cứng biến tần F0023 Lỗi đầu F0024 Qúa nhiệt độ của bộ chỉnh lưu F0030 Quạt hỏng F0035 Lỗi tự động khởi động lại F0040 Lỗi hiệu chỉnh tự động F0041 Lỗi xác định dữ liệu động F0042 Lỗi tối ưu hóa điều khiển tốc độ F0051 Lỗi thông số EEPROM F0052 Lỗi phần công suất biến tần F0053 Lỗi I/O EEPROM F0054 Bảng mạch I/O hỏng F0060 ASIC lỗi F0070 Lỗi giá trị điểm đặt CB F0071 Lỗi giá trị điểm dặt USS( Trên đường truyền BOP) F0072 Lỗi giá trị điểm đặt USS đường truyền COM F0080 Mất tín hiệu vào từ ADC Chương Tìm hiểu về biến tần MM440, 6SE6440-2UD41-1FA1 F0085 Lỗi từ bên ngoài F0090 Mất phản hồi encoder F0101 Tràn bộ nhớ biến tần F0221 Gía trị phản hồi PID thấp giá trị nhỏ nhất F0222 Gía trị phản hồi PID lớn giá trị lớn nhất F0450 Lỗi các chế độ kiểm tra F0452 Lỗi đứt dây đai truyền động( chạy non tải) KẾT LUẬN Qua thời gian khoảng tháng thực hiện đồ án tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Tiến , em đã hoàn thành đồ án này Thực hiện đồ án này đã giúp em hiểu về các thiết bị động điện, biến tần,… đồng thời thấy được ý nghĩa tiết kiệm lượng hệ truyền động điện sẽ mang lại hiểu quả kinh tế sản xuất Khoảng thời gian năm ngồi ghế giảng đường tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội không phải là quá dài, cũng không phải quá ngắn, khoảng thời gian đó đã giúp chúng em – những sinh viên năm cuối nhìn lại và thấy mình học được khá nhiều điều từ các thầy cô giáo và bạn bè nơi Ngoài kiến thức chuyên ngành được học, chúng em còn được trau dồi thêm các kỹ sống khác Người đầu tiên em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất là thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Tiến đã hướng dẫn tận tình em hoàn thành đồ án này Thầy đã tạo điều kiện cho em được thực tập tại công ty xi măng Vicem Hải Phòng, đồng thời em cũng làm đề tài tốt nghiệp về tiết kiệm điện hệ truyền động sử dụng một khâu của nhà máy xi măng Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo bộ môn Tự động hóa XNCN – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã mang đến cho chúng em những kiến thức quí báu Em xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị tổ điện tại công ty xi măng Vicem Hải Phòng đã nhiệt tình chỉ bảo em thời gian thực tập Tôi xin cảm ơn tập thể lớp Tự động hóa 1,2,3 – K52 và một người bạn thân của - những người đã thường xuyên trao đổi đóng góp ý kiến và giúp đỡ thời gian học tập Hà Nội, ngày 06 tháng 06 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Huy Hiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, “Truyền động điện”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1994 [2] Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi, “Điều chỉnh tự động truyền động điện”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 1999 [3] Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Mạnh Tiến, Đoàn Quang Vinh, “ Điều khiển động xoay chiều cấp từ biến tần bán dẫn”, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội, 2005 [4] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, “ Điện tử công suất”, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật”, Hà Nội, 2004 [5] Hoàng Bá Chư, Phạm Lương Tuệ, Trương Ngọc Tuấn, “Bơm, quạt, máy nén công nghiệp”, Nhà xuất KHKT, Hà Nội, 2004 [6]_http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/huong-dan-van-hanh-bien-tan-mm440-cua-hangsiemens.234319.html, truy cập cuối cùng ngày 04/04/2012 [7]_http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/bien-tan-siemens.66702.html, truy cập cuối cùng ngày 04/04/2012 [8]_http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%99ng_c%C6%A1_%C4%91i %E1%BB%87n_kh%C3%B4ng_%C4%91%E1%BB%93ng_b%E1%BB%99, truy cập cuối cùng ngày 10/05/2012 [9] www.aseatec.com.vn, truy cập cuối cùng ngày 30/05/2012 ... nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker Nghiên cứu hệ thống quạt làm mát hiện có Nghiên cứu hệ thống điều khiển tần số động không đồng bộ Thiết kế hệ thống. .. Chương Công nghệ sản xuất xi măng và hệ thống làm mát clinker 13 Chương Nghiên cứu hệ thống điều khiển tần số động khơng đờng bợ Chương NGHIÊN CỨU HỆ THỚNG LÀM MÁT CLINKER HIỆN... 36 Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thớng điều khiển quạt làm mát clinker Hình 3.14 Vectơ chuẩn .36 Hình 4.1 Sơ đồ chức hệ thống điều khiển lưu lượng gió