biến tần lenze và điều khiển

Khái niệm Biến tần là các bộ biến đổi dùng để biến đổi nguồn điện áp với các thông số điện áp và tần số không đổi thành nguồn điện áp với điện áp và tần số thay đổi đợc.. Biến tần gián t

Lời nói đầu

Ngày nay công nghệ điện tử đã có những bớc tiến nhảy vọt trên phạm vitoàn cầu để hòa nhập với thế giới theo chiến lợc đón đầu những công nghệ mới,Việt Nam đã phát triển và ứng dụng những công nghệ có sử dụng biến tần rộngkhắp với rất nhiều sản phẩm khác nhau đợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệpcũng nh dân dụng Vì tính ứng dụng rộng rãi mà biến tần hiện nay đợc sử dụngphổ biến Trong đó biến tần Lenze đợc ứng dụng công nghệ tiên tiến hàng đầutrên thế giới ,tính năng hiện đại ,phần mềm dễ sử dụng, tơng thích để kết nối vớicác thiết bị ngoại vi tiêu chuẩn đã và đang đợc đa vào ứng dụng tại Việt NamVì thế việc đi sâu tìm hiểu về cấu trúc, nguyên lý hoạt động cũng nh côngnghệ chế tạo là rất cần thiết

Về phần nội dung của đồ án đợc bố cục nh sau:

- Chơng 1: Giới thiệu tổng quát về biến tần, so sánh biến tần trực tiếp vàbiến tần gián tiếp

- Chơng 2: Đi sâu vào nghiên cứu các khối của biến tần Lenze nh : Khốinguồn, khối điều khiển, khối bảo vệ và khối công suất

-Chơng 3: Kết nối và liên kết biến tần Lenze với các thiết bị ngoại vi

Sau thời gian thực tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp dới sự hớng dẫn nhiệt

của mình với đề tài: Biến tần Lenze và điều khiển.

Tuy nhiên do thời gian và khả năng có hạn nên còn nhiều hạn chế em rấtmong đợc sự góp ý thêm của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em đợchoàn thiện hơn

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình với các thầy cô giáo và thầy

Chơng 1: Tổng quan về biến tần

1 Khái niệm

Biến tần là các bộ biến đổi dùng để biến đổi nguồn điện áp với các thông

số điện áp và tần số không đổi thành nguồn điện áp với điện áp và tần số thay đổi

đợc Thông thờng, biến tần làm việc với nguồn điện áp đầu vào là điện áp lới;nhng về nguyên tắc, biến tần có thể làm việc với bất cứ nguồn điện áp xoaychiều nào

Về nguyên lý, biến tần chia làm hai loại: biến tần gián tiếp và biến tần trựctiếp Biến tần gián tiếp hay còn gọi là biến tần có khâu trung gian một chiều,dùng bộ chỉnh lu biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều,sau đó lại dùng bộ nghịch lu biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều.Khâu trung gian một chiều đóng vai trò một kho tích trữ năng lợng dới dạngnguồn áp, dùng tụ điện hoặc nguồn dòng, dùng cuộn cảm, tạo ra một khâu cách

ly nhất định giữa phụ tải và nguồn điện áp lới

Biến tần trực tiếp khác với biến tần gián tiếp, trực tiếp tạo ra điện áp trêntải bằng các phần của điện áp lới, mỗi lần nối tải vào nguồn bằng phần tử đóngcắt duy nhất trong một khoảng thời gian nhất định, thông qua một kho năng lợngtrung gian

Do khác nhau về mặt nguyên lý nh vậy nên trong biến tần trực tiếp phụ tải

có thể trao đổi năng lợng với lới điện một cách liên tục Đây chính là đặc tính uviệt của biến tần trực tiếp so với biến tần gián tiếp, nhất là đối với các hệ thống

điện cơ công suất lớn và cực lớn, từ hàng trăm kw đến vài mw Ngoài ra tổn haocông suất ở ở biến tần trực tiếp cũng ít hơn vì phụ tải chỉ nối với nguồn qua mộtphần tử đóng cắt, không phải qua hai phần tử và qua khâu trung gian nh ở biếntần gián tiếp Tuy nhiên sơ đồ van và quy luật điều khiển ở biến tần trực tiếp sẽphức tạp hơn nhiều ở biến tần gián tiếp Với kỹ thuật điện tử và kỹ thuật vi xử lýphát triển hiện nay thì vấn đề này hoàn toàn có thể khắc phục đợc

2 Biến tần trực tiếp

2.1 Nguyên lý biến tần trực tiếp

Sơ đồ nguyên lý biến tần trực tiếp

Hỡnh 1.2.1.1 Sơ đồ tia 3 pha

Modul 1

Modul 2

Modul 3

Hình 1.2 1.2 Sơ đồ cầu 3 pha

Modul 1

Modul 2

Modul 3

- Uđk max

Uđk max

τ τ

α

Hình 1.2.1.3 Dạng điện áp ra một pha của hình 1.2.1.1

Sơ đồ cơ bản của biến tần trực tiếp là hình 1.2.1.1 và hình 1.2.1 2 Sơ đồgồm 3 pha điện áp ra Mỗi pha điện áp ra tạo bởi một sơ đồ, về nguyên tắc chính

là sơ đồ chỉnh lu có đảo chiều, gồm hai cầu chỉnh lu 3 pha ngợc nhau Mỗi cầuchỉnh lu có nhiệm vụ tạo ra một nửa chu kỳ điện áp ra, dơng và âm Nửa chu kỳ

điện áp ra đợc tạo ra bởi sơ đồ chỉnh lu làm việc với điện áp điều khiển thay đổi

theo một hình sin chuẩn, có tần số chậm hơn tần số điện áp lới Như vậy, điện áp

đầu ra bao gồm các đoạn của điện áp lới với tần số đập mạch bằng tần số đậpmạch của sơ đồ chỉnh lu tơng ứng, nhng với góc điều khiển liên tục thay đổitheo sự thay đổi của điện áp điều khiển Về nguyên tắc, các bộ biến đổi có đảochiều này có thể làm việc theo nguyên tắc điều khiển chung hoặc điều khiểnriêng Trên hình 1.2.1.1 mỗi pha điện áp ra đợc tạo bởi một sơ đồ tia 3 pha có

đảo chiều Trên hình 1.2.1.2 lại sử dụng sơ đồ cầu 3 pha Dạng điện áp ra trênmột pha của sơ đồ hình 1.2.1.1 cho trên sơ đồ 1.2.1.3 Ta mô tả nguyên lý biếntần trực tiếp theo phơng pháp điều khiển riêng cho các bộ biến đổi đảo chiều trênmỗi pha Phơng pháp điều khiển riêng cho phép loại bỏ cuộn kháng cân bằngtrong các bộ biến đổi là một kỹ thuật tiên tiến thờng đợc áp dụng hiện nay

Nguyên lý tạo điện áp ra cho biến tần trực tiếp ở đây dùng cho cácthyristor chuyển mạch tự nhiên Do đó tần số điện áp ra phải thấp hơn nhiều sovới tần số lới, cỡ 10 đến 25hz Tuy nhiên, nếu sử dụng các van bán dẫn điềukhiển hoàn toàn thì có thể đạt đợc tần số ra cao hơn Nh đã biết, điện áp ra của sơ

đồ chỉnh lu phụ thuộc góc điều khiển theo quy luật:

α

=

Nõu sử dông quy luật điều khiển arccos, sao cho α = arccos U đk thì ta sẽ

có Udα =U 0.Uđk Khi thay đổi U đk theo quy luật U đk = à.sin(ω2 t) ta sẽ có đợc:

)tsin(

U

Trong đó:

ω2 là một tần số góc nào đó nhỏ hơn tần số góc của điện áp lới

à = U đk /U đk,max: hệ số biến đổi, 0 < à < 1

Đồ thị hình 1.2.1.3 mô tả nguyên lý trên Theo nguyên lý điều khiển nàymột điện áp sin chuẩn với tần số góc ω2 đợc so sánh với hệ thống điện áp tự dạngcosin để xác định góc điều khiển α cho mỗi van làm việc trong sơ đồ chỉnh lu bapha Nếu thay đổi biên độ của điện áp sin chuẩn so với biên độ của điện áp tự,nghĩa là thay đổi hệ số biến đổi à, ta có thể điều chỉnh đợc giá trị của điện áp

đối với pha A điện áp điều khiển dạng cosin chính là điện áp pha – B Trên đồthị hình 1.2.1.3 hệ thống điện áp tựa dạng cosin chính là hệ thống điện áp – A, -

B, - C

Theo nguyên tắc điều khiển riêng các bộ biến đổi chỉ đảo chiều khi dòng

điện về đến 0 và sau một khoảng thời gian trễ an toàn Vì vậy nếu tải là trở cảmmỗi bộ biến đổi sẽ luân phiên làm việc ở chế độ chỉnh lu và chế độ nghịch lu phụthuộc Chế độ nghịch lu phụ thuộc ở mỗi bộ biến đổi sẽ xảy ra khi góc điềukhiển α > 90 0 Nh vậy trong biến tần trực tiếp năng lợng có thể trao đổi giữa tải

và nguồn theo cả hai chiều Hình 1.2.2.1 mô tả nguyên lý xây dựng hệ thống

điều khiển cho biến tần trực tiếp

2.2 Nguyên lý xây dựng hệ thống điều khiển biến tần trực tiếp

So sánh Tạo xung và

khuyếch đại xung

i ZA

Hình 1.2.2.1 Nguyên lý xây dựng hệ thống điều khiển cho biến tần trực tiếp

tần số và biên độ có thể thay đổi đợc theo mong muốn Khâu quan trọng trong hệthống điều khiển là khâu tạo điện áp tựa dạng cosin Yêu cầu cơ bản đối vớikhâu này là điện áp tựa phải ổn định về biên độ và có dạng sóng không bị méo

Điều đó có thể thực hiện đợc nhờ biến áp đồng pha, mạch ổn áp xoay chiều vàcác mạch lọc trên cơ sở các phần tử tích cực nh khuyếch đại thuật toán Khâu sosánh sẽ xác định góc điều khiển cho mỗi thyristor trên sơ đồ Mạch logic đảochiều pháp tín hiệu cho bộ biến đổi chiều dơng hoặc chiều âm làm việc tuỳ theonửa chu kỳ dơng hoặc nửa chu kỳ âm của điện áp ra mong mong muốn Tuynhiên dòng điện trên mạch lực đợc theo dõi và tín hiệu phát xung vào bộ chỉnh lumới chỉ đợc thực hiện khi dòng điện đã về 0, trễ sau một khoảng thời gian an

các chế độ làm việc của các cầu chỉnh lu ứng với tải trở cảm, ví dụ nh động cơ

điện Có thể thấy các chế độ chỉnh lu và nghịch lu phụ thuộc xem kẽ nhau trongmỗi nửa chu kỳ của điện áp ra Do có đặc tính u việt này mà biến tần trực tiếp đ-

ợc sử dụng cho dải công suất lớn 1000 – 30.000kW Với công suất lớn nh vậythì số lợng van sử dụng và độ phức tạp của hệ thống điều khiển không còn đợccoi là trở ngại vì vấn đề chính là khả năng điều chỉnh công suất và hiệu suất của

bộ biến đổi Với những hệ truyền động công suất lớn thì việc giảm tốc độ và chiphí vận hành đều rất cao Đó chính la lý do để ngời ta ứng dụng các biến tần trựctiếp cho các động cơ có công suất cực lớn, có số vòng quay thấp và cần điềuchỉnh tốc độ

3 Biến tần gián tiếp

Còn gọi là biến tần có khâu trung gian một chiều, dùng bộ chỉnh lu biến

đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều, sau đó lại dùng bộnghịch lu biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều Khâu trung gianmột chiều đóng vai trò một kho tích trữ năng lợng dới dạng nguồn áp, dùng tụ

điện hoặc nguồn dòng, dùng cuộn cảm, tạo ra một khâu cách ly nhất định giữaphụ tải và nguồn điện áp lới

Biến tần gián tiếp chia làm ba loại chính:

biến điều khiển độ rộng xung)

3.1 Biến tần nguồn dòng:

Biến tần nguồn dòng dùng chỉnh lu có điều khiển, nghịch lu thyristor Ưu

điểm cơ bản của biến tần loại này là có sơ đồ đơn giản nhất và sử dụng loạithyristor với tần số không cao lắm

Hình 1.3.1.1 Biến tần nguồn dòng

Trên sơ đồ chỉnh lu có điều khiển cùng với cuộn cảm tạo nên nguồn dòngcấp cho nghịch lu Ngịch lu ở đây là sơ đồ nguồn dòng song song Hệ thống tụchuyển mạch đợc cách ly với tải qua hệ thống điôt cách ly Dòng ra nghịch lu códạng xung chữ nhật, điện áp ra có dạng tơng đối sin nếu phụ tải là động cơ

Ưu điểm của biến tần loại này khi dùng với động cơ không đồng bộ là sơ

đồ có khả năng trả năng lợng về lới Khi động cơ chuyển sang chế độ máy phátdòng đầu nghịch lu vẫn đợc giữ không đổi nhng chỉnh lu chuyển sang làm việcvới góc điều khiẻn lớn hơn 90, nghĩa là chuyển sang chế độ nghịch lu phụ thuộc,nhờ đó năng lợng từ phía nghịch lu đợc đa về lới Biến tần nguồn dòng cũngkhông sợ chế độ ngắn mạch vì có hệ thống giữ dòng không đổi nhờ chỉnh lu có

điều khiển và cuộn kháng trong mạch một chiều Với công suất nhỏ thì sơ đồnay không phù hợp và hiệu suất kém và cồng kềnh nhng với công suất cỡ trên

100 kW thì đây là một phơng án rất hiệu quả

Nhợc điểm của sơ đồ này là hệ thống công suất thấp và phụ thuộc vào phụtải, nhất là khi tải nhỏ

3.2 Biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển

Hình 1.3.2.1 Biến tần nguồn áp với nguồn có điều khiển

a) Chỉnh lu có điều khiển

b) Dùng chỉnh lu không điều khiển và bộ biến đỗi xung áp một chiều

Biến tần nguồn áp loại này dùng nghịch lu nguồn áp với đầu vào mộtchiều điều khiển đợc Điện áp một chiều cung cấp có thể dùng chỉnh lu có điềukhiển hoặc chỉnh lu không điều khiển, sau đó điều chỉnh nhờ bộ biến đổi xung

áp một chiều Với phơng án thứ hai thì hệ số công suất của sơ đồ không đổi,không phụ thuộc phụ tải Tuy nhiên khi đó sơ đồ sẽ qua nhiều khâu biến đổi vàhiệu suất sẽ kém, do đó chỉ phù hợp cho tải nhỏ, dới 30kW

Biến tần nguồn áp có dạng điện áp ra xung chữ nhật, biên độ đợc điềuchỉnh nhờ thay đổi điện áp một chiều Hình dạng và giá trị điện áp ra không phụthuộ phụ tải, dòng điện do tải xác định Điện áp ra có độ méo phi tuyến lớn, cóthể không phù hợp với một số loại phụ tải Ngày nay biến tần nguồn áp đợc chếtạo chủ yếu với điện áp biến điệu bề rộng xung

3.3 Biến tần nguồn áp biến đổi bề rộng xung.

Hình 1.3.3.1 Sơ đồ biến tần nguồn áp biến điệu bề rộng xung

Biến tần loại này dùng chỉnh lu không điều khiển ở đầu vào Điện áp vàtần số ở đầu ra sẽ hoàn toàn do phần nghịch lu xác định Nghịch lu thờng sửdụng các van điều khiển hoàn toàn nh GTO, IGBT, transistor công suất

IGBT hoặc transistor công suất đợc sử dụng cho biến tần công suất tới300kW, điện áp lới đầu vào đến 690V Tần số sóng mang thờng đến 12 kHz đốivới công suất tới 55 kW, với công suất lớn hơn tần số này bị giới hạn dới 3kHz

GTO đợc sử dụng cho biến tần công suất trên 300 kW, điện áp lới đến690V, tần số sóng mang 1 kHz

Tần số cắt cao trong biến đổi bề rộng xung tạo ra điện áp đầu ra gần nhhình sin hoặc chỉ cần những mạch lọc LC đơn giản là có thể tạo ra điện áp hìnhsin tuyệt đối

Vì sử dụng chỉnh lu không điều khiển ở đầu vào nên hệ số công suất củasơ đồ gần nh bằng 1 (cỡ 0,98) và không phụ thuộc vào phụ tải Tuy nhiên ở thời

điểm đóng điện ban đầu đòng nạp cho tụ một chiều có thể có giá trị rất lớn, cầnphải đợc hạn chế Các biện pháp hạn chế dòng khởi động nạp tụ ban đầu đợc thểhiện trên hình 1.3.3.2

D5

D6 C0

a) a)

H×nh 1.3.3.2 C¸c biÖn ph¸p h¹n chÕ dßng n¹p tô ban ®Çu

a) Dïng thyristor trong m¹ch n¹p tô; b) Dïng tiÕp ®iÓm c«ng-t¾c t¬;–

c) Dïng c«ng-t¾c-t¬ phô vµ ®iÖn trë h¹n chÕ song song víi c«ng-t¸c-t¬ chÝnh; d) Dïng cÇu chØnh lu b¸n ®iÒu khiÓn.

U W V U

4 Biến tần Lenze

Biến tần Lenze là bộ biến tần gián tiếp áp dụng nguyên lý điều khiển độrộng xung với điện áp đầu vào là 220v hoặc 380v xoay chiều 3 pha Loại biếntần này đợc sử dụng rộng rãi trong các loại máy công nghiệp để điều khiển tốc

độ của động cơ Chính vì dùng nguyên lý điều khiển độ rộng xung nên nó có u

điểm là có thể điều chỉnh tần số lên đến hàng nghìn hz Ngoài ra, với phần mềmứng dụng linh hoạt, biến tần Lenze giúp cài đặt dễ dàng các thông số phù hợp vớitừng ứng dụng khác nhau

ứng dụng của biến tần Lenze:

điều khiển

truyền động tốc độ thay đổi vói các mô tơ đồng bộ và không đồng bộ ba pha đểlắp đặt trong các hệ thống truyền động Các hệ thống truyền động này đợc địnhhớng để lắp đặt vào trong một máy hoặc để cấu trúc tạo dạng một máy hoặc mộtthiết bị với các thành phần khác

phù hợp với các đờng dẫn của các hệ thống truyền động điển hình CE, phù hợpvới chỉ dẫn máy EC

các lới điện công cộng và không công cộng

trong các ngành công nghiệp cũng nh đối với khu vực thơng mại và dân c

động điển hình CE đợc mô tả là không thích hợp để nối vào mạng IT (điện mạngkhông quy chuẩn điện thế đất)

Các bộ điều khiển này không phải là thiết bị nội trợ nhng chúng đợc địnhhớng nh một phần của các hệ thống truyền động để dùng trong thơng mại

Chơng 2

có vai trò cung cấp điện áp một chiều: +5vdc, +12vdc, -12vdc, +24vdc với chấtlợng điện áp cao, ổn định để duy trì hoạt động của các mạch điện tử và IC bándẫn, …

1.1 Nguyên lý hoạt động

1.1.1 Sơ đồ nguyên lý (Hình 2.1.1.1)

2 4

UC3842

4.7 1W

220 µ F 250V

4.7k 4w 0,01 µ F 400V 56k

1w

VCC

0,01 µ F

10 µ F 20V 820pF

1k 0,85

27 OUT 6

3 20k UFN4432

ISOLATION

§OUNDARY

2,8k 1N3813

1N3813

1.1.2 Nguyên lý hoạt động mạch nguồn

56k/1W với dòng điện khởi động khoảng 2mA Sau khi khởi động sẽ có xung

dần (do có điện cảm của biến áp) đến giá trị 1/0,56 = 1,78 A thì xung đầu ra bị

mới là nguồn chính cấp năng lợng cho vi mạch) Cuộn thứ 2 nắn qua điôt để lấynguồn 5V cấp cho mạch tải

Lu ý rằng điện áp VCC cũng đợc phân áp qua điện trở

V4,16)6,320.(

6,3

5,2

đúng 5V thì số vòng dây của cuộn thứ cấp trong trờng hợp lý tởng và không tảiphải bảo đảm tỷ lệ sau:

D

D 2

1

U5

U4,16n

n

+

+

=

Trong đó: n1: Số vòng dây cuộn thứ cấp thứ nhất;

n2: Số vòng dây cuộn thứ cấp thứ hai;

UD: Điện áp rơi trên điôt

Dòng điện ra tải cũng không đợc điều khiển trực tiếp, mà chỉ đợc hạn chếgián tiếp bởi dòng điện đầu vào và chất lợng của biến áp T1 Tuy nhiên bộ nguồnnày vẫn có tác dụng chống chập mạch đầu ra Giả sử đầu ra 5V chập mạch thìnăng lợng của biến áp T1 sẽ bị tiêu tán ở đây là điện áp VCC sẽ bị tiêu tán ở đây và

trờng hợp này mạch điện sẽ liên tục ở hai trạng thái khởi động và ngắt nên sẽ cótiếng rít rất đặc trng

Nếu muốn ổn áp trực tiếp đầu ra phải dùng vi mạch hồi tiếp cách điện,chẳng hạn UC1901

Với vi mạch UC3842 còn có thể thực hiện chức năng tắt nguồn tự động

(UD là điện áp dẫn của điôt)

Sơ đồ nguyên lý mạch tắt nguồn tự động nh trên hình 2.1.1.2

SHUTDOWN

COMP 1

SHUTDOWN

TO CURENT SENSE RESISTOR

3 8

ISENCE

4.7k

4.7k

500

Hình 2.1.1.2 Sơ đồ điều khiển tắt nguồn tự động

Khi có nhiều bộ nguồn Switching sử dụng UC3842 trong một thiết bị, đểtránh nhiễu, ta cần dùng bộ dao động của tất cả các vi mạch UC3842 Lúc đó takhông cho chúng dao động riêng (bằng mạch RC của chúng) mà cấp một đờngxung dao động chung từ ngoài vào (đa vào chân 4 của vi mạch) Sơ đồ trên hình

2.1.1.3 nên một cách cấp dao động ngoài bằng vi mạch NE555.

V CC

8 4

1.2 Phân tích hoạt động của IC UC3842 trong mạch nguồn

VCC

2 1 3

6

15V 34V

+ -

2.5V

REF

INTERNAL BLAS

OSC

S

Hình 2.1.2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch rút gọn của IC UC3842

Hình 2.1.2.1 vẽ sơ đồ nguyên lý mạch rút gọn của UC3842 UC3842 gồm

có các khối chức năng sau:

1.2.1 Phần giám sát điện áp đầu vào

Khối này có tác dụng khởi động vi mạch từ nguồn cao và chạy duy trì hoạt

động bằng nguồn thấp Nó gồm 1 điôt Zener bảo vệ đầu vào với điện áp 34V vàmột bộ so sánh Hysterezis với khoảng trễ 6V Đặc tuyến của bộ so sánh vẽ trênhình 2.1.2.2

Điôt Zener làm nhiệu vụ bảo vệ duy trì điện áp cấp cho toàn bộ vi mạchnhỏ hơn 34V.

Từ đặc tuyến của khổi UVLO nh trên ta có hai cách cấp nguồn cho vimạch nh sau:

- Cấp nguồn chạy liện tục (không cần chế độ khởi động): nối thẳng nguồnVcc mà không cần qua điện trở

+ Tại thời điểm bật nguồn phải đảm bảo:

16V < Vcc < 34

+ Khi đã chạy phải đảm bảo:

10V < Vcc <34V

- Cấp nguồn theo chế độ khởi động và duy trì:

+ Cấp nguồn khởi động (VH) qua điện trở hạn dòng R, phải đảm bảo hai

điều kiện sau:

Điều kiện khởi động

điện chạy qua từ VH vào nguồn VL

Trong bộ nguồn Switching sử dụng UC3842, nguồn Vh đợc cấp từ đầu vào

bộ chỉnh lu, còn VL là điện áp ra thứ cấp của bộ nguồn (nguồn cần đợc ổn áp)

1.2.2 Phần tạo điện ỏp chuẩn

thân UC3842, điện áp này sử dụng cho bộ dao động Tuy nhiên nếu mạch ngoàicần vi mạch số thì nguồn 5V này có thể sử dụng cho vi mạch số đó

Tạo ra điện áp chuẩn 2,5V cho bộ khuếch đại sai số

1.2.3 Phần dao động tạo xung nhịp OSC

vuông từ ngoài vào hoặc dao động từ mạch RT , CT Chân RT của mạch dao độngnối vào VREF (chân 8) và tụ CT đợc nối xuống đất

Hình 2.1.2.3 Sơ đồ đấu nối và dạng xung của bộ dao động

còn có thể đợc khuếch đại lặp lại và đa vào chân ISensc (chân 3) để hạn chế độrộng xung điều khiển (sẽ trình bày sau)

Tụ dao động CT đợc nạp bởi VREF qua điện trở RT và phóng bởi nguồn dòngbên trong Trong quá trình phóng tụ, xung clock bên trong sẽ hạ đầu ra xuốngmức thấp Nh vậy là giá trị RT và CT xác định tần số dao động và độ rộng xungcực đại Thời gian phóng nạp đợc xác định bởi công thức:

tC≈ 0.55RTCT

- Một cặp bóng bán dẫn đẩy – kéo để khuếch đại dòng ra

Hoạt động của khối này nh sau:

- Khi UVLO ngắt thì OUTPUT = 0

- Khi R = 1 thì OUTPUT = 0 (không phụ thuộc vào tín hiệu S)

- Khi R = 0 mà S = 1 thì OUTPUT = 1

Nh vậy là trong mỗi chu kỳ của xung nhịp, trạng thái cao của InternalClock sẽ khởi động OUTPUT Việc điều khiển độ rộng xung ra OUTPUT nằmtrong miền mà Internal Clock ở mức thấp Trong miền này OUTPUT sẽ đợcxuống mức 0 thì có sờn lên của R và sẽ ở mức 0 ít nhất là trong thời gian R = 1,chỉ sau khi R xuống 0 và đợc khởi động lại bằng S thì nó mới lại lên cao và sẽ bịhạ xuống 0 bất lúc nào khi UVLO ngắn mạch

1.2.5 Phần tạo tín hiệu điều khiển độ rộng xung

Khối này nhằm tạo ra tín hiệu R (đã nói ở trên) Nó gồm bộ khuếch đại sai

số và bộ cảm biến dòng, hoạt động của khối này nh sau:

điện áp và chân CURRENT SENSE (chân 3)

- Khi U1 > US thì R = 0

- Khi U1 < US thì R = 1

khuếch đại sai số

Hình 2.1.2.5.1 Cấu trúc mạch khuếch đại sai số.

Đây là mạch khuếch đại vi sai mắc theo chế độ đảo Chân vào dơng nối ở

trở) và nối với đầu ra qua điện trở hồi tiếp khá lớn (100k) Khi VPB > 2,5V thìmạch vi sai hạ U1 xuống, khi VPB < 2,5 V thì mạch vi sai nâng U1 lên (nhngkhông bao giờ lớn hơn 1V do có điôt Zener hạn chế) Trong chế độ hoạt động ổn

nhằm ổn định điện áp đầu ra của bộ nguồn Switching sử dụng UC3842

Bộ cảm biến hạn dòng mục đích hạn chế dòng điện nguồn cấp (chủ yếu ởmạch sơ cấp của bộ nguồn Switching có thể đợc cấp ở một dải rất rộng mà khôngcần phải mắc thêm điện trở công suất nối tiếp và cũng không cần phải quan tâm

đến điện cảm của biến áp xung (cho việc tính toán hạn dòng) )

Dòng điện sơ cấp của bộ nguồn (dòng cấp chính) IS chạy qua dòng điện trở

RS tạo ra điện áp US vẫn có dạng răng ca Khi US đặt biên độ 1V thì mạch sosánh tạo ra xung Reset R Vì vậy dòng điện đợc xác định bởi công thức:

ISmax = 1,0V/RS

1.2.6 Mạch kiểm tra UC3842

Hình 2.1.2.6 sơ đồ mạch điều khiển tra UC3842

VREF

VCC

COMP 2 1

R T

VPB3 4

7 6 5

0,1 à F

0,1 à F

OUTPUT 5k

ISENCEADJUST

A

Hình 2.1.2.6 Sơ đồ kiểm tra UC3842

Khi bật nguồn ta sẽ đo đợc trên chân 8 (VREF) điện áp 5V Điện áp này mộtmặt cấp cho bộ dao động, mặt khác qua phân áp cấp vào đầu không đảo củamạch khuếch đại sai số để làm điện áp chuẩn so sánh với điện áp chân VPB

Đo trên chân 4 sẽ có dao động xung răng ca, xung này đợc khuếch đại lặplại (Emitter Flower) rồ qua chiết áp 5k đa vào chân ISence Biên độ xung tại chậnEmitter có giá trị từ 0,6V ữ 1,6V Điện áp chỉnh vào chân VPB xung quanh giá trị2,5 V (từ 2,26 ữ 2,74V).

Khi chỉnh tăng chiết áp 5k và 1k, độ rộng xung đầu ra OUTPUT đều giảm

2 Khèi ®iÒu khiÓn

2.1 Điều khiển tốc độ

Các cài đặt quan trọng nhất (thiết lập nhanh)

Các mã dới đây liệt kê thực đơn “Thiết lập nhanh/chế độ tốc độ của khốivận hành hoặc 9317 BB hoặc Global Drive Control hoặc LECOM2

Nhập kiểu mô tơ (bao gồm toàn bộ dữ liệu trên các máy).

Hình 2.2.1.1 Lu đồ tín hiệu cho cấu hình 1000

Hình 2.2.1.2 Sơ đồ tổng quát cho cấu hình 1000

Khối phanh chỉ cần nếu điện áp kênh DC của biến tần trợ động 93 XX vợtqua ngỡng trên - Điều chỉnh đợc (C0173) trong chế độ máy phát (kích hoạt chứcnăng giám sát “0U”) Khối phanh tránh thao tác “0U” bằng cách biến đổi độngnăng của máy thành nhiệt và do đó giữ điện áp kênh DC ở dới ngỡng trên

2.2 Điều khiển mô men với giới hạn tốc độ

Các cài đặt quan trọng nhất (thiết lập nhanh)

Các mã sau liệt kê trong thực đơn “thiết lập nhanh/ chế độ mômen củakhối vận hành 9371 BB hoặc Golbal Drive Control hoặc LECOM2”

Nhập kiểu mô tơ (bao gồm các dữ liệu trên mác mô tơ).

Nhập dòng mô tơ cực đại

Nhập cấu hình bộ điều khiển

Hình 2.2.2.1 Lu đồ tín hiệu cho cấu hình 4000

2.3 Bộ truyền động chủ tần số kiểu số

Các cài đặt quan trọng nhất (thiết lập nhanh)

Các mã sau liệt kê trong thực đơn “Thiết lập nhanh/DF chủ” của khối vậnhành 937/BB hoặc thực đơn “thiết lập nhanh/truyền động chủ tần số GlobalDrive control LECOM2

Nhập kiểu mô tơ (bao gồm các dữ liệu trên mác mô tơ).

trong trờng hợp dừng nhanh QSP

Các cài đặt trị số tốc độ

Hình 2.2.3.1 Lu đồ tín hiệu cho cấu hình 5000

2.4 Truyền động phụ kênh tần số kiểu số.

Các cài đặt quan trọng nhất “ Thiết lập nhanh“

Các mã sau liệt kê trong thực đơn “Thiết lập nhanh/DF chủ” của khối vậnhành 937/BB hoặc thực đơn “thiết lập nhanh/truyền động chủ tần số GlobalDrive control LECOM2

Nhập kiểu mô tơ (bao gồm các dữ liệu trên mác mô tơ).

Hình 2.2.4.1 Lu đồ tín hiệu cho cấu hình 6000

5 Các mã sau liệt kê trong thực đơn “Thiết lập nhanh/DF chủ” của khốivận hành 937/BB hoặc thực đơn “thiết lập nhanh/truyền động chủ tần số GlobalDrive control LECOM2.

Nhập kiểu mô tơ (bao gồm các dữ liệu trên mác mô tơ).

Hình 2.2.5.1 Lu đồ tín hiệu cho cấu hình 7000