Nghiên cứu hệ điều khiển của máy khử độ co vải

Nghiên cứu hệ điều khiển của máy khử độ co vải

Chơng 1: tổng quan về máy khử độ co vải 1.1 Khái quát về đơn vị có thiết bị

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp dệt may Việt Nam đợc tăng ờng đầu t và phát triển phù hợp chung trong nền kinh tế của đất nớc Công ty May

c-10 cũng không nằm ngoài xu thế đó Là một doanh nghiệp chuyên sản xuất và gia công hàng may mặc thuộc Tổng công ty dệt may Việt Nam là một trong những công ty may hàng đầu của Việt Nam Ra đời từ những ngày đầu của cuộc kháng chiến chống Pháp chuyên sản xuất hàng may mặc phục vụ quân đội Ngày nay mặt hàng chủ yếu của công ty là sơ mi cao cấp phục vụ nhân dân trong nớc và xuất khẩu

Từ năm 2004 để đa dạng hoá sản phẩm của mình công ty đã đầu t xây dựng 2dây chuyền sản xuất hàng comple Địa điểm chính của Công ty May 10 hiện nay nằm tại

km 5 quốc lộ 5 trên đờng Hà Nội đi Hải Phòng Tại đây Công ty có 5 xí nghiệp thành viên trong đó 3xí nghiệp chuyên sản xuất sơ mi và 2xí nghiệp may comple sử dụng trên 25000 máy móc các loại với khoảng 5000 công nhân Ngoài ra để tạo công việc cho các lao động tại tỉnh xa công ty đã liên doanh với các tỉnh để xây dựng các xởng may tại đây nh: tỉnh Thái Bình có 3 xí nghiệp may, tỉnh Nam Định 1

xí nghiệp, thành phố Hải Phòng 1xí nghiệp, tỉnh Thanh Hoá 1xí nghiệp, tỉnh Quảng Bình 1xí nghiệp Để ra đợc một sản phẩm may có chât lợng cao ngoài yếu tố con ng-

ời ra thì máy móc thiết bị là một yếu tố không thể thiếu Phù hợp trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nớc nên máy móc và thiết bị của công ty đợc

đầu t trong những năm gần đây là bán tự động và tự động chủ yếu sử dụng linh kiện

điện tử

1.2 Giới thiệu công nghệ may áo

Tại Công ty cổ phần May 10 để phù hợp với cách quản lý của một công ty cổ phần với các xí nghiệp thành viên và các phòng ban phục vụ; trong một xí nghiệp đ-

ợc chia thành các khu vực nh sau:

+Khu vực cắt

+Khu vực may

+Khu vực là, hoàn thiện và đóng gói

Mỗi khi có một mã hàng mới thì phòng kỹ thuật có nhiệm vụ nghiên cứu để thiết kế ra mẫu, thử nghiệm và tìm ra các thông số kỹ thuật của nó Với mẫu này vải

từ kho đợc đa đến tổ cắt và đợc cắt thành các chi tiết nhỏ theo mẫu, các mẫu này đợc gọi là mẫu bán thành phẩm Mẫu bán thành phẩm này đợc chuyển đến khu vực may, tại đây các công nhân đợc tạo thành dây chuyền may ghép các mẫu này lại để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh theo đúng các thông số mà kỹ thuật đa ra Khi đã có

đợc sản phẩm hoàn chỉnh sản phẩm này đợc bộ phận KCS kiểm tra lại theo các chỉ tiêu kỹ thuật mà phòng kỹ thuật đa ra Khi sản phẩm đợc kiểm tra đạt tùy từng loại vải và mã hàng mà sản phẩm có thể đợc đem đi giặt Sản phẩm sau đó đợc chuyển

1

tới khu vực là; tuỳ từng loại sản phẩm mà có yêu cầu công nghệ và kỹ thuật là khác nhau Có hai công nghệ là hay đợc sử dụng là công nghệ là thổi và công nghệ là ép Công nghệ là thổi là sử dụng hơi nóng có áp suất để thổi vào sản phẩm, sau đó dùng hơi khí nén hoặc hút chân không để làm khô sản phẩm Công nghệ này đợc sử dụng

để là sản phẩm comple Công nghệ là ép là sử dụng hai bục ép nóng và cốt của sản phẩm; sản phẩm cần là đợc khoác vào cốt sau đó hai bục ép nóng đợc ép vào sản phẩm với một lực nhất định (để tạo lực ép này thờng sử dụng lực của hơi khí nén thông qua xilanh) Công nghệ này thờng đợc sử dụng để là sơ mi Khi sản phẩm đợc

là xong sẽ đợc đem đi gấp và đóng gói sau đó nhập kho

1.3 Yêu cầu của công nghệ

Thông thờng các loại vải mới sau khi mang đi giặt, là sẽ xảy ra hiện tợng co hoặc dãn, tuỳ từng loại vải mà có sự co dãn nhiều hay ít Chính vì vậy ngòi kỹ thuật khi thiết kế luôn phải tính toán đến sự co dãn này để tránh cho sản phẩm sau khi sản xuất ra đem đi giặt sẽ không đạt yêu cầu Phơng pháp đơn giản nhất để tìm đợc độ

co dãn của vải mà ngời ta thờng áp dụng là chọn một mẫu vải có kích thớc nhất định

và đem đi giặt, sấy khô và là với đầy đủ các yếu tố giống nh sản phẩm đợc sử dụng trong thực tế Sau đó mẫu vải này đợc kiểm tra lại và so sánh với kích thớc ban đầu

từ đó có thể tính toán đợc độ co dãn của loại vải đó Phơng pháp này chỉ áp dụng

đ-ợc với những loại vải có độ co dãn ít nếu với loại vải có độ co dãn lớn thì không thể tính toán đợc một cách chính xác dẫn đến sản phẩm đến tay ngời tiêu dùng sau khi giặt sẽ không còn đẹp Đặc biệt, với sản phẩm là comple với chất vải có độ co dãn lớn nh len, dạ và đặc biệt là yêu cầu không đ… ợc co dãn khi giặt là Với những loại vải này trớc khi đem vào để may không còn cách nào khác là phải giặt trớc Điều này vấp phải một vấn đề là nh thế thì khối lợng vải cần giặt lớn, tốn kém dẫn đến

đẩy giá thành sản phẩm lên cao Chính vì vậy một loại máy chuyên dùng để xử lý độ

co vải ra đời Máy này phải tạo ra đợc tất cả các yếu tố giống nh trong điều kiện thực tế mà sản phẩm đựơc sử dụng để có thể thử nghiệm và sử lý đợc độ co dãn của vải trớc khi vải đợc đa vào gia công thành sản phẩm

1.4 Giới thiệu về máy khử độ co vải.

Hiện nay trên thị trờng có rất nhiều loại máy nhng về công nghệ cơ bản để sử

lý vải là giống nhau, vì vậy ở đây em xin đợc giới thiệu về một loại máy sử lý độ co vải có tên là JSM-622-T Máy này hiện nay đang đợc sử dụng tại công ty cổ phần May 10 do hãng SENGA PHILIPPINES INC cung cấp

1.4.1.Cấu tạo máy khử độ co:

3Hình 1-1: Mô hình toàn bộ máy khử độ co vải

1 Băng tải

2 Con lăn

3 Động cơ truyền động kéo băng tải

H×nh 1-4: C¬ cÊu chØnh b¨ng

1.4.1.1.Băng tải

Băng tải có kích thớc1840ì7500(mm); băng tải đợc chế tạo bằng một loại vật liệu đặc biệt có độ bền chắc cao đợc dệt thành dạng lới tạo ma sát để có thể có thể dẫn vải đi từ đầu vào đến đầu ra của máy

Băng tải có thể chạy đợc nhờ có sự dẫn động của 5 con lăn và mô tơ truyền

động

1.4.1.2.Con lăn

Hình 1-5: Con lănCon lăn có 2 loại có kích thớc khác nhau:

+3 con lăn có kích thớc đờng kính Φ76(mm), có chiều dài 2000(mm) trong đó 2con lăn có tác dụng tạo lực căng cho băng tải, 1 con lăn dùng để chỉnh băng tải luôn ở vị trí giữa

+2 con lăn ở hai đầu băng tải có đờng kính Φ113(mm), dài 2000(mm) trong

đó có 1 con lăn nhận lực kéo trực tiếp từ động cơ kéo băng tải

1.4.1.3.Động cơ truyền động kéo băng tải:

Động cơ đợc điều chỉnh tốc độ bằng bộ biến tần để có thể điều chỉnh đợc thời gian vải đi qua máy; đồng thời nó có thể kết hợp với động cơ rải vải để có thể tạo đ-

ợc lực căng của vải khi vải đi qua máy trong quá trình sử lý độ co Động cơ đợc sử dụng trong máy này là động cơ 3 pha 200V công suất 0,75 (kW)

1.4.1.4.Động cơ rải vải.

Vải đợc chế tạo và cuộn thành cuộn vì vậy động cơ này kết hợp với một quả lô

để tở vải ra khỏi cuộn sau đó đa lên băng tải Động cơ này đợc điều khiển thay đổi tốc độ bằng một bộ biến tần để có thể kết hợp với tốc độ của băng tải tạo lực căng cho vải trong quá trình sử lý Động cơ đợc sử dụng là động cơ 3 pha 200(V) công suất 0.75(kW)

Quả lô đợc động cơ rải vải kéo có đờng kính Φ200(mm), có chiều dài 2000(mm) trên bề mặt phủ một loại vật liệu đặc biệt để tạo ma sát có thể kéo đợc vải

1.4.1.5.Giàn hơi nóng:

Đợc cấu tạo dạng hình hộp chữ nhật có kích thớc 900ì1840ì150(mm) bề mặt

có nhiều lỗ để có thể phun hơi nóng xuống vải Bên trong có các đờng ống để dẫn hơi nóng; hơi nóng đợc cấp từ nguồn bên ngoài có áp suất tối thiểu 4kg/cm2 Giàn hơi nóng này đợc lắp ở phía trên của băng tải Hơi nóng từ nguồn bên ngoài đi vào giàn hơi nóng qua các lỗ trên bề mặt của giàn và phun xuống vải Khi vải đi qua đây

7

sẽ hấp thụ hơi nóng và vải sẽ mềm đi tức là tơng đơng với khi ta dùng nớc nóng để giặt Trong qúa trình này kết hợp với sự căng của vải do hai động cơ rải vải và động cơ kéo băng tải tạo nên thì vải sẽ có hiện tọng dãn.

1.4.1.6.Sợi đốt:

Có công suất 17(kW), 3pha 380(V) Sợi đốt đợc cấu tạo liền nằm trong một bục kim loại có kích thớc 900ì1840ì200(mm) Sợi đốt này đợc lắp phía trên của băng tải kết hợp với động cơ hút đặt phía dới của băng tải tạo ra luồng không khí nóng làm khô vải Nhiệt độ của sợi đốt khống chế và điều khiển bởi rơ le điều chỉnh nhiệt độ thông qua một cảm biến, cảm biến này đợc lắp trên bục kim loại

1.4.1.7.Động cơ hút:

Có công suất 1,6(kW), sử dụng điện áp 3 pha 380(V), lực hút 4,5(kPa), thể tích hút 22(m3/min) Động cơ hút đợc lắp một hệ thống ống hút và đặt ở phía dới của băng tải Hệ thống ống hút này đợc lắp đối diện với giàn nhiệt qua băng tải và kết hợp với giàn nhiệt tạo luồng không khí nóng để làm khô vải

1.4.1.8.Động cơ rung băng tải:

Có công suất 0,1(kW), điện áp 3pha 380 (V) Động cơ rung đợc lắp một puli lệch tâm và truyền lực rung vào một thanh nhôm đặt phía dới băng tải qua một tay biên Chính nhờ lực tác dụng rung của thanh nhôm này mà băng rung dẫn đến vải cũng đợc rung Điều này chính là sự mô phỏng của quá trình khi ta giặt và giũ vải bằng tay

1.4.1.9.Cơ cấu chỉnh băng:

Băng tải đợc chạy trên 5 con lăn; yêu cầu của băng tải là luôn phải chạy ở vị trí giữa và nếu có lệch sang hai bên so với vị trí giữa một khoảng là nhỏ Muốn làm đợc

điều này ngời ta phải có một bộ phận để nhận biết đợc độ lệch của băng tải và tự

động điều chỉnh băng về vị trí giữa Để điều chỉnh đợc băng về vị trí giữa ngời ta ờng dùng phơng pháp trợt băng, tức là nếu muốn băng tải lệch về phía bên phải thì mép băng bên phải sẽ trùng hơn mép băng bên trái Khi đó băng vừa chạy trên con lăn vừa có xu hớng trợt về phía bên phải nơi có mép băng trùng hơn Thông thờng ngời ta sử dụng một con lăn ở hai đầu có thể điều chỉnh đợc để làm căng hoặc trùng mép băng Điều chỉnh con lăn này có thể sử dụng động cơ để kéo hoặc dùng lực đẩy của khí nén thông qua xilanh Nếu sử dụng động cơ thì phần điều khiển sẽ rất phức tạp, giá thành cao, tác động không nhanh Vì vậy ở đây với máy này ta sử dụng hơi khí nén để chỉnh con lăn thông qua cơ cấu chấp hành là xilanh

th-1.4.2.Nguyên lý hoạt động của máy:

1.4.2.1.Yêu cầu hoạt động:

-Điện áp cung cấp cho máy là điện áp 3pha 380(V), tần số 50 Hz

-Hơi khí nén tối thiểu 6kg/cm2

-Hơi nóng bão hoà 4-6 kg/cm2

1.4.2.2.Hoạt động của máy:

-Để cấp điện cho máy ta bật aptomat nguồn Q1 khi máy có điện và chờ hoạt

động

-Aptomat Q2 dùng để cấp điện cho máy biến áp BA, máy biến áp này có điện

áp sơ cấp 380V điện áp thứ cấp là 220V để cấp điện cho mạch điều khiển và biến tần điều khiển động cơ rải vải và động cơ kéo băng tải Toàn bộ mạch điều khiển đ-

ợc cấp từ máy biến áp thông qua contactor K1

-Aptomat Q3 và contactor K2 cấp điện cho giàn sợi đốt điện trở có công suất 17kW

-Aptomát Q4 và contactor K3 cấp điện cho động cơ rung băng tải

-Aptomat Q5 và contactor K4 cấp điện cho động cơ hút

*Để máy hoạt động đợc thì điều kiện đầu tiên là hơi khí nén phải đạt từ 4kg/cm2

trở lên khi đó đèn báo sẽ tắt, nếu không đèn báo thiếu khí sẽ sáng để ngời vận hành biết Để khởi động máy ta ấn nút ấn M(4-5), khi đó contactor K1 có điện đóng tiếp

điểm K1(4-5) để tự duy trì và đóng tiếp điểm K1(1-6) cấp điện cho mạch điều khiển Khi muốn dừng máy ta ấn nút ấn D(3-4) Khi mạch điều khiển có điện bật công tắc

S4 contactor K5 ,K6 có điện cấp điện cho hai biến tần điều khiển động cơ kéo băng tải và động cơ rải vải Để hai contactor K5 , K6 , có điện thì công tắc S6 đóng(công tắc S6 là công tắc nhận biết đợc đã có vải nằm trên băng chuyền hay cha) Động cơ rải vải và động cơ kéo băng tải sẽ chạy thuận ngay nếu công tắc S10 đóng dẫn đến các van trong biến tần đợc điều khiển mở cấp điện áp thuận cho động cơ Băng tải chạy trên 5 con lăn và đợc chỉnh để luôn chạy ở vị trí giữa nhờ một con lăn, lực đẩy của xilanh (sơ đồ điều khiển xilanh nh hình vẽ) Khi băng tải bị lệch sang một bên nào đó, giả sử bị lệch về bên trái thì khi đó mép băng tải bên trái sẽ tác động vào công tắc S7 dẫn đến S7(6-14) đóng lại rơle K7 có điện đóng tiếp điểm K7(6-14) để tự duy trì Khi đó van hơi Y1.1 có điện mở van cấp hơi cho xilanh; xilanh đợc lắp ở bên phải nên khi đó xilanh sẽ đẩy con lăn chỉnh băng lên phía trên làm cho mép băng bên phải sẽ trùng hơn mép băng bên trái Băng tải vừa chay trên con lăn vừa tr-

ợt về phía bên phải nơi có mép băng trùng hơn Khi băng trợt về phía bên phải mép băng sẽ tác động vào công tắc S8, công tắc S8 là công tắc thờng đóng nên khi mép băng tải chạm vào nó thì dẫn đến S8(14-15) mở ra rơle K7 mất điện và van hơi Y1.1 mất điện theo Van hơi không đợc cấp điện dẫn đến xilanh đợc cấp hơi qua cổng

mép băng bên phải căng hơn mép băng bên trái; băng tải lại vừa chạy vừa trợt sang bên trái Nếu vì một lý do nào đấy giả sử van hơi bị kẹt hoặc hai công tắc S7 , S8

không tác động thì băng sẽ chạy lệch về bên phải hoặc bên trái quá khi đó mép băng

sẽ tác động vào công tắc S5(10-12) (lắp ở vị trí của S5 , S6 nhng sâu hơn một chút) làm cho K5 mất điện dẫn đến động cơ băng tải và động cơ rải vải ngừng hoạt động Nếu muốn động cơ băng tải và động cơ rải vải chạy ngợc ta gạt công tắc sang vị trí

S9 mở ra khi đó biến tần sẽ đợc điều khiển mở van đảo chiều cấp điện cho động cơ chạy ngợc

+Khi muốn sử dụng nhiệt độ bật công tắc S1(6-7) đồng hồ điều khiển nhiệt độ

đ-ợc cấp điện Thông qua cảm biến B đđ-ợc lắp trong sợi đốt có tín hiệu phản hồi về nên

đồng hồ có thể điều khiển sự đóng cắt của contactor K2 cấp điện cho sợi đốt để nhiệt

độ của sợi đốt đạt đợc theo thông số đặt yêu cầu

+Để có thể hút khí nóng từ sợi đốt để làm khô vải ta bật công tắc S3 khởi động từ

K4 có điện cấp điện cho động cơ hút hoạt động Động cơ này đợc lắp cánh quạt trong một buồng kín nên khi động cơ chạy cánh quạt sẽ hút gió từ trên sợi đốt xuống tạo thành một luồng không khí nóng đi qua vải và làm khô vải

+Muốn rung băng tải ta bật công tắc S2 để khởi động từ K3 có điện cấp điện cho

động cơ rung hoạt động Khi động cơ chạy nhờ có một tay biên lắp lệch tâm với trục

động cơ còn đầu kia lắp vào một thanh nhôm dặt phía dới băng tải nên băng tải sẽ rung

3

Chơng 2: Nghiên cứu hệ thống truyền động

của băng tải và động cơ rảI vải 2.1.yêu cầu cho truyền động kéo băng tảI và động cơ rảI vải.

Điều quan trọng của máy khử độ co vải là tốc độ của băng tải để đa vải đi qua máy để sử lý Nếu tốc độ băng tải không đạt thì việc sử lý vải cũng không đạt Với mỗi loại vải khác nhau mà cần thời gian vải qua máy cũng khác nhau tức là tốc độ của băng tải cũng khác nhau Mặt khác yêu cầu của máy là điều chỉnh tốc độ của hai động cơ rải vải và động cơ băng tải phải phù hợp với nhau để có thể đa vải đi qua máy Nếu tốc độ rải vải lớn hơn tốc độ chạy của băng tải thì vải sẽ bị trùng; nếu tốc

độ của băng tải lớn hơn tốc độ rải vải thì vải đi qua băng sẽ quá căng Chính vì vậy việc chọn loại động cơ, phơng pháp điều chỉnh tốc độ cho động cơ rải vải và động cơ băng tải là rất quan trọng Yêu cầu truyền nhiều động cơ với mỗi một truyền

động cần phải làm việc với tốc độ thích hợp hoặc tốc độ không đổi gắn với yêu cầu chung của cả hệ Với truyền động có yêu cầu phải giữ sức căng không đổi thì truyền động phải điều chỉnh cả tốc độ và lực kéo Đối với hệ đồng bộ hoá tốc độ việc điều chỉnh hệ phụ thuộc vào loại liên kết cơ giữa các động cơ thành phần

+Các động cơ liên kết cơ cứng qua hộp giảm tốc yêu cầu đặc tính cơ của từng

động cơ phải tuyệt đối cứng

+Các động cơ liên kết mềm với nhau qua băng vật liệu có tiết diện lớn, lực cân bằng truyền qua vật liệu cứng nh vậy việc đồng bộ hoá có thể dùng đặc tính cơ các truyền động thành phần mềm

+ở các vật liệu băng của nó không truyền đợc lực kéo Nh vậy truyền động chính trong hệ sẽ điều chỉnh tốc độ và phát tín hiệu đặt tốc độ cho tất cả các truyền

động động cơ còn lại các truyền động này có nhiệm vụ điều chỉnh giữ mômen không đổi Tốc độ của tất cả các truyền động chạy theo băng còn lực căng giữa các cơ cấu truyền động do các mạch điều chỉnh xác định

+Nếu nh không đo đợc trực tiếp lực kéo, ngời ta phải tạo mạch vòng nhân tạo trong dây truyền bằng tín hiệu tỷ lệ với chiều dài, mạch vòng có thể hiệu chỉnh tốc

độ của từng động cơ trong hệ truyền động

+ở dây truyền sản xuất vật liệu mỏng dễ đứt nh giấy, vật liệu tổng hợp v.v thì…tất cả các truyền động thành phần phải đợc giữ tốc độ không đổi ở đây ta dùng ph-

ơng pháp đồng bộ bám tức là điều chỉnh tất cả các truyền động có tỷ lệ tốc độ không

đổi theo chiều chuyển động của vật liệu

+Đối với truyền động có cuộn cuốn và cuộn nhả yêu cầu tốc độ truyền động phải thay đổi phụ thuộc vào đờng kính các cuộn vật liệu, hay nói cách khác là giữ tốc độ

Trớc đây ở trờng hợp này ngời ta chỉ có thể dùng động cơ một chiều vì có thể

điều chỉnh tốc độ đơn giản nhng cấu tạo động cơ lại phức tạp Ngày nay ngời ta dùng động cơ xoay chiều với các bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ Các hệ này sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc có kết cấu đơn giản, vững chắc, giá thành rẻ, có thể làm việc trong mọi môi trờng Nhợc điểm cơ bản của hệ thống này là mạch điều khiển rất phức tạp Hình sau cho ta một khái niệm so sánh giữa hệ thống một chiều và xoay chiều điều chỉnh tần số

2.2 giới thiệu về động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ ngày nay đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thay cho các động cơ khác vì nó có nhiều u điểm nh khởi động đơn giản, vận hành tin cậy, rẻ tiền và kích thớc gọn nhẹ Nhợc điểm của nó là đặc tính cơ phi tuyến mạnh nên trớc đây, với các phơng pháp điều khiển còn đơn giản, loại động cơ này phải nhờng chỗ cho động cơ điện một chiều Nhng với việc phát triển của các lý thuyết điều khiển, truyền động cộng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật

nh kỹ thuật vi xử lý, điện tử công suất nên đã hạn chế đợc nhợc điểm trên, đa

động cơ không đồng bộ trở thành phổ biến

Trớc đây thờng điều khiển động cơ bằng cách điều chỉnh điện áp Đây là một phơng pháp đơn giản nhng chất lợng điều chỉnh kể cả tĩnh lẫn động đều không

Giá thành truyền động tần số Giá thành truyền động một chiều

cao Để điều khiển đợc chính xác và hiệu quả phải nói đến phơng pháp thay đổi tần số điện áp nguồn cung cấp Do tốc độ động cơ không đồng bộ xấp xỉ tốc độ

đồng bộ nên động cơ làm việc với độ trợt nhỏ và tổn hao công suất trợt trong mạch rôto nhỏ Tuy nhiên phơng pháp này còn phức tạp và đắt tiền Thiết bị dùng

để biến đổi tần số là các bộ nghịch lu, có thể là nghịch lu trực tiếp hoặc gián tiếp

Ta có thể sử dụng bộ biến tần là một thiết bị tích hợp cả chỉnh lu, nghịch lu lẫn

điều khiển Luật điều khiển trong mỗi biến tần tuỳ thuộc vào nhà sản xuất

Hiện nay để điều khiển động cơ đã có nhiều biến tần bán sẵn trên thị trờng, ít khi còn phải thiết kế theo phơng pháp kinh điển nữa Các nhà sản xuất lựa chọn biến tần nhiều hơn bảng điều khiển sao - tam giác hoặc điện trở phụ hoặc các thiết bị

điều khiển khác vì nó gọn nhẹ, điều khiển chính xác, tin cậy, đáp ứng đợc nhu cầu tự động hoá và từng bớc hiện đại hoá xí nghiệp của họ

2.2.1.Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ

a)Phơng trình đặc tính cơ.

Để thành lập phơng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ta sử dụng sơ

đồ thay thế Khi nghiên cứu ta đa ra một số giả thiết sau:

-Ba pha của động cơ là đối xứng

-Các thông số của động cơ không đổi nghĩa là không phụ thuộc vào nhiệt độ,

điện trở rôto không phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto; mạch từ không bão hòa nên

điện kháng X1 , X2 không đổi

-Tổng dẫn mạch từ hoá không thay đổi, dòng điện từ hoá không phụ thuộc tải

mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato động cơ

-Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép

-Điện áp lới hoàn toàn sin và đối xứng ba pha

Với những giả thiết trên ta có sơ đồ thay thế một pha của động cơ nh hình 2.7

Trong đó :

-Uf : Trị số hiệu dụng của điện pha stato

-Ià ,I1 ,I2/ các dòng điện từ hoá, stato và dòng điện rôto đã quy đổi về stato

-Xà ,X1 X2/ điện kháng mạch từ hoá, điện kháng tản stato và điện kháng tản rôto dã quy đổi về stato

-Rà ,R1 ,R2/ các điện trở tác dụng của mạch từ hoá, của cuộn dây stato và rôto đã quy đổi về stato

f1 – tần số của điện áp nguồn đặt vào stato

Rà

I1

Ià

I2

Hình 2.7- Sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồng bộ

7

R R

X R U

2 1 1

/21

11

µ µ

(2-3)

X X

Xnm

/ 2

U

µ µ

=

2 2 1 1

X s

R R

U I

nm

f

2 2 1 /

2

/2

U I

I

nm

f nm

2 2

1 2

/ 2

/2

=

=

+ (2-6)

Đặc tính dòng điện rôto đợc biểu diễn ở hình 2-9 dới đây:

Để tìm phơng trình đặc tính cơ của động cơ ta dựa vào điều kiện cân bằng công suất trong động cơ : Công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto:

P12=Mđt ω1

Mđt là momen điện từ của động cơ

Nếu bỏ qua các tổn thất phụ thì Mđt = Mcơ = M

Công suất đó chia thành hai phần:

Pcơ : công suất đa ra trên trục động cơ

∆P2: công suất tổn hao đồng trong rôto

= (2-9)Thay giá trị I2/ đã tính đợc ở trên vào (2-9) và biến đổi ta có:

s

M

X s

R R

R U

nm f

' 2 2 ' 1'21

.3

ω (2-10)

Biểu thức (2-10) là phơng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ

Nếu biểu diễn đặc tính cơ trên đồ thị sẽ là đờng cong nh hình (2-10)

Có thể xác định các điểm cực trị của đờng cong này bằng cách giải =0

U M

nm

f

1 1 1

2 12

Đặc tính trên hình 2-11 ứng với dấu (+)

Phơng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ có thể biểu diễn thuận tiện hơn bằng cách lập tỷ số giữa (2-10) và (2-12) và biến đổi sẽ đợc phơng trình đặc tính cơ:

s

s S

s M

th th

th

th th

a s s

a M

++

sth

Hình 2-11: Đặc tính cơ động cơ không đồng bộ ω = f(M) trong chế độ động cơ

11

Đối với các động cơ công suất lớn thờng R1 rất nhỏ so với Xnm , lúc này có thể bỏ qua R1 nghĩa là coi R1=0, asth =0 và (2-13) có dạng gần đúng:

s s

M

s s

M

th th

' 2

nm

f

2 12

3

±

= (2-16) Nhiều trờng hợp cho phép ta sử dụng những đặc tính gần đúng tuyến tính hoá

các đặc tính trong đoạn làm việc Ví dụ ở vùng độ trợt nhỏ s <<sth tỷ số

th s

(2-19)Với đặc tính tuyến tính hoá đờng 1 H.2-11:

ω

β = (2-23)Trong đoạn này độ cứng β là dơng và giá trị của nó biến đổi Động cơ không

đồng bộ không làm việc trên đoạn đặc tính này

-ảnh hởng điện trở mạch rôto (nối thêm điện trở phụ R2f vào mạch rôto đối với

động cơ rôto quấn dây)

-ảnh hởng của suy giảm điện áp lới cấp cho động cơ

-ảnh hởng của thay đổi tần số lới cấp cho động cơ f1

Ngoài ra việc thay đổi số đôi cực sẽ làm thay đổi tốc độ đồng bộ và làm thay đổi

đặc tính cơ (trờng hợp này xảy ra đối với động cơ nhiều cấp tốc độ)

Trong phần này ta sẽ lần lợt xét đến các ảnh hởng trên:

+

ả nh h ởng của suy giảm điện áp l ới cấp cho động cơ

Khi điện áp lới suy giảm theo (2-12) momen tới hạn sẽ giảm bình phơng lần độ suy giảm của điện áp Trong khi đó tốc độ đồng bộ ω1 giữ nguyên và độ trợt tới hạn không thay đổi

Đối với động cơ công suất lớn làm việc với phụ tải bơm hoặc quạt gió; ngời ta dùng phơng pháp tăng dần điện áp đặt vào động cơ để hạn chế dòng điện khi khởi

động

+

ả nh h ởng của điện trở phụ, điện kháng phụ mạch stato.

Khi nối thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stato R1f , và X1f thì ω1=conts, sth

giảm; Mth giảm

13

Giả sử cần hạn chế dòng điện khởi động từ Inm ứng với đặc tính tự nhiên đến dòng

Inm ứng với đặc tính cơ có R1f hoặc X1f trong mạch stato:

I’

nm=αInm (α<1) Còn M/

α (2-25)

trong đó: Rnm R R

' 2

=

Znm ( R R ) Xnm

2 2'2

+

ả nh h ởng của điện trở mạch rôto:

Đối với những động cơ không đồng bộ rôto dây quấn ngời ta thờng mắc thêm

điện trở phụ vào mạch rôto để hạn chế dòng điện khởi động hoặc để điều chỉnh tốc

nm

f th

' 2

'

=

f nm

' 2 1 '

2

'2

=

+

Rf càng tăng, dòng điện khởi động càng giảm Trong một phạm vi nhất định khi

Rf tăng sẽ làm cho Mkđ tăng lên, còn sau đó mômen khởi động sẽ giảm Vì vậy phải

căn cứ vào điều kiện khởi động và đặc diểm của phụ tải mà chọn trị số điện trở phụ

cho thích hợp

+

ả nh h ởng của thay đổi tần số l ới điện f 1 cấp cho động cơ.

Xuất phát từ biểu thức ω1=2πf1/p, ta thấy rằng thay đổi tần số sẽ làm từ trờng

quay và tốc tộ từ trờng quay thay đổi

-Xét trờng hợp khi tăng tần số f1>f1đm từ biểu thức (2-16) biến đổi ta có:

f L

U

p M

nm

1

2 28

3π

= (2-28)Khi tần số tăng, Mth giảm (với điện áp giữ không đổi), do vậy

M ∼ f 2

1

1 (2-29)

ω

TN 1 2 3

ω

1 2 3

Mth M

Hình 2-12: ảnh hưởng của điện trở mạch rôto đến các đặc tính cơ.

a) Sơđồ đấu dây; b) Các đặc tính dòng điện rôto; c)Các đặc tính cơ biến trở

15

-Trờng hợp tần số giảm f1< f1đm , nếu giữ nguyên điện áp U1 thì dòng điện động cơ sẽ tăng rất lớn (vì tổng trở động cơ giảm theo tần số) Do vậy khi giảm tần số cần phải giảm điện áp theo một quy luật nhất định sao cho động cơ sinh ra đợc momen nh trong chế độ định mức Đó là bài toán tìm quy luật tối u trong chế độ làm việc tĩnh của hệ điều chỉnh tần số động cơ không đồng bộ.

2.2.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phơng pháp tần số:

Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách biến đổi tần nguồn áp, cho phép mở rộng phạm vi sử dụng động cơ KĐB trong nhiều ngành công nghiệp Nó cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động học của

hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều nói chung và động cơ KĐB nói riêng Trớc hết chúng ta ứng dụng cho các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc nh các truyền động của nhóm máy dệt, băng tải, bánh lăn ph-

ơng pháp này còn đợc ứng dụng cho cả các thiết bị đơn lẻ nhất là những cơ cấu

có yêu cầu tốc tốc độ cao nh máy ly tâm, máy mài Đặc biệt là hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách biến đổi nguồn cung cấp sử dụng cho động cơ KĐB rotor lồng sóc sẽ có kết cấu đơn giản vững chắc giá thành hạ có thể làm việc trong nhiều môi trờng

Nhợc điểm cơ bản của hệ thống này là mạch điều khiển rất phức tạp

Đối với hệ thống này động cơ không nhận điện từ lới chung mà từ một bộ biến tần Bộ biến tần này có khả năng biến đổi tần số và điện áp ra một cách độc lập với nhau Trong phần này đề cập đến hai nội dung: Nguyên lý điều chỉnh tốc

độ động cơ KĐB bằng cách biến đổi tần số và các loại biến tần dùng trong hệ truyền động biến tần - động cơ KĐB

2.3 khảo sát các phơng án tryền động

Phơng án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả tính chọn công suất động cơ, từ đó tìm ra một phơng án khả thi đáp ứng đợc cả yêu cầu về đặc tính kỹ thuật và kinh tế với công nghệ đặt ra Lựa chọn phơng án truyền động tức là phải xác định đợc loại động cơ truyền động là một chiều hay xoay chiều, phơng pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính tải, sơ đồ nối bộ biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động

Để giải quyết vấn đề trên, trớc hết ta đi phân tích các đặc tính kinh tế kỹ thuật của các phơng pháp điều chỉnh động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha

R R

R U M

m n

f

.'

' 3

2

2 2 1 1

2

2 1

Nh vậy, ở một tần số nhất định, mô-men của động cơ KĐB tỷ lệ với bình

ph-ơng điện áp đặt vào phần cảm (stato) Do đó, ta có thể điều chỉnh tốc độ đ/c KĐB bằng cách điều chỉnh điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số Để thực hiện đợc

điều này ngời ta dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC)

Thực tế, hầu hết các động cơ KĐB có tốc độ trợt tới hạn (ứng với đặc tính cơ

tự nhiên) nhỏ, khi dùng điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh hẹp Ngoài

ra, khi giảm áp, mô-men động cơ còn bị giảm nhanh theo bình phơng điện áp Vì lý

do này mà phơng pháp này ít đợc dùng cho động cơ KĐB roto lồng sóc mà thờng kết hợp với việc điều chỉnh mạch roto đối với động cơ KĐB roto dây quấn nhằm mở rộng dải điều chỉnh

b Đánh giá về phạm vi ứng dụng:

+ Vì việc giảm điện áp đặt vào stato động cơ, trong khi giữ f=const không làm thay đổi tốc độ không tải lý tởng, nên khi tăng điện trở phụ ở roto, tốc độ động cơ giảm, độ trợt tới hạn tăng lên kéo theo tăng tổn hao công suất trợt của động cơ:

s P M

P s = c( 1 − )= dt

+ Cùng với lý do trên, do phạm vi điều chỉnh phụ thuộc vào giá trị điện trở phụ

đa vào mạch roto nên yêu cầu đối với hệ cần phạm vi điều chỉnh rộng sẽ mâu thuẫn với việc giảm tổn thất điều chỉnh đối với tất cả các hệ truyền động Tốc độ

động cơ càng thấp (s càng lớn), nhất là trong trờng hợp điều chỉnh sâu tốc độ, thì tổn hao công suất trợt càng lớn

Do có nhiều hạn chế nh trên nên vấn đề điều chỉnh điện áp stato để điều khiển tốc độ động cơ chỉ đợc ứng dụng hạn hẹp Hiện nay, nó thờng ứng dụng làm

bộ khởi động mềm (softstartor) với mục đích thay thế các bộ khởi động có cấp dùng rơ-le, công-tắc-tơ cho các động cơ công suất lớn và rất lớn so với lới tiêu thụ chung Trong phạm vi này nó cho phép tạo ra các đờng đặc tính khởi động êm, tránh việc gây sụt áp lới, làm ảnh hởng đến các tải khác khi các động cơ công suất lớn khởi

động Trong ứng dụng vào điểu chỉnh nó chỉ phù hợp với hệ truyền động với các phụ tải có mô-men là hàm tăng theo tốc độ (nh quạt gió, bơm ly tâm).

Lý thuyết chứng minh là đối với hệ truyền động có mô-men tải không đổi (Mc=const) thì tổn thất sẽ rất lớn khi điều chỉnh Vì vậy, việc xem xét phơng án truyền động dùng phơng pháp điều chỉnh điện áp stato đối với hệ truyền động truyền động băng tải là không phù hợp; điều đó có nghĩa là phơng án dùng điều chỉnh điện áp bị loại bỏ trong đồ án này.

P

s= ∆

Nh vậy theo biểu thức trên thì nếu ta bảo đảm giữ công suất đa và mạch stato là không đổi, thì công suất điện từ Pđt cũng không đổi Khi đó bằng cách nào đó ta thay đổi đợc tổn hao công suất trong mạch roto thì ta sẽ thay đổi đợc độ trợt s; tức là ta điều chỉnh đợc tốc độ động cơ Đây chính là tinh thần của việc điều chỉnh công suất trợt

Trong thực tế việc thay đổi ∆Ps có nhiều cách, đơn giản nhất là sử dụng điện trở phụ đa và mạch roto làm tăng tổn thất Việc này đối với các hệ thống truyền

động công suất nhỏ thì không có vấn đề gì, nhng với hệ truyền động công suất lớn thì các tổn hao là đáng kể Vì vậy để tận dụng công suất trợt ngời ta dùng các sơ đồ nối tầng nhằm đa công suất trợt trở lại lới hoặc biến thành cơ năng hữu ích quay trục động cơ nào đó, khi đó ta có hệ truyền động nối cấp đồng bộ Dới đây xin giới thiệu một sơ đồ nguyên lý của một hệ nối cấp

Trong sơ đồ này thì sức điện động roto đợc chỉnh lu thành điện áp một chiều qua

bộ chỉnh lu cầu điôt và qua điện kháng lọc cho nguồn dòng cấp cho bộ nghịch lu phụ thuộc Nghịch lu làm việc với góc điều khiển từ 90ođến khoảng 140o, điều chỉnh góc điều khiển α trong khoảng này ta sẽ điều chỉnh đợc sức điện động chỉnh lu trong mạch roto; tức là điều chỉnh đợc tốc độ không tải lý tởng của động cơ Đặc tính cơ điều chỉnh của hệ nối tầng van điện đợc dựng qua việc thay đổi góc điều khiển α của nghịch lu đợc dựng nh hình vẽ; trong đó do ảnh hởng của

điện trở stato, điện trở mạch một chiều và điện kháng tản của máy biến áp

11

(MBA) cũng nh sụt áp do chuyển mạch của nghịch lu và chỉnh lu nên các đặc tính có độ cứng và mô-men tới hạn nhỏ hơn độ cứng và mô-men tới hạn của đặc tính tự nhiên.

+ Một vấn đề nữa là đối với các hệ thống công suất lớn vấn đề quan trọng là khởi

động động cơ, thờng dùng điện trở phụ kiểu chất lỏng để khởi động động cơ đến vùng tốc độ làm việc sau đó mới chuyển sang chế độ điều chỉnh công suất trợt Vì vậy mà việc sử dụng hệ thống này chỉ phù hợp với các hệ truyền động có số lần khởi động, dừng máy và đảo chiều ít hoặc tốt nhất là không có đảo chiều

Từ những đánh giá trên, đối chiếu với đặc điểm yêu cầu của hệ truyền động băng tải nên ta loại bỏ việc sử dụng phơng án này cho hệ truyền động

2.3.2 Hệ điều chỉnh xung điện trở rôto.

ĐC

MBA

Hình 2-13: Sơ đồ nguyên lý nối

Trớc hết cần phải nói rằng việc điều chỉnh điện trở roto chỉ áp dụng đợc với

động cơ roto dây quấn chứ không sử dụng đợc cho động cơ roto lồng sóc

Nh đã biết, với động cơ roto dây quấn, ta có thể thay đổi đợc độ cứng của đờng

đặc tính cơ bằng cách đa điện trở phụ vào mạch roto động cơ Thực chất của

ph-ơng pháp này là điều chỉnh công suất trợt; công suất trợt ở đây đợc lấy bớt ra và

đợc biến thành tổn hao nhiệt năng vô ích trên điện trở

+ Vì độ trợt tới hạn tỷ lệ bậc nhất với điện trở roto nên:

rd f th

th

R

R R R

R s

Nếu coi đoạn đặc tính làm việc của động cơ, tức là đoạn có độ trợt từ s=0 ữ sth,

là tuyến tính thì khi điều chỉ điện trở roto ta có thể viết:

2 0 2

0

R

R s s R

R s

s s

rd th

2 2 2

.

2 1

2 2 1

.3])

'.[(

'.3

s

R I X

s

R R

s

R U

m n

động có mô-men tải không đổi (x=0) Thực tế, việc thay đổi điện trở roto dùng cấp điện trở ngày nay ít dùng, vì vừa có hiệu suất thấp, độ trơn điều chỉnh kém,

đặc tính điều chỉ lại dốc Vì thế điều chỉnh xung điện trở roto dùng van bán dẫn với các mạch vòng điều chỉnh sẽ tạo đợc đặc tính điều chỉnh cứng và đủ rộng; mặt khác lại dễ tự động hoá việc điều chỉnh

b Đánh giá và phạm vi ứng dụng:

Có thể nói việc sử dụng phơng pháp xung điện trở roto trong điều chỉnh truyền

động, về mặt lý thuyết, là một phơng pháp đơn giản nhất, dễ thực hiện và vận hành; mạch điều chỉnh cũng rất đơn giản là gồm hai mạch vòng điều chỉnh (tốc

độ và dòng điện)

Do yêu cầu của truyền động là dùng động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc nên ta không sử dụng đợc phơng pháp này Vì việc điều chỉnh điện trở Roto chỉ

13

áp dụng đợc động cơ Roto dây cuốn chứ không sử dụng đợc cho động cơ Roto lồng sóc

ω = ⇒ điều đó có nghĩa là thay

đổi tần số sẽ làm tốc độ từ trờng quáy và do đó dẫn đến tốc độ động cơ thay

đổi Dạng đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tần số đợc trình bày dới hình vẽ sau:

+ Từ đặc tính cơ ta thấy khi tần só tăng ( f>fđm), thì mô-men tới hạn lại giảm (với điện áp giữ không đổi), cụ thể là:

2 1

+ Từ đặc tính cơ của động cơ khi điều chỉnh nguồn ta có nhận xét là: Nếu đảm bảo đợc luật điều chỉnh điện áp – tần số thì ta có mọi đờng đặc tính cơ mong muốn khi giảm tần số Nghĩa là phơng pháp điều chỉnh tần số nguồn cung cấp kết hợp với việc điều chỉnh điện áp stato mở ra khả năng áp dụng cho mọi yêu cầu truyền động.

+ Do có khả năng linh hoạt trong việc điều chỉnh cả tốc độ không tải lý tởng và tốc độ trợt tới hạn; cụ thể là khi tốc độ trợt giảm thì tốc độ không tải cũng giảm với tỷ lệ tơng ứng nên phơng pháp này cho phép tổn thất điều chỉnh nhỏ nhất.+ Vì việc điều chỉnh tần số yêu cầu phải điều chỉnh cả điện áp nên việc tìm ra quy luật điều chỉnh và trang bị thiết bị điều chỉnh , biến đổi công suất phức tạp ; nói chung giá thành các bộ biến tần có đắt hơn giá thành của các bộ biến đổi trang bị cho các phơng pháp điều chỉnh khác

Từ những phân tích đánh giá trên ta thấy rằng việc chọn phơng án truyền

động dùng phơng pháp điều chỉnh tần số là hoàn toàn có cơ sở vì tính kinh tế khi vận hành cũng nh đáp ứng đợc yêu cầu truyền động của băng tải và

động cơ rải vải.

2.4 điều khiển tần số động cơ không đồng bộ

2.4.1 Khái niệm chung

Điều khiển tần số là một phơng pháp điều khiển hiện đại cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ (ĐK) trơn, rộng và hiệu quả

Hệ thống điều khiển tốc độ vòng hở động cơ bằng điều chỉnh tần số nguồn cấp sẽ chỉ thích hợp ở những hệ thống truyền động điện không yêu cầu cao về chất lợng quá trình quá độ và thông thờng khi động cơ làm việc ở chế độ xác lập

Hệ thống điều khiển hở không thể đáp ứng đợc khi hệ thống cần có quá trình gia tốc nhanh vì tần số nguồn có thể thay đổi quá nhanh vợt quá tần số rôto giới hạn

ở ngoài vùng điểm tới hạn dòng điện động cơ sẽ lớn, nhng hệ số công suất, momen động cơ và hiệu suất thấp Điều khiển có phản hồi sẽ cần thiết cho hệ thống làm việc ổn định trong chế độ xác lập khi điện áp nguồn và phụ tải thay

đổi và có phản ứng quá độ nhanh

2.4.2 Nguyên lý điều chỉnh tần số:

Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách biến đổi tần số fi của điện áp stato đợc rút ra từ biểu thức xác định động cơ KĐB

ωs = 2.π.fsVậy sức điện động của dây quấn stato của động cơ tỷ lệ với tần số ra và từ

Mặt khác nếu bỏ qua độ sụt áp trên tổng trở dây quấn stato tức coi

15 Us Es C fs

X s Rs Is

Vậy đồng thời với việc điều chỉnh tần số ta phải điều chỉnh cả điện áp nguồn cung cấp Từ công thức trên ta thấy khi điều chỉnh tần số mà giữ nguyên

điện áp nguồn Us không đổi thì từ thông động cơ sẽ biến thiên

điện từ hoá lớn lên Do các chỉ tiêu năng lợng xấu đi và đôi khi nhiều động cơ còn phát năng lợng quá mức cho phép

lên.Vậy trong trờng hợp này dây quấn động cơ chịu quá tải còn lõi thép thì phải non tải Ngoài ra cũng vì lý do trên mômen cho phép và khả năng quá tải của

động cơ giảm xuống

Vì vậy để tận dụng khả năng động cơ một cách tốt nhất là khi điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp biến đổi tần số ngời ta còn phải điều chỉnh cả điện áp và dòng điện theo hàm của tần số và phụ tải

Việc điều chỉnh này chỉ theo hàm của tần số có đặc máy sản xuất có thể

đ-ợc thực hiện trong hệ kín Khi đó nhờ các mạch hồi tiếp điện áp ứng với một tần cho trớc nào đó sẽ biến đổi theo phụ tải

Yêu cầu chính đối với đặc tính của truyền động điều chỉnh tần số đảm bảo

độ cứng đặc tính cơ và khả năng quá tải trong toàn bộ dải điều chỉnh tần số và phụ tải ngoài ra còn có thể có vài yêu cầu về điều chỉnh tối u trong chế độ tĩnh

2.5 giới thiệu biến tần

Biến tần (BT) là thiết bị để biến đổi năng lợng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác

Bộ Biến tần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

hở không đổi trong vùng điều chỉnh momem không đổi

Sự mất ổn định của hệ thống biến tần - động cơ không đồng bộ là tổng trở của bộ biến đổi cộng với của mạch stato là một yếu tố gây mất ổn định cho hệ biến tần - động cơ Bằng cách thay đổi thông số của bộ biến đổi hoặc bằng cách thiết lập các mạch vòng điều chỉnh và hiệu chỉnh thích hợp có thể loại trừ khả năng mất ổn định thông số của hệ

2.5.1 Các loại biến tần :

Gồm hai loại: Biến tần trực tiếp

Với máy khử độ co vải để điều khiển tốc độ cho động cơ rải vải và động cơ kéo băng tải ta sử dụng biến tần MICROMASTER Vector do hãng SIEMENS chế tạo

Nội dung của phơng pháp biến điệu bề rộng xung là so sánh một sóng sin chuẩn

có tần số bằng tần số của điện áp ra nghịch lu mong muốn với một điện áp răng ca tần số cao cỡ 2kHz đến 10kHz Phơng pháp biến điệu bề rộng xung có nhiều dạng,

- Biến điệu bề rộng xung một cực tính.

- Biến điệu bề rộng xung hai cực tính

Theo dạng điện áp ra một cực tính những khoảng điện áp sin chuẩn cao hơn điện

áp răng ca mở van để đa điện áp ra tải, trong những khoảng điện áp sin chuẩn thấp hơn điện áp răng ca khoá van để điện áp ra tải bằng không Điện áp ra sẽ đợc tạo thành riêng cho nửa chu kỳ dơng và nửa chu kỳ âm

Theo dạng điện áp ra hai cực tính điiện áp ra sẽ là +E khi sin chuẩn cao hơn xung răng ca, và là -E khi sin chuẩn thấp hơn

Hình vẽ sau mô tả nguyên lý hoạt động PWM

1 2 3 4

5 6

+10V 0V

OR

AIN1+

AIN1-DIN1 DIN2 DIN3 DIN4

+15V AIN2/PID+

10 11 12 13 14 15 16 17

18 20 21 22 23 24 25 26

P+

N-27 13

DA RS485

SI

L1,L2,L3

3 AC 208 - 230V

3 AC 380 - 500V 3AC 525 -575V

DC+

DC- EBU

U, V, W PE

M

PE

P Jog

RS485

21Hình 2-21: Sơ đồ nguyên lý biến tần

*Các thông số cài đặt của biến tần

Các thông số có thể thay đổi bằng các phím trên mặt điều khiển

P000 Hiển thị quá trình vận hành

P001 Các chế độ hiển thị 0: Tần số ra

1: Tần số đặt 2= Dòng điện động cơ.

3= Điện áp một chiều 4= Mômen

5= Tốc độ

7=Phản hồi dạng PID 8= Điện áp ra

9=Tần số trục Chỉ áp dụng cho chế độ điều khiển không cảm biến

P002 Thời gian tăng tốc: Đó là thời gian cho môtơ đạt từ lúc khởi động đến tần

số max Nếu định thời gian quá ngắn thì có thể bị ngắt (lỗi F002 – lỗi quá dòng)

Chọn P002=10s

P003 Thời gian giảm tốc: Thời gian để giảm tốc từ tần số max về vị trí dừng

động cơ (Nếu thời gian quá ngắn sẽ bị lỗi F001)

Chọn P003=10s

P004 Thời gian tạo đờng cong trơn

Khi tăng tốc và giảm tốc tạo độ trơn để tránh rung, giật áp dụng cho băng tải máy dệt Có tác dụng khi P001 và P002 lớh hơn 0,3s

Chọn P004=1s P005 Đặt tần số ở chế độ vận hành số

Chỉ có tác dụng khin P006=0 hoặc =3

Thời gian tăng tốc

fmax

Timer

23

đặt một trong hai chơng trình đầu vào số (P051 đến P055 hoặc P356) giá trị 11 hoặc 12

1= Tín hiệu điều khiển tơng tự 2= Gán tần số, gán tần số chỉ đợc lựa chọn nếu giá trị của ít nhất một đầu vào số (P051 đến P055 hoặc P356)= 6, 17 hoặc 18

P007 Bàn phím điều khiển

P009 Đặt thông số bảo vệ: 0= Thông số từ P001 đến P009 có thể đọc và đặt

1= Thông số từ P001 tới P009 có thể đặt và các thông số khác chỉ có thể đọc

1= Nhớ giá trị đặt khi tắt nguồn

P012 Tần số động cơ nhỏ nhất: Đặt tần số động cơ nhỏ nhất (phải nhỏ hơn giá

trị P013) P013 Tần số môtơ max

P014 Bớc nhảy tần số 1(Hz)

P015 Tự động khởi động sau khi bị lỗi nặng

0= Không tự khởi động

1= Tự khởi động P016 Khởi động trong chế độ đang quay

Cho phép biến tần khởi động khi môtơ đang quay Dới mức bình thờng không cho phép biến tần cho

động cơ chạy từ 0Hz Tuy nhiên mô tơ vẫn còn quay bởi tải kéo nó sẽ làm cho động cơ dừng trớc khi quay ngợc lại