Biến tần TQ 3 pha 660V-

- Cho các băng tải than đồng bộ trong dây truyền

1 Biến tần TQ 3 pha 660V-

132kW Trung Quốc Cái 1 -Máy nén khí CL +125 (P=132kW)

1.2.5. Nhận xét:

- Đối với hệ thống vận tải bằng băng tải, máng cào là hệ thống vận tải chủ yếu ở hầu hết các mỏ than, là khâu tiêu thụ điện năng rất đáng kể mà nguyên nhân chủ yếu là do trình độ cơng nghệ của dây chuyền thiết bị. Mọi tuyến máng cào đều thiếu phương tiện thơng tin, chưa có điều khiển liên động, tự động hoá lên thường chạy không tải hoặc non tải chiếm khoảng 2h/1ca (thường vào đầu ca hoặc cuối ca khi đó ít than) khiến cho cơng suất tiêu thụ của động cơ máng khi chạy khơng tải (khi chưa có than trên máng) tăng cao, điện năng tổn thất là đáng kể. Hầu hết các hệ thống vận tải băng tải, máng cào đều chưa có thiết bị điều chỉnh tốc độ theo nhu cầu để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Tuy nhiên qua khảo sát chúng ta thấy rằng trong hệ thống vận tải này tại các mỏ mức độ tự động hoá chưa cao, chưa áp dụng nhiều biến tần và thiết bị kỹ thuật điện tử công suất để điều khiển hệ thống.

- Đối với hệ thống bơm thốt nước và thơng gió chính của các mỏ hầm lị hiện nay đa số sử dụng các động cơ có công suất lớn. Các hệ thống này hầu như hoạt động liên tục trong 3 ca sản xuất mà vẫn sử dụng hệ truyền động điện không điều khiển sẽ khơng kinh tế, gây lãng phí về năng lượng rất lớn. Nhưng thực tế đến nay mới chỉ có Cơng ty than Nam Mẫu đầu tư 2 bộ biến tần điều khiển cho 2 trạm quạt, còn lại hầu hết các mỏ chưa ứng dụng biến tần để điều khiển cho các hệ thống bơm thốt nước và thơng gió chính nói trên.

- Hệ thống truyền động điện của thiết bị trục tải ở các mỏ Việt Nam đến nay có cơng suất < 500 kW, sử dụng động cơ rôtor dây quấn, điều khiển các chế độ làm việc bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ trong mạch rôtor gây nên tổn thất năng lượng lớn.Việc thay đổi giá trị điện trở phụ theo cấp do đó gia tốc động thay đổi lớn gây nên các xung lực ảnh hưởng tới độ bền của các thiết bị, dải điều chỉnh tốc độ thấp. Qua khảo sát chúng ta thấy duy nhất có Cơng ty than Khe Chàm sử dụng biến tần để điều khiển cho hệ thống trục tải qua giếng nghiêng.

Kết quả khảo sát và phân tích nêu trên cho thấy, để giảm tổn thất năng lượng và nâng cao chất lượng hệ thống truyền động điện phù hợp với các hệ thống vận tải, bơm thốt nước, thơng gió và thiết bị trục tải qua giếng ở các mỏ Việt Nam, việc ứng dụng hệ Biến tần - Động cơ là rất cần thiết.

Lợi ích cơ bản từ việc sử dụng biến tần cho các hệ thống này là:

 Tiết kiệm điện năng: Công suất tiêu thụ được kịp thời điều chỉnh, thích ứng

với nhu cầu.

 Tuổi thọ thiết bị được nâng cao: Loại bỏ các sự cố về tiếp điểm khởi động,

cũng như các sự cố động cơ do xung giật cơ học khi khởi động cứng.

 Loại bỏ những chi phí kiểm tra bảo dưỡng định kỳ các chi tiết như van cản

(tiết lưu), cánh gió xoay động cơ, vẫn thường sử dụng trong các trạm quạt, bơm nước.

 Đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị công nghệ liên quan, giảm

tiếng ồn do hệ truyền động gây ra cho môi trường xung quanh.

 Khả năng điều khiển từ xa, đóng cắt máy quạt, máy bơm nước từ trạm trung

Từ những vấn đề nêu trên các mỏ đã từng bước đầu tư thay thế thiết bị cũ bằng các thiết bị mới hiện đại hơn như: Bộ biến tần, khởi động mềm, các thiết bị điện tử cơng suất... Tuy nhiên việc đầu tư này cịn chậm và thiếu đồng bộ gây lãng phí cho q trình đầu tư. Để việc áp dụng biến tần cho các hệ truyền động điện thực sự phát huy hiệu quả, địi hỏi các đơn vị cần có sự đồng bộ giữa việc mua sắm thiết bị mới với công tác đào tạo các cán bộ quản lý và vận hành để cho việc lựa chọn đầu tư, sử dụng các thiết bị đó đạt hiệu quả cao nhất.

1.3. Các thông số kỹ thuật của một số biến tần được sử dụng trong các mỏ. Để thuận lợi cho việc nghiên cứu hệ biến tần - động cơ cho trục tải, trong khuôn khổ luận văn giới thiệu thơng số và đặc tính một số biến tần thơng dụng

1.3.1. Biến tần do hãng SIEMENS sản xuất:

- MM-440 chính là một họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển vector tốc độ và mơmen hay khả năng điều khiển vịng 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 thống định vị . Không chỉ có vậy, một loạt 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

1.3.1.1. Các thông số kỹ thuật:

Điện áp vào và công suất CT VT

(mômen không đổi) (mômen thay đổi theo tốc độ) 380V  480V ~3AC ±10% 0,3775kW 0,123kW 380V  480V ~3AC ±10% 0,7575kW 0,123kW Tần số điện vào 47  63Hz Tần số điện ra 0  650Hz Hệ số công suất ≥ 0,7

Hiệu suất chuyển đổi 96  97%

Khả năng quá tải Quá dòng 1,5 x dòng định mức trong 60 giây ở mỗi 300 giây hay 2 x dòng định mức trong 3 giây ở mỗi 300 giây

Dòng điện khởi động Thấp hơn dòng điện vào định mức

Phương pháp điều khiển Tuyến tính V/f; bình phương V/f; đa điểm V/f; điều khiển tựa theo véctơ từ thông FCC

Tần số điều chế xung(PWM) 2kHz đến 16kHz (ở bước 2kHz)

Tần số cố định 15, tuỳ đặt

Dải tần số nhảy 4, tuỳ đặt

Độ phân giải điểm đặt 10 bit analog

0,01Hz giao tiếp nối mạng 0,01Hz digital

Các đầu vào số 6 đầu vào số lập trình được, cách ly. Có thể chuyển đổi PNP/NPN

Các đầu vào tương tự 2 *0  10V, 0  20mA và -10  +10V

*0  10V và 0  20mA

Các đầu ra rơle 3, tuỳ chọn chức năng 30VDC/5A (tải trở), 250VAC ( tải

cảm)

Các đầu ra tương tự 2, tuỳ chọn chức năng; 0,25  20mA Cổng giao tiếp nối tiếp RS-485, vận hành với US prơtcol

Tính tương thích điện từ Bộ biến tần với bộ lọc EMC lắp sẵn theo EN 55 011, Class A hay class B.

Hãm Hãm DC, hãm tổ hợp

Cấp bảo vệ IP 20

Dải nhiệt độ làm việc CT -10oC  +50oC VT -10oC  +40oC

Nhiệt độ bảo quản -40oC  +70oC

Độ ẩm 90% không đọng nước

Độ cao lắp đặt đến 1000 m so với mực nước biển

Các chức năng bảo vệ Thấp áp, quá áp, quá tải, chạm đất, ngắn mạch, chống kẹt, I2t quá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần, khoá tham số PIN

Phù hợp theo các tiêu chuẩn CE mark

Phù hợp với các chỉ dẫn về thiết bị hạ áp 73/23/EC, loại có bộ lọc cịn phù hợp với chỉ dẫn 89/336/EC

Kích thước và tuỳ chọn (khơng có tuỳ chọn)

Cỡ vỏ (FS) Cao x Rộng x Sâu Tr/lượng(kg) A 73 x 173 x 149 1,3 B 149 x 202 x 172 3,4 C 185 x 245 x 195 5,7 D 275 x 520 x 245 17 E 275 x 650 x 245 22 F không lọc 350 x 850 x 320 56 F có lọc 350 x 1150 x 320 75 1.3.1.2. Cực đấu dây và sơ đồ mạch điều khiển:

- Sơ đồ cực đấu dây của các biến tần (Siemens) loại này đều có chung kiểu đấu dây như sau:

Tín hiệu nguồn vào: 3 pha 380V

Tín hiệu ngõ ra động cơ: 3 pha

- Sơ đồ mạch điều khiển:

1.3.1. Biến tần Altivar 61 & Altivar 71 do hãng Shneider sản xuất:

1.3.1.3.Màn hình điều khiển:

Màn hình BOP hiển thị 5 số. Những đèn LED 7 đoạn này sẽ trình bày những tham số và giá trị, những tin nhắn về cảnh báo và lỗi, điểm đặt và giá trị hoạt động. Những thông tin về tham số khơng được lưu trên màn hình BOP này.

1.3.2. Biến tần Altivar 71 do hãng Schneider sản xuất:

- Với khả năng điều chỉnh tốc độ và cài đặt thông số dễ dàng, Altivar 71 là một bộ biến tần “tiêu chuẩn” cho các động cơ có cơng

suất đến 500kW. Với tính năng có thể giao tiếp với tất cả các loại mạng giao tiếp công nghiệp và nhiều hệ thống tự động hố, biến tần Altivar 71 có thể dễ dàng điều chỉnh để thích ứng với các hệ thống máy phức tạp và tiên tiến.

- Altivar 71 ứng dụng cho các hệ thống: + Thang máy

+ Cần cẩu

+ Các hệ thống nâng hạ

+ Hệ thống di chuyển hàng hoá±

- Dãy điện áp nguồn cung cấp: 3 pha, 230± 240V 3 pha, 380± 690V Tần số 50/60Hz

- Dùng cho các động cơ khơng đồng bộ từ 0,75kW 500kW Hình 1.22 là hình dáng bên ngồi của biến tần Altivar 71. 1.3.2.1. Các đặc tính tổng quát:

- Chức năng điều khiển theo mômen (Torque control), làm việc quá tải 220% mômen định mức trong thời gian 2 giây.

- Điều khiển tốc độ bằng phương pháp định hướng véc-tơ từ thông - Giám sát và điều khiển hoạt động qua cổng giao tiếp RS422

- Chức năng tiết kiệm năng lượng, tích hợp bộ hiệu chỉnh PI (điều khiển lưu lượng, áp suất±)

- Bảo vệ biến tần và động cơ PWR - Được trang bị tính năng hãm trình tự

- Tăng tốc, giảm tốc, theo đặc tuyến dạng tuỳ biến

- Tích hợp bộ lọc nhiễu điện từ EMC đến 7,5kW (200/240VAC) và đến 500kW (380/480VAC).

- Tích hợp các hình thức giao tiếp mạng kiểu Modbus, CANopen, Fipio, Ethernet, Modbus Plus, Profibus DP, Device Net, Uni-Telway, InterBus.

1.3.2.2. Màn hình hiển thị và các phím chức năng: 1 Hình 1.23 2 3 4 5 6 7

Trên hình 1.23:

1 - Là màn hình hiển thị đơn vị: + Với 8 dòng để hiển thị chữ số

+ Hiển thị bằng kỹ thuật số với kích thước lớn, ở khoảng cách xa 5m vẫn có thể đọc được.

+ Hiển thị được bằng hình vẽ.

2 – Các phím có thể gán được chức năng F1, F2, F3, F4:

+ Chức năng đối thoại: truy cập trực tiếp, hỗ trợ bảo vệ màn hình, navigation + Chức năng ứng dụng: tại chỗ/từ xa, cài đặt săn tốc độ

3 – Phím STOP/RESET: Điều khiển tại chỗ cho động cơ dừng/ tránh lỗi 4 – Phím RUN: Điều khiển tại chỗ cho động cơ hoạt động

5 – Nút ấn Navigation:

+ ấn để lưu lại giá trị của dòng điện (ENT)

+ Xoay theo chiều ‘+’ để tăng giá trị, theo chiều ‘-’ để giảm giá trị; đến dòng chữ tiếp theo hoặc quay lại dòng chữ trước đó.

6 – Phím FDW/REV: Điều khiển đảo chiều quay của động cơ.

7 – Phím ESC: Huỷ bỏ 1 giá trị, hoặc quay lại menu để xem lại các lựa chọn. 1.3.2.3. Sơ đồ mạch điều khiển:

- Hình 1.24 là mạch điện lực và điều khiển của biến tần Altivar 71 có kết hợp với các khối chức năng khác để điều khiển cho một động cơ không đồng bộ 3 pha. Nguồn điện áp cung cấp là điện áp xoay chiều 3 pha 380V.

Trong đó:

A1: Là biến tần ATV 71

L1: DC choke- Dùng để giảm bớt dòng điện cân đối trong giới hạn cho phép Q1: Aptômat (máy cắt)

Q2: Cầu dao ngắt tự động

(1) Line choke recommended: có chức năng làm ổn định mạch điện, tăng

chất lượng nguồn điện cấp cho biến tần.

(2) Dùng cho biến tần ATV71HC40N4 và ATV71HC50N4 để điều khiển 1

(3) Tiếp điểm đặt rơle báo lỗi, dùng cho tín hiệu điều khiển từ xa

(4) Kết nối chung cho các tín hiệu logic vào độc lập xác định trên công tắc

SW1.

(5) DC choke như một lựa chọn cần thiết cho biến tần ATV71

(6) Phần mềm có tín hiệu vào tương tự là dòng điện từ 020mA hoặc là điện

áp từ 010V.

1.3.3. Biến tần VF9 do hãng Toshiba sản xuất:

1.3.3.1. Các đặc tính:

*. Gắn bộ lọc nhiễu.

- Tất cả các loại ở mức 200V và 400Vtrực tiếp đều có một bộ chống nhiễu. Hình 1.24

- Các loại này đều phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu (European CE) và Mỹ (United States UL standard).

- Giảm không gian, tiết kiệm thời gian và nhận lực cần thiết trong việc đi dây.

*. Hoạt động cơ bản:

- Chức năng tự động (Tăng mơ men/giảm thời gian, lập trình chức năng, mơi trường lập trình). Chỉ bằng cách nối dây từ động cơ với nguồn cấp cho phép lập tức hoạt động mà khơng cần phải lập trình các thơng số.

- Quay chiết áp trên bề mặt của panel cho phép điều khiển hoạt động dễ dàng và ngay lập tức.

*. Thực hiện các mức cao hơn:

- Mômen từ tần số thấp đến 150% và cao hơn.

- Hoạt động trơ: Giảm độ gợn quay bằng cách bù dải chết duy nhất của Toshiba. - Gắn mạch ngăn chặn q dịng: Có thể đảm bảo ghép nối an tồn thậm chí ngay cả khi non tải.

- Tần số ra lớn nhất là 400Hz: Tối ưu cho các ứng dụng động cơ tốc độ cao trong các máy xẻ gỗ và máy nghiền.

- Tần số mang lớn nhất: 16.5kHz quiet operation

Riêng bộ điều khiển PWM của Toshiba giảm nhiễu ở tần số mang thấp.

*. Tính tương thích tổng thể:

- Tương thích với nguồn 240V và 500V.

- Thích hợp với nhãn hiệu Châu Âu (CE marking) và UL, CUL và C-Tick. - Chuyển mạch Sink/source về điều khiển input/output.

*. Quyền lựa chọn phép sử dụng với các ứng dụng phong phú và rộng rãi.

- Chức năng truyền thông (RS485/RS232C) - Ghi các thông số/ Extension panel.

- Ray gá lắp DIN (cho 200V công suất 0.2 đến 0.75 kW) - Bộ lọc gắn chân (Theo EMC: Đối với lớp B và lớp A) - Các lựa chọn khác là chung cho tất cả các loại biến tần.

1.3.3.2. Thiết lập thông số và các vận hành chủ yếu:

* Hình dáng bên ngồi:

*.Sơ lược phương pháp thiết lập các thông số:

Mode thiết lập thông số được tự động cho phép trong lần cấp nguồn đầu tiên. Việc lựa chọn các thông số cài đặt cho động cơ dựa trên các tần số hoặc là 50Hz hoặc 60Hz.

Việc đặt tần số phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật cần thiết theo yêu cầu điều khiển động cơ.

Việc đặt các thông số này sẽ tự động đặt các tần số cơ bản và các thông số khác liên quan của động cơ nhưng các thơng số này có thể được đặt lại sau cho phù hợp với các trường hợp riêng. Các cài đặt mặc định về các thông số cơ bản sẽ cho phép mode này có thể cài đặt lại các thông số khi mà nguồn lần đầu tiên được bật lên.

Các bước cho việc cài đặt như sau:

Phím hoạt

động LED hiển thị Hoạt động

Hiển thị tần số cơ bản của động cơ - nhấp nháy ở 60.

Lựa chọn 50 hoặc 60 Hz băng cách bấm các phím (Nhấp nháy ở 50 Hz)

Bấm ENTER để đặt tần số cơ bản của động cơ và các thơng số liên quan. Nó sẽ nhấp nháy trong suốt quá trình cài đặt

Hiển thị tần số hoạt động (khi dừng).

*. Các vận hành chủ yếu trên VF-S9:

Các thủ tục để đặt tần số hoạt động và các phương thức vận hành có thề được lựa chọn như sau:

- Run và stop sử dụng các tín hiệu ngồi đưa vào board cực. - Run và stop từ panel vận hành.

- Việc cài đặt sử dụng các tín hiệu bên ngoài vào các board cực (0-10Vdc, 4- 20mAdc)

- Việc cài đặt sử dụng panel vận hành. - Việc cài đặt sử dụng chiết áp trên biến tần.

* Sử dụng các thông số cơ bản (Lựa chọn mode lệnh) và (Lựa

chọn mode đặt tần số) để cài đặt.

Lệnh Chức năng Phạm vi điều chỉnh Thông số

mặc định

Lựa chọn mode lệnh 0: Board cực; 1: Panel

hoạt động. 1

Lựa chọn mode đặt