BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ BỘ KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 6KV (BỘ KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 6KV) 3. Giới thiệu chung 3.1. Chức năng • Động cơ không đồng bộ rô to dây quấn có công suất lớn ( hàng nghìn kW ) được khởi động theo phương pháp đưa điện trở phụ vào rotor. • Bộ khởi động được thiết kế riêng chỉ có nhiệm vụ khởi động cho động cơ với bộ phận chính là thùng điện trở phụ đựng dung dịch Na 2 CO 3 . Nồng độ dung dịch được tính toán để có điện trở phù hợp với yêu cầu khởi động của động cơ. 3.2. Các bộ phận của bộ khởi động : • Thùng điện trở dung dịch Na 2 CO 3 • Động cơ nâng hạ bản cực là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc P đm = 0,37 KW, U đm = 380 V • Điện cực ở vị trí Max • Điện cực ở vị trí Min • Công tắc tơ ngắn mạch loại bỏ điện trở phụ • Cảm biến vị trí:S 1 đo R max ; S 2 đo R min . • Bộ lập trình Easy 619 – AC – RC • Ngoài ra còn có các cảm biến đo nhiệt độ, mức chất lỏng • Bộ khởi động của các động cơ 341FN230, 541MD305 còn có thêm bơm, quạt và giàn làm mát dung dịch. • Cấp điện cho động cơ di chuyển điện cực Bộ khởi động của các động cơ 131HC100, 341RM100, 531MD110 là biến tần ACS 140 của ABB 1 ÐC 5 CẤU TẠO THÙNG ĐIỆN TRỞ 4 K2K2 7 MC A B C 2 S1 S2 6 3 1 2 Ð MC DONG CO 6KV 6KV R Thiết bị lập trình Easy 619 - AC - RC: 3 • Easycontrol là thiết bị logic lập trình cỡ nhỏ của hãng Moeller. EasyControl ra đời nhằm giải quyết những ứng dụng khi người thiết kế đang lúng túng lựa chọn giữa bộ điều khiển rơ le nhỏ gọn hay PLC. • EasyControl với 256 kByte bộ nhớ chương trình, với tốc độ xử lý 0,3 µs cho một cấu trúc lệnh và tùy chọn Ethernet on board, tùy chọn khả năng truyền thông mở rộng như: CANopen, Ethernet mở cho hệ thống fieldbus. • I/O của phiên bản easy 619 - AC - RC bao gồm: 12 đầu vào số: I01 ÷ I12 06 đầu ra số: Q01 ÷ Q06 • Lập trình theo hai cách: o Lập trình tại chỗ bằng các nút ấn và màn hình LCD trên thiết bị. o Lập trình trên máy tính bằng phần mềm easy rồi download xuống thiết bị. 4 Phần mềm easy là phần mềm đi kèm với thiết bị, hỗ trợ lập trình theo ngôn ngữ LAD. • Truyền thông linh hoạt: Bộ điều khiển easyControl có khả năng đa dạng trong truyền thông trực tiếp trên board với Ethernet, CANopen… EasyControl có thể kết nối mạng với các thiết bị như easy800, easyControl lên đến 1000m, 8 trạm, và lên đến 320 I/O cho những ứng dụng trong tự động hóa. Bộ điều khiển easyControl có thể đóng vai trò như một master hay slave bởi sự tích hợp chuẩn giao tiếp CANopen on board. Tùy mức độ khác nhau, easyControl có thể kết nối dễ dàng với tất cả các PLC, tủ điều khiển, remote I/O, biến tần, hay những thiết bị khác qua chuẩn CANopen. Hình 3.3 Truyền thông với Ethernet Kết nối dễ dàng với hệ thống Fieldbus qua các module truyền thông. Bộ điều khiển easyControl kết nối được với các chuẩn: PROFIBUS DP, DeviceNet, CANopen and AS-Interface. 3.3. Phần tử trong sơ đồ mạch. a. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ STT Kí hiệu thiết bị Chức năng 1 A1 Bộ điều khiển EASY 2 A3 Kiểm tra tần số nguồn 3 B3 Bộ điều khiển nhiệt độ 0-140 O C giới han 85 O C 4 B4 Báo mức dung dịch Na 2 CO 3 5 5 B5 Bộ điều khiển nhiệt độ 0-140 O C giới han 70 O C 6 E3 Bộ sấy tủ điện 7 Q1 Attomat 8 K8, K9 Contactor điều khiển cho động cơ di chuyển bản cực 9 K2 Contactor ngắn mạch điện trở phụ 1500V, 2000A 10 K1, K3, K4, K5, K6, K7 Các rơle trung gian 11 K11 Điều khiển bơm tuần hoàn làm mát dung dịch 12 K12 Điều khiển quạt làm mát dung dịch 13 M10 Động cơ di chuyển bản cực 0,4KW 14 M11 Bơm tuần hoàn làm mát dung dịch 0,25 KW 15 M12 Quạt làm mát dung dịch 2,2 KW 16 T1 Máy biến áp 2000/25V 5VA 17 T2 Máy biến áp 380V/220V 18 S1 Vị trí R max 19 S2 Vị trí R min . b. Thuyết minh sơ đồ • Sơ đồ mạch lực động cơ chính: sheet 9 • Sơ đồ mạch điều khiển động cơ di chuyển điện cực: sheet 8 • Sơ đồ I/O của thiết bị lập trình Easy: sheet 6 • Sơ đồ thiết bị cảm biến, rơle trung gian: sheet 4,5 • Sơ đồ các đầu ra điều khiển trình tự: sheet 7,7a • Sơ đồ các đầu nối: sheet 10,11 • Sơ đồ chương trình điều khiển LAD: sheet 1/13-1 - Nguồn cung cấp cho bộ khởi động vào Q2 qua biến áp T2 (380V/220V) - Khi nhiệt độ dung dịch > 70 O C B5 tác động đóng nguồn K7, K7 tác động đóng nguồn cho K11 quạt làm mát dung dịch chạy đồng thời K12 tác động đóng điện cho bơm tuần hoàn để làm mát dung dịch cho đến nhiệt độ dung dịch < 70 O C B5 hở mạch dẫn đến K7, K11, K12 mất điện quạt làm mát và bơm tuần hoàn dừng. - E 3 bộ sấy tủ điện. - B 4 báo mức của dung dịch. Khi mức của dung dịch thấp bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động đồng thời gửi báo động lên trung tâm. - S5 báo quá di chuyển của bản cực. Khi điện cực di chuyển quá vị trí giới hạn tác động vào S5 làm cho K 1 mất điện bộ khởi động báo lỗi và không cho phép 6 khởi động. Để đưa điện cực về vị trí bình thường ta dùng tay quay để quay điện cực về vị trí ban đầu S6 tác động cho phép quay bản cực bằng tay quay. - Sensor S1 báo vị trí bản cực của bộ khởi động ở vị trí cao nhất (điện trở lớn nhất R Max ). Khi bản cực của bộ khởi động ở vị trí cao nhất S1 tác động làm cho K3 mất điện, đầu vào EASY I1 = 0 báo vị trí điện cưc ở giá trị R Max . - Sensor S2 báo vị trí bản cực của bộ khởi động ở vị trí thấp nhất (điện trở nhỏ nhất R Min ). Khi bản cực của bộ khởi động ở vị trí thấp nhất S2 tác động làm cho K4 mất điện, đầu vào EASY I2 = 0 báo vị trí điện cưc ở giá trị R Min - B 3 Nhiệt độ dung dịch. Khi nhiệt độ dung dịch < 85 °C K5 có điện I0.5 có điện bộ khởi động sẵn sàng làm việc. Khi nhiệt độ dung dịch > 85 °C B 3 hở K5 mất điện bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động động cơ. - B 5 báo nhiệt độ > 70 °C - Aptomat Q 1 cấp nguồn cho động cơ di chuyển điện cực đóng. 3.3. Điều kiện làm việc của bộ khởi động: 3.3.1. Các điều kiện liên động: • Điện cực ở vị trí trên cùng. • Điện cực di chuyển trong 1 giới hạn cho phép. • Nguồn điện áp điều khiển. • Tất cả các cầu chì đều tốt. • Nhiệt độ dung dịch trong khoảng 5 ÷ 85 o C. • Mức dung dịch ở trong giới hạn cho phép. 3.3.2. Các điều kiện liên động quá trình khởi động: • Nhiệt độ dung dịch không vượt quá 85 o C. • Thời gian khởi động không vượt quá trị số đặt trước. • Dòng điện động cơ di chuyển điện cực không vượt quá giá trị số dòng định mức. 3.3.3. Tác động của hệ thống ở cuối hành trình khởi động: • Contactor ngắn mạch có điện, ngắn mạch roto. • Động cơ di chuyển điện cực về vị trí ban đầu. 7 3.4. Nguyên lý làm việc của bộ khởi động: 3.4.1. Mạch bảo vệ và liên động • Động cơ di chuyển điện cực không làm việc, Q06 = 0, đầu ra Q06 ở easy hở, đầu X1 (57,56) hở. • Điện cực di chuyển đến vị trí giới hạn, K1 không có điện, đầu vào I03 = 0. • Nhiệt độ dung dịch lớn hơn 85°C, B3 (1-2) hở, K5 không có điện đầu, tiếp điểm thường mở K5(21-24) hở, đầu vào I05 = 0. • Aptomat Q1 cấp nguồn cho động cơ di chuyển điện cực, I11 = 1. • Vượt quá thời gian đặt T01 = 1. • Nếu một trong các tín hiệu trên xuất hiện lỗi làm M01 = 1 báo hiệu bộ khởi động có lỗi thì Q05 = 0. 3.4.2. Điều kiện sẵn sàng làm việc: Để bộ khởi động sẵn sàng làm việc cần đảm bảo 4 điều kiện sau đây: • Hệ thống không lỗi M01=0. • Dung dịch ở mức bình thường. • Khi có điện cực ở vị trí cao nhất. • Công tắc tơ chính ở rotor chưa đóng tiếp điểm. 3.4.3. Nguyên lý hoạt động: Sau khi các điều kiện sẵn sàng làm việc được đảm bảo: • Hệ thống không lỗi: M01 = 0. • Dung dịch ở mức bình thường: B4(13-14) kín, cuộn dây K 6 có điện, tiếp điểm thường mở K6(21-24) đóng, đầu vào I07 = 1. • Khi có điện cực ở vị trí cao nhất R = R max , cảm biến S1 phát hiện, cuộn dây K 3 có điện, tiếp điểm thường kín K3(11-12) mở, đầu vào I01 = 0. • Công tắc tơ chính ở rotor chưa đóng tiếp điểm: K2 (43-44) hở, đầu vào I12 = 0. • Khi đó M03 = 0, đầu ra Q04 = 1, hệ thống sẵn sàng làm việc. 8 • Ấn Start(50-51) thì I08 = 1 dẫn đến M06 =1, đầu ra Q02 = 1, cuộn dây K9 có điện, tiếp điểm K9(6.3) ở mạch lực đóng, động cơ quay thuận di chuyển điện cực xuống loại dần điện trở. • Khi R = R min , thì S2 phát hiện, cuộn dây K4 có điện, dẫn đến I02 = 0 . • I02 = 0, M06 được reset, do Q01 = 1 nên đầu ra Q02 = 0, cuộn dây K9 mất điện, động cơ di chuyển điện cực dừng. • I02 = 0 set Q03 = 1, cuộn K10 có điện đóng tiếp điểm K10(13-14) cấp điện cho công tắc tơ K2 ,tiếp điểm của K2 đóng loại bỏ điện trở khởi động. Động cơ làm việc ở chế độ định mức. • Khi K2 có điện, tiếp điểm thường mở K2(43-44) đóng, I12 = 1 dẫn đến M05 = 1, contactor K8 có điện, tiếp điểm K8 (8.2) ở mạch lực đóng. Động cơ quay ngược di chuyển điện cực theo chiều đi lên. • Khi S1 phát hiện R = R max thì cuộn dây K3 có điện, đầu vào I01 = 0, reset M05 làm đầu ra Q01 = 0, contactor K8 mất điện, động cơ di chuyển điện cực dừng. Quá trình khởi động kết thúc. 9 . 1 2 Ð MC DONG CO 6KV 6KV R Thiết bị lập trình Easy 619 - AC - RC: 3 • Easycontrol là thiết bị logic lập trình cỡ nhỏ của hãng Moeller. EasyControl ra. B 4 báo mức của dung dịch. Khi mức của dung dịch thấp bộ khởi động báo lỗi và không cho phép khởi động đồng thời gửi báo động lên trung tâm. - S5 báo quá