Báo cáo biến tần công nghiệp

Biến tần công nghiệp trường đại học hàng hải việt nam . Biến tần công nghiệp rất hữu dụng trong nền công nghiệp điện điện tử. Nó góp phần to lớn trong sự phát triển . Biến tần là biến đổi tần số động cơ giúp động cơ hoạt động tốt hơn làm việc hiệu quả hơn trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại

Trang 1

BÀI 1: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA BIẾN TẦN CÔNG NGHIỆP

1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU

1.1. Mục đích thí nghiệm

- Giúp cho người thực hiện thí nghiệm làm quen với một số phần tử cơ bản của biến tần công nghiệp

- Biến tần MMV

- Phần tử của biến tần công nghiệp: Panel điều khiển, cầu nối tín hiệu điều khiển,

…

1.2. Yêu cầu đối với người thực hiện thí nghiệm

- Thực hiện đúng nội quy của phòng thí nghiệm;

- Thực hiện đúng trình tự và đầy đủ các biện pháp an toàn, đảm bảo an toàn tuyện đối cho người và thiết bị trong suốt quá trình thí nghiệm;

- Người thực hiện thí nghiệm tiến hành các bước trong bài thí nghiệm dưới sự hướng dẫn và kiểm tra của cán bộ hướng dẫn thí nghiệm;

- Ghi chép các kết quả nhận được từ quá trình thí nghiệm;

- Viết báo cáo kết quả nhận được từ quá trình thực hiện bài thí nghiệm

2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Biến tần MMV, MME

- Cơ cấu chấp hành: Động cơ điện xoay chiều ba pha roto ngắn mạch

- Cáp nối từ biến tần tới động cơ

3. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM

3.1. Các vấn đề người thực hiện thí nghiệm càn chuẩn bị

- Biến tần công nghiệp MMV, MME,…

3.2. Phần chuẩn bị của cán bộ hướng dẫn thí nghiệm

3.3. Kiểm tra phần chuẩn bị cho việc thực hiện thí nghiệm

- Kiểm tra nhanh bằng hình thức vấn đáp hoặc viết ra giấy các vấn đề cần chuẩn bị cho việc thực hiện bài thí nghiệm

- Đánh giá:

 Đạt yêu cầu: cho phép thực hiện thí nghiệm

 Không đạt yêu cầu: không cho phép thực hiện thí nghiệm

4. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM

4.1. Cấu trúc chung của bộ biến tần

Trang 2

- Khối điều khiển: Có nhiệm vụ tính toán thời điểm đóng mở các van của mạch công suất, đo lường, lọc nhiễu các tín hiệu phản hồi, nhận tín hiệu điều khiển từ khối ghép nối mở rộng

- Nguồn điều khiển: Cung cấp nguồn cho khối điều khiển hoạt động và cung cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi

- Mạch công suất: Là các van bán dẫn công suất như tiristor, MOSFET, IGBT, GTO,… điều khiển dòng điện từ lưới tới tải và ngược lại

- Ghép nối mở rộng để nhận tín hiệu điều khiển từ bên ngoài hay gửi đi các tín hiệu điều khiển (các đầu vào/ra tương tự, đầu vào/ra số, cổng vào/ra ghép nối mạng công nghiệp, ghép nối encorder…)

- Phanh: Đối với dạng tải là động cơ xoay chiều ba pha các bộ biến tần thường được thiết kế chức năng phanh phức hợp để điều khiển tốc độ động cơ nhanh chóng và chính xác

4.2. Cấu trúc biến tần gián tiếp

Các bộ biến tần gián tiếp có sơ đồ cấu trúc 3 khâu căn bản: chỉnh lưu (CL), lọc (L) và nghịch lưu (NL) Như vậy để biến đổi tần số cần thông qua khâu trung gian một chiều, do

đó nó có tên gọi là biến tần gián tiếp

Chỉnh lưu: để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều Chỉnh lưu có thể

là không điều chỉnh hoặc có điều chỉnh Thường đối với các bộ biến tần công suất nhỏ là các bộ chỉnh lưu không điều chỉnh Ngày nay đa số các biến tần sử dụng chỉnh lưu không điều chỉnh vì nếu điều chỉnh điện áp một chiều trong một phạm vi rộng sẽ tăng kích thước

bộ lọc, giảm hiệu suất bộ biến đổi Đối với các bộ biến tần công suất lớn người ta hay sử dụng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng bảo vệ cho hệ thống khi bị quá tải

Khâu chỉnh lưu: Khâu chỉnh lưu trong biến tần công nghiệp thường sử dụng là loại chỉnh lưu cầu một pha đối với nguồn cấp là nguồn xoay chiều một pha và chỉnh lưu cầu ba pha đói với nguồn cấp là xoay chiều ba pha, có 2 dạng chỉnh lưu cơ bản

- Chỉnh lưu không điều khiển: là mạch chỉnh lưu dùng điot, đây là cấu trúc đơn giản, giá thành thấp, sử dụng phổ biến trong các biến tần công nghiệp Biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển chỉ cho phép dòng năng lượng chảy theo chiều

từ lưới tới tải, biến tần không có khả năng hãm tái sinh

- Chỉnh lưu có điều khiển: mạch chỉnh lưu sử dụng van Tiristor hoặc IGBT, bộ điều khiển phức tạp hơn, giá thành cao Biến tần sử dụng cấu trúc này có khả năng điều khiển dòng năng lượng theo hai chiều (lưới tải) Ngoài ra cấu trúc này cho phép hệ truyền động đáp ứng nhanh hơn Năng lượng được sử dụng tối ưu

Trang 3

 Chỉnh lưu cầu một pha

 Chỉnh lưu cầu ba pha Lọc: sau khi chỉnh lưu điện áp ra là một chiều với độ đập mạch cao cần sử dụng bộ lọc để được thành phần một chiều ổn định, ngoài ra bộ lọc còn có tác dụng hấp thụ năng lượng tải trả về trong quá trình nghịch lưu

Các bộ lọc thông dụng:

+ Bộ lọc điện cảm

+ Lọc bằng điện dung

Nghịch lưu: biến đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều với biên độ và tần

số mong muốn Đối với các biến tần nhỏ thường dùng van bán dẫn là IGBT, đối với các biến tần công suất lớn sử dụng GTO hay tiristor Bộ biến tần gián tiếp có thể chia ra làm ba loại chính tùy thuộc vào bộ nghịch lưu

4.3. Khái quát về biến tần MMV

a Đặc điểm biến tần Micromaster

- Dễ dàng cài đặt, lập trình và sử dụng

- Chịu tải 200% trong 3s cho tới 150% trong 60s

- Mô men khởi động lớn và điều chỉnh chính xác tốc độ motor bởi điều khiển véc tơ

- Có thể kết hợp thêm với bộ lọc

- Điều chỉnh dòng nhanh

- Khoảng nhiệt độ hoạt động 0 – 150oC

- Có sẵn các hàm điều khiển chuẩn P, I, D dùng cho điều chỉnh vòng kín (vòng ngoài)

- Có sẵn nguồn 15V, 50mA cấp cho các bộ biến đổi phản hồi

b Các đặc tính cơ bản của Micromaster

- Điều khiển từ xa qua đường truyền nối tiếp RS485 sử dụng giao thức USS với đặc tính điều khiển tới 31 bộ điều biến tần qua giao thức USS

- Các thông số được đặt từ khi sản xuất có thể đặt lại cho các thiết bị của châu Âu, Asian và Bắc Mỹ

- Tần số ra có thể được điều khiển bởi:

- Tần số đặt sử dụng bàn phím

- Tần số đặt sử dụng tín hiệu tương tự với độ phân giải cao (dòng hoặc áp)

Trang 4

- Bộ phân áp mở rộng.

- Đầu vào nhị phân

- Chức năng thay đổi tốc độ qua bộ phân áp

- Giao diện nối tiếp

- Cài sẵn hàm một chiều với bộ hãm phức hợp đặc biệt

- Cài sẵn phanh ngắt cho điện trở ngoài

- Tăng/giảm thời gian với chương trình san bằng

- Hai chương trình đầu ra rơ le (13 hàm)

- Chương trình đầu ra tương tự (1 cho MMV, 2 cho MDV)

- Có thể chọn module Profibus DP hoặc CANbus

- Tự động phân tích 2, 4, 6 hoặc 8 cực motor bởi phần mềm

- Tích hợp phần mềm điều khiển quạt mát

- Có thể gắn cạnh nhau mà không cần điều kiện về khoảng cách

Tích hợp một số thành phần bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt Bảo vệ cao, thấp áp,…

c Những điểm chú ý khi sử dụng biến tần

* Chỉ dẫn đấu dây: Cần chắc chắn rằng mọi thiết bị trong tủ điện có chứa biến tần đều được nối đất Dây nối đất cần ngắn, dẫn điện tốt và dày Điểm nối đất có thể là điểm trung tính của nguồn hình Y Cần chắc chắn rằng mọi thiết bị được nối với biến tần cũng được nối đất cùng với biến tần hoặc nối vào điểm trung tính hình Y Dây dẫn dẹt thích hợp hơn vì chúng có trở kháng thấp ở tần số cao Điểm trung tính của động cơ được điều khiển bởi biến tần có thể được nối trực tiếp với điểm đất chung của biến tần (PE) Sử dụng cáp có bọc tốt nếu có thể Đối với dây không có bọc càng ngắn càng tốt Nên sử dụng dây cáp có dây bảo vệ khi nối vào đầu điều khiển Tách cáp điều khiển ra khỏi cáp nguồn nếu có thể VD nếu cáp điều khiển băng qua cáp nguồn thì nên bố trí chúng vuông góc với nhau Các công tắc tơ trong tủ điện cần được khử nhiễu Với loại xoay chiều R-C, với loại một chiều sử dụng điot Việc này quan trọgn đặc biệt với các công tắc tơ được điều khiển bởi rơle trong biến tần

Sử dụng cáp có vỏ chống nhiễu hoặc vỏ bọc kim loại cho đấu nối với động cơ và 2 đầu của dây dẫn cần được nối đất

Nếu biến tần sử dụng trong môi trường có nhiều điện từ bộ lọc cần được sử dụng để giảm nhiễu và tăng sự điều khiển từ biến tần

Hoạt động với nguồn không tiếp đất: Micro Master được thiết kế hoạt động có sử dụng dây đất Thiết bị đầu ra có thể không tiếp đất, tuy nhiên không nên sử dụng như vậy Khi đó chúng ta phải chú ý một số vấn đề sau:

Trang 5

Sử dụng đường dây có trở kháng phù hợp và điện áp đỉnh nhỏ nhất.

Điện áp nguồn lớn nhất là 500V

Thiết bị sẽ không tắt khi xảy ra chạm đất ở đầu vào

Thiết bị sẽ tắt với lỗi quá dòng nếu một hoặc vài đầu ra có biểu hiện chạm đất

Chỉ sử dụng được cho các thiết bị không có bộ lọc

Tần số vòng xung điều khiển tối đa là 2KHz

Khi hoạt động ở tần số trên 40Hz hoặc trong thời gian ngắn trước khi đầy tải biến tần

có thể tắt với cảnh báo quá dòng

Nên sử dụng thiết bị giám sát chạm đất tại đầu nguồn vào vì chúng có thể xác định được chạm đất ở ddàu ra của biến tần

Nếu cần thiết có thể sử dụng biến áp có cách điện

Sử dụng sau một thời gian cất giữ

+ Thời gian cất giữ dưới 1 năm: Không có điều kiện đặc biệt

+ Thời gian cất giữ từ 1 đến 2 năm: Cấp nguồn vào biến tần khoảng 1h trước khi sử dụng lệnh chạy

+ Thời gian cất giữ 2 đến 3 năm: Cấp nguồn xoay chiều 25% định mức trong khoảng 30’, 50% trong 30’ tiếp theo, 75% trong 30’ tiếp và 100% trong 30’ Tổng thời gian là 2h trước khi cho chạy biến tần

+ 3 năm trở lên: Cấp nguồn như bước trên tuy nhiên thời gian là 2h cho mỗi bước Tổng thời gian khoảng 8h

Khi sử dụng dây cáp dài: Chiều dài dây cáp sử dụng phụ thuộc vào loại cáp, tần số làm việc, dải công suất và dải điện áp Trong một số trường hiwjp có thể dài tới 200m

mà không có điều kiện gì đặc biệt Trong các trường hợp các biến tần hoạt độgn với đầy đủ tính năng với cáp dài tới 25m được bảo vệ và tới 50m với cáp không bảo vệ

d Các chế độ điều khiển động cơ

Đối với biến tần MMV, MME chế tạo,, có thể được điều khiển theo 1 trong 4 chế độ sau:

Trang 6

Tuyến tính V/f: sử dụng khi điều khiển song song nhiều đông cơ Tất cả các động cơ phải được cài đặt rơ le báo quá tải về nhiệt nếu đồng thời 2 hay nhiều động cơ được nối với 1 biến tần

Bình phương V/f: sử dụng tốt khi các tải dạng bơm hay quạt gió

FCC: (Flux current control): chế độ này dễ dàng cài đặt, cho đặc tính tốt nhất

SVC: (sensorless vector control) sử dụng tính toán toán học ngay trong bản thân động

cơ bao gồm tính toán dòng điện, tính vị trí và tốc độ của rotor vì vậy nó tối ưu cho tốc

độ và tần số của động cơ tuy nhiên nó khó cài đặt để được đặc tính cơ tốt nhất

e Đấu nối biến tần

Khi tiến hành đấu nối biến tần, nên thực hiện theo trình tự đấu nối mạch công suất trước, đấu mạch điều khiển sau

Đấu mạch công suất: Có hai cách đấu nối biến tần với 2 loại nguồn cấp là nguồn một pha và nguồn ba pha Nếu sử dụng biến tần trong môi trường có nhiều nhiễu điện từ hoặc cần tránh nhiễu từ biến tần ảnh hưởng tới lưới điện thì đấu nối thêm bộ lọc trước biến tần Các bộ phân trong hệ thống cần được nối đất để đảm bảo an toàn cho người vận hành, ngoài ra nối đất đầy đủ sẽ cho phép biến tần bảo vệ tốt trong trường hợp chạm đất đầu ra

Đấu mạch điều khiển: Các cổng vào sẽ được đấu nối với các cấu trúc mạch khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu điều khiển Đối với các cổng vào/ra số mức điện áp mặc định hoạt động là 0-24V, cổng vào tương tự là 10V, cổng ra tương tự là 0-20mA Khi đấu nối, có thể sử dụng nguồn điều khiển từ bên ngoài hoặc sử dụng nguồn điện nội tại của biến tần Nguồn nội tại có điện áp 15V và cách ly hoàn toàn với mạch công suất trong biến tần Trong trường hợp sử dụgn nguồn tín hiệu đầu vào tương tự khác giá trị mặc định (0-20mA, 4-20mA), ngoài việc lập trình lựa chọn dạng tín hiệu đầu vào cho biến tần, người đấu nối cần gạt chuyển mạch lựa chọn đầu vào

Chú ý:

- Trước khi bật nguồn cần chắc chắn các đầu nối đã được nối chính xác, nếu không có thể gây ra phá hủy về điện

- Cẩn thận trước khi thay đổi các tham số, lỗi xuất hiện có thể làm hỏng biến tần hoặc thiết bị

- Nên đảm bảo chắc chắn rằng biến tần và động cơ cũng như các thiết bị liên quan được nối đất đúng quy cách

Trang 7

- Không nên thử kiểm tra tính hiệu khi đang chạy biến tần.

4.4 Các bước sử dụng biến tần

a Cài đặt: Lắp đặt biến tần theo đúng những tiêu chuẩn vật lý

b Đi dây: Nối các dây cấp nguồn vào biến tần và dây nối với động cơ Nên sử dụng cáp 3 dây cho biên tần 1 pha và cáp 4 dây có bảo vệ cho đấu nối động cơ Dây cáp nên để cách xa nhau

c Bật nguồn

- Kiểm tra 2 bước trên sau đó cấp nguồn

- Kiểm tra các lỗi đã xuất hiện

- Khi mọi thứ bình thường màn hình sẽ chỉ định trạng thái sẵn sáng hoạt động Nếu có lỗi màn hình chỉ thị mã lỗi

d Đặt thông số

- Sử dụng các phím chức năng trên bàn phím để đặt tham số

- Đặt các tham số cần thiết theo hướng dẫn

e Kiểm tra chế độ chạy

- Ấn nút kiểm tra để theo dõi động cơ

f Đặt tham số hoạt động: Biến tần MMV lập trình theo kiểu tuần tự Quy tình lập trình cho biến tần MMV được trình bày trên bảng 3.1 Phím P dùng đề vào/ra giữa tên hàm cần cài đặt và giá trị của hàm Sau khi cài đặt hoàn tất, chuển trạng thái biến tần về hàm P000 để quan sát quá trình vận hành biến tần Không nên ấn nút “RUN” khi đang cài đặt biến tần

*Nhập thông số động cơ: có 4 động cơ như sau:

1.Vienam-Bungari - Type 4K80B4

S=2,9HP; P=1,5kW;

n=1430v/p; cos=0,85

Trang 8

Đấu : Điện áp 220V/380V; Dòng 5,9A/3,4A

2.Vietnam-Bungari – Type 3H80-4

n=1390v/p; cos=0,72

3 Vietnam-Bungari – Type 4K80-B4

n=1430v/p; cos=0,85

4.Simens

n=1400v/p; cos=0,83

Dải điện áp : 220-240V/ 380-420V

Dòng dòng điện : 6,7-6,7A/3,85-3,85A

n=1400v/p; cos=0,84

Đấu : Điện áp: 460V; Dòng: 3,75A

Trang 9

Dải điện áp : 440-480V

Dải dòng điện : 3,85-3,85A

5 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

- Viết báo cáo theo đúng quy trình hiện hành;

- Báo cáo kết quả nhận được từ quá trình thực hiện bài thí nghiệm

BÀI 2: CÀI ĐẶT VÀ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN TẠI CHỖ

1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU

1.1. Mục đích thí nghiệm

- Giúp cho người thực hiện thí nghiệm làm quen với một số phần tử cơ bản của biến tần công nghiệp

- Biến tần MMV

- Phần tử của biến tần công nghiệp: Panel điều khiển, cầu nối tín hiệu điều khiển,

…

1.2. Yêu cầu đối với người thực hiện thí nghiệm

- Thực hiện đúng nội quy của phòng thí nghiệm;

- Thực hiện đúng trình tự và đầy đủ các biện pháp an toàn, đảm bảo an toàn tuyện đối cho người và thiết bị trong suốt quá trình thí nghiệm;

Trang 10

- Người thực hiện thí nghiệm tiến hành các bước trong bài thí nghiệm dưới sự hướng dẫn và kiểm tra của cán bộ hướng dẫn thí nghiệm;

- Ghi chép các kết quả nhận được từ quá trình thí nghiệm;

- Viết báo cáo kết quả nhận được từ quá trình thực hiện bài thí nghiệm

2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Biến tần MMV, MME

3. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM

3.1. Các vấn đề người thực hiện thí nghiệm càn chuẩn bị

- Biến tần công nghiệp MMV, MME,…

3.2. Phần chuẩn bị của cán bộ hướng dẫn thí nghiệm

3.3. Kiểm tra phần chuẩn bị cho việc thực hiện thí nghiệm

- Kiểm tra nhanh bằng hình thức vấn đáp hoặc viết ra giấy các vấn đề cần chuẩn bị cho việc thực hiện bài thí nghiệm

- Đánh giá:

 Đạt yêu cầu: cho phép thực hiện thí nghiệm

 Không đạt yêu cầu: không cho phép thực hiện thí nghiệm

4. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM

Các bước cài đặt biến tần

- Xác định các thông số đầu vào

- Đầu nối biến tần theo mục đích sử dụng

- Xác định các chức năng cần điều khiển

- Tìm các hàm điều khiển tương ứng

- Thiết lập các tham số cơ bản của biến tần

- Cài đặt các hàm điều khiển vừa tìm được

4.1. Cài đặt các tham số cơ bản cho biến tần

P000: Khi biến tần ở chế độ chờ (dừng) thì màn hình nháy giữa giá trị đặt và giá trị hiện tại.

Khi biên tần chạy màn hình hiển thị giá trị đầu ra được đặt trong P001 Khi biến tần lỗi màn hình sẽ báo lỗi Khi cần cảnh báo màn hình sẽ nhấp nháy

P001: Chọn chế độ hiển thị

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	73,35 KB