Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng lò đứng

Với bất kỳ một nhà máy xi măng nào, nhất là đối với những nhà máy cómức độ tự động hoá cao thì việc cân băng định lượng dùng giám sát, điều khiểncác thành phần phối liệu là vô cùng quan

Lêi më ®Çu

Trong công cuộc phát triển xây dựng cơ sở hạ tầng và xây dựng dân dụngtăng lên nhanh chóng trên thế giới nói chung Đặc biệt là sự bùng nổ về đầu tưphát triển công nghiệp xi măng ở các nước đang phát triển, trong đó phải kể đến

là Việt Nam Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về chấtlượng giá cả sự cạnh tranh trên thị trường, cho nên việc đầu tư cải tiến côngnghệ ở các công ty xí nghiệp đang là một giải pháp tốt cho việc cạnh tranh vềgiá cả và chất lượng Ở nước ta nền kinh tế và khoa học kỹ thuật đang trên đàphát triển, phù hợp với sự phát triển chung ở khu vực, với chính sách mở cửacủa Đảng và Nhà nước ta Ở nước ta đang thu hút vốn đầu tư của nước ngoàingày càng nhiều, trong đó phải kể đến việc đầu tư vào công nghệ sản xuất ximăng trong những năm gần đây

Với bất kỳ một nhà máy xi măng nào, nhất là đối với những nhà máy cómức độ tự động hoá cao thì việc cân băng định lượng dùng giám sát, điều khiểncác thành phần phối liệu là vô cùng quan trọng, nó là một trong những yếu tốquyết định đến năng suất của cả dây truyền và tỷ lệ các thành phần phối liệu nóảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng xi măng sản xuất ra

Do đặc điểm công nghệ sản xuất xi măng có nhiều công đoạn và hầu hết

là cần đến hệ thống cân băng định lượng từ khâu nghiền liệu đến khâu nghiền

xi măng

Với nhiệm vụ đặt ra cho cân băng định lượng là thoả mãn những nhu cầu

từ thực tế sản xuất, phải đảm bảo đủ lượng liệu cần thiết cho công đoạn tiếp theo

về khối lượng tỷ lệ các thành phần phối liệu và tốc độ cấp liệu cho từngthời điểm

Tuỳ theo vị trí, tính chất, chức năng của các khâu trong dây truyền sảnxuất mà cân băng định lượng ở khâu đó có những đặc điểm riêng, như chế độlàm việc, sai số cho phép, dải điều chỉnh tốc độ, độ ổn định… Tuy nhiên các cânbăng định lượng trong dây truyền đều có đặc điểm chung

Các đối tượng cân là cân băng tải cấp liệu kích thước vật liệu cần cân thayđổi trong phạm vi rộng từ các nguyên liệu thô cho đến các nguyên liệu mịn dạngbột.

Với đề tài “Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng lò đứng”

Bản đồ án này được trình bày bao gồm 4 chương :

CHƯƠNG 1 : HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC CHO CÂN BĂNG ĐỊNH

LƯỢNG CÓ CÔNG SUẤT 40-60 T/h

CHƯƠNG 3 : XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU CHỈNH

CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG MATLAB & SIMULINK

Phạm vi đề cập của bản đồ án này là thiết kế hệ thống cân băng địnhlượng trong nhà máy sản xuất xi măng Bản đồ án này được thực hiện với sựgiúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo : BÙI QUỐC KHÁNH cùng các kỹ sư tạiTrung tâm công nghệ cao tự động hoá trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀNỘI Nội dung của bản đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, em rất mongđược tiếp thu những ý kiến đóng góp bổ xung của các thầy cô giáo để bản đồ áncủa em được hoàn chỉnh hơn

1.1 Khái niệm:

Cân băng định lượng là bao gồm các thiết bị ghép nối với nhau mà thành, cânbăng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải, đượcdùng cho hệ thống cân liên tục (liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại) Thực hiệnviệc phối liệu một cách liên tục theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra

Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, các dây truyền sản xuất xi măng, hệthống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điềukhiển lượng liệu cho phù hợp với yêu cấu, chính vì nó đóng một vai trò rất quantrọng trong việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định vào chấtlượng sản phẩm, góp phần vào sự thành công của công ty

Cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng là cân băng tải, nó làthiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên trở trên băng tải mà tốc

độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị dongười vận hành đặt trước

1.2 Cấu tạo của cân băng định lượng :

1.3 Tế bào cân đo trọng lượng:

Là thiết bị đo trọng lượng trong hệ thống cân định lượng bao gồm 2 loại tếbào là loại SFT (Smat Foree Tran Sduer) và tế bào cân Tenzomet

1.3.1 Nguyên lý tế bào cân số SFT:

Hình 1.2: Sơ đồ tế bào cân số SFT

Đầu đo trọng lượng là nơi đặt tải cần đo, nó truyền lực tác động trực tiếp củatải lên một đây dẫn đặt trong từ trường không đổi Nó làm thay đổi sức căng củadây dẫn nên dây dẫn bị dao động (bị rung) Sự dao động của dây dẫn trong từtrường sinh ra sức điện động cảm ứng Sức điện động này có tác động chặt chẽlên tải trọng đặt trên đầu đo

Đầu cảm biến nhiệt độ xác định nhiệt độ của môi trường để thực hiện việcchỉnh định vì các phần tử SFT phụ thuộc vào rất nhiều vòng nhiệt độ

Bộ chuyển đổi : Chuyển đổi các tín hiệu đo lường từ đầu đo thành dạng tínhiệu số

Bộ chuyển đổi

Cảm biếnnhiệt độ

Bộ vi sử lýN

SS

N

Bộ xử lý : Xử lý tất cả các tín hiệu thu được và các tín hiệu ra bên ngoài theophương thức truyền tin nối tiếp.

Bảng thống kê một số loại tế bào

Năng lượng tiêu

Nguyên lý tế bào cân Tenzomet dựa theo nguyên lý cầu điện trở, trong đó giátrị điện trở của các nhánh cầu thay đổi bởi ngoại lực tác động lên cầu Do đó nếu

có một nguồn cung cấp không đổi (UN=const) thì hai đường chéo kia của cầu tathu được tín hiệu thay đổi theo tải trọng đặt lên cầu Khi cầu cân bằng thì điện

áp ra Ur=0 Khi cầu điện trở thay đổi với giá trị ΔR thì điện áp ra sẽ thay đổi, lúcnày điện áp ra được tính theo công thức

ΔR

Ur=UN *

R

Trong đó: UN - điện áp nguồn cấp cho đầu đo

Ur - điện áp ra của đầu đo

ΔR - lượng điện trở thay đổi bởi lực kéo trên đầu đo

R - giá trị điện trở ban đầu của mỗi nhánh cầu

với R tỷ lệ với khối lượng vật liệu trên băng cân thì thấy tín hiệu Ura là khuyếchđại nên sau đó gửi tín hiệu này qua biến đổi A/D vào bộ điều khiển để xử lý Giả sử cấp cho đầu vào cầu cân một điện áp là UN=10v thì cứ 100kg vật liệutrên băng LoadCell sẽ chuyển thành 2mv/v tương ứng Lúc này, điện áp ra củacầu cân sẽ là Ura=20mv

Bảng thống kê một số tế bào cân Tenzomet

1.4 Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng:

1.4.1 Nguyên lý tính lưu lượng:

Cân băng định lượng (cân băng tải) là thiết bị cung cấp liệu kiểu trọnglượng.Vật liệu được chuyên trở trên băng tải, mà tốc độ của băng tải được điềuchỉnh để nhận được lưu lượng đặt trước khi có nhiều tác động liên hệ như: liệukhông xuống đều

Cầu cân về cơ bản bao gồm : Một cảm biến trọng lượng (LoadCell) gắntrên giá mang nhiều con lăn Trọng lượng của vật liệu trên băng được bôn cảmbiến trọng lượng (LoadCell) chuyển đổi thành tín hiệu điện đưa về bộ xử lý đểtính toán lưu lượng

Để xác định lưu lượng vật liệu chuyển tới nơi đổ liệu thì phải xác địnhđồng thời vận tốc của băng tải và trọng lượng của vật liệu trên 1 đơn vị chiềudài Trong đố tốc độ của băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ dộnghọc với động cơ

Tốc dộ băng tải V (m/s) là tốc độ của vật liệu được truyền tải Tải củabăng truyền là trọng lượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị chiều dài ∂(kg/m)

Cân băng tải có bộ phận đo trọng lượng để đo ∂ và bộ điều khiển để điều chỉnhtốc độ băng tải sao cho điểm đổ liệu, lưu lượng dòng chảy liệu bằng giá trị đặt

Fm =Fc – F0

Trong đó : F0 – là lực đo trọng lượng của băng tải cả con lăn và giá đỡ cầu cân Tải trên băng truyền có thể tính là:

ƍ = S * Trong đó :  - khối lượng riêng của vật lỉệu (kg/m3)

S - tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng (m2)

Do đó lưu lượng có thể tính là:

Q = L g

V Fc g

L

V Fc

*

* 2 2

*



1.4.2 Đo trọng lượng liệu trên băng tải:

Trọng lượng đo nhờ tín hiệu của LoadCell bao gồm trọng lượng của băng tải

và trọng lượng vật liệu trên băng Vì vậy để đo được trọng lượng của liệu thì taphải tiến hành trừ bì (tức là trừ đi trọng lượng của băng tải )

Bộ điều khiển xác định trọng lượng của liệu nhờ trừ bì tự đông các phân đoạnbăng tải

* Nguyên lý của quá trình trừ bì như sau :

Băng tải phải được chia thành các phân đoạn xác định Trong lúc trừ bì băngtải rỗng (không có liệu trên băng) trọng lượng của mỗi đoạn băng được ghi vào

bộ nhớ Khi vận hành bình thường cân băng tải trọng lượng của mỗi vật liệu trênmỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấy trọng lượng đo được trên đoạn đótrừ đi trọng lượng băng tải tương ứng đã ghi trong bộ nhớ Điều này đảm bảocân chính xác trọng lượng liệu ngay cả khi dùng băng tải có độ dày không đềutrên chiều dài của nó Việc điều chỉnh trọng lượng cần phải thực hiện đồng bộvới vị trí của băng (belt index được gắn trên băng) mới bắt đầu thực hiện trừ bì.Khi ngừng cân vị trí của băng tải được giữ lại trong bộ nhớ do đó ở lần khởiđộng tiếp theo việc trừ bì được thực hiện ngay

1.5 Khái quát về điều chỉnh cấp liệu cho cân băng:

Việc điều chỉnh cấp liệu cho băng cân định lượng chính là điều chỉnh lưulượng liệu cấp cho băng cân.

*Thực hiện bằng 3 phương pháp:

- Phương pháp 1: Điều chỉnh cấp liệu kiểu trôi

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu bằng tín hiệu của sensơr cấp liệu kiểu trôi

để điều khiển 5 thiết bị cấp liệu

Vị trí của sensơr cấp liệu theo kiểu trôi được đặt ở phía cuối của ống liệu

- Phương pháp 2: Điều chỉnh cấp liệu liên tục

Phương pháp này điều chỉnh cấp liệu liên tục cho băng cân định lượng sửdụng bộ điều chỉnh PID để điều chỉnh cấp liệu (có thể là van cấp liệu hoặc vanquay) để đảm bảo cho lượng tải trên một đơn vị chiều dài băng tải là không đổi

Bộ PID có tác dụng điều chỉnh nếu lưu lượng thể tích của liệu trên băng thay đổitheo phạm vi ±15% và bộ PID chỉ hoạt động sau khi băng đã hoạt động

* Nhận xét 2 phương pháp trên:

Hai phương pháp trên điều chỉnh cấp liệu khác hẳn nhau về bản chất Xét

về độ chính xác điều chỉnh thì phương pháp 2 hơn hẳn phương pháp 1, thời gianđiều chỉnh nhỏ, thiết bị cấp liệu làm việc ổn định không bị ngắt quãng, nhưngphạm vi điều chỉnh không rộng Phương pháp 1 đơn giản hơn, phạm vi điềukhiển rộng hơn và có thể dược đặt bởi người sử dụng, nhưng trong phạm vi điềuchỉnh thiết bị phải làm việc gián đoạn thì ảnh hưởng không tốt đến tuổi thọ củathiết bị

- Phương pháp 3: Điều chỉnh mức vật liệu trong ngăn xếp:

Phương pháp điều chỉnh mức liệu trong ngăn xếp có thể coi là sự kết hợp của

2 phương pháp trên : phương pháp điều chỉnh gián đoạn và điều chỉnh liên tục.Phương pháp này tận dụng những ưu điểm và khắc phục nhưng nhược điểm của

2 phương pháp trên và được thiết kế đặc biệt cho các băng cân định lượng

Chương 2 THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC CHO CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG

CÓ CÔNG SUẤT 40 ÷60 T/h

2.1 Hoạt động của cân băng:

LoadCell Hộp giảm tốc Máy phát tốc Đcơ KĐB

AC

P

V

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống cân băng định lượng

Động cơ sử dụng là động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc, tốc độ củađộng cơ đo được nhờ sensơr đo tốc độ (máy fát xung)

Số xung phát ra từ máy phát xung tỷ lệ với tốc độ động cơ và được đưa về bộđiều khiển

Bộ điều khiển (dùng vi xử lý) điều chỉnh tốc độ của băng tải và lưu lượng liệu

ở điểm đổ liệu sao cho tương ứng với giá trị đặt

Bộ cảm biến trọng lượng (LoadCell) biến đổi trọng lượng nhận được trên băngthành tín hiệu điện đưa về bộ khuyếch đại

MÁY

FÁT

XUNG

BỘ KHUYẾCH ĐẠI

BỘ ĐIỀU KHIỂN

Nt

BIẾN TẦN

2.1.1 Cấu trúc điều khiển cân :

Bộ khuyếch đại sẽ khuyếch đại các tín hiệu nhận được từ tế bào cân và đưa về

bộ điều khiển Tín hiệu thu được là tải trọng tức thời mà tế bào cân đo được kếthợp với tín hiệu nhận được từ máy phát xung để xác định khoảng thời gian(khoảng thời gian trễ) mà đoạn băng đó đi từ tế bào cân đến điểm xả

Sau khoảng thời gian trễ lưu lượng tại điểm xả của cân định lượng là kết quảcủa tích số giữa lượng tải trên một đơn vị chiều dài của băng (đo được lúc đi qua

tế bào cân) với tốc độ hiện thời của đoạn băng đó

Việc tính toán và điều chỉnh sai lệch giũa lưu lượng đặt và lưu lượng thực do

bộ điều chỉnh P trong bộ điều khiển thực hiện, bộ này sẽ khuyếch đại và triệttiêu sai lệch ở chế độ tĩnh Tín hiệu đầu ra của bộ tỷ lệ P được đưa đến điềukhiển biến tần động cơ làm cho tốc độ của động cơ truyền động băng tải thayđổi sao cho lưu lượng tại điểm xả liệu tương đương với lưu lượng đặt

2.1.2 Thông số kỹ thuật của cân:

2.2 Tính chọn công suất động cơ cho băng cân:

2.2.1 Sơ đồ cầu trúc hệ truyền động:

Bánh răng 2

Hộp giảm tốc Động cơ

Bánh răng 1

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động

Cho biết các thông số:

Tốc độ động cơ : nd : 970 v/p

Hiệu suất hộp số : η2 : 0,8

Tỷ số truyền giữa băng răng 1 và 2

i = 1 , 5 26

40

Tốc độ của băng truyền :V=1m/s

970

102,5 Rad/sTốc độ của bánh răng 2(tốc độ của puly chủ động) 2

2 = V*D

32 , 0

* 14 , 3

1

0,99Rad/sTrong đó D là đường kính bánh răng 2 D=0,32m

5 , 102





d

i1 n2 nđ

Tỷ số truyền giữa puly và động cơ:

i2 = 103 , 5

99 , 0

5 , 102

Trong đó η1 là hiệu suất băng tải η1=0,8

F1 là lực của trọng lượng tổng trên băng

* 3600

60



g- gia tốc trọng trường g=9,8m/S

F1= 2,8*9,8*16,6=455,6 N

P1 = 711 , 8

8 , 0

* 8 , 0

1

* 6 , 455

F0 F2

l2

F1

L0 l1 LoadCell

Hình 2.3: cấu trúc cầu cân bằng mô men lực

Dựa vào công thức tính tổng hợp momen lực:

F0L0 = F1L1 + F2L2

Trong đ ó : F0 là lực của tải trọng tác động lên cầu cân

F1 là lực của LoadCell

F2 là lực của đối trọng

L0 là khoảng cách (cánh tay đòn ) t ừ tải đến puly L0 =0,16m

l1 là khoảng cách (cánh tay đòn) từ puly đến LoadfCell l1=0,12m

l2 là khoảng cách (cánh tay đòn ) từ đối trọng đến puly, l2=0,20m

Suy ra ta có :

F0 =

0

2 2 2 1 1 1 0

2 2 1

L

l a m l a m L

L F L

2 2 1

l

l m L F m L

l m l

m2: Là khối lượng của đối trọng chọn loại 8kg

Năng suất của băng là: 60T/h

* 3600

60000



Trọng lượng tổng trên băng là lực F0(N) được đo bởi hệ thống cân trọnglượng và σ được tính theo biểu thức:

ƍ L g

F

* 2 1

74 12

, 0

20 , 0

* 8 16 , 0

* 8 , 9

* 2

8 0 7 , 16

*

*

* 2

*

1

2 2 1

Chương 3 XÂY DỰNG CẤU TRÚC

HỆ ĐIỀU CHỈNH

3.1 Cấu trúc hệ điều chỉnh:

LoadCell Hộp giảm tốc động cơ

nguồn 3 pha

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển:

Tín hiệu nhận được từ LoadCell được bộ khuyếch đại khuyếch đại và đưa về bộ

3.2 Hệ điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dùng biến tần:

3.2.1 Khái quát về động cơ không đồng bộ:

Động cơ không đồng bộ (KĐB) có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo vận hành đơngiản an toàn, sử dụng trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha nên động cơ KĐBđược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, từ công suất nhỏ đến công suất trungbình nó chiếm tỷ lệ lớn so với động cơ khác Trước đây do các hệ thống truyền

MÁY

FÁT

XUNG

BỘ KHUYẾCH ĐẠI

BỘ ĐIỀU KHIỂN

BIẾN TẦN

nt

nd

động động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lại chiếm tỷ lệ nhỏ do việc điều chỉnhtốc độ động cơ KĐB khó khăn hơn nhiều so vởi động cơ 1 chiều Ngày nay doviệc phát triển của công nghệ chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật tin học Nênđộng cơ KĐB phát triển và dần có xu hướng thay thế động cơ 1 chiều trong các

hệ truyền động

Khác với động cơ 1 chiều, động cơ KĐB được cấu tạo bởi phần cảm vàphần ứng không tách biệt Từ thông động cơ cũng như mômen động cơ sinh raphụ thuộc vào nhiều tham số Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điệnđộng cơ KĐB là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh



Trong đó :ω1- là tốc độ góc của từ trường quay ω1 =2n p* f1

với f1 - là tần số điện áp của Stator

p - là số đôi cực

U1- trị số hiệu dụng điện áp pha của stator

R1- điện trở cuộn dây của stator

R2- điện trở rotor đã quy đổi về stator

với ω - hệ số góc của động cơ

phương trình trên cho ta thấy M = f(s) phụ thuộc vào các đại lượng U1,ω1,R2.Tương ứng với các đại lượng ta có 4 phương pháp để điều chỉnh điện ápnhư sau:

- Phương pháp điều chỉnh mạch rotor

- Điều chỉnh điện áp Stator cấp cho động cơ

- Điều chỉnh công suất trượt

- Điều chỉnh công suất nguồn cấp cho động cơ

Phương pháp điều chỉnh điện áp stator và điều chỉnh Rotor áp dụng chủ yếucho việc điều khiển động cơ KĐB 3 pha rotor lồng sóc trước đây rất khó thựchiện Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của điện tử công suất và kỹ thuật vi sử

lý đã mở ra có hiệu quả phương pháp điều khiển động cơ KĐB lồng sóc bằngđiều khiển biến tần, phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ trongphạm vi rộng với độ chính xác cao

Tốc độ động cơ được tính theo công thức:

n1=60p* f1

Từ công thức trên cho ta thấy việc điều chỉnh động cơ KĐB phụ thuộc vào sựbiến đổi tần số lưới điện khi điều chỉnh tần số thì tốc độ động cơ cũng thayđổi theo

Khi thay đổi tần số lưới điện cùng với việc bỏ qua điện trở dây quấn stator, tức

là coi R1=0 thì mômen tới hạn đạt cực đại :

n n

th

X

U X

n

U M

* 2

3

* 55 9 2

3

1

2 1 1

2 1

L f

P U M

*

* ) 2 ( 2

* 3 2 1 2

2 2 1

* ) 2 ( 2

3

2 2

1

2 1 3

f

U a

M th Biểu thức trên cho thấy khi tăng tần số nguồn (f1> f1dm) mà giữ nguyên U1

thì momen tới hạn cực đại 2

1

1

~

f

M th sẽ giảm rất nhiều Do đó, khi thay đổi tần số

f1 thì nên thay đổi đồng thời cả điện áp U1 theo một quy luật nhất định để đảmbảo sự làm việc tương ứng giữa momen động cơ và momen phụ tải (hay tránh

tỡnh trạng động cơ bị quỏ dũng) Tức là tỷ số giữa momen cực đại của động cơ

và momen phụ tải tĩnh đối với cỏc đặc tớnh cơ là hằng số:

M

M th



Trường hợp tần số giảm (f1< f1dm) nếu giữ nguyờn điện ỏp U1 thỡ momen

và dũng điện động cơ sẽ tăng rất lớn Nờn khi giảm tần số thỡ phải giảm điện ỏptheo một quy luật nhất định sao cho động cơ sinh ra được momen như trong chế

= const thì Mth đợc giữ không đổi ở vùng f1< f1dm

Hình 3.2 Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ không đồng bộ

3.2.2 Điều chỉnh tần số động cơ bằng biến tần:

Muốn điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số ta phải cómột bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh tần số điện áp một cách đồng thờithông qua một biến tần

Để tạo ra các bộ biến tần có U và f thay đổi đợc ngời ta đã thiết kế ranhiều loại biến tần nhng trong đồ án này ta chỉ xét đến bộ biến tần nguồn áp làmviệc theo nguyên lý điều biến độ rộng xung (PWM - Pulse Width Modulation)

Bộ biến tần này đáp ứng đợc yêu cầu điều chỉnh, đồng thời nó còn tạo ra đợc

điện áp và dòng điện gần giống hình sin

0

14

13

1đ m

12

11



f11f12

D10

D7

C

KD

Hình 3.3 Sơ đồ mạch lực bộ biến tần nguồn áp dùng Tranzitor

Dùng phơng pháp PWM ta có giản đồ điện thế và điện áp pha A nh sau:

Hình 3.4 Phơng pháp PWM

- Sơ đồ biến tần ba pha dùng Tranzitor gồm:

Bộ nghịch lu biến đổi điện áp một chiều từ nguồn cấp thành điện áp xoaychiều có tần số biến đổi đợc Điện áp xoay chiều qua bộ lọc và đa vào sơ đồ cầuTranzitor

Sơ đồ biến tần Tranzitor ba pha dùng 6 Tranzitor công suất T1 ữT6 và 6

điốt T7 ữT12 đấu song song ngợc với các Tranzitor tơng ứng

Tín hiệu điều khiển Vb đợc đa vào bazơ của Tranzitor có dạng chữ nhật,chu kỳ là 2, độ rộng là /2.

Khi Vb = “0” > Tranzitor bị khóa

Vb = “1” > Tranzitor mở bão hòaCác Tranzitor đợc điều khiển theo trình tự 1,2,3,4,5,6,1

Các tín hiệu điều khiển lệch nhau một khoảng bằng /3

Tín hiệu dòng 4-20mA

F R RST S1 S2 S3 CC CC

3.6.2 Chức năng các cực của mạch điều khiển

F đầu vào Ngắn mạch qua F-CC là

nguyên nhân để quay, mởhộp giảm tốc và dừng

Không có

điện áptiếp điểm

đầu vào24Vdc –5mAhoặc nhỏhơn

+24v +5v JB301

4.7K 10K F

15K S3 0.1

S1 đầu vào Ngắn mạch qua S1_CC là

nguyên nhân để tốc độ đặt

trớc hoạt động S2 đầu vào Ngắn mạch qua S2_CC là

nguyên nhân để tốc độ đặt

trớc hoạt độngS3 đầu vào Ngắn mạch qua S3_CC là

PP đầu ra Đầu vào tơng tự thiết lập

I đầu vào Nhiều chức năng chơng 4~20mA

Núm phân thé ngoài cực VIA và II không đợc sử dụng đồng thời cùng một

lúc

PP VIC

FM

Nguồn biến tần

trình có đầu vào là tín hiệutơng tự Tiêu chuẩn xác lậpmặc định đầu vào4~20mAdc và 0~50Hz hoặc0-60Hz

(trởkhángtrong:

400)

VIA đầu vào Nhiều chức năng chơng

trình có đầu vào là tín hiệutơng tự Tiêu chuẩn xác lậpmặc định, đầu vào 0~10vdc

và 0-80Hz

10Vdc(trởkhángtrong:

30)VIB đầu vào Nhiều chức năng chơng

trình có đầu vào là tín hiệutơng tự Tiêu chuẩn xác lậpmặc định, đầu vào 0~10vdc

và 0-50Hz (60Hz)

10Vdc(trởkhángtrong:

P24 đầu ra Đầu ra của dòng 24Vdc

OUT đầu ra Nhiều chức năng mở cực

góp ở đầu ra Những thiết

lập mặc định về các thông

số tiêu chuẩn phát hiện vàcho tốc độ đầu ra đạt đợctần số ra của tín hiệu

RC

RY

đầu ra Rơle đa chức năng đợc lập

trình để ngắt điện đầu ra

Công suất ngắt: 250V-2A(cos=1), 30V-1A, 250V-1A (cos=0.4) Những thiết

lập mặc định về thông sốtiêu chuẩn sẽ phát hiện ratín hiệu và tần số ra có tốc

FLC

trình để ngắt điện đầu ra

Công suất ngắt: 250V-2A(cos=1), 30V-1A, 250V-1A (cos=0.4) Các cực nàybáo cho biết chức năng bảo

vệ của biến tần đang hoạt

động Khi chức năng bảo vệ

đang hoạt động, hai tiếp

điểm FLA-FLC đóng, cònhai tiếp điểm FLB-FLC mở

3.6.3 Bàn phím và màn hình hiển thị

* Loại biến tần sử dụng

Bảng mạch tuỳ chọn, mã kỹ thuật đặc biệt

* Tên và chức năng

Đèn RUN : Sáng khi biến tần đang hoạt động, nhấp nháy khi chạy tự động gia tốc/giảm tốc hoạt động

Dung lợng

động cơ tơng ứng

007: 0.75KW

Bảng hoạt

động

P: điềukiện

Chức năng phụ:

L: nhóm A gắn liền máy lọc.

M: tiêu chuẩn.

Gắn liền máy lọc

Giao diện số học AN: cực âm WN: cực âm WP: cực dơng

Bảng mạch tuỳ chọn, mã kỹ thuật đặc biệt

A  : mã kỹ thuật đặt biệt

( : là số )

lên/xuống hoạt động

Đèn phím

RUN : Đèn báo RUN cho phép chạy

Phím RUN : Khi đèn báo cho phép chạy sáng thì ấn nút này để bắt đầu hoạt động

Gắn liền với núm phân thế

Khi đèn gắn liền với núm phân thế sáng thì có thể thay đổi tần số hoạt động

Hỡnh 3.11 Sơ đồ kết nối dây Chú ý: Kiểu 3 pha 200 – 0.2; 0.4; 0.75Kw không có cực nối đất đợc nối

từ vỏ của biến tần

* Sự kết nối các thiết bị ngoại vi

Hỡnh 3.12 Sơ đồ kết nối các thiết bị ngoại vi

W/T3 Nối với động cơ (phần cứng 3 pha)

PA, PB Đợc nối với các điện trở hãm, các thông số có thể thay đổi nếu

cần F304, F305, F308

VF-S9Dây nguồn đ ợc

R/l1 S/L2 T/L3

U/T1 V/T2 W/T3

PC Đây là cực (-) trong mạch chính của dòng một chiều Điểm

trung tính của dòng 1 chiều có thể nối qua cực PA (điện áp (+))

PO, PA Hai cực này đợc nối với lò phản ứng một chiều (thiết bị lựa

chọn bên ngoài)

3.6.4 Phần mềm thuyết minh

* Lựa chọn phơng thức điều khiển

a Đặt tần số hoạt động gắn liền với núm phân thế và chạy, dừng trên bảng hoạt động:

+ Chạy / dừng: ấn phím RUN và STOP trên bảng

+ Tần số đặt: Điều chỉnh vị trí của cái đo điện thế

b Đặt tần số hoạt động và khởi động, dừng dùng bảng hoạt động

Phím hoạt

0.0 Hiển thị hoạt động của tần số (hoạt động ngừng) Khi

tiêu chuẩn monitor chọn F701 thì đặt tần số hoạt

động là 0MON AUI Nhấn phím MON cho hiển thị thông số cơ bản đầu

tiên AUI (tự gia tốc/giảm tốc)CNOd ấn 1 trong 2 phím , tới chọn “CNOd”

1 ấn phím ENTER cho hiển thị thông số đặt (đặt mặc

định : 1)

0 Thay đổi thông số về 0 bằng phím 

0 CNOd ấn phím ENTER ghi lại thông số thay đổi CNOd và

giá trị bộ thông số luân phiên đợc hiển thị

FNOd ấn 1 trong 2 phím , cho lựa chọn “FNOd”

2 ấn phím ENTER cho hiển thị thông số đặt (đặt mặc

định : 2)

1 Thay đổi thông số lên 1 bằng phím 

0 FNOd ấn phím ENTER để ghi lại thông số vừa thay đổi

FNOd và giá trị bộ thông số luân phiên đợc hiển thị

ấn phím MON 2 lần quay lại hiển thị cách điều chỉnh tiêu chuẩn

ON OFF

Cài đặt thông số mặc định tiêu chuẩn mục đích là để dừng động cơ mộtcách từ từ Để dừng đợc một cách từ từ thì phải ổn định các chức năng của cực

ST với một cực bỏ không Sau đó chọn tín hiệu F103: ST, khi dừng động cơ ởtrạng thái nh đợc mô tả ở hình trên phải để ST-CC hở mạch thì mới dừng Lúcnày trên màn hình của biến tần sẽ hiển thị tín hiệu OFF

+ Cài đặt tần số

Thiết lập tần số bằng cách dùng núm phân thế trên bảng mạch chính củabiến tần (FNOd: 20

đồng hồ

Đặt tần số bằng các mức vạch trên núm phân thế

Sử dụng các tham số trên để gửi tín hiệu từ bộ điều chỉnh chơng trìnhngoài tới các cực điều khiển input khác nhau để hoạt động hoặc cài đặt biến tần.Yêu cầu tiếp xúc của chức năng các cực đầu vào có thể đợc lựa chọn từ 51 loại.Tính linh động đợc thiết kết gửi vào hệ thống.

Sự cài đặt các tiếp điểm đầu vào

Biểu

tợng

Dãy điều chỉnh Lựa chọn mặc định

(11)

0 (không chỉ định chức năng)

* Phơng pháp nối

+ A – tiếp xúc đầu vào

+ Phơng pháp với transisto output

Sơ đồ nối

* Đây là chức năng đã làm khi cực input và cc ngắn mạch, sử dụng chức năng này để chỉ rõ F/R chạy hoặc đặt tốc độ hoạt động input

ra (không có công tắc tiếp xúc) của ch ơng trình Chức năng này đ ợc dùng để định rõ sự hoạt

động: chạy thuận, chạy

ng ợc hoặc đặt tốc độ hoạt động Tranzitor dùng loại 24Vdc/5mA input

cc