f. Khởi động mềm loại PST30…300 , PSTB370
2.5. CÁC KHÁI NIỆM VỀ CễNG SUẤT KHỞI ĐỘNG MỀM
Cụng suất cực đại của khởi động mềm được tớnh toỏn sao cho nhiệt độ của linh kiện cụng suất (SCR) khụng vượt quỏ 125o
. Năm thụng số hoạt động tỏc động đến nhiệt độ của SCR là cường độ dũng điện của motor, dũng điện khởi động, thời gian khởi động, số lần khởi động trong một thời gian, thời gian tắt. Cụng suất hiệu dụng của khởi động mềm phải được xem xột dựa trờn tất cả cỏc yếu tố này. Bản thõn chỉ một yếu tố về cường độ dũng điện khụng thể hiện được đầy đủ khả năng của khởi động mềm.
Tiờu chuẩn IEC 60947-4-2 mụ tả loại khởi động mềm AC53. Cú hai loại AC53 như sau:
1. AC53a : Đối với khởi động mềm sử dụng khụng cú cụng tắc mạch vũng (bypass). Vớ dụ, AC53a sau mụ tả một khởi động mềm cú khả năng cung cấp một dũng điện cường độ 256A và dũng khởi động 4.5xFLC (dũng điện đầy tải) trong 30s, mười lần khởi động trong 1 giờ khi motor chạy 70% của mỗi chu kỳ hoạt động (chu kỳ hoạt động = 60 phỳt/ số lần khởi động trong 01 giờ).
Cường độ dũng điện định mức : cường độ dũng điện định mức cực đại khi đầy tải của motor khi kết nối với khởi động mềm được cho theo cỏc thụng số quy định trong mó AC53a.
Thời gian khởi động : thời gian motor tăng tốc.
Chu kỳ tải: phần trăm của mỗi chu kỳ hoạt động của khởi động mềm.
Số lần khởi động trong một giờ: số chu lỳ hoạt động trong một giờ
2. AC53b: Đối với cỏc loại khởi động mềm sử dụng cụng tắc bypass. Vớ dụ: mó số AC53b mụ tả một khởi động mềm cú khả năng bypass, cung cấp một dũng điện 145A và dũng khởi động 4.5xPLC trong 30s với một khoảng thời gian tối thiểu 570s giữa thời điểm cuối của lần khởi động trước và thời điểm đầu tiờn của lần khởi động kế tiếp.
Tổng kết, một khởi động mềm cú nhiều cấp cường độ dũng điện hoạt động khỏc nhau. Cỏc cấp cường độ dũng điện khỏc nhau tựy thuộc vào dũng khởi động cỏc tớnh năng yờu cầu trong từng trường hợp cụ thể. Để cú thể so sỏnh được cấp cường độ dũng điện của cỏc khởi động mềm khỏc nhau điều cần chỳ ý là phải bảo đảm cỏc thụng số hoạt động khỏc giống nhau.
Lựa chọn loại khởi động mềm chỳ ý để cú thể hiểu được quỏ trỡnh chọn lựa khởi động mềm điều quan trọng là phải cú một kiến thức ban đầu về cấp độ hoạt động của khởi động mềm. Lựa chọn khởi động mềm cú thể được thực hiện theo hai quy trỡnh sau. Quy trỡnh phổ biến nhất là tựy từng trường hợp cụ thể của từng ứng dụng khỏc nhau và cựng với sự tham vấn của nhà cung cấp.
Chƣơng 3 : T
ng danfoss
Với truyền thống, kinh nghiệm hơn 40 năm và phương chõm "Khụng ngừng hiện đại hoỏ cuộc sống", uy tớn và chất lượng sản phẩm của Danfoss đó được tin cậy ứng dụng rộng rói trong hầu hết cỏc ngành cụng nghiệp và dõn dụng. Danfos sở hữu cỏc cụng nghệ tiờn phong như: thiết bị điều khiển thụng minh hệ thống lạnh, khởi động mềm, bộ biến tần, mỏy nộn gas lạnh khụng CFC và cỏc bộ điều nhiệt thiết bị lạnh gia dụng. TĐHNN giới thiệu với bạn đọc về sản phẩm nổi tiếng nhất của Danfoss cựng những ứng dụng mới của nú trong đời sống, đú là Biến tần.
Hỡnh 3.1. Bộ khởi động mềm cụng suất lớn lắp đặt với động cơ Vỡ sao biến tần được ứng dụng rộng rói?
Trước hết ta điểm qua những hệ thống cụng nghiệp, nơi biến tần được đưa vào ứng dụng những năm gần đõy. Hệ thống băng chuyền, băng tải, cầu
trục,… hệ thống điều hoà khụng khớ sử dụng cho: bơm, quạt, thỏp giải nhiệt, mỏy nộn, mỏy thổi khớ, hệ chiller,… hệ thống cung cấp nước, xử lý nước thải sử dụng cho bơm cấp nước, bơm điều ỏp,… hệ thống tự động như chế biến thực phẩm, nước giải khỏt như: mỏy trộn, mỏy khuấy, mỏy nghiền,… hệ thống điều khiển động cơ thụng minh theo nhu cầu lưu lượng, ỏp suất thực tế…
Biến tần được đỏnh giỏ là một cụng nghệ tiờn tiến, mang lại những thay đổi lớn trong cỏc ngành cụng nghiệp thế kỷ XX. Biến tần đó được ứng dụng rộng rói trờn thế giới, dự mới được đưa vào Việt Nam trong một vài năm gần đõy nhưng nú đó được cỏc nhà sản xuất cụng nghiệp ưa chuộng, coi như giải phỏp khụng thể thiếu trong quỏ trỡnh đổi mới cụng nghệ hoặc đầu tư mới hệ thống trang thiết bị. Với đặc tớnh khởi động mềm, dũng khởi động thấp, điều khiển vụ cấp tốc độ động cơ, giỳp hệ thống khởi động dễ dàng, khụng va đập, khụng gõy sụt ỏp lưới điện, giảm sự mài mũn, hỏng húc, bảo vệ động cơ, dõy chuyền, thiết bị và đặc biệt là tiết kiệm điện, biến tần khụng chỉ giỳp tăng tuổi thọ thiết bị mà cũn giảm ảnh hưởng đến lưới điện, cú thể điều khiển tối ưu theo đỳng nhu cầu tiờu thụ, cho phộp tiết kiệm điện năng rất lớn.
Nguyờn lý hoạt động cơ bản của biến tần
Nguyờn lý làm việc của bộ biến tần cũng khỏ đơn giản. Đầu tiờn, nguồn điện xoay chiều một pha hay ba pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn một chiều bằng phẳng. Điện ỏp một chiều này lại được biến đổi thành điện ỏp xoay chiều ba pha đối xứng thụng qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực cú cổng cỏch ly) bằng phương phỏp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của cụng nghệ vi xử lý và cụng nghệ bỏn dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung cú thể lờn tới dải tần số siờu õm nhằm giảm giảm súng hài bậc cao và giảm tổn thất trờn lừi sắt động cơ. Hệ thống điện ỏp xoay chiều ba pha ở đầu ra cú thể thay đổi giỏ trị biờn độ và tần số vụ cấp tuỳ theo chế độ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện ỏp cú một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều
khiển. Đối với tải cú momen khụng đổi, tỉ số điện ỏp tần số là khụng đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật điều chỉnh tần số là rất phự hợp. Bộ biến tần làm việc theo nguyờn tắc thay đổi tần số (cựng với thay đổi điện ỏp) nờn luụn đảm bảo momen khởi động đủ vượt tải ngay cả khi ở tốc độ rất thấp. Chớnh vỡ vậy, khụng làm sụt ỏp lưới khi khởi động, đảm bảo cỏc ứng dụng khỏc khụng bị ảnh hưởng.
Bản chất tiết kiệm điện năng khi sử dụng biến tần là do đặc tớnh khởi động của biến tần cho phộp khống chế dũng khởi động hợp lý của động cơ, do đú tiết kiệm điện năng khi khởi động. Với những ứng dụng đặc tớnh tải thay đổi, như băng tải, khi đầy tải, khi non tải. Biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ cho phự hợp với yờu cầu tải thực tế, tối ưu được việc sử dụng điện năng.
Những đặc tớnh ưu việt của biến tần Danfoss
Biến tần Danfoss được sản xuất đầu tiờn năm 1968, đến nay đó trở thành một thương hiệu nổi tiếng toàn cầu và được chứng minh về chất lượng. Biến tần DANFOSS đỏp ứng được dải cụng suất rộng, đặc tớnh momen thay đổi cũng như cố định, phự hợp với tất cả cỏc loại động cơ điện trong cụng nghiệp. Những thế hệ
mới nhất của biến tần Danfoss ngày nay mang nhiều tớnh năng mới thụng minh, linh hoạt, thõn thiện, cú độ tin cậy cao và đặc biệt, theo ngụn ngữ của Danfoss thỡ họ đó "tạo cho biến tần hoạt động đơn giản như trũ chơi Lego của trẻ con".
Hỡnh 3.2. Cấu trỳc bờn trong bộ khởi động mềm
Mới đõy nhất, ngày 17/12/2010, tại Hà Nội, Danfoss đó tổ chức giới thiệu những thế hệ biết tần mới nhất với hàng loạt những tớnh năng mới và ưu việt, đỏp ứng gần như mọi yờu cầu của sản xuất cụng nghiệp hiện đại.
l Dóy cụng suất rộng đến 1400kW, cú thể sử dụng cho hầu hết cỏc chủng loại thiết bị điện trong cỏc mỏ hầm lũ, lộ thiờn và cỏc nhà mỏy sàng tuyển than, cũng như trong cỏc cụng trỡnh cụng nghiệp nặng khỏc. Điện ỏp sử dụng 3 x 200-690V.
- Cấp bảo vệ từ IP00 đến IP66 (phự hợp với điều kiện vận hành trong cỏc mụi trường khắc nghiệt nhất, cú thể đặt ngoài trời).
- Sở hữu những tớnh năng thụng minh như dừng khẩn cấp, tự động điều chỉnh động cơ, tự động phõn tớch đặc tớnh, tớch hợp sẵn bộ điều khiển logic thụng minh, dễ dàng lập trỡnh hoặc gỡ bỏ, ngụn ngữ dễ sử dụng (cú 8 ngụn ngữ được tớch hợp sẵn và 27 ngụn ngữ cú thể nạp vào thụng qua mỏy tớnh).
- Cú cụng cụ phần mềm hỗ trợ cho PC, cú thể thực hiện nhiều cụng việc như Explorer, lập trỡnh tuỳ chọn, cú chức năng osciloscope, cú thể lập trỡnh khi mỏy đang chạy
- Nguyờn lý làm việc Chủ - Tớ chớnh xỏc và cú thể tạo cơ cấu đồng bộ tốc độ. Đảm bảo độ dừng chớnh xỏc, khởi động và dừng ờm, khụng bị giật, cú chức năng dự bỏo tải, tải nhỏ thỡ tăng tốc giỳp tăng năng suất (ứng dụng tớnh năng này với cỏc trường hợp cầu trục, tời và thang mỏy).
- Được tớch hợp hệ thống sao lưu động năng, khụng bị ngắt quóng hoạt động trong quỏ trỡnh sản xuất, dừng đồng bộ trong trường hợp nguồn điện bị sự cố giỳp giảm thiểu rủi ro hư hại nguyờn vật liệu và mỏy múc thiết bị.
- Tương thớch với bất kỳ loại động cơ hay ứng dụng nào, ứng dụng cụng nghệ plug-and-play thụng minh, giao diện trực giỏc hoàn chỉnh, cỏc thụng số được quản lý theo trỡnh tự dễ hiểu.
- Hiển thị tới 5 thụng số cơ bản dưới nhiều dạng dữ liệu, ký hiệu, đồ thị, biểu tượng quốc tế.
- Sử dụng 5 loại menu để cài đặt và hiển thị theo yờu cầu, cú thể lưu lại 10 lỗi gần nhất giỳp khõu khắc phục sự cố tỡm hiểu nguyờn nhõn.
- Thiết kế thõn thiện với người sử dụng, dễ dàng lắp đặt, cài đặt và vận hành, phự hợp với mọi trỡnh độ quản lý vận hành của cụng nhõn trực tiếp sản xuất. Cú thể lắp cạnh nhau, thuận tiện cho việc thiết kế lắp đặt và phự hợp với cỏc khoảng khụng gian tối thiểu cú sẵn, khụng làm thay đổi kết cấu lớn.
- Được thiết kế cú bộ lọc súng hài, đỏp ứng tiờu chuẩn EN 61000-3-2/3-12, tớch hợp bờn trong bộ lọc DC, cú thể sử dụng lắp đặt ở bất kỳ nơi nào, khụng gõy ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của cỏc loại thiết bị điện tử tin học, viễn thụng khỏc trong dõy chuyền sản xuất.
- Cú chế độ tự động cập nhật thụng số động cơ AMA nhằm tối ưu hoạt động của hệ thống. Cú bộ điều khiển PID. Cú chế độ Sleep mode cho phộp tiết kiệm năng lượng. Cỏc chõn vào/ra kỹ thuật số, vào/ra tương tự với chức năng
lập trỡnh được. Giao thức truyền thụng nối tiếp RS485, cho phộp truyền thụng với PLC hoặc mỏy tớnh.
- Cú đủ cỏc chức năng bảo vệ cần thiết: Bảo vệ quỏ nhiệt động cơ bằng điện tử chống quỏ tải. Giỏm sỏt nhiệt độ của bộ tản nhiệt nhằm bảo vệ khi nhiệt độ bộ tản nhiệt tăng tới 800C. Bảo vệ ngắn mạch trờn động cơ. Bảo vệ chạm đất, chạm vỏ động cơ. Giỏm sỏt mạch trung gian nhằm bảo vệ điện ỏp DC quỏ cao hoặc quỏ thấp. Bảo vệ mất pha động cơ. Bảo vệ mất pha nguồn.
- Ngoài ra cỏc bộ biến tần thế hệ mới cũn được tớch hợp những tớnh năng quản lý nhiệt thụng minh, cú thể chịu nhiệt độ mụi trường cao, khụng cần chọn biến tần lớn hơn tải, giỳp tiết kiệm chi phớ.
- Biến tần Danfoss ứng dụng được cho tất cả cỏc nguồn điện với dịch vụ đồng nhất trờn toàn cầu, dễ dàng đặt hàng và phụ tựng với phương chõm "một chủng loại biến tần cho tất cả cỏc vựng lónh thổ".
- Biến tần cụng suất lớn và cỏc giải phỏp cho súng hài
- Giảm nhẹ súng hài cho biến tần là một biện phỏp kỹ thuật được đặc biệt quan tõm, nhất là khi sử dụng biến tần trong cỏc mụi trường cú nhiễu. Danfoss bằng những nỗ lực cải tiến cụng nghệ đó thu được thành cụng trong việc thiết kế cỏc chủng loại thiết bị này.
- Biến tần cụng suất lớn (HPD) là loại biến tần trong dải từ 90kW đến 1.2MW quỏ tải cao (150%, 60 sec); 110kW đến 1.4MW quỏ tải thường (110%, 60 sec). Điện ỏp 380V - 690V, 50 / 60 Hz . Danfoss cung cấp cỏc loại sau:
VLTđ AutomationDrive; VLTđ AQUA Drive và VLTđ HVAC Drive. HPD cú chung nền tảng phần cứng, tuy dóy cụng suất khỏc nhưng đặc tớnh phần mềm & cỏc tựy chọn ứng dụng giống như dóy cụng suất nhỏ.
diện với hệ thống, tớch hợp tựy chọn biết bị đúng cắt nguồn chớnh, hiệu suất, bảo vệ xõm hại vào trong và giải nhiệt, bảo vệ ăn mũn bảng mạch PCB và cỏc chi phớ lắp đặt, vận hành và bảo trỡ, chiều dài cỏp động cơ, chủng loại và tiết diện dõy, tuổi thọ động cơ…
HPD cũng như cỏc biến tần cụng suất thấp, hiển thị đồ hoạ & chữ số thõn thiện với người sử dụng, cỏc ngừ vào/ra tiờu chuẩn linh hoạt để phự hợp nhất với giao diện hệ thống. HPD được thiết kế với hiệu suất cao (>98%) với thế hệ IGBTs mới nhất với tổn thất chuyển mạch thấp hơn, tối ưu hoỏ tần số chuyển mạch, loại bỏ cỏc cuộn cảm chia tải ngừ ra (cỏc cuộn cảm trờn DC- link tổn thất thấp hơn cuộn cảm AC), tổn thất <2%.
HPD được thiết kế chống nước, bụi, cỏc chất khớ ăn mũn và nhiệt cú thể ảnh hưởng đến độ tin cậy và tuổi thọ của biến tần, cú thể bảo vệ sự xõm nhập của cỏc chất gõy ụ nhiễm và kờnh làm mỏt được tỏch biệt phớa sau. Hai luồng khụng khớ làm mỏt sử dụng quạt riờng biệt & ống dẫn trờn mỗi phần điện chớnh, khụng khớ dẫn vào và ra theo phớa sau, 85% nhiệt toả ra bởi biến tần được truyền tản ra phớa sau. Do đú chi phớ giải nhiệt cho tủ điều khiển thấp hơn, cỏc chất khớ gõy ụ nhiễm ớt xõm nhập vào, giảm bảo trỡ, tuổi thọ biến tần tăng đỏng kể, chu kỳ bảo dưỡng dài hơn.
HPD được tớch hợp sẵn bảo vệ quỏ/thấp ỏp, mất cõn bằng và mất pha (tự động giảm tải khi mất pha). Dóy dũng cắt lỗi ngắn mạch cao, khả năng chịu dũng ngắn mạch đến 100kA mà khụng cần thờm cuộn khỏng đầu vào.
Cỏc loại nhiễu thụng thường gồm: nhiễu điện từ, nhiễu tần số Radio và nhiễu do súng hài. HPD của Danfoss sử dụng cỏc kỹ thuật giảm nhẹ súng hài bằng cỏch tớch hợp sẵn cỏc cuộn cảm AC (DC đó tớch hợp sẵn), tớch hợp bộ lọc chủ động độc lập AAF005 hoặc sử dụng biến thế lệch pha bờn ngoài, lắp thờm tựy chọn thụ động…
Cỏc kỹ thuật giảm nhẹ súng hài cho biến tần gồm: Lọc thụ động (sử dụng hoặc DC-Inductors, AC-Inductors, chỉnh lưu 12-pulse hay Advanced
Harmonic Filters - AHF và lọc chủ động (sử dụng hoặc Active filter - AAF, Low Harmonic Drive (LHD) hay Active Front End with PWM-rectifier - AFE).
Cỏc cuộn cảm AC và DC giỳp nạp thờm điện khỏng cảm ứng vào trong mạch điện. Điện khỏng cảm ứng được nạp vào làm giảm tổng điện khỏng gõy ra bởi bộ chỉnh lưu và cỏc tụ điện DC. Hệ số chuyển đổi cụng suất hoặc cosΦ ≈ 1. Điện khỏng nạp vào này cũng làm giảm mộo bởi lệch pha dũng hài. Tất cả cỏc biến tần Danfoss đều được lắp sẵn cuộn khỏng DC trong mạch trung gian. Lý do cần cuộn khỏng DC là do sụt ỏp nhỏ hơn cuộn khỏng AC và giỳp kộo dài tuổi thọ của tụ DC, đồng thời tạo đặc tớnh tốt hơn cho điều khiển động cơ, kớch thước cũng nhỏ hơn cuụn khỏng AC. Sử dụng cuộn khỏng DC cho biến