ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT

kỹ thuật điều khiển động cơ

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG  BÁO CÁO ĐỒ ÁN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Đề tài : ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT Giáo viên hướng dẫn : Ts. Lê Quang Đức Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quang Huy 0951050028 Nguyễn Hữu Thọ 0951050054 Mai Đức Trung 0951050068 NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 1 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức I . GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : Bơm ổn định áp suất , điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho một chung cư khi các hộ sử dụng không có quy luật . Lưu lượng tối đa 10 m 3 /h, cột áp 40 m. Chọn bơm , động cơ , biến tần , cảm biến áp suất. Điều khiển ổn định áp suất nước. - Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến áp suất - Điều khiển ổn định áp suất nước cấp cho chung cư - Bơm tự động chạy lại sau khi có sựcố điện - Ngắt bơm khi trong bồn dưới không còn nước đểtránh chạy khô. - Ngắt bơm khi áp suất nước quá thấp do bể ống hoặc bơm không hút được (dưới cột áp 5 m trong 20 s) - Ngắt bơm khi áp suất quá cao do kẹt đường ống (cột áp trên 60 m trong 20 s) - Bơm dừng máy từ từ trong 50s để tránh sốc đường ống - Bơm khởi động từ từ trong 1 phút để tránh sốc đường ống II. TÌM HIỂU VỀ VẤN ĐỀ  Nhu cầu sử dụng nước trong khu công nghiệp, khu dân cư rất khác nhau trong các thời điểm của ngày (cao điềm và thấp điểm), yêu cầu đặt ra là phải giải quyết được việc tự động ổn định áp suất trên đường ống cấp nước và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống cấp nước.  Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn đủ khi nhu cầu sử dụng nước thay đổi bất thường, máy bơm trong hệ thống luôn làm việc liên tục ở chế độ đầy tải. Tuy nhiên điều này dẫn đến 1 số bất lợi sau: +Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng lên quá cao không cần thiết, 1 số thời điểm nhu cầu sử dụng nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạy đầy tải. Điều này gây lãng phí năng lượng rất lớn và áp lực lên đường ống cao. + Bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí. NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 2 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức Đặc tính của bơm là mối quan hệ giữa lưu lượng và cột áp . Đặc tính làm việc của bơm khi dùng biến tần NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 3 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức Vì vậy dùng biến tần để điều khiển hệ thống sẽ đáp ứng được những yêu cầu ta cần . Khi nhu cầu xử dụng nước cao, cần áp lực trên đường ống cao thì biến tần sẽ tự động điều khiển động cơ quay ở tốc độ cao nhất để duy trì áp lực, ngược lại khi nhu cầu xử dụng nước thấp, cần áp lực thấp, biến tần sẽ điều khiển động cơ giảm tốc độ xuống hoặc dừng hẳn. Khi đó năng lượng điện được tiết kiệm. Khi dùng biến tần thì dòng khởi động được hạn chế sẽ không gây sụt áp khi khởi động để tránh ảnh hưởng tới các thiết bị khác. Quá trình START , STOP của bơm được êm hơn, tác dụng giảm tác hại cho động cơ về mặt cơ khí.Chi phí bão dưỡng giảm. Tiết kiệm năng lượng khi nhu cầu sử dụng thay đổi nhiều. Có các chức năng bảo vệ : quá áp , thấp áp , quá nhiệt, bảo vệ nhiệt động cơ ,bảo vệ quá tải … Khởi động bơm từ từ với việc cài đặt thời gian tăng tốc , giảm tốc tránh gây rung đường ống và sự thay đổi áp suất đột ngột…tránh ảnh hưởng xấu cho hệ thống. NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 4 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức Sơ đồ khối của hệ thống như sau : NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 5 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức III .CHỌN THIẾT BỊ 1.1 Chọn bơm Từ yêu cầu bơm nước với lưu lượng tối đa là: Q= 10 (m 3 /h) = 0.167(m 3 /min) Cột áp H= 40 m . Cho nên ta chọn bơm nổi tiếng của hãng Ebara. Bơm có các thông số như sau:  Model code : 65x50 2HA53.7  Cột áp : 40 m  Lưu lượng : 0.167 (m 3 /min)  Motor Power : 3.7kw  Model : 2 poles NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 6 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 7 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức 1.2 Chọn động cơ Dựa vào các thông số của bơm đã chọn ở trên ta chọn động cơ phù hợp với bơm Chọn động cơ có công suất 3.7 kw. Ta chọn động cơ 1LA7 113 2AA của hãng siemens với các thông số như sau :  Điện áp định mức : 380-415V/50Hz  Dòng định mức : 8.2A(380V)  Công suất định mức : 4 kw  Tốc độ : 2905 rpm ( 2 poles )  Hệ số công suất : cosp = 0.86 NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 8 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức 2. Chọn thiết bị điện chính 2.1 Chọn biến tần Với tải bơm này thì động cơ làm việc ở chế độ dài hạn . momen khởi động không lớn . Do đó dòng biến tần FR – F746EC của Mitsubishi được thiết kế đặc biệt để ứng dụng trong các hệ thống cấp nước có yêu cầu tự động điều chỉnh áp suất ổn định. Với việc hỗ trợ chức năng điều khiển PID, biến tần sẽ nhận tín hiệu analog (dòng hoặc áp) từ sensor áp suất (được gắn trên đường ống chính) đưa về, biến tần sẽ tự động thay đổi tần số, từ đó thay đổi tốc độ bơm, vì thế việc khống chế áp lực trên đường ống trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Chọn biến tần theo công suất của động cơ .Động cơ 4kw do đó biến tần cần chọn có công suất 5.5kw. Nhóm chọn biến tần FR-F746-00126 của hãng Mitsubishi, chuyên dụng trong tai bơm, quạt… Biến tần có các thông số như sau :  Công suất : 5.5kw  Điện áp vào : 3pha 380 to 480 VAC. 50/60 hz NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 9 Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức 2.2 chọn phụ kiện cho biến tần 2.2.1 chọn điện trở hãm Chọn điện trở hãm ( brake resistos ) dựa vào hướng dẫn của NSX biến tần: Ta chọn Brake units: FR-BU-C7.5K Resistors units: FR-BR-C7.5K 2.2.2 Chọn cuộn dây AC : Dựa vào hướng dẫn của nhà sản xuất biến tần ta chọn : AC line reactor : FR-HAL-5.5K NHÓM 14 – LỚP TD09 Page 10 . cột áp 40 m. Chọn bơm , động cơ , biến tần , cảm biến áp suất. Điều khiển ổn định áp suất nước. - Chọn bơm, động cơ, biến tần, cảm biến áp suất - Điều khiển. : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức I . GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : Bơm ổn định áp suất , điều khiển bơm cấp nước ổn định áp suất cho một