Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy – Somer

Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy – Somer

Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập Tự do Hạnh phúc ------------------- ------------------- Nhiệm vụ đồ án Họ và tên sinh viên: . Mã số sinh viên Khoá Trung tâm đào tạo Bảo dỡng công nghiệp. 1. Đầu đề thiết kế: . . . . . 2. Các số liệu ban đầu: . . . . . 3. Nội dung các phần thuyết minh, tính toán: . . . . . . 4. Các bản vẽ, đồ thị: . . . . . 5. Họ tên cán bộ hớng dẫn: 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 7. Ngày hoàn thành đồ án: . Ngày tháng . năm 2007 Giám đốc TTBDCN Cán bộ hớng dẫn Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 2 Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập Tự do Hạnh phúc ------------------- ------------------- Nhiệm vụ đồ án Họ và tên sinh viên: . Mã số sinh viên Khoá Trung tâm đào tạo Bảo dỡng công nghiệp. 1. Đầu đề thiết kế: . . . . . 2. Các số liệu ban đầu: . . . . . 3. Nội dung các phần thuyết minh, tính toán: . . . . . . 4. Các bản vẽ, đồ thị: . . . . . 5. Họ tên cán bộ hớng dẫn: 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 7. Ngày hoàn thành đồ án: . Ngày tháng . năm 2007 Giám đốc TTBDCN Cán bộ hớng dẫn Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 3 Nhận xét của giáo viên hớng dẫn: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ngàythángnăm 2007 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 4 Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ngàythángnăm 2007 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 5 Mục lục Trang Lời nói đầu Chơng I : Các loại biến tần . 7 1.1 : Giới thiệu biến tần .7 1.2 : Phân loại . 7 1.2.1 : Biến tần gián tiếp 7 1.2.1.1 : Chỉnh lu 7 1.2.1.2 : Bộ lọc 14 1.2.1.3 : Nghịch lu . 14 1.2.2 : Biến tần trực tiếp 22 Chơng II : Biến tần UMV4301 Leroy Somer 28 2.1 : Giới thiệu biến tần UMV4301 . 28 2.2 : Cấu tạo . 29 2.3 : Cài đặt cơ bản 34 2.4 : Các thông số cài đặt chính của UMV4301 .35 2.5 : Khảo sát . 50 2.6 : Các lỗi cơ bản thờng gặp . 55 2.7 : Bảo dỡng . 57 Chơng III : ứng dụng 58 3.1 : Điều khiển biến tần từ xa 59 3.2 : Điều khiển biến tần bằng PLC . 60 Tài liệu tham khảo 63 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 6 Lời nói đầu Lịch sử ngành công nghiệp điện tử đợc đánh dấu bằng những sự kiện quan trọng nh sự ra đời của Thyratron(1902), Tranzitor(1948), năm 1956 sản phẩm Thyristo đầu tiên ra đời. Kể từ đó đến nay, ngành công nghiệp điện tử của thiết bị bán dẫn công suất lớn nh điot, tiristor, triac, transtor chịu đợc điện áp cao và dòng điện lớn, và cả những phần tử thiết bị bán dẫn cực nhỏ nh vi mạch, vi mạch chức năng, vi xử lý là những phần tử thiết yếu trong mạch điều khiển thiết bị bán dẫn công suất. Ngày nay, không riêng gì ở các nớc phát triển ngay ở nớc ta các thiết bị bán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong lĩnh vực sinh hoạt. Các xí nghiệp, nhà máy nh xi măng, thuỷ điện, giấy, đờng .đang sử dụng ngày càng nhiều những thành tựu của công nghiệp điện tử . Đối với sinh viên ngành bảo dỡng công nghiệp, môn học Điện tử công suất là một trong những môn quan trọng. Với sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô tại Trung tâm đào tạo Bảo dỡng công nghiệp CFMI em đã từng bớc tiếp cận môn học. Để có thể nắm vững phần lý thuyết và sẵn sàng áp dụng kiến thức đó vào trong thực tế, em đợc các thầy giao cho đồ án tốt nghiệp với đề tài :Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy-Somer. Đây là một đề tài có tính ứng dụng thực tế rất lớn. Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hớng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong Trung tâm đào tạo Bảo dỡng công nghiệp, đặc biệt là sự hớng dẫn trực tiếp của thầy Nguyễn Hoàng Nam đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 7 Chơng I. Các loại biến tần 1.1. Giới thiệu biến tần: Biến tần là thiết bị biến đổi dòng xoay chiều với tần số của lới điện thành dòng xoay chiều có tần số khác với tần số của lới. 1.2. Phân loại * BT trực tiếp * BT gián tiếp 1.2.1. BT gián tiếp Các bộ biến tần (BBT) gián tiếp có sơ đồ và cấu trúc nh hình 1. BBT gồm các khâu: Chỉnh lu (CL), lọc (L) và nghịch lu (NL). Nh vậy để biến đổi tần số cần thông qua khâu trung gian một chiều, do đó nó có tên gọi là BT gián tiếp . CL L NL 1.2.1.1. Chỉnh lu(CL): Gồm mạch CL cơ bản: - CL 1 pha 1 nửa chu kì - CL 1 pha 2 nửa chu kì - CL ba pha hình tia - CL cầu ba pha a. CL 1 pha 1 nửa chu kì Xét chỉnh lu không điều khiển (CL điốt). Sơ đồ chỉnh lu gồm nguồn cung cấp xoay chiều, một điốt và tải. Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 8 Giả thiết bỏ qua điện áp rơi trên điôt khi dẫn điện, điện áp trên tải đợc vẽ trên hình 2b. Khi điện áp dơng so với catot. điôt dẫn điện tơng tự nh khoá chuyển mạch ở vị trí dòng. Khi điện áp anốt âm so với catốt, điốt ngừng dẫn, dòng điện triệt tiêu nh một khoá chuyển mạch ở trạng thái mở, lúc này toàn bộ điện áp nguồn đặt lên điốt. Giả thiết bỏ qua điện áp rơi trên điốt khi dẫn điện. Trên hình H2b vẽ dạng sóng điện áp nguồn U S điện áp trên tải thuần trở U C dòng điện qua tải i C vàđiện áp đặt lên khi không dẫn điện (điện áp ngợc) Hình 2 Nếu điện áp nguồn là U S = U max sinwt. Điện áp chỉnh lu trung bình đặt lên tải là: U ctb = max 0 max sin 2 1 U dU = ( = wt) Điện áp ngợc cực đại đặt lên điốt là U ngmax = U max của nguồn Nếu thay điôt bằng tiristo ta có Cl có điều khiển (CL tisristo). Sơ đồ CL gồm: nguồn xoay chiều một tiristo với mạch mồi, một điốt không (điốt chuyển mạch) để ngăn điện áp CL đổi chiều. Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 9 Hình 3 Tiristo chỉ dẫn điện khi điện áp đặt vào tiristo U T và có xung dòng điện điều khiển i G . Tiristo dẫn điện trễ đi một góc . Trên hình 3b vẽ dạng sóng nguồn u S , dòng điện xung điều khiển i g , điện áp U trên tải U C , điện áp đặt lên tiristo U T Điện áp CL trung bình trên tải: U ctb = dU sin 2 1 max U ctb = )cos1( 2 max + U - là góc mở Góc mở càng lớn, điện áp trung bình trên tải càng nhỏ. Điện áp ngợc cực đại đặt lên tiristo là điện áp cực đại của nguồn. U ngmax = U max b. Chỉnh lu một pha hai nửa chu kì (CL toàn sóng) Dùng máy biến áp thứ cấp có điểm giữa N đa ra. Sơ đồ CL (hình 4a) gồm máy biến áp thứ cấp có điểm giao N, hai điốt (CL không điều khiển hoặc hai tiristo- CL có điều khiển). Trong sơ đồ có hai thành phần điện áp U 1 và U 2 ngợc chiều với điểm giữa N. Khi U 1 dơng, U 2 âm, điôt D 1 dẫn cung cấp dòng điện cho tải khi U 1 âm, U 2 dơng, điôt D 2 dẫn cung cấp dòng điện cho tải, điôt D 1 khoá. Trên hình 3b vẽ dạng sóng U 1 , U điện áp trên tải U C và điện áp ngợc U D đặt lên điốt. Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí 10 Hình4 - Điện áp chỉnh lu trung bình đặt lên tải là U ctb = max 2U - Điện áp ngợc cực đại đặt lên mỗi điốt là U ngmax =U max Trong đó U max là điện cực đại dây quấn thứ cấp máy biến áp U max = 2U 1max = 2U 2max Chỉnh lu cầu một pha: Sơ đồ mạch CL gồm nguồn xoay chiều U S , 4 điôt của theo sơ đồ cầu và tải. Khi điện áp nguồn U S dơng, hai điôt D 1 và D 2 dẫn điện, khi U S âm hai điôt D 3 và D 4 dẫn điện. Trên hình 5b vẽ dạng sóng điện áp ngầm U S , điện áp CL trên tải U C và điện áp ngợc đặt lên điôt (chỉ vẽ điện áp ngợc U D đặt lên điôt D 1 [...]... lu: http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 22 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI Theo hình (c) ta có : 1 n T2 T T = + n 1 = T1 + n = 0,1,2,3 2 m 2 2 m1 1 Tần số của điện áp (f2) bao giờ cũng thấp hơn tần số lới http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 23 SV: Trần Thanh Tùng,... http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 18 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI b.Nghịch lu áp ba pha Sơ đồ nghich lu đợc ghép từ ba sơ đồ một pha có điểm trung tính + T 1 T 3 D 1 C E T 5 D D 5 3 0 T 4 D T 6 4 D T 2 6 D 2 - Z Z a b Z c Nghịch lu áp ba pha http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 19... (6S 1) 2 là hệ số sóng điều hoà s =1 http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 26 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI Hình 11: b) luật điều khiển, c) dạng điện áp ra, d) hàm chuyển mạch http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 27 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách... Pha ( D)d http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 21 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI UA (t) = 2 E sin w.t 3 UB (t) = 2 E sin( wt 120 0 ) 3 UC (t) = 2 E sin( w.t + 120 0 ) 3 1.2.2 Biến tần trực tiếp (dùng tiristo) a) Định nghĩa: Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi tần về trực tiếp từ lới điện xoay... http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 29 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI b Phía trong: * Các đờng kết nối chính: - UMV 4301 có mặt SUB.D 15 chân để kết nối Encoder Số TT 1 2 3 4 5 6 Đờng kết nối B 7 8 U 9 10 B A A O O U V V 11 12 W W 13 14 15 +5V 0V Không sử dụng http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy. .. II: Biến tần UMV 4301 Leroy Somer 2.1 Giới thiêu biến tần UMV 4301 * Thông số cơ bản: UMV 4301 là một bộ biến tần điều khiển phù hợp với: động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ UMV 4301 có thể đợc cài đặt, vận hành ở nhiều chế độ khác nhau nh: - Điều khiển vectơ từ thông vòng hở - Điều khiẻn vectơ từ thông vòng kín - Điều khiển điện áp /tần số (V/F) ở vòng hở - Điều khiển động cơ SERVO Bộ biến tần UMV4301. .. http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 35 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI 0.19 Độ cong của sờn chữ S R/W 0 - 3000S2/100h 3,152 0.20 Tần số bỏ quãng 1 R/W 0 đến 1000 Hz 0,5Hz 0.21 Độ rộng tần số bỏ quãng 1 R/W 0 đến 5Hz 0,5Hz 0.22 Tần số bỏ quãng 2 R/W 0 đến 1000 Hz 0 0.23 Độ rộng tần số bỏ quãng 2 R/W... trong tài liệu hớng dẫn kèm theo cũng nh ký hiệu trên thiết bị http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 28 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI 2.2 Cấu tạo a) Phía ngoài: BBT UMV 4301 có cấu tạo gồm 2 phần - Phần 1 gồm biến tần, màn hình hiển thị và các phím bấm điều chỉnh (có thể làm chức năng điều khiển)... Nghịch lu nguồn áp 1.2.1.3.1 Nghịch lu nguồn dòng a Nghịch lu dòng một pha: Nghịch lu dòng là thiết bị biến đổi nguồn dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số tuỳ ý *- Nguyên lí làm việc Sơ đồ nguyên lí: sơ đồ cầu và sơ đồ có điểm trung tính http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 14 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo... http://www.ebook.edu.vn Khảo sát biến tần UMV4301 Leroy Somer 13 SV: Trần Thanh Tùng, Nguyễn Tiến Chí Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trung tâm đào tạo Bảo Dỡng Công Nghiệp CFMI 1.2.1.2 Bộ lọc Bộ lọc là phần tử trung gian giữa nguồn chỉnh lu và phụ tải điện một chiều nhằm san phẳng điện áp và dòng điện chỉnh lu Đặc tính cơ bản của bộ lọc là cho phép tần số nào đó thông qua và ngăn trở các dòng điện có tần số khác