tài liệu về Biến tần Altivar

Biến tần trong hệ thống điện Nhu cầu điều chỉnh tốc độ Điều khiển thang máy, cơ cấu nâng hạ... Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese 5Nhu cầu điều chỉnh tốc độ Điề

Trang 1

Biến tần Altivar

Lựa chọn mới cho truyền động điện xoay chiều

Nội dung

I Nhu cầu điều chỉnh tốc độ

II Cấu tạo biến tần

III Phương thức điều khiển biến tần

IV Các chức năng cơ bản của biến tần

V Đặc tính cơ, luật điều khiển

VI Các chức năng biến tần (tiếp…)

VII Biến tần trong hệ thống điện

Trang 2

Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese 3

Nhu cầu điều chỉnh tốc độ

Điều khiển thang máy, cơ cấu nâng hạ

Trang 3

Điều khiển quá trình sản xuất

Phố hợp quá trình sản xuất

Dừng nhanh và chính xác

Giảm sốc và chấn động cơ khí

Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt

Tiết kiệm năng lượng Æ giảm chi phí vận hành

Nâng cao chất lượng điều khiển toàn hệ thống

Giảm sốc và chấn động cơ khí cho các hệ truyền động

Trang 4

Thí dụ:

Máy nén (với áp suất đặt 80 psi)

Tiết kiệm tới 35% điện năng

Giảm hao mòn cơ khí do khởi động nhiều lần

Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt

ATV11 : 0.18 tới 2.2 kW ATV31 : 0.37 tới 15 kW ATS01 : 0.75 tới 75 kW

ATV58 : 0.37 tới 55 kW ATV68 : 75 tới 630 kW ATV71 : 0.37 tới 500 kW

Drive

Altivar 11 Altistart 01 Starter

Drive Altivar 31

Cho các ứng dụng đơn giản

Cho các ứng dụng phức tạp, công suất lớn

NEW

Drive

Altivar 58/58F

Drive Altivar 68/68F Altivar 71 Drive

ATV38 : 0.75 tới 315 kW ATS48 : 4 tới 1200 kW ATV21 : 0.37 tới 30 kW ATV61 : 0.37 tới 630 kW

Cho các ứng dụng bơm/quạt

Starter Altistart 48

Trang 5

ALTISTART và ALTIVAR giải pháp cho mọi ứng dụng

Biến tần ALTIVAR

VII Biến tần trong hệ thống điện Cấu tạo biến tần

Trang 6

I> I> I>

M

~

Q1

EMC Filter

Mạch một chiều Trung gian

Nghịch lưu

Trang 7

Cấu tạo biến tần

Trang 8

Any coil offers a resistance to electric current passage

which is function of the time.

It is the time necessary to establish a magnetic field In

the magnetic field is stored an energy.

If the coil is disconnected a counterelectromotive (of

reverse polarity) of value V = – I x R, which unloads

the energy stored with a current of same direction by the

coil.

If the connection and disconnection time is

controlled, I.e the pulse width, an average current of

controlled intensity and frequency values is

tU

S

LI

DR

Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần

Trang 9

M

ATV71

U V W

ATV71 luôn có sẵn transitor cho mạch hãm tới công suất 160kW ATV71C16N4

PB PA

When the motor works in quadrants 2 or 4 it works as a generator transforming the mechanical energy into electric one.

The generated current flows by the transistor diodes towards the direct current bus.

This current increases the tension level of the direct current BUS When the level exceeds a specific threshold, a transistor unloads the energy through an external resistance.

Unloading this energy produces the motor braking.

ALTIVAR 31 and ALTIVAR 71 Speed drive working principle

GENERATOR

The minimum ohm value of the resistance cannot be exceeded

The average dissipated power is equal to:

Prm = (Pm x nMa – Pv) x 0.5

Prm = Resistance average power

Pm = Motor power nMa = Machine output (n motor x n reducer)

Pv = power dissipated in speed drive

2

Trang 10

Mạch hãm

0 20mA 4-20nA

L1 L2 (L3) SA SC SB

U/T1 V/T2 V/T3 +/PA -/PB

Tới động cơ Tới điện trở hãm

COM AIV +10 AIC +24 LI1 chạy thuận

0-10VNguồn cấp

ALTIVAR

LI2 Chạy nghịch LI3 PS2 LI4 PS3

Trang 11

Các đầu vào/ra

Cổng RJ-45 cho ĐK

Các đầu nối cho điều khiển

Thí dụ:

Chọn kiểu nguồn

Trang 12

Các đầu vào/ra

Thí dụ:

Đầu nối điều khiển cho ATV61 & ATV71

Chọn kiểu nguồn ATV61 & ATV71

Trang 13

Rơ le

Báo đạt tốc độ

Đầu vào tương tự VIA –tốc độ đặt 0-10V VIB –chưa gán chức năng

Trang 14

Phương thức điều khiển

Cài đặt Tham số động cơ Quản lý vào/ra Điều khiển Menu chức năng Giám sát lỗi Truyền thông Hiển thị

Menu lập trình ATV31

Trang 15

KÊNH tham chiếu/ điều khiển

Điều khiển (Command): Là lệnh gửi tới ALTIVAR

Tham chiếu (Reference): Là tín hiệu đặt tốc độ (mômen) cho ALTIVAR

KÊNH (Channel): Là nguồn tín hiệu điều khiển và tham chiếu

Các KÊNH tham chiếu/điều khiển ALTIVAR

Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp

Trang 16

Chuyển kênh với tham chiếu/điều

Command channel 1 Cd1 Terminals HMI

CANopen Modbus

Network Controller

Command channel 2 Cd2 Terminals HMI

CANopen Modbus

Network Controller

LI1 à LI14 C100 à C115 C300 à C315

ForwardReverseStop

1.6 : DRIVE MENU

commandCmd channel 1

commandCmd channel 2

commandSwitching cmd

Chuyển kênh ĐK

Trang 17

Applicative reference

Direct reference

Applicative function

Reference switch

RFC

Reference channel 1 Fr1 or Fr1b AI1 AI2

Network

HMI

Controller

Reference channel 2 Fr2 AI1 AI2

network

HMI

C100 à C115 C300 à C315

Speedreference

Chuyển kênh Tham chiếu

Trang 18

Điều khiển/tham chiếu tại chỗ

Local control

(LOC hoặc HMI)

Điều khiển 2-wire hoặc 3-wire (2C/3C)

Đảo chiều Chạy thuận

Đảo chiều Chạy thuận Dừng

Trang 19

Điều khiển nhiều động cơ

Tốc độ đặt

L2 L1

L3

Kháng

lọc

Mỗi động cơ phải có rơ-le nhiệt bảo vệ

Khi các động cơ có công suất khác nhau,

nên dùng luật điều khiển V/F

1.46 1.42 1.38 1.33 1.28 1.24 1.17 1.10 1.00

0.16-0.25A

1.37 1.35 1.33 1.29 1.25 1.21 1.15 1.09 1.00

0.32-0.4A

1.29 1.28 1.26 1.24

1.21

1.17 1.13 1.08 1.00

0.5-2.5A

1.23 1.22 1.21 1.19 1.18 1.16 1.12 1.07 1.00

3.2-50A

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Pulse frequency [kHz]

Setting range/

Rated

current

Set rơ-le nhiệt với dòng điện có thành phần tần số cao

Example: with a setting range of 1.1-1.6 A downstream from a frequency converter

with a pulse frequency of 8 kHz and an rms value of the motor current at nominal load: 1.2 A

Setting to: 1.2 A x 1.21 = 1.45 A

Trang 20

Điều khiển nhiều động cơ

Config 1 Config 2 Conf

Lix = CNF1

Liy = CNF2

f ref

Master speed regulation

Slave torgue control

Speed Reference AIx Torque

Reference Ao

Trang 21

Điều khiển mạch vòng kín

Encoder

Tốc độ đặt

Phản hồi tốc độ

+ -

dòng điều khiển Hạn chế

Controllerinside

Biến tần ATV71 với card “Controller inside” đóng vai trò như một bộ điều khiển khả lập trình cho phép điều khiển một tập ứng dụng nhất định.

Trang 22

Lệnh Chạy thuận

Trang 23

¾ Hệ số công suất: Cos

Thực hiện « auto tuning »:

¾ autotuning: Tun = Yes

5 Chọn luật điều khiển

Đặt bảo vệ nhiệt (quá tải) cho động cơ:

Vào menu Settings:

SEt-¾ Đặt thông số Ith bằng dòng động cơ

6 Đặt các thông số cho biến tần

Các chức năng cơ bản

t n

¾ Đặt thời gian khởi động: ACC

¾ Đặt thời gian dừng: DEC

Trang 24

Vào menu quản lý I/O:

I-O-7 Đặt các thông số cho biến tần

Kiểm tra kiểu đấu dây 2-wire, 3-wire hay LOC:

¾ Vào sub-menu tCC, chọn kiểu đấu 2C

Chuyển kênh tham chiếu về AI1:

¾ Vào sub-menu Fr1, chọn AI1

Lưu thông số/ Trở về thông số mặc định/ Bảo vệ truy cập

Vào menu Motor control:

DrC-¾ Vào sub-menu SCS, chọn Str1

Lưu thông số vừa thiết lập vào ALTIVAR:

Lưu thông số vào EFROM

Vào menu Motor control:

DrC-¾ Vào sub-menu FCS, chọn rEC 1

hoặc chọn InI

Trở về thông số đã lưu hoặc thông số mặc định (Factory settings):

Trả về thông số đã lưu trong EFROM Trả về thông số mặc định của nhà sản xuất (ALTIVAR)

Vào menu Hiển thị:

SUP-¾ Vào sub-menu COd, chọn On

Bảo vệ ALTIVAR khỏi truy cập vô ý:

Chọn một tập số mong muốn

Trang 25

VII Biến tần trong hệ thống điện Đặc tính cơ, luật điều khiển

- Duy trì từ thông không đổi

- Mômen tỷ lệ với dòng điện

Φ = constant

T = f(I)

Φ = L.I

U = Z.I = ( ωL).I + R.I

U ~= 2 πfLI (bỏ qua RI)

U ~= 2 πf.Φ

Làm thế nào duy trì từ thông không đổi khi tần số thay đổi?

U

Φ =

2 πf

Duy trì tỉ số U/f không đổi

Luật điều khiển

Trang 26

UnS và FrS định nghĩa các điểm làm việc của động cơ.

UFr là điện áp đưa tới động cơ tại 0 hz (boost)

Luật điều khiển V/F – duy trì từ thông không đổi

Lưu ý:

Ở vùng tốc độ thấp, không thể bỏ qua

thành phần IR Do đó đặc tính V/F thường bắt đầu tại UFr > 0 để bù lại sụt áp do IR

Thí dụ: tránh hiện tượng cộng hưởng đặc biệt với các động cơ tốc độ cao

Luật điều khiển V/F 5 điểm

FrS

Trang 27

Nguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, chuyển các đại lượng vô

hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng.

Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập được hệ phương trình:

Id, Iq là các thành phần dọc trục và

ngang trục của véc tơ dòng điện.

Bằng cách điều khiển riêng biệt các

thành phần Id, Iq sẽ gián tiếp điều khiển

được từ thông và mômen.

Điều khiển véc tơ từ thông

Tự động bù (Rs và s)

Bù thường (Đặt U0 ban đầu) T/Tn

Điều khiển véctơ có độ chính xác cao hơn, đặc biệt ở tốc độ thấp, và đáp ứng động tốt hơn

so với điều khiển vô hướng V/F.

So sánh điều khiển véctơ từ thông và V/F

Trang 28

f (Hz)

L

FrS

L : Tải CT, động cơ đặc biệt

n : Điều khiển véc tơ từ thông mạch vòng hở (CT)

P : Tải VT

nLd : Tiết kiệm năng lượng (Làm việc như loại P khi không tải và loại n khi có tải)

Tải mômen không đổi

0

T L

Tốc độ Tốc độ cơ bản

1500 rpm

- Thường gặp trong nhiều ứng dụng

như băng chuyền, cầu trục, thang máy

- Chức năng “Motor tuning” giúp biến tần

bù sụt áp, duy trì mômen trong giải tốc

Trang 29

2000 rpm

2500 rpm

3000 rpm

- Các ứng dụng với tốc độ lớn

hơn tốc độ cơ bản (trên 50Hz)

- Các ứng dụng hay gặp: Máy cưa,

máy tời/quấn dây, máy kéo

- Mômen của tải tỉ lệ nghịch

- Các tải liên quan tới quạt/bơm ly tâm

- Mômen của tải tỷ lệ với bình phương

tốc độ quay của máy

Trang 30

T L Tải mômen biến thiên (Variable Torque – VT)

- Tải mômen không đổi CT cần mômen

khởi động lớn lúc ban đầu.

- Dòng khởi động đạt tới hơn 150% định mức

trong 1 phút.

- Nếu động cơ không khởi động được, hoặc

dòng khởi động > 150% quá 1 phút, biến tần

sẽ “trip”

Biến tần báo lỗi:

220%

Tải yêu cầu mômen quá tải lớn

Tải cơ

Trang 31

Tải bơm/quạt chỉ cần mômen quá tải nhỏ

Biến tần ATV38, ATV21, ATV61 được thiết kế

chuyên dụng cho các loại tải bơm/quạt.

Dùng biến tần ATV71 cho tải bơm/quạt

có thể nâng công suất biến tần.

Thí dụ: ATV71 200HP (CT) có thể vận hành

một động cơ 250HP cho tải bơm/quạt (VT)

Tải yêu cầu mômen quá tải nhỏ

Tải cơ

NEW

VII Biến tần trong hệ thống điện Các chức năng biến tần (tiếp…)

Trang 32

Các chức năng của ALTIVAR được quản lý trong Menu

FUn-Dùng cho bơm/quạt

Chức năng tùy biến đặc tuyến tăng/giảm tốc

Các chức năng biến tần (tiếp…)

Trang 33

Chức năng cộng tham chiếu

Chú ý: AI2 chấp nhận tín hiệu ± 10V, cho phép thực

hiện phép “–” với tín hiệu âm.

Chức năng tốc độ đặt trước

Dùng các đầu vào logic LI cho phép tổ hợp tới 16 tốc độ đặt trước.

Trang 34

Chức năng chạy JOG

Trang 35

Chức năng chạy JOG

Bật nút thứ hai + tốc độ Tắt các công tắc

- tốc độ

Trang 36

Trang 37

Chức năng điều khiển PI

FbS

Scaling

Tín hiệu điều khiển Ramp

+ -

PID Regulator

rPG Khuyếch đại rIG Tích phân

Auto/manu

…

Chức năng điều khiển PI

Trang 38

R2

Brake Encoder

AABB

LI4 braking contact

brake coil

LI1 ascend

LI2 descend LI3

Switch config Open loop-

>Closed loop

LI6 SP4 LI5 SP2 AI1 0-10V

Fdc high Fdc low

2

Rest on the ground Open loop/ Closed

loop

AI2 4-20mA Scale

Chức năng phanh hãm trình tự

Trang 39

Trang 40

Chức năng quản lý công tắc hành trình

Chức năng tự động khởi động lại

Trang 41

Chức năng “catch on the fly”

Tương thích các chứ năng

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	9,47 MB