Báo cáo điều khiển động cơ dùng biến tần

Biến tần: Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.. Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có

BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

DÙNG BIẾN TẦN

Đánh giá mạch điện đã được đấu dây và chương trình thiết lập trên biến tần:

 Không chạy

 Chạy không hoàn chỉnh

 Chạy tốt

 Ý kiến khác:

………

………

………

………

………

Danh sách thành viên nhóm 3:

Ngày thực hành / thí nghiệm:.26/10/2015

1 Sơ lược đặc tính thiết bị:

a Biến tần:

Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96 Điện

áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý

và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu

âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là không đổi Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4 Điện áp là hàm bậc 4 của tần số Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống

Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong

hệ thống SCADA

Biến tần với chức năng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ cho phép người sử dụng điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu và mục đích sử dụng Chức năng điều khiển tốc độ động

cơ lên tới 16 cấp với khả năng kiểm soát thời gian gia tốc / giảm tốc, nhiều mức công suất phù hợp với nhiều loại động cơ Có chức năng bảo vệ: Quá tải, quá áp, thấp áp, quá dòng, thấp dòng, quá nhiệt động cơ, nối đất… nó giúp người vận hành yên tâm không phải lo lắng

về vấn đề mất kiểm soát trong quá trình vận hành

Biến tần giúp các dây chuyên hoạt động tối ưu: Tiết kiệm điện năng, động bộ các thiết

bị (động cơ), hoạt động trơn tru, thân thiện với người sử dụng và giảm thiểu chi phái bảo trì – bảo dưỡng

Biến tần Fr-D700:

b Các khối chức năng và sơ đồ kết nối:

2 Thiết lập các thống số trên biến tần

a Pr 1

Thiết lập tần số lớn nhất ở đầu ra, đều này có nghĩa, tần số đầu ra sẽ bị giới hạn đến giá trị này và không thể tăng lên nữa

Ở biến tần FR D700, tần số lớn nhất mặc định là 120Hz, chúng ta cần chú ý, động

cơ của mình mà thiết lập 1 tần số lớn nhất cho hợp lý

Qui trình thiết lập :

b Pr 2

Thiết lập tần số nhỏ nhất ở đầu ra, thông thường chọn là 0 Tuy nhiên theo mục

đích mà ta có thể thiết lập các giá trị minimum ở một con số cụ thể khác 0 Điều này có

nghĩa khi động cơ đã hoạt động, ta hạ tần số xuống thì giá trị nhỏ nhất đạt là giá trị đã

thiết lập ở Pr2

Qui trình thiết lập Pr 2: Hoàn toàn tương tự nhưng ta thiết lập cho Pr.1 giá trị là 0

c Pr4; Pr5 ; Pr6

Thiết lập tần số tương ứng ở các chân RH ; RM; RL Các chân RH, RM, RL sẽ được giới

thiệt chi tiết ở phần sau

Qui trình thiết lập:

Hoàn toàn tương tự nhưng ta thiết lập cho Pr.1 giá trị là tương ứng là Pr 4 giá trị là 60hz, Pr5 giá trị là 40Hz; Pr 6 giá trị là 20Hz

d Pr 7; Pr8; Pr20

 Pr.7 là thông số thiết lập thời gian tăng tốc Khoảng thời gian cho phép là 0-3600s

 Pr.8 là thông số thiết lập thời gian giảm tốc Khoảng thời gian cho phép là 0-3600s

 Pr 20 là thông số thiết lập tần số tham chiếu khi tăng tốc và giảm tốc Giá trị ban đầu là 50 Hz Khoảng giá trị cho phép là 1-400Hz

Quy trình thiết lập tăng tốc

Quy trình thiết lập giảm tốc

Hoàn toàn tương tự nhưng ta thiết lập cho Pr.8 giá trị là 10s

Quy trình thiết lập tần số tham chiếu

Hoàn toàn tương tự nhưng ta thiết lập cho Pr.20 giá trị là 200Hz

d Thiết lập các chế độ vận hành

Khi sử dụng biến tần chúng ta cần quan sát dây đấu vào chân PC hay SD, nếu đầu vào chân PC là cách đấu theo kiểu sour, còn đầu vào chân SD là đấu theo kiểu Sink

Biến tần kích chạy động cơ khi chúng ta tác dụng đầy đủ 2 chức năng Start

Command và Frequency Command

Để chọn các chế độ chạy ta vào Pr 79, trong Pr 79 có cách giá trị sau:

 Giá trị 0: PU hoặc EXT

 Giá trị 1: đây là chế độ PU

- Start Command : RUN / STOP

- Frequency Command: núm vẹn trên biến tần

Ở chế độ Pr79 _1 khi muốn đổi tần số, ta xoay núm vẹn đến giá trị tần số mong muộn, thi ta dừng xoay, giá trị tần số sẽ nhấp nháy chế độ chờ set, lúc đó ta ấn SET thì biến tần sẽ nhận tần số ta vừa nhập

 Giá trị 2: đây là chế độ EXT

- Start Command : STF ( STR)-SD

- Frequency Command: RH (Pr4) ; RM (Pr5) ; RL (Pr6)

 Giá trị 3: combine PU+ EXT

- Start Command : STF ( STR)-SD

- Frequency Command: RH (Pr4) ; RM (Pr5) ; RL (Pr6) hoặc biến trở ngoài Khi biến tần hoạt động, sẽ ưu tiên các chế độ của RH (Pr4) ; RM (Pr5) ; RL (Pr6) khi đồng thời kích hoạt chúng và biến trở

 Giá trị 4: đây là chế độ external /PU

- Start Command : RUN / STOP

- Frequency Command: biến trở biên ngoài

3 Sơ đồ mạch điện

Sau khi đấu mạch theo sơ đồ, ta tiến hành chạy lần lượt theo các chế độ set trong Pr 79

2.1 Thành phần:

 Biến tần Mitsubishi Fr-D700

 1 bộ tuộc-nơ-vit

 3 công tắt

 1 biến trở

 Dây điện kết nối

 Động cơ không đồng bộ

2.2 Sơ lược đặc tính thiết bị:

a Biến tần: (xem bai biến tần 1)

Nguyên tắt đấu mạch điều khiển tốc độ theo cấp từ bên ngoài cho biến tần

Pr.79 được set bằng 4

Dùng nút Run của biến tần để khởi động và nút Stop để dừng

Nguyên tắt đấu mạch điều khiển tốc độ vô cấp từ bên ngoài cho biến tần

Pr.79 được set bằng 4

Dùng nút Run của biến tần để khởi động và nút Stop để dừng

b Động cơ xoay chiều 3 pha: (xem bài biến tần 1)

3 Nội dung thực hành/thí nghiệm

3.1 Thời lượng: 4 tiết cho mỗi nhóm sinh viên

3.2 Đặt vấn đề:

Trong các hệ thống tự động trong công nghiệp, việc lien kết điều khiển vận tốc động cơ từ bên ngoài hết sức cần thiết và quan trọng Điều khiển từ bên ngoài có thể được thực hiện đơn giản dùng công tắt, biến trợ hoặc dùng PLC hay các bộ điều khiển khác

Quy trình thiết lập điều khiển vô cấp từ bên ngoài

Yêu cầu:

Hãy thiết lập cho biến tần và đấu nối biến tần động cơ, biến tần và nút nhấn, biến tần và biến trở để thực hiện chức năng điều khiển vận tốc theo cấp và vô cấp

3.3 Nội dung thực hiện:

1 Đấu mạch điều khiển tốc độ theo cấp từ bên ngoài cho biến tầnKiểm traVận hành

2 Đấu mạch điều khiển tốc độ vô cấp từ bên ngoài cho biến tầnKiểm traVận hành

Động cơ xoay chiều 3 pha:

3 Nội dung thực hành/thí nghiệm

3.1 Thời lượng: 4 tiết cho mỗi nhóm sinh viên

3.2 Đặt vấn đề:

Trong các hệ tự động hóa, các dây chuyền sản xuất thì việc điều khiển vận tốc động cơ lúc khởi động và lúc dừng khá quan trọng Khi đóng điện trực tiếp vô động cơ KĐB để mở máy thì do lúc đầu rotor chưa quay, độ trượt lớn (s=1) nên s.đ.đ cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn

Dòng điện này có trị số đặc biệt lớn ở các động cơ công suất trung bình và lớn, tạo ra nhiệt đốt nóng động cơ và gây xung lực có hại cho động cơ

Tuy dòng điện lớn nhưng mômen mở máy lại nhỏ:

Đặc tính động cơ KĐB khi mở máy trực tiếp

Do vậy cần phải có biện pháp mở máy Trường hợp động cơ có công suất nhỏ thì có thể

mở máy trực tiếp Động cơ mở máy theo đặc tính tự nhiên với mômen mở máy nhỏ Trong các phương pháp mở máy thì biến tần là một lựa chọn hoàn hảo để điều khiển vận tốc khởi động của động cơ theo mong muốn