- Hệ biến tầnđộng cơ xoay chiều: Ngày nay, thường sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc do có các ưu điểm sau: cấu tạo đơn giản, kích thước,
c) Giới thiệu Module đếm tốc độ cao FM350-
Module FM 350-1 là một module đếm tốc độ cao sử dụng trong bộ điều khiển lập trình PLC S7-300. Tần số đầu vào lớn nhất của tín hiệu đếm là 500 kHz phụ thuộc vào loại tín hiệu sensor. Có thể sử dụng FM 350-1 cho những công việc sau: Đếm liên tục, đếm đơn lẻ, đếm theo chu kỳ, đo lường tần số, đo lường tốc độ quay RPM, đo lường theo chu kỳ. Có thể khởi động hoặc dừng các chế độ bằng tín hiệu từ phần mềm (software gate) hoặc tín hiệu phần cứng (hardware gate). Lĩnh vực ứng dụng chính của FM 350-1 là ở nơi tín hiệu có tần số cao được tính và phản hồi với tốc độ được kích hoạt trạng thái đếm từ trước như: đóng gói, phân loại sản phẩm, định lượng và chia tỉ lệ…
Chế độ đo tốc độ quay RPM:
Trong chế độ đo tốc độ quay RPM, FM 350-1 đếm số xung nhận được từ encoder trong một khoảng thời gian nhất định và tính toán ra tốc độ quay từ giá trị này và số lượng xung trên một vòng quay của encoder. FM 350-1 cập nhật giá trị đo theo chu kỳ dựa vào giá trị update time, giá trị update time phải được cài đặt trước. Trong chế độ đo tốc độ quay RPM, phải cài đặt số xung trên một vòng encoder. Tốc độ trả về có đơn vị là 1x10-3 round/min.
Hình 3.11: Nguyên lý đo tốc độ quay RPM
3.8. Phân tích lựa chọn biến tần
3.8.1. Tổng quan biến tần:
Biến tần là thiết bị có chức năng chính là thay đổi tần số nguồn cung cấp cho động cơ để thay đổi tốc độ động cơ.
Tiện ích sử dụng của biến tần:
- Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.
- Sử dụng bộ biến tần bán dẫn sẽ sử dụng được rất nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế độ tiết kiệm năng lượng,…
- Hỗ trợ các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha,… của biến tần.
Biến tần thường được chia làm hai loại:
Biến tần trực tiếp:
Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi tần số trực tiếp từ lưới điện xoay chiều không thông qua khâu trung gian một chiều. Tần số ra được điều chỉnh nhảy cấp và nhỏ hơn tần số lưới ( f1 < flưới ). Loại biến tần này hiện nay ít được sử dụng.
Biến tần gián tiếp:
Các bộ biến tần gián tiếp có cấu trúc như sau:
Hình 3.12: Sơ đồ cấu trúc của biến tần gián tiếp
Như vậy để biến đổi tần số cần thông qua một khâu trung gian một chiều vì vậy có tên gọi là biến tần gián tiếp. Chức năng của các khối như sau:
+) Chỉnh lưu: Chức năng của khâu chỉnh lưu là biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Chỉnh lưu có thể là không điều chỉnh hoặc có điều chỉnh. Ngày nay đa số chỉnh lưu là không điều chỉnh, vì điều chỉnh điện áp một chiều trong phạm vi rộng sẽ làm tăng kích thước của bộ lọc và làm giảm hiệu suất bộ biến đổi. Nói chung chức năng biến đổi điện áp và tần số được thực hiện bởi nghịch lưu thông qua luật điều khiển. Trong các bộ biến đổi công suất lớn, người ta thường dùng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng làm nhiệm vụ bảo vệ cho toàn hệ thống khi quá tải. Tùy theo tầng nghịch lưu yêu cầu nguồn dòng hay nguồn áp mà bộ chỉnh lưu sẽ tạo ra dòng điện hay điện áp tương đối ổn định.
+) Lọc: Bộ lọc có nhiệm vụ san phẳng điện áp sau chỉnh lưu.
+) Nghịch lưu: Chức năng của khâu nghịch lưu là biến đổi dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số có thể thay đổi được và làm việc với phụ tải độc lập.
3.8.2 Phân tích lựa chọn biến tần:
Hiện nay có rất nhiều loại biến tần của các hãng khác nhau như: ABB, DANFOSS, DELTA, INVT, MITSUBISHI, OMRON, SIEMENS… Mỗi hãng lại có rất nhiều loại sản phẩm với các dải công suất và tính năng riêng.
Qua quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, em có tìm hiểu về một số loại biến tần của hãng SIEMENS và được làm quen trực tiếp với biến tần loại Micro Master MM440. MM440 là một loại biến tần công suất trung bình, phù hợp với những ứng dụng trung bình và nhỏ, không yêu cầu công suất lớn. MM440 chính là
một họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển vector cho tốc độ và mômen hay khả năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác tuyệt vời cho các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ nâng chuyển, các hệ định vị. Không chỉ có vậy, một loạt các khối logic có sẵn lập trình tự do cung cấp cho người dùng sự linh hoạt tối đa trong việc điều khiển hàng loạt các thao tác một cách tự động. Do đó, em lựa chọn biến tần loại MM440 của hãng SIEMENS cho hệ truyền động của cân bằng.
Hình 3.13: Biến tần MM440
3.8.3. Giới thiệu biến tần MM440:
a)Tổng quan biến tần MM440:
Biến tần MICROMASTER 440 - 6SE6440 có công suất định mức: Công suất từ 0.37 KW đến 200 KW đối với điện áp vào 3 pha AC 380V đến 480V. Công suất từ 0.12 KW đến 3.0 KW đối với điện áp vào 1 pha 200V đến 240V. Công suất từ 0.12 KW đến 45.0 KW đối với điện áp vào 3 pha 200V đến 240V, tần số ngõ vào 50/60Hz.
- Điện áp định mức ngõ ra: 3 pha 220VAC hoặc 380VAC tuỳ theo chọn mã hàng, tần số ngõ ra từ 0 Hz đến 650 Hz.
- Các đầu đấu nối vào và ra: 6 đầu vào số, 2 đầu vào tương tự, 3 đầu ra rơle, 2 đầu ra tương tự, 1 cổng RS485, 15 cấp tần số cố định, có tích hợp bộ điều khiển PID, có chức năng hãm DC, hãm tổ hợp và hảm bằng điện trở hay hảm động năng.
- Phương pháp điều khiển: V/f tuyến tính,V/f bình phương, V/f đa điểm, điều khiển dòng từ thông, điều khiển vecter, điều khiển momen.
- Chức năng bảo vệ: quá tải, thấp áp, quá áp, chạm đất, ngắn mạch, quá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần.
- Các tuỳ chọn khác như: Bảng điều khiển BOP, AOP, bộ phụ kiện lắp BOP trên cánh tủ, bộ ghép nối PC, đĩa CD cài đặt, modul profibus, bộ lọc đầu vào, bộ lọc đầu ra, đặc biệt là có thể gắn module encoder.
- Ứng dụng: Cho các ứng dụng cao cấp điều khiển chính xác: cần trục, cầu trục, máy nâng hạ, cân động, máy đùn... với công suất nhỏ hơn 250KW.