Điều khiển luân phiên 2 động cơ máy nén khí khởi động trực tiếp

1. Yêu cầu bài toán

Tủ điều khiển 2 động cơ máy nén khí 3 pha khởi động theo phương pháp DOL kết hợp hệ thống chiếu sáng dân dụng, chế độ auto sử dụng relay áp suất để đóng / cắt tự động. Động cơ được bảo vệ quá tải bằng realy nhiệt, có đầu đủ đền báo tín hiệu, chế độ làm việc của mạch điện. Biết cả 3 động cơ đều có công suất 6kW, điện áp 380/400V, hệ số công suất cosφ = 0,8 , hiệu suất η = 0,95.
  => Dòng điện định mức của động cơ:
I_{dm}=\frac{P_{dm}}{\sqrt3.U_{dm}.cos\varphi.\eta}=\frac{6.{10}^3}{\sqrt3.380.0,8.0,95}=11,994(A)

2. Tính chọn thiết bị điện

2.1. Tính chọn Contactor

Ta chọn dòng điện cho Contactor vào khoảng (1-1,4).Iđm
=> Dòng điện định mức của Contactor là:
I_{Contactor}=1,2.I_{dm}=1,2\ .\ 11,994=14,393(A)

Tra catalogue, ta chọn được Contactor có mã như sau:

Hình 1. Tra catalogue để chọn Contactor

Chọn Coil cho Contactor: do điện áp mạch điều khiển là 220V nên chọn Coil có mã:

Hình 2. Tra catalogue để chọn Coil cho Contactor

Sau khi tra catalogue, ta chọn được Contactor với công suất P= 6kW, điện áp Uđm = 380VAC cho tải động cơ không đồng bộ nhóm AC -3 điện áp 3 pha. Có mã LC1D18M7.

Hình 3. Contactor có mã LC1D18M7

2.2 Tính chọn Relay nhiệt

Ta thường chọn dải cài đặt dòng điện của relay nhiệt bằng (1,1 ÷ 1,3).Iđm
=> Dòng điện định mức của Relay nhiệt:
I_{OL}=(1,1\ \div\ 1,3).I_{dm}=1,2.11,994=14,393(A)

Theo catalogue ta chọn Relay nhiệt có mã LRD21 có dòng định mức là 18A, cụ thể như sau:

Hình 4. Tra catalogue để chọn Relay nhiệt phù hợp
Theo catalogue ta chọn Relay nhiệt có mã là LRD21 có dòng định mức là 18A

Hình 5. Chọn relay nhiệt phù hợp với contactor để bảo vệ quá tải

Lưu ý: Khi chọn Relay nhiệt cần phải xem xét kết nối cơ khí nó có phù hợp với Contactor mà mình đã lựa chọn hay không?

2.3. Tính chọn MCB (Miniature Circuit Breaker)

Ta chọn dòng điện cho MCB vào khoảng (1,1 ÷ 1,3).Icontactor hoặc 1,5.Iđm
=> Dòng điện định mức của MCB là:
I_{MCB3P}=1,5.I_{dm}=1,5\ .\ 11,994=17,991(A)
Ta sẽ tra bảng để chọn dòng điện bằng hoặc lớn hơn 17,991 (A) thì ta sẽ chọn 20A với mã là A9F93320.
Tra catalogue, ta chọn loại MCB 3 pha như sau:

Hình 6. Tra catalogue để chọn MCB

Hình 7. Chọn MCB có mã A9F93320

2.4. Chọn MCB cho mạch điều khiển

Chọn MCB 1P bảo vệ, cấp nguồn cho mạch điều khiển:

I_{MCB1P}=\frac{I_{MCB3P}}{3}=\frac{17,991}{3}=5,997(A)
Ta chọn dòng định mức cho MCB 1 pha lớn hơn 5,997A.
Ta chọn MCB có mã A9F93106, có dòng điện định mức là 6A.

Hình 8. Tra catalogue để chọn MCB 1P – 6A

Hình 9. Chọn MCB để đóng cắt, bảo vệ mạch điều khiển

2.5. Chọn cầu chì

Ta chọn cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho đèn báo, ta chọn vỏ cầu chì là DF81 (25A)
Tra catalogue, ta chọn được cầu chì:

Hình 10. Tra catalogue, ta chọn vỏ đựng cầu chì 25A

Hình 11. Chọn cầu chì bảo vệ cho đèn báo pha

Chọn ruột cầu chì: ta có dòng điện định mức 2A, dùng để bảo vệ các đèn báo pha.

Hình 11. Dựa vào catalogue, ta chọn ruột cầu chì có dòng 2A

Hình 12. Chọn ruột cầu chì cho mạch điện DF2

2.6. Chọn Relay thời gian (timer)

Chọn Timer luân phiên của hãng Hanyoung Nux có mã TF62N

Hình 13 . Chọn Relay thời gian có mã TF62N

2.7. Chọn relay áp suất

Chọn relay áp suất của hãng Danfoss có mã là KP36

Hình 14 . Relay áp suất KP36

2.8. Chọn Selector Switch

Chọn selector switch của hãng schneider có mã là XB5AJ33Hình 15 . Selector Switch XB5AJ33

2.9. Chọn đèn báo

Khi chọn đèn báo ta dựa vào điện áp, ở đây ta sử dụng điện áp mạch điều khiển là 220VAC, tần số 50/60 Hz cho đèn báo.

Tra catalogue ta được:

Hình 16. Tra catalogue để chọn đèn báo

Ta chọn các loại đèn báo sau:

2.9.1. Đèn xanh (Green)

Hình 17. Đèn báo màu xanh lá – XB7EV03MP

2.9.2. Đèn đỏ (Red)

Hình 18. Đèn báo màu đỏ – XB7EV04MP

2.9.3. Đèn vàng (Yellow)

Hình 19. Đèn báo màu vàng – XB7EV05MP

2.10. Chọn nút nhấn

Khi chọn nút nhấn ta dựa vào chức năng mà ta muốn sử dụng để chọn.

2.10.1. Nút ESTOP (Emegency Stop): 1 NO + 1 NC

Tra catalogue ta chọn các loại nút nhấn:

Hình 20. Tra catalogue để chọn nút nhấn dừng khẩn cấp (ESTOP)

Hình 21. Chọn nút nhấn dừng khẩn – XB5AS8445

2.10.2. Nút nhấn START: 1 NO

Tra catalogue ta chọn nút nhấn ON và OFF như sau:

Hình 22. Chọn nút nhấn ON – OFF

=> Ta chọn nút nhấn ON (Green) có mã XB4BA31

Hình 23. Chọn nút nhấn ON – XB4BA31

2.10.3. Nút nhấn OFF: 1 NC

Hình 24. Chọn nút nhấn OFF – XB4BA42

3. Sơ đồ nguyên lí

4. Giải thích mạch nguyên lí

Đóng MCB1 cấp điện cho hệ thống, đóng MCB2 và MCB3 cấp điện cho mạch động lực; đóng MCB4 cấp điện cho mạch điều khiển.
 
– Chế độ điều khiển bằng tay (Manual):
 
  • Nhấn nút khởi động START1, dòng điện đi qua tiếp điểm thường mở của OVR1 (95-96) cấp điện cho cuộn hút K1 (A1-A2), đèn RUN1 sáng báo hiệu động cơ 1 đang hoạt động. – – Nhấn STOP1 thì động cơ 1 dừng.
  • Nhấn nút khởi động START2, dòng điện đi qua tiếp điểm thường mở của OVR2 (95-96) cấp điện cho cuộn hút K2 (A1-A2), đèn RUN2 sáng báo hiệu động cơ 2 đang hoạt động. Nhấn STOP2 thì động cơ 2 dừng.
 
– Chế độ tự động (Auto):
 
  • Gạt công tắc Selector Switch sang vị trí Auto, dòng điện đi qua tiếp điểm thường đóng của công tắc áp suất (2-1) và cấp điện cho Timer TF62N, đồng thời 1 nhánh khác dòng điện đi vào chân số (8) của Timer TF62N; thông qua tiếp điểm thường đóng của Timer (8-5) dòng điện sẽ cấp cho cuộn hút K1 (A1-A2) làm cho đèn RUN1 sáng báo hiệu động cơ 1 đang hoạt động.
  • Sau một khoảng thời gian x (giây) cài đặt trên Timer thì tiếp điểm của Timer chuyển trạng thái:
  • Tiếp điểm thường đóng (8-5) mở ra ngưng cấp điện cho cuộn hút K1 (A1-A2) => động cơ 1 dừng.
  • Tiếp điểm thường mở (8-6) đóng lại cấp điện cho cuộn hút K2 (A1-A2) => động cơ 2 hoạt động.

– Sau một khoảng thời gian y (giây) cài đặt trên Timer thì tiếp điểm của Timer lại chuyển trạng thái:

  • Tiếp điểm (8-5) đóng lại cấp điện cho cuộn hút K1 (A1-A2) => động cơ 1 hoạt động.
  • Tiếp điểm (8-6) mở ra ngưng cấp điện cho cuộn hút K2 (A1-A2) => động cơ 2 dừng.
– Tiếp tục như vậy là 2 động cơ chạy luân phiên nhau theo khoảng thời gian định sẵn cho đến khi áp suất đủ tiêu chuẩn thì tiếp điểm Relay áp suất mở ra ngưng cấp điện cho toàn mạch.
– Khi xảy ra sự cố quá tải, tiếp điểm thường đóng OVR1 (95-96) của relay nhiệt hở ra, đồng thời tiếp điểm thường hở OVR1 (97-98) của đóng lại; đèn OVR1 sáng báo hiệu động cơ đang gặp sự cố quá nhiệt có thể động cơ đang quá tải hoặc cốt động cơ bị kẹt hoặc ổ bị bị hư làm cho động cơ quay nặng nề gây ra quá nhiệt cho động cơ. Sự cố quá tải cũng tương tự cho động cơ M2.

5. Layout 3D tủ điều khiển

Hình 16. Layout mặt tủ

Hình 17. Layout panel tủ

error: Real Group - Efficiency Projects