1. Khái quát chung về bộ khởi động mềm
3.1. Khởi động mềm
Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngược cho 3 pha. Vì Momen động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dòng điện tỉ lệ với điện áp, Momen gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi động và dừng nhờ điều khiển pha (kích, mở 3 cặp thyristor song song ngược) trong mạch lực. Như vậy, hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên việc điều khiển điện áp khi khởi động và dừng, tức là trị số hiệu dụng của điện áp là thay đổi.
Nếu dừng động cơ, mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dòng điện dừng tại điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn.
Giải thích:
IA – Dòng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp. IS – Dòng điện bắt đầu có ramp điện áp.
In – Dòng điện định mức của động cơ. Us – Điện áp bắt đầu ramp.
Un – Điện áp định mức của động cơ. tr - Thời gian ramp.
n - Tốc độ động cơ.
Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trước khi hết thời gian đặt của bộ khởi động mềm, điện áp vào lập tức được tăng lên 100% điện áp lưới, đó chính là chức năng phát hiện tăng tốc.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312. Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các địa chỉ và nội dung được quy định dưới đây, các khu vực bóng mờ tương ứng với các "nhà máy cài đặt":
135
A7: 0 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa không bị giam Một động cơ nhiệt đã được phê duyệt Rotor đã bị khoá 2 xác nhận
3 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa xác nhận
A8: 0 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / không bị giam 1 Không souspuissance xác nhận
2 Không quá mức cần thiết xác nhận
3 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / xác nhận TO: 0 Nhà nước
1 Dòng tiêu thụ 2 Công suất tiêu thụ AE: 0 Tổng lỗi
1 Một động cơ thúc đẩy nhà nước 2 Công suất động cơ
3 Động cơ khởi động
4 Cảnh báo quá mức cần thiết 5 Báo souspuissance
Các bước Tác động bàn
phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển
(môđul) Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
136
cài đặt đến địa chỉ số A1
Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A1 là C. Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100% Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ Mã số 7
Lưu trữ MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy Chuyển sang
địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6, tương ứng với 200% Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A3 là C. Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
137 Thiết lập các
giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300% A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Thiết lập chế độ, không có hành động trên bàn phím trong khoảng ba phút, màn hình sẽ tự động trở về chế độ cài lại.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A) Công suất (W) 1 2 3 4 5 3.2. Dừng mềm
Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp, động cơ chạy theo quán tính cho tới khi dừng trong khoảng thời gian xác định. Thời gian dừng với mômen quán tính nhỏ có thể rất ngắn, cần tránh trường hợp này đề phòng sự phá huỷ về cơ và sự dừng tải đột ngột không mong muốn.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312. Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn
phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển
(môđul) Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển đến địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A1 là C. Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100%
138 Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ Mã số 7
Lưu trữ MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy
Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6, tương ứng với 200% Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A3 là C. Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F, tương ứng với 400% Thiết lập các
giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300% A4 là mã 8
139 Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành cắt nguồn điện động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A) Công suất (W) 1 2 3 4 5 3.3. Hạn chế dòng khởi động
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312. Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn
phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển
(môđul) Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển đến địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A1 là C. Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100% Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ Mã số 7
Lưu trữ MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy Chuyển sang
địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A2
140 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6, tương ứng với 200% Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A3 là C. Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F, tương ứng với 400% Thiết lập các
giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300% A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện
(A) Công (W) suất Tốc độ (rpm) Momen (Nm) 1
2 3
141 4
5
4. Hãm động năng
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312. Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn
phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển
(môđul) Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển đến địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A1 là C. Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100% Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ Mã số 7
Lưu trữ MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy Chuyển sang
địa chỉ @ Chuyển sang
địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6, tương ứng với 200% Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A3
142
nội dung Mã C tương ứng với thời
gian 20s Thiết lập thời
gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5 Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F, tương ứng với 400% Thiết lập các
giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300% A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM. Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành thực hiện hãm động năng. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ. STT Điện áp (V) Dòng điện
(A) Công (W) suất Tốc độ (rpm) Momen (Nm) 1
2 3 4
CÂU HỎI ÔN TẬP
1.Trình bầy khái quát chung về bộ khởi động mềm? 2.Trình bầy các bước kết nối mạch động lực?
3.Trình bầy các bước khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm, hạn chế dòng khởi động?
143
BÀI 8: BỘ BIẾN TẦN Mã bài: 27-08 Giới thiệu:
Trước đây các hệ thống truyền động điện chủ yếu được sử dụng là hệ truyền động điện một chiều do việc điều chỉnh tốc độ đơn giản, dễ thực hiện, tuy nhiên giá thành của các hệ truyền động điện một chiều cao. Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghệ điện tử và bán dẫn thi các hệ thống truyền động điện không đồng bộ phát huy được các ưu điểm.
Để điều chỉnh và ổn định tốc độ động cơ không đồng bộ trong công nghiệp chủ yếu sử dụng bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ theo phương pháp thay đổi tần số. Trong bài học này giúp sinh viên làm quen với biến tần và ứng dụng biến tần để điều khiển tốc độ động cơ.
Mục tiêu:
- Giải thích được nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi tần số.
- Nhận biết được cổng vào, cổng ra ở bộ biến tần. - Kết nối mạch động lực cho bộ biến tần.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm, đảo chiều quay cho động cơ. - Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc.
Nội dung chính:
1. Giới thiệu các loại biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều với tần số của lưới điện thành dòng xoay chiều có tần số khác với tần số của lưới.
Bao gồm hai loại: Biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp.
a.Biến tần gián tiếp.
Bao gồm các khâu: Chỉnh lưu (CL), lọc (L), và nghịch lưu (NL). Như vậy bộ biến đổi tần số cần thông qua khau trung gian một chiều.
Hình 8-1. Cấu trúc của biến tần gián tiếp
b.Biến tần trực tiếp.
Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi dòng điện xoay chiều với tần số của lưới điện thành dòng xoay chiều có tần số khác với tần số của lưới trực tiếp không qua khâu trung gian một chiều.
Biến tần trực tiếp gồm hai bộ chỉnh lưu nối song song ngược. Các bộ chỉnh lưu có thể là sơ đồ ba pha có điểm trung tính, sơ đồ cầu hoặc bộ chỉnh lưu nhiều pha.
144
Hình 8-2. biến tần SK 2,5T
SK 2,5T là bộ biến tần của hãng LS sản xuất để điều khiển động cơ không đồng bộ có công suất tối đa 1,5Kw.
SK 2,5T có thể được cài đặt và vận hành ở nhiều chế độ khác nhau: - Điều khiển véc tơ từ thông vòng hở.
- Điều khiển véc tơ từ thông vòng kín. - Điều khiển điện áp / tần số.
- điều khiển động cơ servo.
Các thông số kĩ thuật của SK 2,5T:
- Nguồn cấp: Xoay chiều ba pha 300V – 480V ±10%, dòng điện đầu vào 3,4 A, tần số nguồn cấp 48Hz – 60Hz.
- Dòng điện đầu ra 3,2 A.
- Tần số đầu ra từ 0Hz – 1500Hz.
- Dòng điện quá tải đầu vào trong vòng 60s là 3,8 A. - Điện trở xả khi hãm mắc vào lớn nhất 100Ω.
145
Hình 8-2. Các phím chức năng
- Màn hình hiển thị: - Các phím chức năng:
+ Phím M: Dùng để thay đổi chế độ hiển thị của biến tần hoặc lựa chọn hàm, giá trị cài đặt cho các hàm.
+ Phím dùng để tăng tần sồ ra của biến tần ở chế độ điều khiển bằng bàn phím hoặc tăng giá trị cài đặt cho các hàm.
+ Phím dùng để giảm tần sồ ra của biến tần ở chế độ điều khiển bằng bàn phím hoặc giảm giá trị cài đặt cho các hàm.
+ Phím star màu xanh để chạy động cơ tần ở chế độ điều khiển bằng bàn phím.
+ Phím stop màu đỏ để dừng động cơ tần ở chế độ điều khiển bằng bàn phím.
3. Các ngõ vào/ra và cách kết nối.
3.1. Các đầu vào/ra dùng để điều khiển.
L1, L2, L3: Là ba đầu vào cấp nguồn cho biến tần. U, V, W: Là ba đầu ra của biến tần kết nối tới động cơ. T1: Chân 0V.
T2: Đầu vào điều khiển A1. Dùng để thay đổi tần số ra của biến tần với tín hiệu điều khiển dạng dòng điện hoặc điện áp.
T3: Đầu ra +10V dùng làm điện áp điều khiển.
T2: Đầu vào điều khiển A2. Dùng để thay đổi tần số ra của biến tần với tín hiệu điều khiển dạng dòng điện hoặc điện áp.
T5 và T6: Là hai đầu ra của rơ le. B1: Đầu ra hiển thị tốc độ động cơ.
B2: Đầu ra +24V. Dùng làm điện áp điều khiển cho các đầu vào B4, B5, B6, B7. B3: Đầu ra định tốc độ động cơ bằng 0.
146 B4: Đầu vào số, cho phép biến tần hoạt động. B5: Đầu vào số, điều khiển động cơ chạy thuận. B6: Đầu vào số, điều khiển động cơ chạy ngược.
B7: Đầu vào số, lựa chọn tín hiệu điều khiển hoặc thay đổi tần số ra của biến tần.
3.2. Kết nối các đầu vào, ra Sơ đồ kết nối tới động cơ: Sơ đồ kết nối tới động cơ:
Hình 8-3. Sơ đồ kết nối tới động cơ
Tùy thuộc vào việc lựa chọn cấu hình điều khiển ta có các sơ đồ kết nối các đầu vào ra với từng cấu hình như sau:
147 3.3. Cài đặt các hàm của biến tần
Các hàm của biến tần:
Các hàm Chức năng các hàm Khoảng giá
trị Mặc định 01 Cài đặt tốc độ chạy nhỏ nhất của động cơ 0 – Pr02 0Hz 02 Cài đặt tốc độ chạy lớn nhất của động cơ 0 – 1500Hz 50Hz 03 Cài đặt thời gian tăng tốc cho động cơ. 0 – 1500s 5s 04 Cài đặt thời gian giảm tốc cho động cơ. 0 – 1500s 10s 05 Chọn cấu hình điều khiển cho biến tần. AI.AV 06 Cài đặt dòng điện định mức của động cơ. Nhãn máy
07 Cài đặt tốc độ dịnh mức của động cơ. Nhãn máy 08 Cài đặt điện áp định mức của động cơ. Nhãn máy 09 Cài đặt hệ số công suất định mức. Nhãn máy
10 Chọn mức điều khiển. L1, L2, L3 L1 11 Lựa chọn mức logi Star/Stop 0 - 6 0 12 Kích hoạt của bộ điều khiển phanh diS, rEL, d
IO, USEr diS 13 Không sử dụng
14 Không sử dụng
15 Làm chậm tốc độ tham chiếu. 0 - 400Hz 1,5Hz 16 Chế độ tương tự đầu vào 1 0-20, 20-0,
4-20, 20-4, 4-20, 20-4, Volt
4-20
17 Kích hoạt tính năng tốc độ cài sẵn OFF - On OFF 18 Cài đặt tốc độ đặt 1. ± 1500Hz 0Hz 19 Cài đặt tốc độ đặt 2. ± 1500Hz 0Hz 20 Cài đặt tốc độ đặt 3. ± 1500Hz 0Hz 21 Cài đặt tốc độ đặt 4. ± 1500Hz 0Hz 22 Đơn vị tải được hiển thị Ld, A Ld