đồ án môn học kỹ thuật điều khiển động cơ - điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa, điều khiển nhiệt độ phòng

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN QUẠT GIÓ LÀM MÁT CẤP KHÍ LẠNH CHO PHÒNG TỪ MÁY ĐIỀU HOÀ, ĐIỀU KHIỂN THEO NHIỆT ĐỘ PHÒNG GVHD : TS. LÊ QUANG ĐỨC SVTH : Nhóm 02 - Lớp DC09 Lương Văn Phương (MSSV: 0951060040) Phạm Thế Quang (MSSV: 0951060048) Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 12 năm 2012 3 M ỤC L ỤC Trang Lời nói đầu 4 Nhận xét của giảng viên 5 Yêu cầu đồ án, sơ đồ giải pháp 6 1. Chọn động cơ (quạt) 8 2. Chọn thiết bị điện chính 10 2.1 Biến tần 10 2.2 Cầu chì 11 2.3 MCB 13 2.4 MCCB 14 2.5 Contactor 14 2.6 Input AC Reactor 15 2.7 Intput Noise Filter 16 2.8 Output Noise Filter 17 2.9 Rơ le trung gian 18 2.10 Cảm biến nhiệt độ 18 2.11 Power supply 20 2.12 Nút nhấn 21 2.13 Đèn báo 22 2.14 Cáp điện 23 2.15 Tủ điện 24 3. Thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển 25 4. Chức năng của các thiết bị 25 5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 25 6. Cài đặt 26 7. Bản vẽ 27 4 LỜI NÓI ĐẦU Trong những thập niên gần đây công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày càng phát triển mạnh mẽ. Kỹ thuật điện đã có những bước phát triển đặc biệt mạnh và gắn liền với hầu hết các hoạt động trong sản xuất và sinh hoạt của con người, đặc biệt là trong kỹ thuật điều khiển tự động. Hiện nay công nghệ nước ta được đánh giá là bắt kịp với công nghệ thế giới. Đất nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ nhưng ngân sách còn hạn hẹp chưa thể đáp ứng những điều kiện tốt nhất cho việc học tập và nghiên cứu của sinh viên, điều này là những khó khăn nhưng cũng chính là động lực cho chúng ta có những sáng tạo mới, ý tưởng mới giúp cho việc học của mình và bạn bè được tốt hơn. Những lần đi thực hành hay làm đồ án môn học chính là lúc mà chúng ta được phát huy trí sáng tạo của sinh viên. Hãy tự mình tạo ra môi trường học tập tốt nhất cho bản thân và bạn bè! Chính vì vậy trong lần làm đồ án môn học này, với những kiến thức được trang bị về nhiều môn học trong đó có môn Kỹ thuật điều khiển động cơ, qua các bài giảng của các thầy cô và đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê Quang Đức, chúng em đã hoàn thành đồ án “điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hoà, điều khiển theo nhiệt độ phòng” đúng thời gian. Với trình độ và thời gian còn nhiều hạn chế, chúng em đã cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý thầy cô và bạn bè đóng góp ý kiến để đồ án ngày càng hoàn thiện và đến được với thực tế. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh ngày 01 tháng 12 năm 2012 Nhóm thực hiện: Lương Văn Phương Phạm Thế Quang Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 5 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 6 YÊU CẦU ĐỒ ÁN, SƠ ĐỒ GIẢI PHÁP Đồ án:Quạt gió (sử dụng biến tần Emerson). 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. - Điều khiển ổn định nhiệt độ phòng bằng cách điều khiển tốc độ động cơ quạt. Đối tượng làm việc: Điều khiển nhiệt độ phòng trong 1 văn phòng làm việc của công ty, giữ nhiệt độ ổn định ở mức 25 o C. Chế độ làm việc liên tục. (Hình ảnh minh họa) Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 7 Sơ đồ giải pháp: Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 8 1. Chọn động cơ: - Yêu cầu: chọn động cơ dùng cho tải quạt gió, chế độ làm việc dài hạn, công suất 7,5kW. - Lựa chọn: quạt CPL- 4- 5,5D - Thông số kỹ thuật: Mã sản phẩm CPL- 4- 5,5D Hãng sản xuất Phương Linh Thông số động cơ Công suất (kw) 7,5 Điện áp (V) 380 Dòng điện (A) 13,6 Cos φ 0,84 Thông số quạt Phi cánh (mm) 550 Tốc độ (rpm) 1500 Lưu lượng (m 3 /h) 7000 ÷ 8500 Đặc tính làm việc Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 9 Catalog quạt: (QuạtLyTâm- PhươngLinh trang 9) Đánh giá: chọn động cơ đạt yêu cầu đề ra. Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 10 2. Chọn thiết bị điện chính 2.1 Biến tần - Yêu cầu: sử dụng biến tần Emerson cho tải quạt gió, chế độ làm việc dài hạn, công suất 7,5kW. - Lựa chọn: Chọn biến tần Emerson PV0075 Ctalog Emerson PV0075 (HDSD bien tan Emerson PV trang 13). Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS. Lê Quang Đức Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 11 - Thông số kỹ thuật Thông số kỹ thuật Mô tả Ngõ vào Điện áp và tần số 3 pha, 380V~440V, 50Hz/60Hz. Dải dao động có thể chấp nhận được Áp : 320V~460V ; không cân bằng pha : <3% ; sai số tần số : ±5% . Ngõ ra Điện áp 380V Tần số 0Hz~650Hz . Khả năng chịu quá tải 120% dòng định mức trong 1 phút , 150% dòng định mức trong 1 giây . Chức năng điều khiển Mômen tải khi khởi động 180% mômen tải định mức tại tần số 0.50Hz . Dạng đường cong V/F Gồm 4 loại: đường cong tuyến tính V/F và 3 loại đường cong V/F (bậc 2.0, bậc 1.7, và bậc 1.2 ) Bộ điều khiển tích phân tỉ lệ -PI tích hợp sẳn Dùng cho các hệ thống điều khiển vòng kín dễ dàng . Tiết kiệm năng lượng tự động Đường cong V/F được tối ưu tự động tương ưng với điều kiện của tải để tiết kiệm năng lượng . Đánh giá: chọn biến tần đảm bảo yêu cầu đề ra. 2.2 Cầu chì (fuse) Yêu cầu: bảo vệ ngắn mạch, chịu được dòng của các thiết bị trên mạch điều khiển. Lựa chọn: cầu chì của hãng Siemens với thông số kỹ thuật như sau: Mã sản phẩm: 3NA3 802 Dòng điện định mức I n =2A Điện áp định mức U n =500/250 (V AC/V DC) [...]... Đánh giá: chọn rơ le đạt yêu cầu 2.10 Cảm biến nhiệt độ - Yêu cầu: cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ phòng, truyền tín hiệu về cho biến tần để biến tần điều khiển động cơ - Lựa chọn: cảm biến nhiệt độ hãng ELEKTRONIK - Thông số kỹ thuật: Mã sản phẩm EE10-T6-D04-T04 Hãng sản xuất ELEKTRONIK Output 4 ÷ 20 mA Display with display o T-Unit C T-scale 0 ÷ 50 oC Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 18 Đồ án Kỹ thuật. .. 20 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức 2.12 Nút nhấn (Pushbutton) - Yêu cầu: nút nhấn tự giữ cho mạch điều khiển - Lựa chọn: nút nhấn IDEC - Thông số kỹ thuật: Mã sản phẩm HW1B-A110 Hãng sản xuất IDEC Điện áp (V) Dòng điện (A) Kích thước φ Kiểu điều khiển Tiếp điểm Số lượng 220 V 3A 29 mm Maintained (tự giữ) 1NO 2 Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 21 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ. .. lực để cấp nguồn cho mạch động lực Khi ta nhấn công tắc CT1, contactor MC sẽ hoạt động  Làm cho tiếp điểm bên mạch điều khiển đóng  Đồng thời tiếp điểm bên mạch động lực cũng đóng lại cấp nguồn cho biến tần  Đèn Đ5 sáng (báo tín hiệu có điện) Khi ta nhấn công tắc CT2, Relay RA sẽ hoạt động  Làm cho tiếp điểm RA bên mạnh động lực đóng lại cấp tín hiệu cho biến tần hoạt động và quạt sẽ hoạt động theo... noise filter: giảm nhiễu điện từ  Đèn báo pha: hiển thị tình trạng của nguồn điện  Sensor: cảm biến nhiệt độ trong phòng để truyền tín hiệu về cho biến tần  Power supply: cấp nguồn 24VDC cho sensor  Biến tần: điều khiển tốc độ động cơ  Động cơ: làm quay cánh quạt để cấp khí lạnh vào trong phòng  Chức năng của các thiết bị trong mạch điều khiển:  Cầu chì: bảo vệ mạch điều khiển khi có sự cố ngắn mạch.. .Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức Catalog (Siemens-fuse (1) trang 5/37) Đánh giá: chọn cầu chì đảm bảo yêu cầu bảo vệ mạch điều khiển Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 12 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức 2.3 MCB(Miniature circuit breaker) Yêu cầu: MCB bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch điều khiển Lựa chọn: MCB hãng Siemens Mã... sensor và các chế độ Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 25 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức cài đặt theo yêu cầu  Đèn Đ6 sáng (báo tín hiệu có điện) Khi muốn dừng động cơ ta nhấn công tắc CT2 Khi muốn dừng hoạt động toàn bộ hệ thống ta nhấn công tắc CT1 Khi có sự cố: 1 Mất điện đột xuất: Ta đã cài chế độ Start on the fly (tự động bắt tần số), khi có điện lại động cơ sẽ tự chạy lại... Filter - Yêu cầu: giảm nhiễu điện từ - Lựa chọn: Input Noise Filter hãng Omron - Thông số kỹ thuật: Mã sản phẩm 3G3AX-NFI43 Hãng sản xuất Omron Công suất (kw) 7,5 Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 16 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức Catalog (SysDrive Option Datasheet trang 3) 2.8 Output Noise Filter - Yêu cầu: giảm nhiễu điện từ - Lựa chọn: Output Noise Filter hãng Omron - Thông số kỹ. .. Theo đường cong S 1 1 Cho phép Cho phép F2.13 FH.09 Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 5s 5s 50Hz 10Hz 2 Ghi chú Điều khiển ngoài Trang 91 91 91 91 92 92 92 94 94 95 115 26 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ Cài đặt thông số động cơ: Tín hiệu Ý nghĩa F0.06 Cài đặt tần số cho ĐC F0.07 Cài đặt điện áp cho ĐC FH.00 Cài đặt số cực cho ĐC FH.01 Cài đặt công suất cho ĐC FH.02 Cài đặt đòng điện cho ĐC FH.03 Cài đặt... thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức Catalog: (IDEC HW-Series trang 15) Đánh giá: chọn nút nhấn đạt yêu cầu 2.13 Đèn báo - Yêu cầu: đèn báo pha, điều khiển - Lựa chọn: đèn báo IDEC - Thông số kỹ thuật: Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 22 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức Mã sản phẩm HW1P-2M42G (màu xanh) HW1P-2M42R (màu đỏ) Hãng sản xuất IDEC Điện áp (V) Dòng điện (A) Kích... T-Unit C T-scale 0 ÷ 50 oC Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM 18 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ Nhóm 02 – DC09 – ĐH GTVT TpHCM GVHD: TS Lê Quang Đức 19 Đồ án Kỹ thuật điều khiển động cơ GVHD: TS Lê Quang Đức 2.11 Power Supply Yêu cầu: đáp ứng cấp nguồn cho cảm biến nhiệt độ Lựa chọn: chọn power supply của hãng Tracopower có thông số kỹ thuật: Mã sản phẩm: TCL 024–124 Điện áp ngõ vào: 85…264 VAC Điện áp ngõ . 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. điện. - Điều khiển ổn định nhiệt độ phòng bằng cách điều khiển tốc độ động cơ quạt. Đối tượng làm việc: Điều khiển nhiệt độ phòng trong 1 văn phòng làm việc của công ty, giữ nhiệt độ ổn. ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN QUẠT GIÓ LÀM MÁT CẤP KHÍ LẠNH CHO PHÒNG TỪ MÁY ĐIỀU