bao cao thuc hanh kĩ thuật điều khiển động cơ

I. Tổng quan về biến tần MM420 1.1. Tổng quan chung về biến tần Hình 1: Cấu tạo chung của biến tần 1.2. Mục đích của biến tần  Điều khiển dòng điện khởi động, thời gian tăng tốc và giảm tốc  Thay đổi tốc độ khi có tải  Giới hạn dòng điện, bảo vệ động cơ và bộ biến tần  Các tính năng điều khiển cho các ứng dụng thực tế của máy sản xuất 1.3. Biến tần MM420 Siemens 1.3.1.Tổng quan:  Dòng biến tần điều khiển động cơ 3 pha AC  Gồm nhiều chủng loại đáp ứng yêu cầu điều khiển từ loại động cơ 1 pha 120W tới động cơ 3 pha 11KW.  Đặc tính chính: Dễ cài đặt Dễ dùng Thiết kế chống nhiễu (EMC) 1 Output relay 1 Analog Output (020mA) 3 ngõ vào Digital cách ly NPNPNP 1 Analog Input, ADC: 010V (có thể dung ngõ vào này như ngõ Digital input thứ 4) Công nghệ BICO  Đặc tính nỗi trội: Vf control Tự động restart Flying restart Bù trượt Giới hạn dòng nhanh (Fast current limitation – FCL) Động cơ giữ thắng Builtin DC injection brake Đặt setpoint thong qua:  Analog Input  Giao tiếp truyền thông  Chức năng JOG  Chiết áp xoay  Đặt tần số cố định Điều khiển vòng kín với chức năng PI  Đặc tính bảo vệ: Quá áp hay thấp áp Quá nhiệt biến tần Chạm mát Ngắn mạch Bảo vệ nhiệt động cơ 1.3.2. Loại thông số: Các loại thông số có thể chia ra gồm: thông số chỉ đọc (Read), thông số đọcghi (WriteRead) Chúng ta có thể sử dụng thông số P0004 để xem các nhóm chức năng như sau, việc này giúp sinh viên thao tác tìm tới các chức năng cài đặt cần thiết nhanh hơn. Phân nhóm 1 số chức năng Nhóm P0004 Tính năng Vùng thông số INVERTER 2 Cài đặt các thông số Drive cho biến tần 0200….0299 TECH_APL 5 Cài đặt theo ứng dụng kỹ thuật 0500….0599 COMMANDS 7 Lệnh điều khiển, Digital IO 0700….0749 và 0800….0899 TERMINAL 8 Analog InputsOutputs 0750….0799 SETPOINT 10 Setpoint Channel và Ramp function 1000….1199 FUNC 12 Cài đặt chức năng Drive cho biến tần 1200….1299 CONTROL 13 Điều khiển motor vòng hở hay kín 1300….1799 COMM 20 Truyền thông 2000….2099 ALARM 21 Báo lỗi 2100….2199 TECH 22 PID Controller 2200….2399 Bảng 1: Phân nhóm một số chức năng biến tần M420 1.3.3. Sơ đồ khối tổng quan:  Nguồn cấp các dạng: L,N (L1, L2) hoặc L1, L2, L3  Tần số có thể lựa chọn 50Hz hay 60Hz theo công tắc DIP Switch trên biến tần.  Ngõ vào giá trị analog: 3,4  Nguồn ra 24VDC: 8(24V), 9(0V)  Ngõ vào: 5 (DIN1), 6 (DIN2), 7 (DIN3)  Ngõ ra Relay: 10 (RL1B), 11 (RL1C)  Ngõ ra analog 020mA: AOUT+(12), AOUT(13)  Port giao tiếp RS485: P+(14), N(15) Sơ đồ nguyên lí: 1.3.4. Cài đặt vận hành:  Cài đặt tần số 5060Hz: Sử dụng DIP switch  Cài đặt vận hành ứng dụng Reset cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy: Thông số Mô tả Giá trị Ghi chú đơn vị P0010 Thông số vận hành 30 Cài đặt giá trị mặc định P0970 Reset thông số mặc định 1 Bắt đầu reset Bảng 2: Cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy. Bài 1: Thực hành điều khiển động cơ trên BOP của biến tần 1.0. Ứng dụng 1.1. Mục đích bài thí nghiệm  Sinh viên làm quen với việc đấu nối cài đặt cơ bản cho biến tần  Thực hiện khởi động, dừng, quay thuận, nghịch, tăng giảm tốc độ, chạy JOG bằng các núm điều khiển trên BOP của biến tần 1.2. Thao tác thực hành  Đấu nối các đầu U,V,W vào động cơ. Chú ý cách nối sao tam giác để cài đặt đúng thông số điện áp định mức cho động cơ.  Cắm nguồn xoay chiều 1 pha cho modul thực hành  Các nút chức năng trên BOP của biến tần Bảng điều khiển Nút Chức năng Ý nghĩa Hiển thị trạng thái Hiển thị những chế độ cài đặt hiện hành của biến tần Khởi động bộ biến tần Ấn nút này biến tần khởi động. Nút này không tác dụng ở mặc định Dừng biến tần OFF1: Ấn nút này để dừng động cơ theo đặt tính giảm tốc được chọn OFF2: Nhấn nút này hai lần (hoặc nhấn một lần và giữ) động cơ dừng tự do

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

I Tổng quan về biến tần MM420

1.1 T ng quan chung v bi n t nổng quan chung về biến tầnề biến tần ến tần ần

Hình 1: Cấu tạo chung của biến tần

1.2 Mục đích của biến tần

 Điều khiển dòng điện khởi động, thời gian tăng tốc và giảm tốc  Thay đổi tốc độ khi có tải

 Giới hạn dòng điện, bảo vệ động cơ và bộ biến tần

 Các tính năng điều khiển cho các ứng dụng thực tế của máy sản xuất

1.3 Biến tần MM420 - Siemens

1.3.1.Tổng quan:

 Dòng biến tần điều khiển động cơ 3 pha AC

 Gồm nhiều chủng loại đáp ứng yêu cầu điều khiển từ loại động cơ 1 pha120W tới động cơ 3 pha 11KW.

 Đặc tính chính:- Dễ cài đặt- Dễ dùng

- Thiết kế chống nhiễu (EMC)- 1 Output relay

- 1 Analog Output (0-20mA)

- 3 ngõ vào Digital cách ly NPN/PNP

- 1 Analog Input, ADC: 0-10V (có thể dung ngõ vào này như ngõDigital input thứ 4)

 Đặc tính nỗi trội:- V/f control- Tự động restart- Flying restart- Bù trượt

- Giới hạn dòng nhanh (Fast current limitation – FCL)- Động cơ giữ thắng

- Built-in DC injection brake- Đặt setpoint thong qua:

 Analog Input

 Giao tiếp truyền thông Chức năng JOG

 Chiết áp xoay Đặt tần số cố định

- Điều khiển vòng kín với chức năng PI Đặc tính bảo vệ:

- Quá áp hay thấp áp- Quá nhiệt biến tần- Chạm mát

Nhóm P0004 Tính năng Vùng thông sốINVERTER 2 Cài đặt các thông số

Drive cho biến tần

SETPOINT 10 Setpoint Channel vàRamp function

Bảng 1: Phân nhóm một số chức năng biến tần M420

1.3.3 Sơ đồ khối tổng quan:

1.3.4 Cài đặt vận hành:

 Cài đặt tần số 50/60Hz: Sử dụng DIP switch

 Cài đặt vận hành ứng dụng

Reset cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy:

Thông số

Mô tả Giá trị Ghi chú/ đơn vị P00

1 Bắt đầu reset

Bảng 2: Cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy.

Bài 1: Thực hành điều khiển động cơ trên BOP củabiến tần

1.0 Ứng dụng

1.1 Mục đích bài thí nghiệm

 Sinh viên làm quen với việc đấu nối cài đặt cơ bản cho biến tần

 Thực hiện khởi động, dừng, quay thuận, nghịch, tăng giảm tốc độ, chạy JOGbằng các núm điều khiển trên BOP của biến tần

Hiển thị trạngthái

Hiển thị những chế độ cài đặthiện hành của biến tần

Khởi động bộbiến tần

Ấn nút này biến tần khởi động.Nút này không tác dụng ở mặcđịnh

Dừng biến tần

OFF1: Ấn nút này để dừngđộng cơ theo đặt tính giảm tốcđược chọn

OFF2: Nhấn nút này hai lần(hoặc nhấn một lần và giữ)động cơ dừng tự do

Đảo chiều Nhấn nút này động cơ đảochiều quay Đảo chiều đợc hiểnthị bằng dấu âm

Chạy nhấpđộng cơ

Ở trạng thái sẵn sàng chạy, khinhấn nút này động cơ chạy vớitần số chạy nhấp đã cài trước.Động cơ dừng khi nhà nút nàyra Khi động cơ đang chạy nhấnnút này không có tác dụng gì

Nút chức năng

Truy cập thôngsố

Nút này dùng để xem thông tinKhi nhấn nút này và giữ hiểnthị từ bất kỳ thông số nào củaquá trình vận hành:

1 Điện áp một chiều trên mạchDC (V)

2 Dòng điện ra (A)3 Tần số (Hz)4 Điện áp ra (V)

Nhấn nút này cho phép ngườidùng truy cập tới các thông số

Tăng giá trị Nhấn nút này tăng giá trị hiểnthị

Giảm giá trị Nhấn nút này giảm giá trị hiểnthị

 Cài đặt các thông số

Cài đặt nhanh các thông số cơ bản

Tank level Set

Mức truy cập:1- Tiêu chuẩn:

truy cập vàocác thông sốđang sử dụng2- Mở rộng: Cho

phép truy cậpvào cài đặt cácchức năng I/Ocủa biến tần3- Chuyên gia:

cấp độ caonhất cho phéptruy cập tất cảcác thông số

Thông số vậnhành:

0 – Ready1- Cài đặt

nhanh30- Cài đặttheo nhà máy

Tiêu chuẩn châuâu hay Bắc mỹ

0- Europe[KW],mặc địnhtần số50Hz1- Tiêu

chuẩn BắcMỹ [HP],mặc định60Hz2- Tiêu

chuẩn BắcMỹ [KW],mặc định60Hz

Điện áp địnhmức động cơ

220V (xem trên

động cơ )

Dòng điện địnhmức động cơ

3.97A (xem trên

động cơ )

Công suất địnhmức động cơ

0.75KW (xem trên

động cơ )

Hệ số công suất 0 – Biến tần tự dò hệ

số

Tỷ số hiệu suất 0 - Biến tần tự dò hệ

Tần số định mức 50Hz 50Hz

Tốc độ định mứcđộng cơ

920rpm ( xem thông

số động cơ )

Chế độ làm mát:0- Làm mát

tự nhiên1- Có thiết bị

làm mát

Hệ số quá tảiMotor (%)

150% 100%

Chọn nguồnlệnh:

0 Factory defaultsetting

1 BOP (keypad)2 Terminal

4 USS on BOPlink

5 USS on COMlink

6 CB on COMlink

0 cài đặt mặc định1 BOP bàn phím2 đấu nối

4 USS trên đường truyền BOP

5 USS trên đường truyền COM6 CB trên đường truyền COM

Chọn nguồn đặtSetpoint:

1 MOP setpoint2 Analogsetpoint

3 Fixedfrequency

4 USS on BOPlink

5 USS on COMlink

6 CB on COMlink

1 điểm đặt MOP2 điểm đặt tương tự3 tần số cố định4 USS trên đườngtruyền BOP

5 USS trên đườngtruyền COM

6 CB trên đườngtruyền COM

Tần số Min 0.00Hz 0.00Hz

Tần số Max 50.00Hz 50.00Hz

Ramp up time( thời gian tăngtốc )

10s 10s

Ramp DownTime ( thời giangiảm tốc )

10s 10s

OFF3 rampdown time (dừngnhanh khi cólệnh vào OFF3)

5s 5s

Chế độ điềukhiển

0 V/f with linearcharacteristic1 V/f with FCC2 V/f withparabolic

characteristic3 V/f withprogrammablecharacteristic

0 V/F kiểu tuyếntính

1 V/F FCC

2 V/F kiểu đườngparabol

3 V/F kiểu có thểlập trình được

Kết thúc và lưucài đặt nhanh0 No quickcommissioning(no motorcalculations)1 Start quickcommissioningwith factory reset2 Start quickcommissioning3 Start quickcommissioningonly for motordata

0 không ở chếđộ cài đặtnhanh thôngsố

1 bắt đầu quátrình cài đặtnhanh với chếđộ mặc định2 bắt đầu quá

trình cài đặtnhanh

3 bắt đầu quátrình cài đặtnhanh chỉdành cho dữliệu của độngcơ.

1.3 Thao tác sau khi đấu nối và cài đặt

 Điều khiển động cơ chạy, dừng, chạy thuận, chạy nghich, tăng tốc, giảm tốccho động cơ bằng các núm điều khiển trên BOP.

Bài 2: Thực hành điều khiển tốc độ động cơ bằng biến trở vặnđấu nối với đầu vào Analog input của biến tần

 Cài đặt các thông số cho biến tần

Cài đặt các thông số như bài 1 chỉ thay P0700=2, P1000=2

Bài 3: Thực hành điều khiển động cơ bằng 8 cấp tốc độđặt trước

3.0 Ứng dụng

 Cài đặt các tốc dộ đặt trước cho các ứng dụng như băng truyền, máy giặt cáccấp tốc độ lên xuống của thang máy, của cẩu giản, cẩu hàng, …

 Cài đặt cho biến tần

Thực hiện như bài số 1

Phần cài đặt cho biến tần vẫn như bài tập số 1 chỉ thay đổi P700=2 P1000=3 Cài đặt khi đã thay đổi hai thông số trên cho tới khi cài đến P3900=1

Chọn tiếp P0003=3 ( mức truy cập ở mức chuyên gia) thì mới có thể đặt trước các

cấp tốc độ cố định

Chọn P701= 17, P702=17, P703=17 Khi chọn như vậy thì có thể chọn được 8 cấp

tốc độ cố định ở chế độ này

DIN1, DIN2, DIN3 lần lượt là chân số 5, 6,7 các đầu vào số của biến tần Có thể chọn các cấp tốc độ tham khảo như sau:

3.3 Thao tác sau khi đấu nối và cài đặt

 Sinh viên cho động cơ chạy với 8 cấp tốc độ đặt trước bằng việc sử dụng cáccông tắc được nối vào các chân 5,6,7

Bài 4: Thực hành điều khiển ổn định mức, áp suất dùngchức năng PID của biến tần

 Hiểu cách đấu nối và cài đặt chức năng điều khiển PID của biến tần

4.2 Thao tác thực hành

Đấu nối cho biến tần như hình:

 Vì biến tần chỉ có một đầu vào analog input nên đầu này được làm chân phảnhồi giả lập có giá trị từ 0 – 10V, giá trị setpoint được cài đặt trong MOP củabiến tần

 Cài đặt cho biến tần

Cài như bài số 1 cho tới P3900=1 Để có thể truy cập các chức năng củachuyên gia cài P0003=3

 Cài đặt đầu vào tương tự ADCThông

 Cài đặt chức năng PI

Mô tả Giá trị Ghí chú/ đơn vịP2200 Kích hoạt bộ điều khiển PI 1

P2253 Nguồn điểm đặt PI 2250 Nguồn điểm đặt MOPP2240 Giá trị điểm đặt PI-MOP Tùy yêu Giá trị 0-100% tương

cầu ứng 0-10barP2257 Thời gian tăng tốc điểm đặt 5 giây

P2258 Thời gian giảm tốc điểm đặt 5 giây

P2264 Tín hiệu phản hồi PI 755.0 Nguồn phản hồi ADC

P2280 Hệ số tỉ lệ PI 2 Có thể hiệu chỉnhP2285 Hằng số thời gian tích phân

15 Có thể hiệu chỉnhP0701 Đầu vào số 1 ( DIN1) 1 ON/ OFF

P0702 Đầu vào số 2 (DIN 2) 13 Tăng giá trị điểm đặtMOP

P0703 Đầu vào số 3 (DIN 3) 14 Giảm giá trị điểm đặtMOP

Bài 5 : Dùng biến tần điều khiển động cơ chạy nhấp (bênphải, bên trái) và đảo chiều

Bước 1: Thực hiện việc đấu nối các đầu vào số DIN Cài đặt các thông số như bài 1

Phần cài đặt cho biến tần vẫn như bài tập số 1 chỉ thay đổi P700=2 P1000=3 Cài đặt khi đã thay đổi hai thông số trên cho tới khi cài đến P3900=1

Chọn tiếp P0003=3 ( mức truy cập ở mức chuyên gia) thì mới có thể đặt trước các

cấp tốc độ cố định

 Chọn P701= 10, P702=11, P703=12

 Sau đó tiến hành cài các thông số thời gian cho việc tăng và giảm tốc chạy

Bước 1: thực hiện cài đặt các thông số như bài 1

 Phần cài đặt vẫn như bài 1, chỉ thay đổi thông số P700 =1

II.Phanh hãm cơ khí của động cơ:

 Các bước thực hiện :Bước 1: cài đặt như ở bài 1

Bước 2: tiến hành cài đặt các thông số P0003=3, P0700=2, P0701=16

(DIN1), P0731= 52C (điều khiển phanh hãm bằng đầu ra rơ- le số) , P1000=3 ( tần số cố định), P1080=5Hz.

Bài 7: khởi động bám

►The end◄