Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha theo nhiệt độ

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: : ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA THEO NHIỆT ĐỘ Chủ nhiệm đề tài: Lê Minh Tân TP.Hồ Chí Minh, năm 2022 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA THEO NHIỆT ĐỘ Mã số: Chủ nhiệm đề tài: Lê Minh Tân Cán phối hợp nghiên cứu: Lê Minh Phong TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 02 năm 2022 UBND TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ THỦ ĐỨC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ NĂM HỌC 2021 - 2022 Tên đề tài Tiếng Việt : Điều khiển tốc độ động không đồng ba pha theo nhiệt độ Tiếng Anh: Speed control of three phase induction motor with temperature Thời gian thực hiện: 05 tháng Bắt đầu từ tháng 09 năm 2021 đến tháng 01 năm 2022 Đề tài có trùng với đề tài tiến hành không?: Không Chủ nhiệm đề tài (Kèm theo Lý lịch khoa học theo biểu mẫu 02) Chủ nhiệm 1: - Họ tên: Lê Minh Tân Giới tính: Nam - Chun mơn đào tạo: Ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử - Học hàm, học vị: Thạc sĩ – ngành Kỹ thuật điện - Chức vụ: Giảng viên - Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức - Địa liên hệ: 60/17/4B, đường 4, KP 5, P Trường Thọ, Q Thủ Đức, TP.HCM - Số điện thoại: 0969970104, Email: leminhtan@tdc.edu.vn Chủ nhiệm 2: - Họ tên: Lê Minh Phong Giới tính: Nam - Chun mơn đào tạo: Ngành Điện khí hóa - Cung cấp điện - Học hàm, học vị: Thạc sĩ – ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện - Chức vụ: Giảng viên - Đơn vị công tác: Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức - Địa liên hệ: 126/8 Tổ Đặng Văn Bi, KP2, P Bình Thọ, Q Thủ Đức, TP.HCM - Số điện thoại: 0908278911, Email: leminhphong@tdc.edu.vn Tóm tắt hoạt động nghiên cứu chủ nhiệm đề tài (Các chương trình, đề tài nghiên cứu khoa học tham gia, cơng trình cơng bố liên quan tới phương hướng đề tài) Chủ nhiệm 1: Tư cách Thời gian Tên đề tài/cơng trình Cấp quản lý/nơi cơng bố tham gia Thiết kế thi công mô Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật 2014 Chủ nhiệm đề tài hình cân gạo TP HCM Điều khiển động không đồng ba pha Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật 2016 Chủ nhiệm đề tài có xét đến tiết kiệm TP HCM lượng Điều khiển tối ưu 2016lượng động không Chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức 2017 không đồng ba pha 2017Các giải pháp tiết kiệm Chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức 2018 lượng cho động CN-BM2-QT1-QA1 20182019 20192020 20202021 không đồng Giải pháp chiếu sáng tiết kiệm lượng kết hợp điều khiển tự động Mô hình điều khiển động khơng đồng ba pha sử dụng biến tần LS Mơ hình thí nghiệm an toàn điện hệ thống nối đất dạng TT Chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Tư cách tham gia Cấp quản lý/nơi công bố Chủ nhiệm đề tài Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Chủ nhiệm đề tài Cấp ngành Chủ nhiệm đề tài Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Đồng chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Đồng chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Đồng chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Đồng chủ nhiệm đề tài CĐ Công nghệ Thủ Đức Chủ nhiệm 2: Thời gian 2005 2006 2007 20162017 20172018 20192020 20202021 Tên đề tài/công trình Thiết kế thi công hệ thống chuyển nguồn tự động (ATS) Tìm vị trí có hệ số công suất thấp mạng điện Phân tích độ MBA pha kỹ thuật wavelets Điều khiển tối ưu lượng động không không đồng ba pha Các giải pháp tiết kiệm lượng cho động khơng đồng Mơ hình điều khiển động không đồng ba pha sử dụng biến tần LS Mơ hình thí nghiệm an tồn điện hệ thống nối đất dạng TT Cơ quan phối hợp cộng tác viên đề tài (Ghi rõ đơn vị cá nhân mời nhận lời mời tham gia đề tài, cá nhân tham gia Đề tài phải có Lý lịch khoa học theo mẫu 02 ý kiến xác nhận đồng ý tham gia đồng thực đề tài) Cộng tác viên Cơ quan phối hợp TT Họ tên Chuyên ngành CN-BM2-QT1-QA1 Cơ quan/đơn vị ứng dụng kết nghiên cứu TT Tên quan/đơn vị ứng dụng kết nghiên cứu Địa Khoa Điện - Điện tử trường Cao đẳng Công nghệ Thủ đức Thuyết minh cần thiết đề tai - Tổng quan công trình nghiên cứu ngồi nước liên quan tới vấn đề nghiên cứu đề tài (trích dẫn tài liệu nước) + Động khơng đồng (ĐCKĐB) có cấu tạo đơn giản, vận hành chắn nên sử dụng rộng rãi thực tế Từ loại thiết bị điện gia dụng quạt điện, máy điều hòa nhiệt độ… đến động truyền động máy công cụ, máy nâng chuyển, dây chuyền sản xuất có mặt ĐCKĐB Chúng có cơng suất từ vài W đến vài nghìn kW Trên 50% điện sản xuất giới ĐCKĐB tiêu thụ [1] + Theo tính tốn suốt vòng đời ĐCKĐB tiền điện chiếm tới 96% chi phí mua động bảo dưỡng chiếm 4% Vấn đề thiết kế chế tạo, vận hành sử dụng ĐCKĐB có ý nghĩa định đến việc sử dụng điện tiết kiệm hiệu Ngày hệ truyền động Biến tần – ĐCKĐB ngày chiếm ưu [1] + Động điện hệ thống truyền động động điện (EDMS) sử dụng phần lớn lượng điện tiêu thụ nhiều gấp đôi so với ứng dụng chiếu sáng EDMS chiếm khoảng 43% - 46% điện tiêu thụ toàn cầu, làm tăng khoảng 6040 Mt CO2 phát thải Đến năm 2030, mà khơng có biện pháp sách sử dụng lượng tồn diện hiệu quả, lượng tiêu thụ từ động điện dự kiến tăng lên 13360 TWh năm lượng khí thải CO2 8570 Mt năm Khách hàng chi tiêu 565.000.000.000 USD năm điện sử dụng EDMS, vào năm 2030 tăng lên tới gần 900 tỷ USD [4] Hình Phân bố lượng điện tiêu thụ lĩnh vực [4] - Lý chọn đề tài: + Tính thời đề tài: Điểm chung tất thống kê lĩnh vực hình khả làm giảm đáng kể nhu cầu lượng động điện toàn cầu thông qua việc thực phương pháp cải CN-BM2-QT1-QA1 tiến nhằm mục đích giảm nhu cầu lượng điều khiển động Có thể tiết kiệm lượng điện lớn thông qua phương pháp điều khiển chúng Sự phát triển biến đổi cơng suất tốc độ tính tốn nhanh vi điều khiển, động điện hệ thống truyền động động điện khơng đồng có điều chỉnh tốc độ ngày sử dụng rộng rãi + Tính cấp thiết đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội, nâng cao chất lượng đào tạo Hệ thống điều khiển tốc độ động sử dụng biến tần, cảm biến nhiệt độ sử dụng nhiều dân dụng công nghiệp như: hệ thống điều khiển quạt làm mát thơng gió, ứng dụng lị nhiệt… Áp dụng làm mơ hình giảng dạy học tập cho môn học Máy điện, Truyền động điện, Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, Sữa chữa thiết bị điện – điện tử Đơn vị, địa bàn tiến hành nghiên cứu (Phường/Xã, Quận/Huyện, Tỉnh/TP, Vùng) - Hiểu biết thực tế tác giả đơn vị, địa bàn nghiên cứu: Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ đức Mục tiêu đề tài - Thiết kế thi cơng mơ hình điều khiển động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ - Biên soạn tài liệu hướng dẫn sử dựng mơ hình - Biên soạn tập, thực hành điều khiển động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ 10 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Bộ biến tần, cảm biến nhiệt độ, điều khiển nhiệt độ động KĐB ba pha 11 Các phương pháp nghiên cứu sử dụng để nghiên cứu đề tài - Tìm hiểu lý thuyết - Phân tích, tổng hợp - Thiết kế thi cơng mơ hình 12 Các chun đề nghiên cứu dự kiến đề tài (tên nội dung chuyên đề) Chuyên đề 1: Bộ biến tần, cảm biến nhiệt độ, điều khiển nhiệt độ động KĐB ba pha Chuyên đề 2: Điều khiển động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ 13 Cấu trúc dự kiến báo cáo kết đề tài (chi tiết hoá chương mục) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Đóng góp đề tài 1.7 Kết cấu đề tài CHƯƠNG 2: BIẾN TẦN VÀ CÁC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 2.1 Điều khiển tốc độ động không đồng ba pha 2.3 Biến tần 2.4 Các ứng dụng biến tần CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ THEO NHIỆT ĐỘ SỬ DỤNG BIẾN TẦN VÀ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ 3.1 Cảm biến nhiệt độ 3.2 Bộ điều khiển nhiệt độ 3.3 Thiết kế thi cơng mơ hình 3.4 Kết mơ hình CN-BM2-QT1-QA1 CHƯƠNG 4: CÁC BÀI THỰC HÀNH 4.1 Vẽ sơ đồ đấu nối biến tần, cảm biến nhiệt độ động 4.2 Cài thông số 4.3 Điều khiển động chạy nhiều cấp tốc độ theo nhiệt độ 4.4 Điều khiển PID 4.5 Điều khiển Sensorless vector HƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận 5.2 Hướng phát triển đề tài 14 Tính đa ngành liên ngành đề tài - Đề tài liên quan đến ngành/chuyên ngành nào? + Cơng nghệ kỹ thuật điện- điện tử - Tính đa/liên ngành thể nội dung q trình triển khai đề tài? + Cơng nghệ kỹ thuật điều khiển tự động, Tiết kiệm lượng 15 Khả sử dụng sở vật chất, trang thiết bị (tên phịng thí nghiệm sử dụng đề tài) - Phòng B003, B005 16 Khả hợp tác quốc tế - Hợp tác đã/đang có (tên tổ chức vấn đề hợp tác): Khơng có - Hợp tác có (tên tổ chức vấn đề hợp tác): Khơng có 17 Các hoạt động nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý thuyết  - Điều tra khảo sát  - Xây dựng mơ hình thử nghiệm  - Biên soạn tài liệu  - Viết báo cáo khoa học  - Hội thảo khoa học  - Tập huấn  - Các hoạt động khác  18 Kết dự kiến 18.1 Kết khoa học - Dự kiến đóng góp đề tài + Điều khiển tốc độ động không đồng ba pha theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ - Số báo, sách, báo cáo khoa học dự kiến công bố: 01 báo cáo khoa học 18.2 Kết ứng dụng - Các sản phẩm công nghệ + Điều khiển tốc độ động không đồng ba pha theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ - Khả ứng dụng thực tế kết + Ứng dụng giảng dạy môn Máy điện, Truyền động điện, Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, Sữa chữa thiết bị điện – điện tử + Ứng dụng vào thực tế sản xuất` 18.3 Kết ứng dụng khác - Đề tài làm tài liệu tham khảo học tập, nghiên cứu cho giảng viên sinh viên, kỹ sư lĩnh vực điện – điện tử 19 Nội dung tiến độ thực đề tài (các công việc cần triển khai, thời hạn thực sản phẩm đạt được) CN-BM2-QT1-QA1 Hoạt động nghiên cứu TT Thời gian thực Từ tháng Đến tháng Thu thập viết tổng quan tài liệu 9/2021 9/2021 Xây dựng đề cương nghiên cứu chi tiết 9/2021 9/2021 Chuyên đề/Nội dung 1: 9/2021 9/2021 Bộ biến tần, cảm biến nhiệt độ, điều khiển nhiệt độ động KĐB ba pha Chuyên đề 2: Chuyên đề/Nội dung 2: Điều khiển 9/2021 9/2021 Sản phẩm khoa học động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ Chuyên đề/Nội dung 1: 10/2021 10/2021 Chuyên đề/Nội dung 2: Điều khiển 10/2021 10/2021 Bộ biến tần, cảm biến nhiệt độ, điều khiển nhiệt độ động KĐB ba pha Chuyên đề 2: động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ Chuyên đề/Nội dung 2: Điều khiển 10/2021 10/2021 động theo nhiệt độ sử dụng biến tần cảm biến nhiệt độ Xử lý kết 11/2021 11/2021 Viết báo cáo chuyên đề 11/2021 11/2021 Số chuyên đề (như mục 2) 11/2021 11/2021 Hội thảo kỳ 11/2021 11/2021 Bổ sung số liệu/thử nghiệm/ứng dụng 11/2021 12/2021 Tổng kết số liệu 11/2021 12/2021 Viết báo cáo tổng hợp 12/2021 12/2021 Hội thảo lần cuối 12/2021 01/2022 Hoàn thiện báo cáo 01/2022 01/2022 Nộp sản phẩm 01/2022 01/2022 CN-BM2-QT1-QA1 Nghiệm thu đề tài 01/2022 01/2022 20 Phân bổ kinh phí (Tuỳ theo đặc điểm chuyên môn đề tài, Tác giả ghi mục/tiểu mục bảng cho phù hợp; Khơng có khơng ghi ) Nội dung TT Kinh phí Xây dựng đề cương chi tiết Thu thập viết tổng quan tài liệu Thu thập tư liệu (mua, thuê) Dịch tài liệu tham khảo (số trang x đơn giá) Viết tổng quan tư liệu Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu Chi phí tàu xe, cơng tác phí Chi phí th mướn Chi phí th khốn chun mơn (có giá trị từ 2.000.000 VNĐ/đề tài trở lên phải có hợp đồng th khốn chun mơn, giá trị nhỏ 2.000.000 VNĐ/đề tài phải có bảng ký nhận) Chi phí hoạt động chun mơn Th, mua sắm trang thiết bị, nguyên vật liệu 19,500,000 VNĐ Thuê trang thiết bị Mua trang thiết bị Mua nguyên vật liệu, cây, Viết báo cáo khoa học, nghiệm thu Viết báo cáo Hội thảo Nghiệm thu Chi khác Mua văn phịng phẩm In ấn, photocopy Quản lý phí Tổng kinh phí 19,500,000 VNĐ Tổng kinh phí viết chữ:Mười Chín triệu năm trăm nghìn đồng 21 Tài liệu tham khảo để viết đề cương - Tài liệu tiếng Việt [1] PGS Lê Văn Doanh “Giải pháp tiết kiệm điện động không đồng bộ” - Số 105 (6/2009) tạp chí Tự động hóa ngày Lê Minh Tân “Điều khiển tối ưu lượng động không đồng ba pha” – Trường cao đẳng công nghệ Thủ đức – 2017 [3] Lê Minh Tân “Các giải pháp tiết kiệm lượng cho động không đồng bộ” – Trường cao đẳng công nghệ Thủ đức - 2018 - Tài liệu tiếng Anh [4] Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems, [2] International Energy Agency, 2011 CN-BM2-QT1-QA1 TP HCM, ngày … tháng … năm … CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT TP HCM, ngày … tháng … năm 2021 TÁC GIẢ Lê Minh Tân TP HCM, ngày … tháng … năm … PHỊNG KHOA HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM, ngày … tháng … năm … TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôn Ngọc Triều TP HCM, ngày … tháng … năm … HIỆU TRƯỞNG CN-BM2-QT1-QA1 Bảng 5: Thông số kỹ thuật điều khiển nhiệt độ Autonics-TZN4M-14C Kích thước H48xW48, H72xW72, H48xW96, H96xW48, H96xW96 Hiển thị Hiển thị Led đoạn, giá trị thực PV: màu đỏ, giá trị đặt SV: màu xanh Nguồn cấp 100-240VAC ±10% 50/60Hz, 24VAC ±10%50/60Hz / 24-48VDC ±10% Ngõ vào RTD: DPt100Ω, JPt100Ω, dây (điện trở dây cho phép lớn 5Ω dây) Can nhiệt: K(CA), J(IC), R(PR), E(CR), T(CC), S(PR), N(NN), W(TT) (điện trở dây cho phép lớn 100Ω) Analog: 1-5VDC, 0-10VDC, DC4-20mA Ngõ Ngõ điều khiển - Rơ le: 250VAC 3A 1c - Bán dẫn: 12VDC ±3V 30mA Max - Dòng: DC4-20mA (Tải lớn 600Ω) Ngõ phụ - Truyền liệu PV: DC4-20mA (Tải lớn 600Ω) - Sự kiện 1: 250VAC 1A 1a - Sự kiện 2: 250VAC 1A 1a Chu kỳ lấy mẫu 0.5 s Phương pháp điều khiển ON/OFF, P, PI, PD, PIDF, PIDS Tính Điều chỉnh tự động Cảnh báo đứt, hỏng cảm biến Cảnh báo đứt vòng lặp Báo lỗi Reset tay Cài đặt dấu thập phân Điều khiển gia nhiệt, làm lạnh Chức SV2 Chức ramp Truyền thông RS485 (Truyền liệu PV/SV, cài đặt SV) Kiểu đấu nối Cầu đấu, đế 11 chân Kiểu lắp đặt Lắp cánh tủ, bắt vít tủ điện Phụ kiện Gá lắp cánh tủ, đế (mua rời) 37 Cấp bảo vệ - Tiêu chuẩn CE, UL 4.3.2.2 Sơ đồ nối dây Autonics-TZN4M-14C: Sơ đồ nối dây: Hình 19: Sơ đồ nối dây TZN4M 4.4 Thiết kế thi cơng mơ hình 4.4.1 Danh mục vật tư thiết bị Bảng 6: Bảng vật tư thiết bị tủ điện: STT TÊN THIẾT BỊ QUI CÁCH- NHÃN SỐ ĐƠN GHI DỤNG CỤ HIỆU TÌNH TRẠNG LƯỢNG VỊ CHÚ LSIG5A 01 Bộ 01 Bộ 01 Bộ 01 Bộ Biến tần 0.75kW Công suất định mức Động KĐB ba pha 0.75kW, 380V 0.75kW, điện áp 380V, pha Hãng Toshiba Dòng định mức lớn MCB 16A, loại C,4 cực Hãng Schneider Dòng rò 30mA, dòng định RCCB mức lớn 16A, cực Hãng Schneider 38 Thông số: nguồn cấp Đồng hồ điều khiển nhiệt độ 220VAC, có truyền thơng, ngõ có -20mA 01 Bộ 01 Bộ 01 Bộ 01 Bộ 10 Bộ 34m Mét 100 Cái Hãng Autonics Cảm biến nhiệt Hãng OMRON PT100, PT100 khác tương đương Đồng hồ đo điện đa Thông số: loại đo 3P+N Selec Hãng Selec, loại bắt rail Schneider tương Contactor AC đương cuộn dây 230VAC Bộ nút nhấn công tắc VN Dây L 10m Dây N 10m Dây PE 10m Cáp lõi 4m 2.5 mm 10 Dây điện 2.5 mm2 11 Đầu cosses Pin 2.5 12 Terminal chặn Push-in 2.5mm 100 Cái Phích cắm chấu ABB khác 01 Cái 14 Thanh ray nhôm VN 02 Cây 15 Đèn báo trạng thái 220VAC 04 Cái 16 Bộ khung đỡ VN 01 Bộ 13 39 4.4.2 Sơ đồ nguyên lý: Hình 20: Sơ đồ nguyên lý tủ điện 40 4.4.3 Kết mơ hình: Hình 21: Kết mơ hình Trong đó: MCB Đèn báo pha Contactor Cầu chì Đồng hồ đo đa selec Bộ điều khiển nhiệt độ Autonics TZN4M Bộ nút nhấn dừng khẩn cấp điều khiển Biến tần IG5A 4.5 Các hướng dẫn sử dụng biến tần LS IG5A: 4.5.1 Điều khiển tần số 4~20mA/ 0~20mA chạy thuận/ nghịch cơng tắc ngồi Bước 1: Vào nhóm Drive biến tần LS (IG5A) • Vào hàm drv : Chọn “1” _Cho phép biến tần LS chạy thuận/ nghích cơng tắc ngồi 41 • Vào hàm Frq : Chọn “4”_Cho phép thay đổi tần số dòng 4~20mA 0~20mA biến tần LS • Vào hàm ACC : Cài giá trị “0~6000”(Sec)_ Thời gian tăng tốc cho biến tần LS • Vào hàm dEC : Cài giá trị “0~6000”(Sec)_ Thời gian giảm tốc cho biến tần LS Bước 2: Vào nhóm Function biến tần LS • Vào hàm F1 : Chọn “0” _Cho phép biến tần LS chạy thuận nghịch • Chọn “1”_Khơng cho phép biến tần LS chạy thuận • Chọn “2”_Khơng cho phép biến tần LS chạy nghịch • Vào hàm F21 : Cài “40~400”(Hz)_Cài tần số Max cho biến tần LS hoạt động (thường cài tần số lưới điện) • Vào hàm F22 : Cài “30~400”_Cài đặt tần số cho biến tần LS (thường cài tần số F21) Bước 3: Vào nhóm I/O biến LS • Vào hàm I11 : “0~9999” _Cài thời gian lọc tín hiệu dịng điện 4~20/ 0~20mA đưa biến tần LS • Vào hàm I12 : “0~20” (mA) _Cài mức thấp dòng điện ngõ vào 4~20/ 0~20mA cho biến tần LS • Vào hàm I13 : “0~400” (Hz) _ Cài mức thấp tần số cho biến tần LS tương ứng với I12 • Vào hàm I14 : “0~20” (mA) _Cài mức cao dòng điện ngõ vào 4~20/ 0~20mA cho biến tần LS • Vào hàm I15 : “0~400”(Hz) _ Cài mức cao tần số cho biến tần LS tương ứng với I14 • Vào hàm I10 : “0~400”(Hz)_ Cài mức cao tần số tương ứng với hàm I9 biến tần LS Bước 4: Vào nhóm Function biến tần LS • Các hàm cài bước biến tần LS chạy tốt.Tuy nhiên số trường hợp cần thiết cài thêm số hàm sau: • Hàm F4 : Chọn “0”_Cho phép biến tần LS dừng theo kiểu Decelerate • Chọn “2”_Cho phép dừng theo kiểu Free run • Hàm F27 : Chọn “0” _Điều khiển Torque biến tần LS theo chế độ Manual • => F28 cài % (0~15)Torque chạy nghịch biến tần LS 42 • => F29 cài % (0~15)Torque chạy thuận biến tần LS • => Hàm F27 : Chọn “1”_Điều khiển Torque biến tần LS theo chế độ Auto • Hàm H20 : Chọn “1”_Cho phép biến tần LS chạy vừa cấp nguồn (cơng tắc ngồi chế độ chạy thuận(Fx) chạy nghịch (Rx)) • Hàm H72 : Chọn “0~17”_Cài thông số muốn hiển thị biến tần LS • Hàm H93 : Chọn “1”_ Trả thông số mặc định nhà sản xuất biến tần LS.(Xóa hết liệu cài.) Đấu dây phần cứng: • Chân CM chân chung cho tín hiệu ngõ vào • Chân P1 (FX) chân chạy thuận • Chân P2 (RX) chân chạy nghịch • Chân I Chân tín hiệu ngỏ vào 0~20mA 4~20mA 4.5.2 Cài thông số để biến tần IG5A chạy nhiều cấp tốc độ: IG5A chạy bước hay gọi biến tần IG5A chạy nhiều cấp tốc độ, chạy multi bước, chạy đa bước, multi step, thay đổi nhiều tốc độ IG5A chạy bước chức sử dụng nhiều biến tần IG5A, thường ứng dụng cần thường xuyên thay đổi tốc độ mà tốc độ phải xác theo u cầu chức Biến tần chạy nhiều bước giúp người vần hành dễ dàng thay đổi tốc độ nhanh chống mà không cần phải thay đổi phần cứng máy, giúp thay đổi tỉ số truyền thật đơn giản Hướng dẫn sơ đồ chân điều khiển biến tần IG5A chạy bước Chân CM: chân chung kích tín hiệu điều khiển chân 0VDC Chân P1: chân nhận tín hiệu chạy thuận cài sẵn biến tần Chân P2: chân nhận tín hiệu chạy ngược cài sẵn biến tần Chân P6: chân nhận tín hiệu chạy nhiều bước biến tần cài sẵn Chân P7: chân nhận tín hiệu chạy nhiều bước biến tần cài sẵn Chân P8: chân nhận tín hiệu chạy nhiều bước biến tần cài sẵn Hướng dẫn bước cài thông số để biến tần IG5A chạy nhiều cấp tốc độ 43 Hàm H93 : Chọn “1” nhấn ENT lần_ Trả thơng số mặc định nhà sản xuất.(Xóa hết liệu cài.) Bước 1:Vào nhóm hàm biền tần LS cài cho biến tần IG5A chạy bước Vào hàm drv : Chọn “1” _biến tần điều khiển domino (cơng tắc ngồi) Vào hàm Frq : Chọn “0”_Cho phép cài tần số bàn phím hình Vào hàm St1 : Cài “10.00 Hz”_Cài tần số cho biến tần IG5A chạy bước Vào hàm St2 : Cài “20.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần Vào hàm St3 : Cài “30.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần Bước 2: Vào nhóm hàm I/O biền tần LS cài cho biến tần IG5A chạy bước Vào hàm I22: Cài “5” khai báo chân P6 hoạt động chức chạy nhiều bước Vào hàm I23: Cài “6” khai báo chân P7 hoạt động chức chạy nhiều bước Vào hàm I24: Cài “7” khai báo chân P8 hoạt động chức chạy nhiều bước Vào hàm I30: Cài “35.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần Vào hàm I31: Cài “40.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần Vào hàm I32: Cài “45.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần Vào hàm I33: Cài “50.00 Hz”_Cài tần số chạy bước cho biến tần IG5A chạy bước cách hoạt động: Nếu kích bình thường chân P1 (chạy thuận) P2 (chạy ngược) biến tần IG5A chạy theo tần số cài đặt cấp tốc độ “0” cài tần số hàm “0.00” Hz Chúng ta không cho motor chạy tốc độ “0” để giá trị “0.00” Hz Chúng ta sử dụng chạy vô cấp tốc độ bước “0” hàm Frq cài “3” sử dụng biến trở ngồi Bảng hướng dẫn cách kích tín hiệu hoạt động chạy nhiều cấp tốc độ theo BIT 2^3 44 Nếu kích chân P1 (chạy thuận) P2 (chạy ngược) kết hợp thêm với chân P6, P7, P8 hay tất biến tần IG5A chạy nhiều cấp tốc độ theo BIT hình bên Bước 3:Vào nhóm Function biến IG5A Các hàm cài bước biến tần LS chạy tốt.Tuy nhiên số trường hợp cần thiết cài thêm số hàm sau: Hàm F4 : Chọn “0”_Cho phép biến tần LS dừng theo kiểu Decelerate Chọn “2”_Cho phép biến tần LS dừng theo kiểu Free run Hàm F27 : Chọn “0” _Điều khiển Torque biến tần LS theo chế độ Manual F28 cài % (0~15) Torque biến tần LS chạy nghịch F29 cài % (0~15) Torque biến tần LS chạy thuận Hàm F27 : Chọn “1”_Điều khiển Torque biến tần LS theo chế độ Auto Hàm F57: cài giá trị “50 đến 200” %, hàm cài % báo tải, nhà sản xuất mặc định 180% Hàm F58: cài giá trị “0 đến 60” giây thời gian chờ báo lỗi Nhà sản xuất mặc định 60 giây tải vượt qua giá trị cài đặt hàm F58 thời gian biến tần báo lỗi dừng Hàm H72 : Chọn “0~17”_Cài thông số muốn hiển thị hình biến tần LS tần số, tốc độ, dòng điện Lưu ý: Trước tiến hành cài chức hoạt động nên cài thông số động theo thông số thực tế ghi nameplate cho dò Auto_tuning giúp biến tần bảo vệ điều khiển động tốt Hàm H30: Hàm chọn công suất động cơ, chọn theo công suất thực tế ghi motor Biến tần cho phép chọn công suất động nhỏ công suât biến tần Hàm H31: Chọn số cực động từ đến 12 cực nhà sản xuất mặc định cực Nó giúp biến tần hiển thị tốc độ thực tế motor Hàm H33: Chọn dòng điện định mức động từ 0.5 đến 150A chọn với dòng điện định mức ghi động Hàm H34: từ 0.1 đến 50A, hàm chọn dịng điện khơng tải động Khi kết nối với động cho hoạt động chế độ chưa có tải thơng số ampe đo cài vào hàm 45 Hàm H36: 50 đến 100% hàm cài hiệu suất động theo thông số nameplate 4.5.3 Biến tần IG5A bù trượt cách cài đặt: - Vào hàm H40: chọn ” ” cho phép biến tần IG5A bù trượt ( slip compensation control) - Vào hàm H30: chọn “0.4~22KW” Lựa chọn công suất động (motor) - Vào hàm H31: chọn “2~12P” Lựa chọn số cực động (motor) - Vào hàm H32: chọn “0~10Hz” Lựa chọn tần số trược động (motor) - Vào hàm H33: chọn “0.5~150A” Lựa chọn dòng điện định mức động (motor) - Vào hàm H34: chọn “0.1~100A” Dòng điện không tải động - Vào hàm H36: chọn “50~100” Lựa chọn hiệu suất động theo thông số ghi nameplate đông (motor) - Vào hàm H37: Lựa chọn quán tính tải động cơ, tùy vào tải thực tế mà chọn thông số cho phù hợp - Chọn “0” quán tính tải nhỏ 10 lần quán tính động (motor) - Chọn “1” quán tính tải khoảng 10 lần quán tính động (motor) - Chọn “2” quán tính tải lớn 10 lần quán tính động (motor) - Vào hàm H39: chọn ” 1~15″ kHz chọn tần số sóng mang Thơng số ảnh hưởng đến tiếng ồn phát từ động cơ, nhiễu biến tần, nhiệt đ ộ biến tần, dòng rò Nếu giá trị lớn tiếng ồn phát nhỏ, nhưn g nhiễu dòng rò biến tần sinh lớn Nhà sản xuất mặc định kHz - (Tải nặng, độ chênh lệch tốc độ định mức tốc độ đồng lớn, đó, phải sử dụng chế độ bù trượt để giải vấn đề này.) - Chúng ta lấy thông số Ampe để cài cho hàm H34 cách sau: Khi tháo tải khỏi trục động cơ, lựa chọn H40 (điều khiển V/f) cho biến chạy 60Hz Sau vào nhóm “Drive”, di chuyển đến thơng số Cur dịng khơng tải động lấy thông sô cài cho H34 Nếu viêc tháo tải khỏi động khó ta lấy thơng số để cài cho hàm tầm khoảng 40 50% giá trị hàm H33 46 Ví dụ cách tính thơng số cho biến tần IG5A bù trượt: Động không đồng ba pha 2p = cực, cấp nguồn xoay chiều pha có tần số f = 50Hz Bảng lý lịch động có ghi tốc độ định mức 1425 vòng/phút Xác định: a./ Tốc độ từ trường quay b./ Độ trượt động tải định mức GIẢI TỐC ĐỘ CỦA TỪ TRƯỜNG QUAY: Áp dụng công thức ta suy tốc độ đồng hay tốc độ từ trường quay công thức bên ĐỘ TRƯỢT CỦA ĐỘNG CƠ: theo công thức bên Vận tốc từ trường quay : n1 = 1500 vòng/phút Vận tốc rotor lúc tải định mức : n2 = 1425 vịng/phút Cơng thưc tính độ trượt động 4.5.4 Điều khiển Sensorless vector ❖ Mục đích sử dụng chức sensorless vector IG5A là: - Biến tần điều khiển sensorless vector để cải thiện hiệu suất động việc điều chỉnh ngõ biến tần, điều dựa sở xác định mơ hình tốn đặc tính động điều kiện hoạt động - Các điều kiện hoạt động ước lượng thơng qua việc đo thơng số tín hiệu điện ( dòng tải, điện áp …) - Điều khiển sensorless vector gọi “sensorless” nhằm để phân biệt với điều khiển vector ( có tín hiệu cảm biến hồi tiếp) - Biến tần IG5A tích hợp điều khiển sensorless vector đạt momen xoắn cao toàn dải tốc độ từ 1Hz đến 60Hz ❖ Cài đặt: Các hàm quan cài chức sensorless vector IG5A biến tần LS 47 - Vào hàm H40: chọn “3 ” cho phép Sensorless Vector hoạt động chức biến tần IG5A - Vào hàm H30: chọn “0.4~22KW ” Lựa chọn công suất động (motor) - Vào hàm H31: chọn “2~12P” Lựa chọn số cực động (motor) - Vào hàm H32: chọn “0~10Hz” Lựa chọn tần số trược động (motor) - Vào hàm H33: chọn “0.5~150A” Lựa chọn dòng điện định mức động (motor) - Vào hàm H34: chọn “0.1~100A” Dòng điện không tải động - Vào hàm H36: chọn “50~100” Lựa chọn hiệu suất động theo thông số ghi nameplate động (motor) - Vào hàm H37: Lựa chọn quán tính tải động cơ, tùy vào tải thực tế mà chọn thông số cho phù hợp - - Chọn “0” quán tính tải nhỏ 10 lần quán tính động (motor) - Chọn “1” quán tính tải khoảng 10 lần quán tính động (motor) - Chọn “2” quán tính tải lớn 10 lần quán tính động (motor) Vào hàm H39: chọn “ 1~15 ”kHz chọn tần số sóng mang, thơng số ảnh hưởng đến tiếng ồn phát từ động cơ, làm nhiễu biến tần, làm tăng nhiệt độ biến tần, tăng dòng rị Nếu giá trị lớn tiếng ồn phát nhỏ, nhiễu dòng rò biến tần sinh lớn nhà sản xuất mặc định kHz - Vào hàm H40: chọn ” ” Lựa chọn chức dị Auto-tuning, tự động đo thông số H42 H44 Vào hàm F14: cài đặt ” 0~60 ” giây thời gian từ hóa động cơ, thơng số thời gian dịng điện đưa vào để kích thích ( từ hóa) động trước bắt đầu tăng tốc Dòng điện kích thích dịng điện khơng tải động nhà sản suất mặc định “0.1” giây - Vào hàm H45: cài đặt ” 0~23767 ” cài độ lợi P điều khiển sensorless vector, nhà sản xuất mặc định 1000 - Vào hàm H46: cài đặt ” 0~23767 ” cài độ lợi I điều khiển sensorless vector, nhà sản xuất mặc định 100 - Chúng ta lấy thông số Ampe để cài cho hàm H34 cách sau: - Khi tháo tải khỏi trục động cơ, lựa chọn H40 (điều khiển V/f) cho biến chạy 60Hz Sau vào nhóm “Drive”, di chuyển đến thơng số Cur dịng khơng tải động lấy thơng sơ cài cho H34 Nếu viêc tháo 48 tải khỏi động khó ta lấy thông số để cài cho hàm tầm khoảng 40 -50% giá trị hàm H33 49 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Đề tài thực vấn đề sau: - Các phương pháp khởi động động - Nghiên cứu nguyên lý cấu tạo biến tần, cảm biến nhiệt điều khiển nhiệt độ - Thực kết nối biến tần để khởi động điều khiển động điều khiển chạy theo nhiệt độ - Hướng dẫn cài đặt sử dụng mơ hình Đây đề tài mang tính ứng dụng cao phù hợp với yêu cầu khai thác giảng dạy ứng dụng thực tế sản xuất 5.2 Hướng phát triển đề tài - Tiếp tực xây dựng thực hành ứng dụng mơ hình cho công tác giảng dạy nghiên cứu - Cập nhật phương pháp điều khiển sử dụng biến tần: sensorless, bù trượt… 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Đình tiếu (2004), Giáo trình truyền động điện – NXB giáo dục [2] Bùi Tấn lợi (2004), Máy điện – NXB Khoa học kỹ thuật, Đà Nẵng [3] Nguyễn Kim Sơn – Luận văn thạc sĩ (2008), Nghiên cứu đề xuất giải pháp tiết kiệm lượng cho công ty đường Quảng Ngãi, Trường đại học Bách khoa Đà Nẵng [4] Nguyễn Xuân Phú (2002), Sử dụng hợp lý hiệu điện sản xuất sinh hoạt – NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Thế Bảo (2006), Bảo toàn lượng sử dụng hợp lý, tiết kiệm hiệu công nghiệp – NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [6] Schneider Electric (2003), soft starters and variable speed drives [7] Giáo trình cung cấp điện – Tác giả: PGS.TS Quyền Huy Ánh [8] Bảo Toàn Năng Lượng - Sử Dụng Hợp Lý, Tiết Kiệm Hiệu Quả Trong Công Nghiệp - Tác giả: Nguyễn Xuân Phú & Nguyễn Thế Bảo - NXB Khoa học & Kỹ thuật 2006 [9 ] Quản Lý Tiết Kiệm Năng Lượng - Sở Khoa học Công nghệ TP.HCM NXB ĐHQG TP.HCM 2004 [10 ] Energy Optimal Control of Induction Drives, Fleming Abrahamsen, Institute of Energy Technology, Aalborg University, Feb- 2000 [11 ] PGS Lê Văn Doanh “Giải pháp tiết kiệm điện động khơng đồng bộ” - Số 105 (6/2009) tạp chí Tự động hóa ngày [12] Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems, International Energy Agency, 2011 [13] Lê Minh Tân “Điều khiển tối ưu lượng động không đồng ba pha” – Trường cao đẳng công nghệ Thủ đức - 2017 51