Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu của đồ án là xây dựng một hệ bao gồm thiết bị điều khiển được lập trìnhtrước, một bộ tiết kiệm năng lượng và điều khiển tốc độ, một hệ cơ cấu chấp hành và sau cùng là tài liệu thiết kế, tính toán cũng như các phương pháp vận hành điều khiển hệthống.
Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ PHỤ LỤC MỞ ĐẦU: 1.tính thiết đề tài: 2.mục đích nghiên cứu: 3.đối tượng phạm vi nghiên cứu: 4.phương pháp nghiên cứu: 5.ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Chương I:vấn đề sử dụng biến tần giới số loại biến tần 1.vấn đề lượng khả tiết kiệm lượng biến tần: 2.sử dụng biến tần cho dộng đứng phương diện công nghệ: 3.một số loại biến tần sử dụng thi trường: 10 Chương II: giới thiệu biến tần siemens micromaster 420 1.lắp đặt khí: 13 1.1.khoảng cách lắp đặt: 13 1.2.kích thước lắp đặt: 14 2.lắp đặt phần điện: 15 a) thông số kỹ thuật: 15 b) đầu dây điều khiển: 17 c) sơ đồ mạch động lực: 17 sơ đồ nguyên lý: 18 cài đặt măc định: 19 khóa chuyển đổi DIP 50/60 Hz: 20 nút chức năng: 20 7.các thông số cài đặt thường dùng : 23 8.các chế độ hiển thị báo lỗi: 33 9.các loại biến tần MM420: 35 10 ví dụ cài đặt nhanh cho MM420: 36 Kết luận : 37 Tài liệu tham khảo : 38 LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày với phát triển vũ bảo khoa học kỹ thuật nhiều phát minh khoa học vĩ đại đời.Đem lại cho người sống ấm no hạnh phúc mặt vật chất lẫn tinh thần Hoạt động người khơng cịn mang tính chân tay nhiều lúc xưa nưa , thay vào qui trình ,những cơng nghệ mang tính tự động cao Trong nghiệp giáo dục nước ta mục tiêu giáo dục đào tạo người có đủ đức, đủ tài, có văn hóa, có kỹ ,kỹ xảo nghề nghiệp có thái độ ứng xử tốt phục vụ tốt cho nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa - xây dựng nước nhà Để đạt mục đích hệ trẻ đặc biệt sinh viên phải chủ động tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng thành tựu khoa học mới, nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết công nghiệp nước nhà Là sinh viên năm cuối làm đồ án truyền động điện tự động hội cho nhóm em tìm hiểu thêm kiến thức thực tế ,củng cố kiến thức học, nên nhóm em xin giới thiệu đồ án đề tài: Tìm hiểu biến tần hãng siemens công nghiệp.cho thông số đầy đủ loại khoảng 5kw,cách cài đặt vận hành loại biến tần Vì kiến thức cịn hạn chế nên đề tài khó tránh khỏi sai sót, nhóm thực đề tài mong nhận ý kiến đóng góp sữa chữa quý thầy ( cơ) Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đồ án xây dựng hệ bao gồm thiết bị điều khiển lập trình trước, tiết kiệm lượng điều khiển tốc độ, hệ cấu chấp hành sau tài liệu thiết kế, tính tốn phương pháp vận hành điều khiển hệ thống Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu sinh viên ngành Điện –Điện tử hệ Đại học,Cao đẳng, Trung cấp đạo tạo trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Phương pháp nghiên cứu đề tài Bằng phương pháp thực nghiệm mơ hình, kết thu sát với thực tế Mơ hình trực quan sinh động giúp sinh viên trường hồn tồn theo kịp với sản suất mà không nhiều thời gian nghiên cứu đào tạo lại Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ Đóng góp mặt khoa học, phục vụ công tác đào tạo: Đây đề tài mở, làm cơng cụ để phát triển tư khoa học sinh viên giáo viên ngành điện công nghiệp Là thiết bị đại cần thiết lĩnh vực đào tạo công CNH - HĐH nước ta Những đóng góp mặt xã hội (các giải pháp cho vấn đề xã hội): Đào tạo lớp kỹ sư có trình độ tiệm cận với trường bạn trường khu vực lĩnh vực điều khiển tự động LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ CHƯƠNG I: VẤN ĐỀ SỬ DỤNG BIẾN TẦN HIỆN NAY VÀ GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI BIẾN TẦN Vấn đề lượng khả tiết kiệm lượng biến tần Các nhà máy , xí nghiệp điện có thiết bị sử dụng động ba pha xoay chiều làm động sơ cấp.Trong trình sản xuất, thiết bị ln cần thay đổi tốc độ để phù hợp với nhu cầu cụ thể sản xuất xí nghiệp, nhà máy Với động sơ cấp động xoay chiều ba pha, việc điều chỉnh lưu lượng thiết bị khó khăn ta biết phụ thuộc vào tốc độ qua động sơ cấp Với cấu tạo động xoay chiều ba pha truyền thống tốc độ quay động coi không đổi với hệ thống lưới điện xoay chiều có tần số cơng nghiệp f = 50Hz thơng qua quan hệ f="p.n/60" - p số đôi cực động cơ, n tốc độ quay ta biết, hệ truyền động loại bơm quạt, mômen tải phụ thuộc vào tốc độ quay trục theo hàm bình phương Lưu lượng hệ tỉ lệ thuận với tốc độ quay: Trong đó, cơng suất địi hỏi hệ thống lại tích số mơmen tốc độ quay: P=Mxn LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ Cho đến nay, rào cản trình độ cơng nghệ bị tháo bỏ, nước có kỹ nghệ tiền tiến chế tạo máy biến tần công suất lớn, áp dụng vào sản xuất, giải vấn đề điều chỉnh tốc độ động ba pha xoay chiều đem lại hiệu cao mặt kinh tế Nguyên lý làm việc biến tần đơn giản Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều pha hay pha chỉnh lưu lọc thành nguồn chiều phẳng Công đoạn thực chỉnh lưu cầu diode tụ điện (tụ DC link) Nhờ vậy, hệ số cơng suất cos hệ biến tần có giá trị khơng phụ thuộc vào tải có giá trị 0.96 Điện áp chiều biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều pha đối xứng Công đoạn thực thơng qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến công nghệ vi xử lý công nghệ bán dẫn lực nay, tần số chuyển mạch xung lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động giảm tổn thất lõi sắt động Hệ thống điện áp xoay chiều pha đầu thay đổi giá trị biên độ tần số vô cấp tuỳ theo điều khiển Hiệu suất chuyển đổi nguồn biến tần cao sử dụng linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo cơng nghệ đại Chính vậy, lượng tiêu thụ xấp xỉ lượng yêu cầu hệ thống Qua tính tốn với liệu thực tế, với chi phí thực tế với động sơ cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho biến tần khoảng từ tháng đến tháng Hình 1.1 Nguyên lý làm vàm việc biến tần Hiện Việt nam có số xí nghiệp sử dụng máy biến tần có kết rõ rệt Với giải pháp tiết kiệm lượng bên cạnh việc nâng cao tính điều khiển hệ thống, biến tần coi ứng dụng chuẩn cho hệ truyền động cho bơm quạt Nhờ tính kỹ thuật cao với cơng nghệ LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ điều khiển đại (điều khiển tối ưu lượng) biến tần làm hài lòng nhiều nhà đầu tư nước, khu vực giới Sử dụng biến tần cho động đứng phương diện công nghệ So với loại động điện khác (động điện đồng bộ, động điện chiều) động khơng đồng có nhiều ưu việt như: kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, độ bền cao, giá đầu tư thấp Nhưng sử dụng thiết bị để điều khiển loại đơn giản động khơng đồng lại tồn số nhược điểm như: - Dòng điện khởi động lớn, gấp 4-6 lần dịng điện định mức động cơ, chí cịn cao đặc biệt máy ln có tải thường trực máy bơm nước, quạt ly tâm, máy nén khí, băng tải, máy nghiền búa Điều gây ảnh hưởng xấu tới máy khác vận hành đồng thời giảm tuổi thọ động điện - Tốc độ vòng quay động điện cảm ứng điều khiển theo cấp (hữu cấp) Thông thường động thay đổi dãy tốc độ đồng như: 3.000 - 1.500vg/ph; 1.500 - 1.000vg/ph 1.000 - 750 vg/ph, có cơng nghệ sản xuất u cầu hệ thống truyền động cần điều khiển tốc độ liên tục (vô cấp) theo mô men phụ tải thay đổi nên hệ truyền động điện khơng có khả đáp ứng Để khởi động dừng động điện không đồng công suất vừa lớn thông thường sở sản xuất sử dụng phương pháp khởi động trực tiếp (qua cầu dao áp tô mát) nên gây sụt áp đường dây lớn Cơ sở sản xuất có điều kiện sử dụng thiết bị “khởi động sao/tam giác (Υ/∆)” hạn chế dòng điện khởi động nên độ sụt áp tổn hao điện đường dây giảm đáng kể Tuy nhiên, với phương pháp “cổ truyền” phù hợp với xu sản xuất hàng hóa chất lượng cao theo công nghệ tiên tiến tỷ lệ tổn thất điện toàn hệ thống cao Gần đây, nhiều sở sản xuất có cơng suất tiêu thụ điện lớn trạm bơm nước phục vụ sản xuất nơng nghiệp, xí nghiệp sản xuất chế biến nông hải sản, hoa sử dụng thiết bị “khởi động mềm” Khởi động mềm thiết bị điện tử thay cho phương pháp khởi động “sao/tam giác” nhằm giảm dòng điện khởi động, khơng có khả điều khiển tốc độ động Khởi động mềm thường kết hợp với động điện không đồng công suất trung bình lớn khơng địi hỏi phải thay đổi số vịng quay, ví dụ số thiết bị máy như: bơm nước LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ nơng nghiệp, quạt thơng gió kho bảo quản, máy nghiền thức ăn chăn nuôi Do phát triển vượt bậc kỹ thuật vi điện tử điện tử cơng suất nên ngày có nhiều loại thiết bị điều khiển động điện không đồng với chức hoàn hảo (thuận tiện sử dụng, an tồn có khả tiết kiệm điện tối đa) mà “ biến tần AC ” điển hình Biến tần nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với động không đồng xoay chiều ba pha để thực khởi động/dừng điều chỉnh xác số vịng quay động theo u cầu cơng nghệ Có nhiều loại biến tần thiết kế phù hợp với dẫy động công suất từ nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100kW Bộ biến tần phải thực chức năng: Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha nguồn điện vào thành điện áp chiều nhờ chỉnh lưu cầu ba pha; Sau nhờ nghịch lưu (INVERTER) đổi ngược lại thành điện áp xoay chiều ba pha biến đổi theo phương pháp điều chế độ rộng xung Kết đầu biến tần dịng điện có dạng hình sin, cịn điện áp có dạng xung vng nối tiếp tần số điều chỉnh tùy ý để tốc độ theo công nghệ chọn Về ứng dụng: Biến tần AC với công suất điều khiển lớn sử dụng hiệu trường hợp như: Điều khiển động không đồng công suất từ 15 đến 600kWvới tốc độ khác Điều chỉnh lưu lượng bơm, lưu lượng không khí quạt ly tâm, suất máy, suất băng tải Ổn định lưu lượng, áp suất mức cố định hệ thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi; Điều khiển trình khởi động dừng xác động hệ thống băng tải Biến tần AC công suất nhỏ từ 0,18 đến 14 kW Altivar 11và Altivar 28 sử dụng để điều khiển máy công tác như: cưa gỗ, khuấy trộn, xao chè, nâng hạ Với bơm quạt ly tâm máy có mơ men tải thay đổi theo tốc độ vòng quay sau: - Lưu lượng (m3/h) tỷ lệ bậc với tốc độ, Q1/Q2 = n1/n2 ; - Áp suất (Pa) tỷ lệ bình phương tốc độ, H1/H2 = (n1/ n2)2; LỚP DLU1-17542 – Nhóm 01 trang Đồ án truyền động điện tự động GVHD: TRẦN QUANG THỌ - Công suất điện tiêu thụ (kW) tỷ lệ lập phương với tốc độ, P1/P2 =(n1/ n2)3 Ở đây: Q1, H1, P1 - lưu lượng, áp suất công suất điện tương ứng với số vòng quay định mức động ( n1= 2960, 1.460 vg/ph ) Q2, H2, P2 - lưu lượng, áp suất, cơng suất điện ứng với tốc độ vịng quay điều chỉnh (n2
