Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 4 1.1.1Tổng quan về biến tầnBắt nguồn từ nhu cầu điều khiển tốc độ quay của động cơ 3 phakhôngđồng bộ, người ta đã phân tích từ công thức tính số số vòng quacủa động cơN = [60f x 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC Khoa Điều khiển - Tự động hoá BÀI GIẢNG THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ HỆ THỐNG Người thực hiện: Đàm Xuân Đông Hà Nội - 2021 NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Biến tần Chương 2: Khởi động mềm Chương 3: UPS Số tín chỉ: 2 tín chỉ Tổng thời lượng: 30 tiết + Lý thuyết: 21 tiết + Tiểu luận: 06 tiết + Thí nghiệm, thực hành: 03 tiết Tài liệu tham khảo: + Giáo trình “Điện tử công suất” Trần Xuân Minh - Đỗ Trung Hải + Siemens, Hướng dẫn vận hành biến tần SINAMICS V20, Khởi động mềm SIRIUS 3RW30/3RW40 + Giáo trình “Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha” + AEG, UPS Protect 5.31 + Giáo trình “Mạng truyền thông công nghiệp SCADA” Lê Ngọc Bích - Phạm Quang Huy + Giáo trình “Matlab&Simulink” Nguyễn Phùng Quang GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU CHƯƠNG 1 1.1 Giới thiệu chung BIẾN TẦN 1.1.1 Khái niệm về biến tần 1.1.2 Cấu tạo biến tần 1.1.3 Nguyên lý hoạt động biến tần 1.1.4 Phân loại thiết bị biến tần 1.1.5 Các luật điều khiển trên biến tần 1.1.6 Biến tần Micromaster 420 - Siemens 1.2 Lựa chọn biến tần 1.3 Cài đặt thông số, vận hành hệ thống dùng biến tần SINAMICS V20 của SIEMENS 1.4 Truyền thông biến tần với các bộ lập trình điều khiển 1.5 Lỗi khi vận hành và phương pháp khắc phục GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Tổng quan về biến tần Bắt nguồn từ nhu cầu điều khiển tốc độ quay của động cơ 3 pha không đồng bộ, người ta đã phân tích từ công thức tính số số vòng qua của động cơ N = [60f x (1-s)]/P Từ có cho ta thấy muốn điều khiển tốc độ động cơ thì sẽ có 3 cách: + Thay đổi tần số điện (f) + Số điện cực (p) + Hệ số trượt (s) Nếu thay đối số điện cực (P) thì chỉ có thể thay đổi được vài cấp tốc độ động cơ và mỗi lần tốc độ động cơ thay đổi sẽ dẫn đến hiện tượng giật động cơ Nếu thay đổi hệ số trượt (s) thì cần phải có mạch điều chỉnh hệ số trượt (tương đối phức tạp) Chính vì vậy việc điều khiển tần số (f) là cách đơn giản nhất để điều khiển tốc độ của động cơ 3 pha không đồng bộ GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU Như vậy: Biến tần là một bộ thiết bị điện tử dùng để điều khiển tốc độ động cơ thông qua việc thay đổi tần số f1( thường là tần số lưới điện 50 Hz) sang một tần số f2 có thể điều chỉnh được Nói một cách đơn giản, biến tần chính là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được ➢ Chính vì vậy nhờ có biến tần mà ta có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn hoặc chậm hơn so với chạy tần số 50Hz( 60Hz) Ví dụ: Biến tần thay đổi tần số của dòng điện 3 pha 380V từ 1Hz đến 50Hz, hay tới 60Hz, thậm chí lên tới 400Hz và có thể điều chỉnh được Theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên Chính vì vậy nhờ có biến tần mà ta có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn bình thường so với chạy tần số 50Hz GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU Do đó cần phải sử dụng biến tần với một số mục đích sau: + Có thể thay đổi tần số lưới điện từ đó thay đổi tốc độ động cơ một cách dễ dàng nhất (Trong khi lưới điện đang sử dụng có tần số f = 50/60 Hz) + Không cần phải dùng các mạch khởi động hình sao hay tam giác + Dễ dàng khởi động các tải công suất lớn + Việc khởi động sẽ có tốc độ ban đầu la chậm và tăng dân lên mức nhanh giúp đảm bảo không làm giật động cơ hay hư hỏng các bộ phận cơ khí, kết cấu máy móc + Tiết kiệm điện năng + Bảo vệ hệ thống khi gặp những trường hợp: quá tải, quá dòng, quá áp GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU 1.1.2 Cấu tạo biến tần Hình 1.1 Cấu tạo biến tần GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU + Bộ chỉnh lưu: Có tác dụng biến đổi từ Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc cơ bản của bộ điện áp xoay chiều tần số cố định ở đầu vào biến tần thành điện áp một chiều + Bộ lọc một chiều: có nhiệm vụ san phẳng điện áp một chiều sau chỉnh lưu + Bộ nghịch lưu 3 pha: Có tác dụng biến đổi từ điện áp 1 chiều trong bộ lọc trở thành điện áp xoay chiều 3 pha với tần số mong muốn + Bộ điều khiển có nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển theo một quy luật điều khiển + Ngoài ra biến tần có thể sử dụng thêm các thành phần như cuộn kháng, trở hãm, GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU 1.1.3 Nguyên lý hoạt động của biến tần + Nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn động của biến tần 1 chiều bằng phẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện + Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) GV : Đàm Xuân Đông Bộ môn đo lường - Khoa Điều khiển và Tự động hóa - EPU Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động các van GV : Đàm Xuân Đông