Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 1

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 : Trần Ngọc Hoàng 0951060021
Lƣơng Trọng Nam 0951060038

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 50 m
3
/h, cột áp 40 m. Chọn
bơm , động cơ , biến tần , cảm biến áp suất. Điều khiển ổn định áp suất nước.
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 2
I. TÌM HIỂU VỀ VẤN ĐỀ
 ĐỐI TƢỢNG: tòa nhà khu công nghiệp,
khu chung cư, …
 YÊU CẦU: Nhu cầu sử dụng nước trong
khu công nghiệp, khu dân cư rất khác nhau
trong các thời điểm của ngày (cao điểm và thấp
điểm), yêu cầu đặt ra là phải giải quyết được

- 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.
 Để biến tần điều khiển đƣợc hoạt động của bơm thì cần phải có cảm biến áp
suất phản hồi về.
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 4
Sơ đồ khối của hệ thống nhƣ sau: I. CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
CỦA MÔ HÌNH.
1. Chọn bơm – động cơ
Từ yêu cầu bơm nước với lưu lượng tối đa
là:
 Lưu lượng: Q = 50 m
3
/h
 Cột áp : H= 40 m.
Cho nên nhóm chọn bơm đi liền với động
cơ nổi tiếng của hãng PENTAX - Ý

 Type: CM 65 – 160A
 Tốc độ : 2900 rpm

trên đường ống trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
Yêu cầu: chọn biến tần PowerFlex 400 của hãng ROCKWELL sao cho
P
BT
≥ P
BƠM
hay P
BT
≥ 15 kW (20Hp)
Vậy nhóm chọn biến tần Powerflex 22C-D038A103 của hãng ROCKWELL với
các tính năng đáp ứng yêu cầu đề ra.

BIẾN TẦN
THÔNG SỐ
Công suất định mức
18,5KW
Điện áp định mức
3 pha – 380V
Dòng điện định mức
40 A (Input)
38A (Output)
Tần số
50Hz
Tính năng
Điều khiển U/f
Cấp bảo vệ
IP30

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 8 b) Chọn EMC Line Fillter:
Theo khuyến cáo của NSX biến tấn, nhóm chọn EMC Line
Fillter của hãng Rockwell có mã số:
22-RFD050

EMC LINE FILLTER
THÔNG SỐ
Điện áp định mức
380 – 480 VAC
Dòng điện định mức
50 A
Hãng
ROCKWELL
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 9

II. CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
1. Chọn các thiết bị điều khiển và bảo vệ bên mạch động lực:
a) Chọn CONTATOR
Yêu cầu: Chọn loại AC1 hoặc AC3 (xuống một cấp)
U

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 10

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 11 b) Chọn MCB
Yêu cầu: Dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải
U
đm
>= U
lưới
= 380V
I
đm
>=(1.2-1.4)* I
driver
(40A)
→ Dựa vào các yêu cầu và khuyến cáo của NSX biến tần, Nhóm
chọn MCB của hãng Allen-Bradley, có mã số: 140M-F8E-C45

MCB
THÔNG SỐ

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 13

b) Chọn nút nhấn
Yêu cầu:
Nút nhấn ON: loại NO, màu xanh.
Nút nhấn OFF: loại NC, màu đỏ.
Thông số kĩ thuật của nút nhấn: Điện áp 220VAC
 Vậy nhóm chọn nút nhấn của hãng IDEC có mã sản phẩm:
YW1L-MF2E01QM3 (RED) và YW1L-MF2E10QM3
(GREEN)
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 14

Ghi chú:Catalog của nút nhấn trang 6/24

c) Chọn đèn báo
Yêu cầu: chọn 1 đèn báo khi có nguồn cấp cho biến tần – khi
nhấn nút ON (red), 1 đèn báo khi biến tần chạy – khi nhấn
START (blue), 1 đèn báo khi biến tần dừng – khi nhấn nút STOP
(red) và 1 đèn báo khi biến tần xảy ra lỗi (yellow)
Thông số kĩ thuật của đèn: Điện áp 220 VAC
 Vậy nhóm chọn đèn báo của hãng IDEC có mã sản phẩm:
YW1P-2EQM3



NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 16
 Vậy nhóm chọn Relay của hãng OMRON có mã số sau: MY2
AC220/240 (S) (cataloge kèm theo)  chọn đế cho relay:
RELAY
THÔNG SỐ
Điện áp định mức (cuộn hút)
220/240 VAC
Dòng điện định mức
4.8/5.3 mA
Số cặp tiếp điểm
2 NO + 2 NC
Hãng
OMRON

Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 17
Nhóm chọn đế Relay tương ứng với Relay trên của hãng
OMRON, có mã số: PYF08A-E Ghi chú:Catalog của Relay trang 10/20


9 – 30 VDC
Hãng
MEASUREMENT
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 19 f) Chọn cable điện
 Cable cho mạch động lực
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 20
Theo khuyến cáo của NSX biến tấn, nhóm chọn Cable cho mạch
động lực có tiết diện 25 mm
2
của hãng LS-VINA Cable, dòng phụ
tải khoảng 90 A :

Ghi chú:Catalog của cáp trang 10/39

 Chọn dây cáp điều khiển:
Theo khuyến cáo của NSX biến tấn, nhóm chọn Cable cho mạch
điều khiển có tiết diện 1 mm

(file autocad kèm theo)
THIẾT BỊ
CHỨC NĂNG
Biến tần
Điều khiển, bảo vệ động cơ
Động cơ - Bơm
Bơm nước
Sensor
Đo áp suất trên đường ống và
phản hồi tín hiệu về biến tần
Line Reactor
Lọc sóng hài, chống nhiễu
BACL
THÔNG SỐ
Điện áp vào
220 VAC – 1 phase
Điện áp ra
220 VAC
Công suất
1000 VA
Hãng
V-Standa., JSC
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 23
EMC Line Fiter
Lọc sóng điện từ cao tần,
chống nhiễu
Tiếp điểm chính
của contactor

3. Thuyết minh hoạt động
(file autocad kèm theo)
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 24
 Chế độ hoạt động
- Bật MCB cấp nguồn cho mạch động lực và CB cấp nguồn cho
mạch điều khiển.
- Khi nhấn nút ON cuộn hút KM có điện cấp nguồn vào biến
tần, đồng thời tiếp điểm phụ K1 đóng lại duy trì nguồn cho
mạch điều khiển, đèn trắng sáng báo hiệu có nguồn vào hệ
thống. Khi biến tần không có lỗi tiếp điểm R2 – R3 đóng lại,
R1 – R2 mở ra, lúc này cho phép biến tần hoạt động.
- Muốn động cơ chạy ta nhấn nút START, cuộn hút MY có
điện, các tiếp phụ MY chuyển trạng thái, điều khiển biến tần
cho động cơ chạy, đồng thời đèn RUN sáng, báo làm việc.
- Khi động cơ đang chạy muốn động dừng thì ta nhấn nút
STOP, đồng thời đèn STOP sáng, báo động cơ dừng làm việc.
- Khi nhấn nút OFF toàn bộ hệ thống dừng hoạt động.
- Trong quá trình hoạt động thay đổi tốc độ bơm bằng cách vặn
biến trở.
 Chế độ bảo vệ
- Khi xảy ra sự cố ngắn mạch thì MCB sẽ ngắt nguồn vào biến
tần, mạch động lực được bảo vệ. Khi có ngắn mạch bên mạch
điều khiển thì CB bảo vệ (của biến áp cách ly) tác động, ngắt
Đồ án môn học : Kĩ thuật điều khiển động cơ GVHD : TS. Lê Quang Đức

NHÓM 04 – LỚP DC09 Page 25
nguồn điện vào mạch điều khiển, mạch điều khiển được bảo
vệ.

b006
Trạng thái biến tần
0/1
1111
b010
Công suất động cơ
0.0/999.9 kW
18.5 kW
b014
Nhiệt độ biến tần
0/120 degC
40
0
C

CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ
P031
Điện áp định mức của động cơ
20/Drive Rated Volts
380 VAC
P032
Tần số định mức của động cơ
15/320 Hz
50 Hz
A199
Số cực động cơ
2/40
2 pole
A200
Dòng động cơ khi đầy tải