điều khiển động cơ ổn định nhiệt đô phòng ( biến tần emerson)

Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức MỤC LỤC Mở đầu: Phần I: GIẢI PHÁP SƠ LƯỢC CHO ĐỒ ÁN Phần II: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chương 1: Chọn thiết bị máy sản xuất, thiết bị truyền động, động cơ I. Quạt gió II. Động cơ Chương 2: Chọn thiết bị điện chính I. Biến tần PV0150 - EMERSON II. Cảm biến Chương 3 : các phụ kiện biến tần I. Thiết bị đi kèm biến tần 1. Điện trở hãm 2. AC reactor II. Thiết bị bảo vệ 1. CONTACTOR 2. MCCB 3. Cáp 4. Nút nhấn 5. Đèn báo III. Thiết bị bảo vệ mạch điều khiển 1. Cầu chì 1 pha 2. MCB 1 pha 3. Nguồn 24V Phần IV: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐỘNG LỰC Phần V: THIẾT KẾ, THUYẾT MINH MẠCH ĐIỀU KHIỂN Phần VI: TỦ ĐIỆN Phần VII: CÀI ĐẶT Phần VIII: BẢN VẼ Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 1 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Nội dung cụ thể: N02 Quạt gió: điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng. Quạt có công suất 20HP. Chọn động cơ, AC-Driver, thiết bị điện để điều khiển nhiệt độ phòng. Điều khiển ổn dịnh nhiệt độ phòng bằng cách điều khiển tốc độ động cơ, chọn cảm biến nhiệt độ. Đặc tính cơ của quạt ly tâm. Hãng sản xuất: Control techniques (Emerson) Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 2 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Phần II: MÔ HÌNH CỦA HỆ THỐNG 1. Mô hình tổng quát của hệ thống:  Mô tả hoạt động của hệ thống : 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 soát nhiệt độ phòng trong 3 trường hợp :  Nếu nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ mong muốn, biến tần điều khiển động cơ chạy nhanh hơn, để lấy nhiều không khí qua máy lạnh hơn, để 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 X, biến tần điều khiển động cơ chạy chậm lại, giảm không khí qua máy lạnh, và đưa nhiệt độ phòng về nhiệt độ mong muốn. 2. Mô hình vòng kín của hệ thống: Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 3 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Cần các thiết bị: 1. Bộ điều khiển 2. Động cơ quạt gió 3. Cảm biến nhiệt độ phòng 4. Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống Giải pháp sơ lược:  Động cơ: Theo yêu cầu của đề tài, quạt có công suất 20HP nên ta chọn động cơ có công suất phù hợp.  Thiết bị điều khiển: Để điều khiển nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc độ quạt (động cơ) => Chọn biến tần. Để điều khiển tốc độ quạt ta cần dựa vào giá trị sai lệch giữa nhiệt độ đặt (tham chiếu) và nhiệt độ đo(phản hồi). Giá trị nhiệt độ đo được lấy từ cảm biến nhiệt độ phòng.  Bảo vệ cho biến tần ta cần CB, Contactor.  Biến tần giữ nhiệm vụ điều khiển và bảo vệ cho động cơ. Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 4 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Phần III : LỰA CHỌN THIẾT BỊ Đặc tính cơ của quạt: . Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 5 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức YÊU CẦU TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ SỐC CƠ KHÍ Chương 1: ĐỊNH HƯỚNG CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN a) Chọn quạt: Yêu cầu là điều khiển quạt gió làm mát cấp khí lạnh cho phòng từ máy điều hòa, điều khiển theo nhiệt độ phòng và quạt có công suất 20HP, nên nhóm chọn quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-72do công ty TOMECO thiết kế và chế tạo, chuyên dùng cho thông gió. b) Chọn động cơ: Sau khi đã chọn được quạt ta dựa vào catalog của quạt sẽ có được các thông số cần thiết của động cơ,từ đó ta sẽ chọn được động cơ cho hệ thống. c) Chọn biến tần: Sau khi đã chọn được động cơ nhóm đã dựa vào các thông số kĩ thuật của động cơ và yêu cầu của hệ thống, nhóm chọn được biến tần để điều khiển đó là: PV0150 của EMERSON chuyên dùng để điều khiển cho bơm quạt và ổn định nhiệt độ dựa vào tín hiệu phản hồi. d) Chọn các thiết bị bảo vệ cho biến tần: Dựa vào catalog của biến tần PV0150 ta sẽ chọn được các thiết bị bảo vệ: MCCB, CONTACTOR,… Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 6 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức e) Chọn điện trỡ hãm: Nhóm quyết định chọn điện trở hãm theo hướng dẫn của nhà sản xuất và phù hợp với catalog. Kiểu điện trở hãm: TDB-4C01-0150 f) Chọn cảm biến: Vì yêu cầu của khách hang là ổn định nhiệt độ nên ta chon cảm biến nhiệt độ và bộ transmitter chuyển đổi tín hiệu sang dòng 4-20mA để phản hồi về biến tần. Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 7 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Chương 2: CHỌN THIẾT BỊ MÁY SẢN XUẤT, THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG, ĐỘNG CƠ 1. Quạt gió: quạt ly tâm áp suất thấp kiểu CF.4-72 Mã sản phẩm: CF.4-72 Đặc tính kỹ thuật: - Đường kính guồng cánh (mm): 280 - 2000 - Tốc độ (vòng/phút): 355 – 2.900 - Công suất động cơ (KW): 1,5 - 250 - Lưu lượng (m3/h): 1500 – 220.000 - Áp suất toàn phần (Pa): 220 – 3200 - Nhiệt độ dòng khí cho phép ( 0 C): Chịu được nhiệt độ cao khi có gối trục và kết cấu đặc biệt theo thiết kế của TOMECO đảm bảo hoạt động tốt ở nhiệt độ thường. Chi tiết: Kí hiệu Đường kính guồng cánh (mm) Tốc độ (vòng/phút ) max Lưu lượng (m3/h) Áp suất toàn phần (Pa) Công suất động cơ (KW) 4-72.050 500 2900 7700-15000 3100-2000 15 Ghi chú: Có catalog kèm theo Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 8 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 9 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức 2. Động cơ: động cơ điện 3 pha VIHEM 3K160M2 Sản phẩm của công ti VIHEM Chi tiết về sản phẩm: - VIHEM 3K160M2 - hiệu suất cao - mô men mở máy khỏe, tiếng ồn và độ rung thấp, - kiểu dáng hình thức đẹp, - kích thước lắp đặt và dãy công suất phù hợp với tiêu chuẩn IEC - Đặc tính kỹ thuật: Công suất Tốc độ Điện áp Dòng điện Hệ số công suất Tỷ số momen t khởi động Tỷ số moment cực đại Tỷsố dòng điện khởi động Cấp bảo vệ Khối lượng 15kw -20hp 2940 (Vg/p h) 380/6 60 (V) 27/15 ,6 (A) 0,94 2,6 3,1 7,0 44 (IP) 12 (K g) Ghi chú:Chi tiết xem catalog Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 10 [...]... Quạt làm mát B Biến tần PV0150: Sau khi đã chọn được động cơ nhóm đã dựa vào các thông số kĩ thuật của động cơ và yêu cầu của hệ thống, nhóm chọn được biến tần để điều khiển đó là: PV0150của EMERSON chuyên dùng để điều khiển cho bơm quạt và ổn định nhiệt độ dựa vào tín hiệu phản hồi Công suất điện (kVA): 21 Dòng dịnh mức ngõ vào (A): 35 Dòng định mức ngõ ra (A): 32 Công suất động cơ (kW): 15 Công tắc... CHÍNH I Biến tần PV0150 của EMERSON A Đặc tính kỹ thuật chung của biến tần PV: Thông số kỹ thuật Điện áp và tần số Ngõvào Ngõ ra Dải dao động có thểchấp nhậnđược Điện áp Tần số Khả năng chịu quá tải Loại điều biến Dải tốc độ ( ộ phân giải) Mômen tải khi khởi động Độ chính xác của tốc độ Độ chính xác tần số Độ phân giản tần số Tăng cường mômen Chứcnăng điềukhiển Dạng đường cong V/F Bộ điều khiển tích... chọn thiết bị điện trở hãm là: TDB4C01-0150 Cấu hình: điện trở có thông số:1000w/100Ω Công suất động cơ (kW) Kiểu điện trở Hãm 15 TDB-R010015-0400 Tỉ số thời gian hoạt động trên tổng số thời gian hoạt động (% ) 0400 Mômen hãm (% ) Thời gian hoạt động liên tục có thể chịu được (giây) Lắp rời/có Sẳn trên bi biến tần 100 10 TDB-4C01 0150 Xem chi tiết trên catalog Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM... tương tự từ 0/4~20mA và 0/2~10V(Có thể chọn được) Có thể cho ra một tín hiệu tầnsố tham chiếu, hay là tầnsố ra Page 12 Báo cáo đồ án tiến độ Bàn phím có chỉ thị LED Bàn phímđiềukhiển Bàn phím có chỉ thị LCD (Tùy chọn) Các phụ kiện tùy chọn Môi trường hoạt động Độ cao Bảo vệ Hiển thị tần số cài đặt, tần số ra, công suất ra vàdòng điện trong quá trình hoạt động, cài đặt tần sốkhi dừng Có thể cắm nóng... vào: CB-QF (A) 63A Ghi chú: có catalog và hướng dẫn sử dụng đi kèm Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 13 Báo cáo đồ án tiến độ GVHD:T.S Lê Quang Đức Hình ảnh thực tế của biến tần: II Cảm biến nhiệt độ: Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 14 Báo cáo đồ án tiến độ - GVHD:T.S Lê Quang Đức Vì yêu cầu của khách hang là ổn định nhiệt độ nên ta chon cảm biến nhiệt độ và... 1:100 180% mômen tải định mức tại tần số 0.50Hz ≤ ± 0.5% tốc độ đồng bộ định mức Dạng số: tần số cao nhất × ± 0.01% Dạng tương tự: tần số cao nhất × ± 0.2% Dạng số: 0.01Hz Dạng tương tự: tần số cao nhất ×0.1% Tăng cường mômen tự động, hoặc bằng tay 0.1%~30.0% Gồm 4 loại: đường cong tuyến tính V/F và 3 loạiđường cong V/F (Bậc 2.0, bậc 1.7, và bậc 1.2) Dùng cho các hệ thống điều khiển vòng kíndễdàng... năng lượng t động Tự động giới hạn dòng Các phương pháp nhập lệnh ngõ vào Chức năng hoạt động Phương pháp cài đặt tần số Trạm ngõ ra dạng số Trạm ngõ ra dạng tươngtự Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Mô tả 3 pha, 380V~440V, 50Hz/60Hz Áp: 320V~460V; không cân bằng pha: < 3%; sai s tần số: ± 5% 380V 0Hz~650Hz 120% dòng định mức trong 1 phút, 150% dòng địnhmức trong 1 giây Điều biến độ rộng... nên lựa chọn MCCB có dòng điện tối đa là:63A là phù hợp nhất để bảo vệ biến tần và động cơ Nhóm chọn được MCCB có tên là 3RV1041-4JA10 của hãng siemen Thông số kĩ thuật: MCCB 3RV1041-4JA10: 3PHA kiểu từ nhiệt: bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải khi xảy ra sự cố trong mạch • • • • Chịu được dòng khởi động của động cơ: 63A Có dòng định mức là : In = 50A, ở điện áp Un=380V Tầm chỉnh Iqt = 45 63A Dòng... bảo vệ mạch điều khiển Nhóm 02 – Khoa Điện-ĐTVT – Trường ĐH GTVT Tp.HCM Page 32 Báo cáo đồ án tiến độ 1 GVHD:T.S Lê Quang Đức Mạch điều khiển mà chúng ta dùng hoạt động ở điện áp 1 pha Vì vậy các thiết bị bảo vệ trên không thể bảo vệ được mạch điều khiển Với điện áp vào là 220V theo tính toán ta lựa chọn các thiết bị bảo vệ có các thông số kĩ thuật phù hợp như dòng điện định mức, điện áp định mức… Từ... đầu vào dùng để hạn chế dao động điện áp lưới và quá áp tới hoạt động tới biến tần, làm mịn nguồn điện áp cung cấp bảo vệ biến tần và nâng cao hệ số công suất Nó không chỉ ngăn được sự ảnh hưởng của nguồn lưới mà nó còn giúp giảm dòng hamonic về nguồn cấp Ta chọn AC reactor có mã số: HSL119-EM07 2 Output ac reactor Cuộn kháng AC đầu ra dùng để Ngăn nhiễu gây ra từ biến tần, ngăn dòng harmonic, giảm . 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 X, biến tần điều khiển động cơ chạy chậm lại, giảm. Thiết bị điều khiển: Để điều khiển nhiệt độ phòng ta cần điều khiển tốc độ quạt ( ộng cơ) => Chọn biến tần. Để điều khiển tốc độ quạt ta cần dựa vào giá trị sai lệch giữa nhiệt độ đặt (tham. hình tổng quát của hệ thống:  Mô tả hoạt động của hệ thống : 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 soát nhiệt độ phòng