10.2.1. Hướng dẫn sử dụng biến tần MM420
Bộ biến tần dùng để chuyển đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều ở đầu vào từ một tần số này thành điện áp hoặc dòng điện có một tần số khác ở đầu ra.
Bộ biến tần thường được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên. Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi của điện áp và tổng số pha. Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải động cơ ba pha. Bộ biến tần còn được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt điện để cung cấp năng lượng cho lò cảm ứng.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều dòng sản phẩm biến tần của các hãng khác nhau đều có những tính năng cơ bản giống nhau tuy nhiên cách thiết lập (cài đặt) các thông số và sử dụng của mỗi hãng cũng có nhiều điểm khác nhau. Việc lựa chọn dòng sản phẩm biến tần còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng cho từng hệ thống. Trong giới hạn tài liệu này chỉ đề cập đến họ biến tần MICROMASTER 420-6SE6420 (ký hiệu là MM 420) của hãng Siemens đang được sử rộng rãi hiện nay.
Một số đặc điểm nổi bật của biến tần MM420:
- Thiết kế nhõ gọn và dễ lắp đặt.
- Có nhiều các lựa chọn truyền thông: PROBIBUS, DeviceNet, CANopen.
- Điều khiển FCC (Flux Current Control- điều khiển dòng từ thông) cho chất lượng truyền động cao ngay cả khi có thay đổi tải.
- Các phương thức cài đặt khác nhau, qua bảng điều khiển hoặc công cụ phần mềm miễn phí.
- Thời gian tăng, giảm tốc có thể cài đặt được từ 0 650s. - Bốn dải tần số ngắt quãng tránh cộng hưởng lên động cơ. - Khởi động bám khi biến tần nối với động cơ quay.
- Tích hợp bảo vệ nhiệt cho động cơ dùng PTC hoặc KTY.
Các thông số cơ bản của biến tần MM420:
- Điện áp định mức ngõ ra: 1 pha hoặc 3 pha có điện áp 220VAC và 3 pha 380VAC tuỳ theo mã sản phẩm, tần số ngõ ra từ 0Hz đến 650Hz .
- Các đầu đấu nối vào và ra: 3 đầu vào số,1 đầu vào tương tự, 1 đầu ra rơle, 1 đầu ra tương tự, 1 cổng RS485, có chức năng hãm DC và hãm hỗn hợp.
- Phương pháp điều khiển: Phương pháp điều khiển V/f tuyến tính, V/f đa điểm, V/f bình phương, điều khiển dòng từ thông FCC.
- Chức năng bảo vệ: Quá tải, thấp áp, quá áp, chạm mass, ngắn mạch, quá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần.
- Các tuỳ chọn khác như: Bảng điều khiển BOP, bảng điều khiển AOP, bộ ghép nối PC, đĩa CD cài đặt, modul profibus, bộ lọc đầu vào, lọc đầu ra.
Các ứng dụng cơ bản của biến tần MM420: Dùng để điều khiển và bảo vệ các động cơ điện một pha hoặc ba pha cho các ứng dụng đơn giản có công suất dưới 11KW (như bơm, quạt gió, băng chuyền,….).
Thông số kỹ thuật của biến tần MM420 như tổng hợp trong bảng 10.1.
Bảng 10.1. Tổng hợp thông số kỹ thuật cơ bản của MM420
Điện áp vào và công suất 1 pha 200V 240V ± 10% 0,123kW 3 pha 200V240V ± 10% 0,125,5kW 3 pha 380V480V ± 10% 0,3711kW Tần số điện vào 47 đến 63Hz Tần số điện ra 0 đến 650Hz Hệ số công suất 0,95
Hiệu suất chuyển đổi 96 đến 97%
Khả năng quá tải Quá dòng 1,5 lần dòng định mức trong 60 giây ở mỗi 300 giây làm việc
Dòng điện vào khởi động Thấp hơn dòng điện vào định mức
Phương pháp điều khiển Tuyến tính V/f; bình phương V2/f; đa điểm V/f; điều khiển từ dòng thông FCC
Tần số điều chế xung (PWM)
16kHz (tiêu chuẩn cho 230V, 1 pha hay 3 pha) 4kHz (tiêu chuẩn cho 400V 3 pha)
2kHz đến 16kHz (bước chỉnh 2kHz) Tần số cố định 7, tuỳ đặt
Dải tần số nhảy 4, tuỳ đặt Độ phân giải điểm đặt 10 bit analog
0,01Hz giao tiếp nối tiếp (mạng)
Các đầu vào số 3 đầu vào số lập trình được, cách ly. Có thể chuyển đổi PNP/NPN
Các đầu vào tương tự 1, dùng cho điểm đặt hay phản hồi cho PI (0 đến 10V, định thang được hoặc dùng như đầu vào số thứ 4)
Các đầu ra rơ le 1, tuỳ chọn chức năng 30VDC/5A (tải trở), 250VAC/2A (tải cảm)
Các đầu ra tương tự 1, tuỳ chọn chức năng; 0 – 20mA Cổng giao tiếp nối tiếp RS-485, vận hành với USS protocol Độ dài cáp động cơ - Không có kháng ra:
+ Max. 50m (bọc kim)
+ Max. 100m (không bọc kim) - Có kháng ra:
+ Max. 200m (bọc kim)
+ Max. 300m (không bọc kim)
Tính tương thích điện từ Bộ biến tần với bộ lọc EMC lắp sẵn theo EN 61 800-3 (giới hạn theo chuẩn EN 55 011, Class B)
Hãm Hãm DC, hãm tổ hợp
Cấp bảo vệ IP 20
Dải nhiệt độ làm việc -100C đến +500C Nhiệt độ bảo quản -400C đến +700C
Độ cao lắp đặt 1000m trên mực nước biển
Các chức năng bảo vệ Thấp áp, quá áp, quá tải, chạm mass, ngắn mạch, chống kẹt, I2t quá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần, khoá tham số PIN
Sơ đồ động lực nhìn chung của các loại biến tần đều như nhau, ta mắc theo như hình 10.1.
Hình 10.1. Sơ đồ các đầu đấu dây mạch động lực
Có thể tiếp cận với các đầu nối nguồn điện vào và các đầu nối của động cơ bằng cách tháo các phần vỏ máy phía trước.
Hình 10.2. Tháo vỏ của biến tần MM420
Các đầu vào:
1 pha 220V hoặc 3 pha 380V
Các đầu dây đấu với mạch điều khiển thực hiện như hình 10.3.
Hình 10.3. Các đầu dây mạch điều khiển
Chức năng của các đầu dây điều khiển như bảng 10.2.
Bảng 10.2. Chức năng các đầu dây mạch điều khiển MM420 Đầu
dây
Ký
hiệu Chức năng Thứ tự các đầu dây
1 - Đầu nguồn ra +10V 2 - Đầu nguồn ra 0V 3 ADC+ Đầu vào tương tự (+) 4 ADC- Đầu vào tương tự (-) 5 DIN1 Đầu vào số 1
6 DIN2 Đầu vào số 2 7 DIN3 Đầu vào số 3
8 - Đầu ra cách ly +24V/max. 100mA 9 - Đầu ra cách ly 0V/max. 100mA 10 RL1-B Đầu ra số/Tiếp điểm NO
Đầu dây
Ký
hiệu Chức năng Thứ tự các đầu dây
12 DAC+ Đầu ra tương tự (+) 13 DAC- Đầu ra tương tự (-) 14 P+ Cổng RS484
15 N- Cổng RS484
Sơ đồ tổng quát mạch đấu nối của biến tần MM420 như hình 10.4.
Sử dụng các phím chức năng trên màn hình biến tần:
Màn hình BOP hiển thị 5 số. Những đèn Led 7 đoạn này sẽ hiển thị các tham số và giá trị, những tin nhắn về cảnh báo và lỗi, điểm đặt và giá trị họat động. Các thông tin về tham số không được lưu trên màn hình BOP này.
Tên và chức năng của các phím chức năng trên màn hình được trình bày trong bảng 10.3.
Bảng 10.3. Tổng hợp các phím chức năng của MM420 Màn hình/ Phím nhấn Hàm Chức năng Trạng thái hiển thị
Hiển thị các tham số, giá trị của tham số, nội dung về cảnh báo và lỗi, điểm đặt và giá trị làm việc Khởi
động biến tần
Nhấn nút này để khởi động biến tần. Nút này mặc định không sử dụng được, nó chỉ sử dụng được khi cài đặt P0700 = 1.
Tắt biến tần
- OFF1: Nhấn nút này một lần để dừng động cơ theo thời gian giảm tốc được cài đặt. Nút này mặc định không sử dụng được, nó chỉ sử dụng được khi cài đặt P0700=1.
- OFF2: Nhấn nút này 2 lần liên tục (hay 1 lần nhưng lâu) để dừng tự do động cơ (dừng nhanh). Hàm này luôn sử dụng được.
Thay đổi chiều
quay
Nhấn nút này để đổi chiều quay của động cơ. Khi động cơ đổi chiều, trên màn hình sẽ hiển thị dấu ‘- ‘. Mặc định không sử dụng, chỉ sử dụng được khi đặt P0700 = 1.
jog Chnhấp ạy
động cơ
Nhấn và giữ nút này để chạy nhấp động cơ. Động cơ dừng khi thả nút này ra. Khi động cơ đang chạy, nút này không có tác dụng.
Fn
Phím hàm chức năng
- Chức năng xem thông tin thêm vào: Làm việc bằng cách nhấn và giữ nút, nó sẽ lần lượt trình chiếu:
1. Điện áp DC-link (V). 2. Dòng ra (A).
Màn hình/
Phím nhấn Hàm Chức năng
3. Tần số ngõ ra (Hz). 4. Điện áp ngõ ra (V).
5. Giá trị lựa chọn tại P0005 (nếu P0005 đặt trình chiếu giá trị 3, 4, 5 thì nó sẽ không xuất hiện lại lần nữa).
- Chức năng nhảy hàm: Từ bất kỳ thông số nào (ví dụ rxxxx hay Pxxxx) nhấn nút Fn này sẽ quay về r0000, ta có thể thay đổi tham số khác nếu cần thiết, nhấn nút Fn này lại lần nữa từ r0000, sẽ quay về tham số ban đầu.
- Chức năng giải trừ: Nếu xuất hiện các cảnh báo và các thông báo lỗi, thì các thông tin này có thể được giải trừ bằng cách ấn nút Fn.
P Tham struy ố cập
Cho phép bắt đầu quá trình cài đặt, chọn tham số cần kiểm tra hay thay đổi. Cho phép lưu giá trị của các tham số.
Tăng giá trị
Nhấn nút này để gia tăng giá trị hiện hành. Để thay đổi ‘điểm đặt tần số” đặt P1000 = 1.
Giảm giá trị
Nhấn nút này để giảm giá trị hiện hành. Để thay đổi ‘điểm đặt tần số” đặt P1000 = 1.
Fn
+ P
Trình đơn AOP
Gọi trình đơn AOP ngay lập tức (chức năng này chỉ có ở AOP).
Ví dụ, để tiến hành cài đặt thông số P004 = 7 (lọc các tham số được phép truy cập) ta làm như các bước sau:
Bảng 10.4. Ví dụ các bước cài đặt tham số P004 = 7
Bước thực hiện Kết quả
trình bày
1. Nhấn nút P để truy nhập thông số
2. Nhấn nút cho tới khi tham số P004 xuất hiện. 3. Nhấn nút P để xử lý giá trị tham số
4. Nhấn nút hay xuống để chọn giá trị yêu cầu 5. Nhấn nút P để xác nhận và lưu trữ giá trị.
Quá trình cài đặt các tham số của biến tần được minh họa như lưu đồ tổng quát trên hình 10.6.
Hình 10.6. Lưu đồ tổng quát quá trình cài đặt biến tần
Tám bước thực hiện như lưu đồ trên diễn ra như sau: - Bước 1: Dừng hệ thống. Nhấn phím P để bắt đầu: + Nhấn phím để dừng hệ thống;
+ Nhấn phím P để bắt đầu quá trình cài đặt biến tần. - Bước 2: Cài đặt nhanh biến tần (đặt P0010 = 1):
+ Nhấn phím hoặc đến khi xuất hiện hàm P0010.
+ Nhấn phím hoặc để thay đổi giá trị P0010=0 thành P0010=1. + Nhấn P để lưu lại kết quả cài đặt.
- Bước 3: Thay đổi giá trị tham số cần thiết (tùy người sử dụng): + Nhấn phím hoặc để tham số cần thay đổi giá trị hiện ra. + Nhấn P để cho phép thay đổi giá trị tham số đó.
+ Nhấn P để lưu giá trị mới của tham số đó. - Bước 4: Kiểm tra còn tham số nào cần cài đặt lại:
+ Nếu còn tham số cần đặt lại giá trị, ta quay lại thực hiện bước 3 với tham số đó.
+ Nếu không còn tham số nào cần thay đổi giá trị, ta thực hiện tiếp bước 5. - Bước 5: Cài đặt cho phép biến tần làm việc (đặt P0010 = 0):
+ Nhấn phím hoặc đến khi xuất hiện hàm P0010. + Nhấn P để cho phép thay đổi giá trị tham số P0010.
+ Nhấn hoặc để thay đổi giá trị P0010=1 thành P0010=0. + Nhấn P để lưu giá trị mới của tham số P0010.
- Bước 6: Lưu các giá trị cài đặt (về r0000 rồi nhấn P): + Nhấn hoặc đến khi r0000 hiện ra;
+ Nhấn P để lưu các giá trị mới cài đặt và cho phép hiển thị giá trị làm việc.
- Bước 7: Vận hành và kiểm tra biến tần:
+ Nhấn jog và giữ để chạy nhấp (chạy thử) động cơ ở tần số 5Hz; + Nhấn để khởi động hệ thống;
+ Nhấn hoặc để thay đổi tần số làm việc của hệ thống;
+ Nếu hệ thống không làm việc đúng với yêu cầu đã cài đặt, ta quay lại thực hiện từ bước 1;
+ Nếu hệ thống làm việc đúng với yêu cầu đã cài đặt, ta thực hiện tiếp bước 8.
- Bước 8: Kết thúc:
+ Sau khi kiểm tra hệ thống đạt yêu cầu, ta nhấn để dừng hệ thống. Quá trình cài đặt biến tần thành công có thể đưa vào sử dụng.
Các tham số chính của biến tần cần dùng khi cài đặt như bảng 10.5.
Bảng 10.5. Thông số cơ bản của biến tần MM420 Tham
số Ý nghĩa
Mặc
định Mức
Tham
số Ý nghĩa
Mặc
định Mức
0: Người sử dụng chọn danh sách chỉ số.
1: Mức chuẩn (mức cơ bản): Truy cập các thông số thường dùng nhất.
2: Mức mở rộng: Truy cập đến các chức năng vào ra I/O.
3: Mức chuyên dụng: Chỉ dành cho chuyên gia 4 : Mức phục vụ.
P0004 Lọc các thông số được phép truy cập. Đặt: 0 : Tất cả thông số. 2 : Thông số Inverter. 3 : Thông số động cơ. 4 : Hiển thị thông số về tốc độ. 5 : Thông số về lắp đặt/ kỹ thuật. 7 : Những lệnh, I/O nhị phân. 8 : ADC và DAC.
10 : Kênh điểm cài đặt /RFG. 12 : Điều khiển đặc trưng. 13 : Điều khiển động cơ. 20 : Kết nối.
21 : Báo lỗi/ Cảnh báo/ Giám sát. 22 : Điều khiển về kỹ thuật (ví dụ PID).
0 1
P0005 Lựa chọn cách hiển thị khi biến tần hoạt động. Đặt: 21 : Hiển thị tần số
25 : Hiển thị điện áp đầu ra.
26 : Hiển thị điện áp trên DC Bus. 27 : Hiển thị dòng điện đầu ra.
21 2
P0010 Chỉ số cài đặt nhanh, gồm các lựa chọn: 0 : Cho phép chạy
1 : Cài đặt nhanh.
30: Cài đặt của nhà sản xuất (Factory).
0 1
P0100 Chọn tần số đầu vào biến tần theo Châu Âu/ Bắc Mỹ (cài đặt nhanh). Đặt:
0: Đặt công suất là KW; tần số mặc định 50Hz 1: Đặt công suất là Hp; tần số mặc định 60Hz 30: Đặt công suất là KW; tần số mặc định 60Hz
0 1
P0300 Lựa chọn loại động cơ (cài đặt nhanh). Đặt: 1 : Động cơ không đồng bộ.
2 : Động cơ đồng bộ.
Chú ý: Thông số này có thể bị thay đổi khi P0010=1
Tham
số Ý nghĩa
Mặc
định Mức
điện áp từ 10V đến 2000V
P0305 Dòng điện định mức của động cơ (cài đặt nhanh). Dải dòng điện từ 0.12A đến 10000A.
- 1
P0307 Công suất định mức của động cơ (cài đặt nhanh) Dải công suất từ 0.12A đến 10000A.
0.75 1 P0308 Giá trị cos của động cơ (cài đặt nhanh). Dải cos từ
0 đến 1.
0 2
P0309 Hiệu suất làm việc của động cơ (cài đặt nhanh). Dải hiệu suất từ 0% đến 100%.
Thông số này có thể bị thay đổi khi P0010 = 1.
Thông số này chỉ hiển thị khi P0100 = 1 (tức là công suất được tính bằng Hp).
0% 2
P0310 Tần số định mức của động cơ (cài đặt nhanh). Dải tần số định mức 12Hz đến 650Hz
50Hz 1 P0311 Tốc độ định mức của động cơ (cài đặt nhanh).
Dải tốc độ từ 0 (1/min) đến 40000 (1/min)
0 (1/min)
1 P0700 Chọn lệnh nguồn. Đặt:
0: Cài đặt mặc định theo nhà sản xuất. 1: Điều khiển từ bàn phím biến tần 2: Điều khiển từ công tắc bên ngoài
2 1
P0701 Chức năng ngõ vào số 1 (DIN1). Đặt: 0: Đầu vào số không kích hoạt. 1: ON / OFF1.
2: ON quay ngược / OFF1. 3: OFF2 - Dừng từ từ. 4: OFF3 - Dừng nhanh. 9: Nhận biết lỗi. 10: Jog phải. 11: Jog trái. 12: Quay ngược. 13: Tăng tần số. 14: Giảm tần số. 15: Chọn tần số cố định 1 (xem P1001). 16: Chọn tần số cố định 1 + ON (xem P1001). 17: Chọn tần số cố định từ 1 đến 7 theo mã nhị phân (xem P1001), 25: Kích hoạt điện trở hãm DC (xem P1230 đến P1233). 29: Đóng mở bên ngoài. 33: Không thêm điểm đặt.
Tham
số Ý nghĩa
Mặc
định Mức
99: Khích hoạt cài đặt thông số BICO. P0702 Chức năng ngõ vào số 2 (DIN2). Đặt:
0 : Đầu vào số không kích hoạt. 1 : ON/OFF1.
2 : ON quay ngược/OFF1.