Giao trinh chuyen de 1

bai giang hay

Trang 1

Giáo trình biến tần Ks Vũ Ngọc Minh

2.9 Điều khiển biến tần trên cơ sở điều chế vector không gian 20

Trang 2

Chương I: TCA 785

1.1 Lời mở đầu

Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là kỹ thuật vi điện tử đã mang lại sự đổithay rõ rệt trong việc thiết kế các mạch điều khiển công suất Các mạch điện tử sử dụng IC tích hợpnhiều chức năng thay thế dần các mạch lắp ráp từ linh kiện điện tử rời rạc, các mạch tích hợp giúp choviệc thiết kế trở lên đơn giản hơn, các mạch điều khiển gọn nhẹ độ tin cậy cao và giá thành hạ ICTCA785 do hãng Siemen chế tạo là một IC tích hợp thực hiện được nhiều chức năng điều khiển Sửdụng TCA785 sẽ giúp chúng ta giảm đáng kể thời gian và công sức thiết kế mạch điều khiển Trongkhuôn khổ bài viết tôi giới thiệu ứng dụng TCA trong điều khiển chỉnh lưu nguồn xoay chiều.Đây làmột vấn đề khá hay, người đọc có thể ứng dụng vi mạch thiết kế các mạch điều khiển như điều khiểnđộng cơ điện xoay chiều, điều khiển kích từ máy phát, điều khiển lò điện trở

1.2.Đặc tính kỹ thuật của TCA785

TCA 785 là mạch tích hợp chuyên dụng được thiết kế dạng IC đơn vỏ nhựa 16 chân TCA785dùng để điều khiển thyristor, triac,và transistor Các xung điều khiển có thể điều chỉnh trong mộtkhoảng rộng từ 0-180o TCA 785 được sử dụng trong các bộ Converter, Các bộ điều khiển nguồnxoay chiều hay các bộ điều khiển dòng 3 pha, đặc biệt chúng thường được dùng để điều khiển chỉnhlưu điện áp xoay chiều TCA 785 có các đặc tính nổi bật sau:

 Khoảng tần số làm việc rộng TCA 785 được thiết kế để hoạt động trong dải tần số từ 10 Hz đến

500Hz

 Có thể sử dụng như chuyển mạch điểm không

 Có thể hoạt động 3 pha Với mỗi Ic đơn chúng chỉ có thể điều khiển một pha tuy nhiên ta có thể

kết hợp 3 Ic để điều khiển chỉnh lưu có điều khiển 3 pha hay điều khiển điện áp xoay chiều 3 pha.Cách thiết kế này giúp cho ứng dụng TCA một cách linh hoạt đồng thời giảm giá thành thiết bị

 Dòng điều khiển 250mA Dòng điều khiển này có thể điều khiển trực tiếp với đa số các phần tử

công suất chính vì vậy kích thước mạch điều khiển được giảm đi đáng kể

 Khoảng điều chỉnh dòng rộng : Trong nửa chu kỳ điện áp góc điều khiển là 0-180o như vậy cóthể điều khiển được tử 0- 100% công suất ra

Trang 3

 Khoảng nhiệt độ làm việc rộng Là một Ic được thiết kế theo chuẩn công nghiệp TCA 785 có dải

nhiệt độ làm việc từ – 25 – 85oC và nhiệt độ tiếp giáp đến 150oC

 Nguồn tiêu thụ thấp Dải điện áp hoạt động từ 8-18V Nguồn tiêu thụ đáng kể là nguồn càn cấp

cho các phần tử công suất ở đầu ra

Các thông số kỹ thuật của TCA 785 được đưa ra trên bảng 1

Bảng 1.1 Các tham s c b n c a TCA 785 ố cơ bản của TCA 785 ơ bản của TCA 785 ản của TCA 785 ủa TCA 785

V6V11

-0,5-0,5

VsVs

VV

Bảng 1.2 giới thiệu sơ đồ chân của TCA 785

Trang 4

1.3 ứng dụng TCA 785 trong mạch chỉnh lưu điện áp

Sơ đồ khối của một mạch chỉnh lưu có đièu khiển được đưa ra ở hình 1.Tất cả các khối chức năngtrên đã được tích hợp trực tiếp trong TCA 785, chỉ cần kết hợp thêm một số phần tử phụ trợ đơn giản

ta đã có một mạch điều khiển đáng tin cậy Hình 2 chỉ ra sơ đồ khối chức năng của TCA 785

Mô tả hoạt động

Tín hiệu đồng bộ được cấp từ nguồn điện cần chỉnh lưu qua một điện trở có trị số cao vào chân 5 Tạiđây bộ nhận biết điểm không (Zero detector ) sẽ phát tín hiệu điểm không về khối thanh ghi đồng bộ.Khối thanh ghi đồng bộ điều khiển phát tín hiệu xung răng cưa đồng bộ với tín hiệu nguôn xoay chiều, tụC10 được nạp bởi nguồn dòng (Cấp qua R9) Điện áp xung răng cưa được so sánh với điện áp điều khiểnđặt vào chân 11 Khi điện áp xung răng cưa lớn hơn điện áp điều khiển khối so sánh phát tín hiệu điềukhiển về khối logic Tại đây đầu ra tương ứng Q1,Q2 sẽ phát xung điều khiển các phần tử công suất(Transistor, Thyristor, Triac )

Xung điều khiển rộng ít nhất 30s và có thể điều khiển độ rộng trong phạm vi từ vị trí góc cần mởđến 180o nhờ thay đổi giấ trị tụ điện mắc vào chân 12 Khi chân 12 nối đất xung mở có độ rộng lớn nhất Đầu vào 6 có thể sử dụng để không cho phép phát tín hiệu ra Q1,Q2.Chức năng này được sử dụngkhi kết hợp điều khiển 3 pha hay khi sử dụng mạch bảo vệ các phần tử công suất

Độ rộng xung răng cưa có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi các giá trị của R9 và C10 giớihạn của R9 và C10 được tính bởi các công thức sau:

Chân ra Biểu tượng Chức năng

8 VREF Điện áp điều chỉnh xung răng cưa

9 R9 Điện trở điều chỉnh độ rộng xung răng cưa

Nhận biết điểmkhông

So sánh

Tạo xung răng cưa đồng bộ

Khuếch đại công suất điều khiển

Cho phép điều khiển Ngu n ồn

Tạo xung răng cưa

Dòng nạp Điện áp nạp tô

Trang 5

Hình 4 giới thiệu một sơ đồ chỉnh lưu Thyristor có điều khiển 1 pha điển hình, với công suất tiêuthụ nhỏ nguồn cấp cho mạch điều khiển có thể lấy trực tiếp từ nguồn động lực mà không cần dùng tớibiến áp Tụ điện C12 dùng để tạo ra xung có độ rộng theo yêu cầu Mạch sử dụng chỉnh lưu cả chu kỳ củađiện áp Sơ đồ mạch này đơn giản, gọn nhẹ và không cần chỉnh định tham số nhiều

Câu hỏi ôn tập:

Nguồn cần đồng bộ Giới hạn trên Xung răng cưa đồng bộ Tín hiệu điều khiển Giới hạn dưới Q2

Q1 Q2 khi chân 12 nối đất Q1 khi chân 12 nối đất Q2 khi chân 13 nối đất Q1 khi chân 13 nối đất

Qu Qz Hình 3: Biểu đồ xung

Hình 4: Sơ đồ chỉnh lưu 1 pha cầu không đối xứng có điều khiển

Trang 6

1 Điện áp đồng bộ dùng để làm gì?, lấy ở đâu?

2 Vì sao trong hình 4 phải sử dụng máy biến áp ?

3 Để ghép nối điều khiển 3 pha cần dùng bao nhiêu TCA785?

Chương 2 BIẾN TẦN

2.1 Khái niệm phân loại, cấu trúc biến tần

Biến tần là thiết bị điện tử đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều có tần số và biên độmong muốn cung cấp cho các thiết bị công suất

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đặc biệt là công nghệ vi mạch cùng với sự phát triểncủa lý thuyết điều khiển các hệ thống truyền động điện xoay chiều hiện đại đã có những đặc tính điềuchỉnh tốc độ rất tốt cho phép cạnh tranh với các hệ thống truyền động điện một chiều

Phân loại biến tần.

Dựa theo cách thức biến đổi người ta phân biến tần thành hai loại chính

+ Biến tần trực tiếp

+ Biến tần gián tiếp

Theo nguồn cung cấp có 2 loại cơ bản

+ Biến tần một pha

+ Biến tần ba pha

Theo cách thức điều khiển có

biến tần PWM, biến tần vector, biến tần ma trận

Trang 7

Hình 2.1 Sơ đồ khối cấu trúc của biến tần

Khối điều khiển:

Có nhiệm vụ tính toán thời điểm đóng mở các van của mạch công suất, đo lường, lọc nhiễu các tín hiệuphản hồi, nhận tín hiệu điều khiển từ khối ghép nối mở rộng

Nguồn điều khiển:

Cung cấp nguồn cho khối điều khiển hoạt động và cung cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi

Nguyên lý làm việc.

Nguồnđiều khiển

Ghép nối

mở rộng

Phanh

Trang 8

Để đơn giản, ta giả thiết tải thuần trở, điều kiện làm việc là lý tưởng Điện áp trên tải gồm hai nửa sóngdương và âm Nửa sóng dương được tạo ra khi nhóm van I làm việc(T1, T3, T5) và nửa sóng âm được tạo

ra khi nhóm van II làm việc( T4 T6, T2) Lần lượt đóng mở các van nhóm 1 và 2 ta sẽ có một điện ápxoay chiều có giá trị





cos

sin2

1 1

2

m U

m

u

pha

m1 số pha của điện áp lưới

 góc điều khiển của bộ chỉnh lưu

tần số ra được điều chỉnh có cấp và nhỏ hơn tần số lưới

Để điều chỉnh vô cấp cần tạo thời gian trễ giữa hai bộ chỉnh lưu bằng cách tạo ra góc  Khi đó tần số ralà



)2

Nếu mắc theo sơ đồ cầu thì điện áp trên tải sẽ lớn gấp hai lần so với sơ đồ ba pha có điểm trung tính

Kết luận

Các bộ biên tần trực tiếp có hiệu suất thấp do phải điều chỉnh góc  và điện áp có chứa nhiều thànhphần sóng điều hoà bậc cao Để loại các thành phần bậc cao cần dùng các bộ lọc

Để điều chỉnh điện áp cần thay đổi góc 

Để đảm bảo điện áp ra gần sin thì góc điều khiển  và góc nghịch lưu  tuân theo nguyên tắc

)sin

U2m giá trị biên độ điện áp ra trên tải

U2m0 giá trị biên độ điện áp ra trên tải ứng với trạng thái mở hoàn toàn của các tiristor

Với luật điều khiển như trên và với m1 cũng như tỉ số f1/f2 đủ lớn điện áp ra trên tải sẽ có dạng hình sin

Hình 2.3 Dạng điện áp với các luật điều khiển khác

nhau của biến tần trực tiếp

Trang 9

t m

m U

t

1

1 1

Đường cong điện áp ra có thành phần sóng điều hoà cơ bản với tần số f2 các bộ biến tần trực tiếp có tần số

ra nhỏ hơn tần số vào Để tăng tần số ra của biến tần sao cho f2 <f1 có hai cách

+ Dùng bộ chuyển mạch cưỡng bức phụ

+ dùng van điều khiển hoàn toàn

2.3 Biến tần gián tiếp

2.3.1 Cấu trúc

Bộ biến tần gồm 3 khâu chỉnh lưu, lọc, nghịch lưu Như vậy để biến đổi tần số cần thông qua một khâutrung gian một chiều do vậy nó có tên là biến tần gián tiếp

Chỉnh lưu: để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều Chỉnh lưu có thể là không

điều chỉnh hoặc có điều chỉnh Thường đối với các bộ biến tần công suất nhỏ là các bộ chỉnh lưu khôngđiều chỉnh Ngày nay đa số các biến tần sử dụng chỉnh lưu không điều chỉnh vì nếu điều chỉnh điện ápmột chiều trong một phạm vi rộng sẽ tăng kích thước bộ lọc, giảm hiệu suất bộ biến đổi Đối với các bộbiến tần công suất lớn người ta hay sử dụng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng bảo vệ cho hệ thốngkhi bị quá tải

Hình 2.5 Sơ đồ khối biến tần gián tiếp

Lọc: sau khi chỉnh lưu điện áp ra là một chiều với độ đập mạch cao cần sử dụng bộ lọc để được thành

phần một chiều ổn định, ngoài ra bộ lọc còn có tác dụng hấp thụ năng lượng tải trả về trong quá trìnhnghịch lưu

Nghịch lưu : Biến đổi nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều với biên độ và tần số mong

muốn Đối với các biến tần nhỏ thường dùng van bán dẫn là IGBT, đối với các biến tần công suất lớn sửdụng GTO hay tiristor

2.4 Khâu chỉnh lưu

Chỉnh lưu

Trang 10

Các tham số cơ bản dùng để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản nhất của một mạch chỉnh lưu

Ud : giá trị điện áp trung bình nhận được sau mạch van chỉnh lưu

0 0

) ( 2

1 )

(

1

d u dt

t u T

1

d i

Pd= Ud* Id là công suất một chiều mà tải nhận đượctừ mạch chỉnh lưu

Ivtb : dòng trung bình qua van

Ungmax điện áp ngược cực đại mà van phải chịu khi làm việc

Ksd hệ số sử dụng biến áp

Kdm Hệ số đập mạch của điện áp là tỉ số giữa biên độ của sóng hài bậc1 theo khai triển Fourier củađiện áp chỉnh lưu và thành phần giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu

2.4.1 chỉnh lưu một pha nửa chu kỳ

Khi tải thuần trở

Diot phải chịu điện áp ngược với giá trị lớn nhất là U ngmax  2U2

Điện áp trung bình chỉnh lưu là

2 2

R

2 2



U R

R

Sin U I

2

2 2

0

2 2



(2.9)Diot phải chịu điện áp ngược với giá trị lớn nhất là U ngmax  2 2U2

2.4.3 Chỉnh lưu cầu một pha

Điện áp trung bình chỉnh lưu là

2 2

Trang 11

2.4.4 Chỉnh lưu hình tia ba pha

Dòng trung bình qua một diot bằng 1/3 dòng tải

2.4.5 Chỉnh lưu cầu ba pha

Dòng trung bình qua một diot bằng 1/3 dòng tải

Bảng 2.1 Tổng hợp các phương pháp chỉnh lưu

Một pha nửa chu kỳ 0.45U2 Id 1.41U2 1.57Id 1.21Idkba 3.09Pd 1 1.57

Một pha có điểm giữa 0.9U2 Id/2 2.83U2 0.58Id 1.11Idkba 1.48Pd 2 0.67

Cầu một pha 0.9U2 Id/2 1.41U2 1.11Id 1.11Idkba 1.23Pd 2 0.67

Tia ba pha 1.17U2 Id/3 2.45U2 0.58Id 0.47Idkba 1.35Pd 3 0.25

Cầu ba pha 2.34U2 Id/3 2.45U2 0.816Id 0.816Idkba 1.05Pd 3 0.057

Tia sáu pha 1.35U2 Id/6 2.83U2 0.29Id 0.58Idkba 1.56Pd 6 0.057

Sáu pha có cuộn

kháng cân bằng 1.17U2 Id/6 2.45U2 0.29Id 0.41Idkba 1.26Pd 6 0.057

2.5 Bộ lọc một chiều

Như phần trên ta thấy rằng hệ số đập mạch của chỉnh lưu phụ thuộc vào số đập mạch mdm và góc điềukhiển  với một mạch chỉnh lưu không điều khiển xác định hệ số đập mạch là cố định Trong một sốtrường hợp đặc biệt là biến tần hệ số đập mạch của chỉnh lưu là lớn cần đưa thêm mạch lọc một chiềunhằm cải thiện hệ số đập mạch Hiệu quả của khâu lọc được đánh giá bằng hệ số san bằng

Điện cảm lọc cần thiết để đảm bảo hệ số san bằng

t l

Trang 12

Lọc bằng điện cảm rất phù hợp với tải công suất lớn vì công suất càng lớn thì Rt càng nhỏ nên dễ dàng

có được điều kiện lọc tốt

2.5.2 Lọc bằng điện dung

Tụ điện có điện dung C được mắc song song với tải Ở đây tác động lọc khác với lọc điện cảm Vớinguồn một chiều tụ C không gây ảnh hưởng Với nguồn xoay chiều khi Xc càng nhỏ hơn Rt thì dòng điệnxoay chiều càng bị hút đi qua tụ điện, ít đi qua tải tức là hiệu quả lọc sẽ càng tốt

Biểu thức tính toán tụ lọc

dmra t

Nghịch lưu áp là thiết bị biến đổi nguồn áp một chiều thành nguồn áp xoay chiều với tần số tuỳ ý

Nguồn áp là nguồn được sử dụng phổ biến trong thực tế Hơn nữa điện áp ra của nghịch lưu áp có thểđiều chế theo nhiều phương pháp khác nhau để có thể giảm được sóng điều hoà bậc cao Trước đâynghịch lưu áp bị giới hạn ứng dụng vì công suất các van động lực còn nhỏ việc sử dụng nghịch lưu ápbằng tiristor khiến hiệu suất bộ biến đổi giảm, sơ đồ điều khiển phức tạp Ngày nay các van công suất nhưIGBT, GTO có công suất lớn, kích thước gọn nhẹ, do đó nghịch lưu áp trở thành bộ biến đổi thông dụng

và được chuẩn hoá trong các bộ biến tần công nghiệp

Hình 2.8 Mạch công suất và biểu đồ đặc tính tảiCấu tạo

Sơ đồ nghịch lưu áp gồm 4 van động lực chủ yếu là Q1, Q2, Q3, Q4 và các điot D1, D2, D3, D4 dùng đểtrả công suất phản kháng của tải về lưới tránh quá áp trên tải

Cần mắc thêm tụ C song song với bộ biến đổi để đảm bảo cho nguồn đầu vào là nguồn hai chiều, tức là

tụ C sẽ tiếp nhận công suất phản kháng của tải, đồng thời tụ C còn đảm bảo cho nguồn đầu vào là nguồnáp

Trang 13

Ở nửa chu kỳ đầu tiên cặp van Q1, Q3 dẫn điện, tụ tải đươc nối vào nguồn Do nguồn là nguồn áp nênđiện áp tải U1=E Tại thời điểm 2 ,Q1 và Q3 khoá , Q2 và Q4 mở Tải sẽ được đấu vào nguồn theo chiềungược lại Do tải mang tính trở cảm nên dòng vẫn giữ nguyên hướng cũ, mà Q1, Q3 đã khoá nên dòngđiện phải khép mạch qua D1, D3 Sức điện động cảm ứng trên tải sẽ trở thành nguồn trả năng lượngthông qua D1, D3 về nguồn

2.6.2 Nghịch lưu áp ba pha

Sơ đồ nghich lưu áp ba pha được ghép từ bao sơ đồ một pha có điểm trung tính Để đơn giản giả thiết van

là lý tưởng, nguồn có nội trở nhỏ vô cùng và dẫn điện theo hai chiều

Để đảm bảo tạo ra điện áp ba pha đối xứng các van cùng cặp phải mở lệch nhau góc 180o

2.6.3 Nghịch lưu dòng

Nghịch lưu dòng là thiết bị biến đổi nguồn dòng một chiều thành dòng xoay chiều có tần số tuỳ ý

Đặc điểm của nghịchlưu dòng là nguồn một chiều cấp điện cho bộ biến đổi phải là nguồn dòng, do đóđiện cảm đầu vào thường có giá trị lớn để đảm bảo dòng là liên tục

13Hình 2.9 Sơ đồ nghịch lưu 3 pha

Hình 2.10 Nghịch lưu dòng Hình 2.11 Nghịch lưu dòng

Trang 14

Nguyên lý làm việc

Xét sơ đồ cầu: Khi đưa xung vào mở cặp van T1,T2 dòng điện iN = id = Id Dòng qua tụ C tăng đột biến, tụ

C bắt đầu được nạp diện Khi tụ C nạp đầy dòng qua tụ c =0 Do dòng cấp vào là hằng số nên lúc đầudòng qua tải nhỏ sau đó dòng tăng dần.Kết thúc nửa chu kỳ, đưa xung vào mở T3, T4 khi đó tụ C sẽphóng điện về nguồn, dòng điện này làm cho T1, T2 bị phân cực ngược và khoá lại Quá trình chuyểnmạch xảy ra gần như tức thời sau đó tụ C sẽ nạp điện theo chiều ngược lại, dòng nghịch lưu đổi dấu Nhưvậy tụ C làm nhiệm vụ chuyển mạch cho các tiristor

Trong thực tế nghịch lưu dòng ba pha được sử dụng phổ biến vì công suất của nó lớn và đáp ứng đượccác ứng dụng trong công nghiệp

Giống như nghịchlưu dòng một pha, nghịch lưu dòng ba pha sử dụng tiristo do vậy để khoá tiristo cần cócác tụ chuyển mạch

Để đảm bảo khoá được các tiristo và tạo ra hệ dòng điện ba pha đối xứng thì luật dẫn phải tuân theo đồ thịtrên Qua đồ thị ta thấy mỗi van chỉ dẫn trong khoảng thời gian 120o

2.7 Phương pháp điều chế PWM (Pulse width modulation)

2.7.1 Đặt vấn đề:

Thiết bị biến tần theo phương pháp tạo xung thông thường chỉ tạo ra được điện áp hình sin chữnhật hoặc gần chữ nhật, chứa nhiều sóng hài Muốn giảm nhỏ ảnh hưởng của sóng hài, người ta có thểdùng các bộ lọc, như vậy trọng lượng và giá thành của thiết bị biến tần sẽ cao

Phương pháp phổ biến hiện nay là tăng tần số đóng cắt của các van động lực trong một chu kỳtheo những quy luật nhất định để vừa điều chỉnh được điện áp ra vừa loại trừ các sóng điều hoà bậc cao.Phương pháp “ Điều biến độ rộng xung” nhằm đáp ứng yêu cầu trên

2.7.2 Nội dung phương pháp:

+ Tạo ra một sóng hình sin um , gọi là sóng điều biến, có tần số bằng tần số mong muốn

+ Tạo ra một sóng dạng tam giác, biên độ cố định up , gọi là sóng mang, có tần số lớn hơn nhiều tần sốcủa sóng điều biến

+ Dùng khâu so sánh để so sánh um và up các giao điểm của hai sóng này xác định khoảng tác động củaxung điều khiển tiristor hoặc transitor công suất

Điều biến độ rộng xung được chia thành hai loại :

+ Điều biến độ rộng xung đơn cực: Điện áp ra trên tải là một chuỗi xung, độ rộng khác nhau, có trị số 0hoặc +E trong nửa chu kỳ dương và 0 hoặc –E trong nửa chu kỳ âm

+ Điều biến độ rộng xung lưỡng cực: điện áp ra trên tải là một chuỗi xung, độ rộng khác nhau có trị số

E

Tỉ số giữa biên độ sóng điều biến và biên độ sóng mang, ký hiệu là M được gọi là tỉ số điều biến.Điều chỉnh biên độ sóng điều biến cũng chính là điều chỉnh độ rộng xung, điều chỉnh điện áp tải.Khi M=1 điện áp ra tải có biên độ lớn nhất Muốn giảm nhỏ điện áp ra ta giảm nhỏ biên độ sóngđiều biến

Điều biến độ rộng xung lưỡng cực:

Trang 15

Với sơ đồ cầu 1 pha Các van được điều khiển từng cặp Q1, Q3 và Q2 , Q4 Nguồn E luôn được nốivới tải thông qua Q1, Q3 hoặc Q2 , Q4 do đó điện áp tải gồm một chuỗi xung, độ rộng khác nhau, không

T

U

s

2 1 0

thì giá trị trung bình trong một chu kỳ tần số chuyển mạch Ts sẽ thay đổi theo quy luật hình sin là

UTB = MEsint +  - tần số góc của PWM( tần số ra của nghịch lưu)

Trong thực tế các khóa điện tử có thời gian khoá toff nên

t1max =Ts- toff và t2min = toff

Mmax = (t1max – t2min)/Ts = 1- 2toff / Ts

Giá trị điện áp hiệu dụng trên tải đối với sơ đồ

Hình 2.12 Điều biến độ rộng xung lưỡng cực

1 pha tải R+L

Trang 16

Biên độ của sóng điều hoà bậc q đối với phương pháp điều biến lưỡng cực được xác định theo biểuthức:

sinsin

q d

Biểu thức (10) cho thấy muốn loại trừ sóng hài bậc 3 (U3=0) ta cần có 1=200,2=0,3=0

Nếu số lần chuyển mạch tăng lên 4, biên độ sóng điều hoà bậc q sẽ là

2

cos214

)

(

q q

E

q

Để loại trừ sóng điều hoà bậc 3và bậc 5, ta có 1=23,620,2=33,30,3=0;

Từ công thức (2.16) ta thấy sóng điều hoà bậc càng cao thì có biên độ càng nhỏ, do vậy chỉ cần tínhtoán để loại trừ những sóng điều hoà bậc thấp Hơn nữa càng tăng tần số chuyển mạch thì hiệu suất bộbiến đổi sẽ bị giảm Dùng bộ lọc loại trừ các sóng bậc cao còn lại ta sẽ được sóng điều hoà cơ bản

Kết luận phương pháp điều biến độ rộng xung lưỡng cực

Phương pháp điều biến độ rộng xung lưỡng cực là phương pháp điều khiển các van công suất đóng cắtnhiều hơn trong một chu kỳ điện áp tải.(tổn thất trên van sẽ tăng)

Tần số đóng cắt các van càng lớn thì dòng điện qua tải càng gần hình sin

Chu kỳ điện áp và dòng điện trên tải đúng bằng chu kỳ của sóng điều biến

Thay đổi biên độ sóng điều biến sẽ thay đổi được điện áp trên tải

2.8 Vector không gian các đại lượng ba pha.

Động cơ xoay chiều ba pha có ba cuộn dây stator với dòng điện ba pha được bố trí như hình vẽ

16

Hình 2.14 Điện áp và dòng điện trong nghịch lưu Hình 2.15 Điện áp và dòng điện bằng

RotorPha A Pha B Pha C

Trang 17

Trong hình vẽ ta thấy ba dòng điện isu , isv, isw, là ba dòng chảy từ lưới qua đầu nối vào động cơ, Khi chạyđộng cơ bằng biến tần, đó là ba dòng ở đầu ra của biến tần, ba dòng điện này thoả mãn phương trìnhisu (t)+ isv (t)+ isw(t)=0

Trong đó dòng điện pha thoả mãn các biểu thức

s s

Theo công thức trên vector is là một vector có modul không đổi quay trên mặt phẳng phức với tốc độ góc

s =2fs và tạo với trục thực một góc y=st

Qua hình vẽ trên ta thấy các dòng điện pha chính là hình chiếu của vector mới thu được lên trục cáccuộn dây pha tương ứng Làm tương tự đối với các đại lượng khác như điện áp, từ thông ta đều xây dựngđược vectỏ không gian tương ứng như trên Tiếp theo ta đặt tên cho trục thực của mặt phẳng phức nói trên

là trục  và trục ảo là  , quan sát hình chiếu của vector không gian xuống hai trục đó ta được hình chiếuđặt tên là is is

isu=is

isv

cuộn dây pha u

is

cuộn dây pha v

cuộn dây pha w

Trang 18

Hình 2.18 Chuyển trục tọa độ Nhận thấy rằng hai dòng điện trên là dòng hình sin, như vậy ta có thể hình dung một động cơ điệntương ứng có hai cuộn dây có định ,  thay thế cho ba cuộn dây u, v, w

Với điều kiện điểm trung tính của ba cuộn dây stator không nối đất ta chỉ cần đo 2 trong số 3 dòngđiện stator là đầy đủ thông tin về vector is với các thành phần được xác định theo công thức sau:

Chuyển hệ toạ độ cho các vector không gian

Xét một hệ toạ độ tổng quát xy và một hệ toạ độ thứ hai x*y* có chung điểm gốc và nằm lệch đi một góc

* ( os + ysin )+j(ycos sin )

Hình 2.19 Chuyển hệ toạ độ không gian

Trang 19

đó góc  là góc tạo bởi trục chuẩn ( trục qua cuộn dây pha u) với trục roto Vector từ thông rotor ψr quayvới tốc độ góc ωs=2πffs = dυ/dt

Như vậy ta thấy đối với DCXCBP là ĐCĐB thì trục của từ thông rotor cũng chính là trục rotor, nếuđộng cơ là ĐCKĐB thì sự chênh lệch giữa ω và ωs sẽ tạo lên dòng rotor với tần só fr

Nếu ta xây dựng một hệ trục toạ độ mới với trục thực trùng với hướng của vector ψr và gốc toạ độtrùng với gốc của hệ αβ và đặt tên cho các hệ trục mới là d và q ta thấy hệ toạ độ mới là một hệ quay xungquanh điểm gốc chung với tốc độ góc ωs và vector dòng is có các phần tử mới là isd và isq Nếu biết góc υ

ta có thể dễ dàng tính được vector dòng trên toạ độ αβ từ toạ độ dq và ngược lại Một cách chi tiết hơn tacó

s s

isα

isβisq

isd

isvisu

υs

Trang 20

Hình 2.21 Sơ đồ khối phương pháp chuyển trục

Ưu thế của mô tả động cơ điện xoay chiều trên hệ toạ độ từ thông roto.

Xét một động cơ điện một chiều kích từ độc lập có tham số như hình vẽ

Hình 2.22 Sơ đồ động cơ điện một chiềuĐộng cơ điện một chiều có hệ phương trình sau:

1 2

Từ hệ phương trình trên ta thấy rõ ràng từ thông động cơ chỉ phụ thuộc vào dòng kích thích, mômen động

cơ sinh ra phụ thuộc vào từ thông động cơ và dòng điện stator Như vậy nếu ta giữ được giá trị từ thôngkhông đổi ở giá trị danh định thì có thể điều khiển được momen sinh ra với tốc độ quay dưới danh định ởgiải tốc độ trên danh định ta sẽ giảm bớt dòng kích từ Nói tóm lại đối với động cơ điện một chiều ik và

im là hai tham số điều khiển trực tiếp từ thông và momen của động cơ

Đối với động cơ XCBP không còn sự tồn tại tường minh quan hệ như trong động cơ điện một chiều mà làmột hệ phức tạp do vậy phương pháp mô tả trên hệ toạ độ từ thông roto là phép mô tả dẫn đến các tươngquan giống như đối với động cơ điện một chiều nhằm đạt được những tính năng điều khiển như động cơđiện một chiều

hệ phương trình động cơ XCBP tổng hợp trên hệ toạ độ stator

m

r M

M c rd sq

r

L i pT L

Điều chỉnh

vị trí

Điều khiển van BT

Điều chỉnh dòng

Ψ

rd ~ isd

mM ~ isq

Trang 21

Hình 2.23 Cấu trúc hệ thống TĐXCBP đơn giản trên cơ sở TTTR

2.9 Điều khiển biến tần trên cơ sở điều chế vector không gian

Sơ đồ nguyên lý của ĐCXCBP nuôi bởi biến tần nguồn áp như hình 2.9 Thông thường các van được vi

xử lý điều khiển sao cho điện áp xoay chiều ba pha với biên độ, tần số, góc pha cho trước được đặt lênđộng cơ theo đúng yêu cầu Theo hình vẽ ta thấy mỗi pha của động cơ có thể nhận một trong hai trạngthái, hoặc nối với (+) nguồn hoặc nối với (-) của nguồn một chiều Như vậy với 3 pha có 8 khả năng nốicác pha của động cơ với nguồn một chiều

Bảng 2.2 Các trạng thái cấp nguồn pha

Hình 2.24 phân bổ vector Hình 2.25 tạo vector từ vector chuẩn

Từ 8 vector chuẩn ta phải tạo ra điện áp stator có biên độ, góc pha bất kỳ Để làm được như vậy ta phảithực hiện việc điều chế vector

Giả sử cần thực hiện một vector điện áp us bất kỳ Vector đó có thể nằm trong một góc phần sáu bất kỳnào đó, trong ví dụ này ta giả thiết us nằm ở góc phần sáu thứ nhất

Us có thể được phân tích thành hai vector up và ut theo hướng của 2 vector chuẩn U1 và U2 Ta biết rằngđiện áp được tính quy đổi thành

U1U

2

Trang 22

thời gian đóng ngắt van trong một chu kỳ cắt xung nào đó Nếu gọi thời gian trích mẫu tối đa là T ta thấy

Us là tổng của hai vector biên up và ut

Hai vector biên này có thể thực hiện bằng cách cho thực hiện U1 và U2 trong hai khoảng thời gian

Công thức trên đúng khi điều chế vector ở góc phần sáu thứ nhất

Với phương pháp này cần chú ý đến các góc phần tư và phần sáu cụ thể để tính toán

2.10 Biến tần Micromaster Eco

2.10.1 Đặc điểm biến tần

+ Dễ dàng cài đặt, lập trình và sử dụng

+ Chịu quá tải 200% trong3s cho tới 150% trong 60s

+ Mô men khởi động lớn và điều chỉnh chính xác tốc độ motor bởi điều khiển véc tơ

+ Có thể kết hợp thêm với bộ lọc

+ Điều chỉnh dòng nhanh

+ Khoảng nhiệt độ hoạt động 0-50oC

+ Có sẵn các hàm điều khiển chuẩn P, I, D dùng cho điều chỉnh vòng kín (vòng ngoài)

+ Có sẵn nguồn 15V, 50mA cấp cho các bộ biến đổi phản hồi

2.10.2 Các đặc tính cơ bản của Micromaster

+ Điều khiển từ xa qua đường truyền nối tiếp RS485 sử dụng giao thức USS với đặc tính điều khiển tới

31 bộ điều biến tần qua giao thức USS

+ Các thông số được đặt từ khi sản xuất có thể đặt lại cho các thiết bị của châu Âu, Asian và bắc Mỹ.+ Tần số ra có thể được điều khiển bởi

- Tần số đặt sử dụng bàn phím

- Tần số đặt sử dụng tín hiệu tương tự với độ phân giải cao (dòng hoặc áp)

- Bộ phân áp mở rộng

Trang 23

- đầu vào nhị phân

- Chức năng thay đổi tốc độ qua bộ phân áp

- Giao diện nối tiếp

+ Cài sẵn hãm một chiều với bộ hãm phức hợp đặc biệt

+ Cài sẵn phanh ngắt cho điện trở ngoài

+ Tăng/giảm thời gian với chương trình san bằng

+ Hai chương trình đầu ra rơ le (13 hàm)

+Chương trình đầu ra tương tự (1 cho MMV, 2 Cho MDV)

+ Có thể chọn module Profibus DP hoặc CANbus

+ Tự động phân tích 2,4,6 hoặc 8 cực motor bởi phần mềm

+ Tích hợp phần mềm điều khiển quạt làm mát

+ Có thể gắn cạnh nhau mà không cần điều kiện về khoảng cách

+ Tích hợp một số thành phần bảo vệ như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt, Bảo vệ cao, thấp áp

2.10.3 Những điểm chú ý khi sử dụng biến tần

1 Chỉ dẫn đấu dây

Cần chắc chắn rằng mọi thiết bị trong tủ điện có chứa biến tần đều được nối đất Dây nối đất cầnngắn, dẫn điện tốt và dày Điểm nối đất có thể là điềm trung tính của nguồn hình Y Cần chắc chắn rằngmọi thiết bị được nối với biến tần cũng được nối đất cùng với biến tần hoặc nối vào điểm trung tính hình

Y Dây đẫn dẹt thích hợp hơn vì chúng có trở kháng thấp ở tần số cao

Điểm chung tính của động cơ được điều khiển bởi biến tần có thể được nối trực tiếp với điểm đấtchung của biến tần(PE)

Sử dụng cáp có bọc tốt nếu có thể Đối với dây không có bọc càng ngắn càng tốt Nên sử dụng dâycáp có dây bảo vệ khi nối vào đầu điều khiển

Tách cáp điều khiển ra khỏi cáp nguồn nếu có thể VD nếu cáp điều khiển băng qua cáp nguồn thìnên bố trí chúng vuông góc với nhau

Các công tắc tơ trong tủ điện cần được khử nhiễu Với loại xoay chiều dùng R-C, với loại mộtchiều sử dụng điot Việc này rất quan trọng đặc biệt với các công tắc tơ được điều khiển bởi rơle trongbiến tần

Sử dụng cáp có vỏ chống nhiễu hoặc vỏ bọc kim loại cho dấu nối với động cơ và 2 đầu của dâydẫn cần được nối đất

Nếu biến tần sử dụng trong môi trường có nhiều nhiều điện từ bộ lọc cần được sử dụng để giảmnhiễu và tăng sự điều khiển từ biến tần

2 Hoạt động với nguồn không tiếp đất.

Micro Master được thiết kế hoạt động có sử dụng dây đất Thiết bị đầu ra có thể không tiếp đất,tuy nhiên không nên sử dụng như vậy khi đó chúng ta phải chú ý một số vấn đề sau:

Sử dụng đường dây có trở kháng phù hợp và điện áp đỉnh nhỏ nhất

điện áp nguồn lớn nhất là 500V

Trang 24

Thiết bị sẽ không tắt khi xảy ra chạm đất ở đầu vào

Thiết bị sẽ tắt với lỗi quá dòng nếu một hoặc vài đầu ra có biểu hiện chạm đất

Chỉ sử dụng được cho các thiết bị không có bộ lọc

Tần số vòng xung điều khiển tối đa 2KHz

Khi hoạt động ở tần số trên 40Hz hoặc trong thời gian ngắn trước khi đầy tải biến tần có thể tắtvới cảnh báo quá dòng

Nên sử dụng thiết bị giám sát chạm đất tại đầu nguồn vào vì chúng có thể xác định được chạm đất

ở đầu ra của biến tần

Nếu cần thiết có thể sử dụng biến áp có cách điện

3 Sử dụng sau một thời gian cất giữ

+ Thời gian cất giữ dưới 1 năm

Không có điều kiện đặc biệt

+Thời gian cất giữ 1 đến 2 năm

Cấp nguồn vào biến tần khoảng 1 h trước khi sử dụng lệnh chạy

+ Thời gian cất giữ 2 đến 3 năm

Cấp nguồn xoay chiều 25%định mức trong khoảng 30’, 50% trong 30’ tiếp theo, 75%trong 30’ tiếp và100% trong 30’.Tổng thời gian là 2h trước khi cho chạy biến tần

+3 năm trở lên

Cấp nguồn như bước trên tuy nhiên thời gian là 2h cho mỗi bước Tổng thời gian khoảng 8h

4 Khi sử dụng dây cáp dài.

Chiều dài dây cáp sử dụng phụ thuộc vào loại cáp, tần số làm việc, dải công suất và dải điện áp.Trongmột số trường hợp có thể dài tới 200m mà không có điều kiện gì đặc biệt

Trong các trường hợp các biến tần sẽ hoạt động với đầy đủ tính năng với cáp dài tới 25m được bảo vệ vàtới 50m với cáp không bảo vệ

Đặc tính quá tải 200% trong 3s và 150% trong 60s

Chế độ bảo vệ Quá áp, thấp áp, quá nhiệt

Các chế độ bảo vệ thêm Ngắn mạch, chạm đất, không tải(hở mạch)

Đầu vào tương tự/ PID Đơn cực :0-10V hoặc 2-10V( nên dùng biến trở 4,7K)

0-20mA hoặc 4-20mALưỡng cực :-10 - +10V

Độ phân giải đầu vào tương

tự

10 bít

Trang 25

Đầu ra tương tự 0-20mA/4-20mA, độ ổn định 5%

Độ ổn định điểm đặt Tương tự <1%

Số < 0.02%

Giám sát nhiệt motor đầu vào PTC

Đầu ra điều khiển 2 rơ le 230V AC/ 0.8A, 30V DC/2A

2.10.4 Các chế độ điều khiển động cơ

Đối với biến tần do Siemen chế tạo động cơ Không đồng bộ 3 pha có thể được điều khiển theo 1 trong 4chế độ sau:

1 Tuyến tính V/f: Sử dụng khi điều khiển song song nhiều động cơ tắt cả các động cơ phải được cài đặt

rơ le báo quá tải về nhiệt nếu đồng thời 2 hay nhiều động cơ được nối với 1 biến tần

2 Bình phương V/f: Sử dụng tốt khi các tải dạng bơm hay quạt gió

3 FCC: (Flux current control) : Chế độ này dễ dàng cài đặt, cho đặc tính tốt nhất

4 SVC:(sensorless vector control) Sử dụng tính toán toán học ngay trong bản thân động cơ bao gồm tính

toán dòng điện, tính vị trí và tốc độ của rotor vì vậy nó tối ưu cho tốc độ và tần số của động cơ tuy nhiên

nó khó cài đặt để được đặc tính cơ tốt nhất

Mặc dù không có phản hồi tốc độ và vị trí, hệ thống điều khiển vẫn là vòng kín bởi vì nó so sánh nhữngđặc tính kỹ thuật của động cơ với đặc tính yêu cầu Do vậy hệ thống cần được đặt tham số cẩn thận đểđược đặc tính tốt nhất

Trang 26

2.10.5 Những tính năng cơ bản của biến tần

+ Đặt được thời gian tăng tốc khi khởi động động cơ và thời gian giảm tốc khi dừng động cơ (tới 650s)+ Hiển thị được các tham số: Tần số đầu ra, Tần số đặt, điện áp đầu ra, Điện áp 1 chiều sau chỉnh lưu,dòng động cơ, momen quay, tốc độ động cơ, trạng thái đường truyền nối tiếp

+ lựa chọn phương pháp điều khiển

Tương tự,

Số(điều khiển trực tiếp từ panel hoặc qua đầu vào số

Điều khiển xa thông qua Bus nối tiếp

+ Lựa chọn chế độ điều khiển ( đường cong U/f, SVC, FCC )

+ Nhân tỉ lệ các tham số có thể hiển thị

+ Điều khiển dừng động cơ đúng vị trí (không phụ thuộc vào tốc độ động cơ trước khi dừng)

+Đầu ra rơle dùng để đóng cắt các thiết bị bảo vệ, Phối hợp điều khiển hay đóng cắt thiết bị phanh ngoài+ Đặt thời gian đóng mở phanh ngoài

+ Đặt tỉ số cảnh báo quá nhiệt hay quá dòng động cơ

+ Đặt tần số xung

+ Đặt tham số cho đường truyền nối tiếp (Tốc độ baud, time out, module )

+ Cho phép chế độ đảo chiều hay không có đảo chiều động cơ

+ Có chế độ cảnh báo lỗi

+ Có chế độ báo lỗi (lưu trữ được 4 trạng thái lỗi gần nhất)

+ Tự động nhận dạng điện trở Rotor

+ Đặt thời gian trích mẫu cho tín hiệu phản hồi

+ Có thể nhân tỉ lệ tín hiệu phản hồi

+ Đặt giới hạn tần số

+ Đặt tham số điều khiển P, I, D

+ Có thể tự động đặt lại tham số mặc định của nhà sản xuất

+ Có chế độ dùng điện trở hãm ngoài

+ Có thể tự reset khi đã sửa lỗi

2.10.6 Đấu nối biến tần

Tất cả các biến tần Micromaster được trang bị trong phòng thí nghiệm có cấu hình như sau:

+2 đầu vào tương tự

+ 2đầu ra tương tự

+6 đầu vào số

+2 cổng truyền thông nối tiếp

+ 1 cổng ghép nối PTC (Nhiệt trở đo nhiệt độ động cơ)

+ cổng ghép nối với điện trở hãm bên ngoài

+2 Rơle có thể lập trình

+ Đầu phản hồi kín

Trang 27

+ Nguồn cấp 15V,50mA cho các biến bên ngoài

+ Nguồn 10 V cấp cho đầu vào tương tự

Sơ đồ đấu nối biến tần

Trang 28

Chú ý:

Trước khi bặt nguồn cần chắc chắn các đầu nối đã được nối chính xác, nếu không có thể gây ra sự pháhuỷ về điện

Cẩn thận trước khi thay đổi các tham số, lỗi xuất hiện có thể làm hỏng biến tần hoặc thiết bị

Nên đảm bảo chắc chắn rằng biến tần và động cơ cũng như các thiết bị liên quan được nối đất đúng quycách

Không nên thử kiểm tra tín hiệu khi đang chạy biến tần

Các bước sử dụng biến tần

1 Cài đặt

Lăp đặt biến tần theo đúng những tiêu chuẩn vật lý

Trang 29

Kiểm tra 2 bước trên sau đó cấp nguồn

Kiểm tra màn hình trạng thái

Kiểm tra các lỗi đã xuất hiện

Khi mọi thứ bình thường màn hình sẽ chỉ định trạng thái sẵn sàng hoạt động Nếu có lỗi màn hình chỉthị mã lỗi

4 Đặt thông số

Sử dụng các phím chức năng trên bàn phím để đặt tham số

Đặt các tham số cần thiết theo hướng dẫn

5 Kiểm tra chế độ chạy

ấn nút kiểm tra để theo dõi động cơ

6 Đặt tham số hoạt động

29

Cấp nguồn cho biến tần

Màn hình biến tần sẽ nháy giữa tần số đặt 5hz và tần số

Ấn nút RUN để khởi động biến tần

Roto sẽ quay và màn hình sẽ chỉ thị biến tần thay đổi tần

số từ 0 đến 35 HZ

Tần số đặt sẽ đạt được sau 7s (đây là thời gian đặt cho

bộ biến tần được định nghĩa tại P002 )

Ấn nút stop để tắt biến tần

roto sẽ quay chậm dần và dừng

Trang 30

P000: Khi biến tần ở chế độ chờ (dừng) thì màn hình nháy giữa giá trị đặt và giá trị hiện tại Khi biến tầnchạy màn hình hiển thị giá trị đầu ra được đặt trong P001 Khi biến tần lỗi màn hình sẽ báo lỗi Khi cầncảnh báo màn hình sẽ nháy

P001: Chọn chế độ hiển thị + 0 :hiển thị tần số ra

+ 1 : hiẻn thị tần số đặt+ 2 : Dòng điện motor+ 3 : Điện áp 1 chiều+ 4 : Mô men quay (% bình thường)+ 5 : Tốc độ motor (rpm)

+ 6 : Trạng thái bus USS+ 7 : Tín hiệu phản hồi PID (%)+ 8 : Điện áp đầu ra

+ 9 : Tần số roto/thân

P002: Ram up time : là thời gian cần cho motor chuyển từ trạng thái đứng yên sang trạng thái quay vớitần số cao nhất được đặt tại P013 Đặt giá trị này quá bé có thể làm cho biến tần bị vấp ( mã lỗi F002, quádòng)

P003: Ram down time : La thời gian cần cho motor chuyển từ trạng thái chạy với tần số cao nhất ( đặttrong P013) về trạng thái đứng yên Đặt giá trị này quá bé có thể làm cho biến tần bị vấp ( mã lỗi F001,quá áp một chiều )

Lựa chọn chế độ điều khiển cho đặt tần số hoạt động

0: điều khiển số bằng bàn phím.Motor chạy tại tần số đặt trong P005 và có thể thay đổi bởi phím dichuyển tăng, giảm Nếu P007=0 tần số có thể thay đổi bởi bất kỳ 2 đầu vào số nào khi đặt (p051-p055hoặc p356) đến giá trị 11 hoặc 12

1: chế độ điều khiển tương tự, điều khiển qua đầu vào tương tự

2: Đặt tần số Chế độ này sẽ không được chọn nếu có ít nhất môtj giá trị của đầu vào số (P051- P055hoặc P356) đặt giá trị 6,17 hoặc 18

3: Cộng với điểm đặt số Tần số yêu cầu = tần số đặt (P005)+ tần số cố định (p041-p044, p046-p049)Chú ý nếu chọn chế độ 1 và chọn điều khiển qua cổng nối tiếp tín hiệu vào tương tự sẽ được tích cực

Trang 31

0: Chỉ có tham số từ P001 đến P009 có thể đọc và thay đổi

1: Tham số từ P001 đến P009 có thể thay đổi và các tham số khác chỉ đọc

2: Tất cả các tham số khác có thể thay đổi P009 sẽ tự động đưa về 0 khi tắt nguồn

3: Tất cả các tham số có thể đọc và thay đổi

P010: Tỉ lệ hiển thị 0-500[1.00]

Thay đổi tỉ lệ hiển thị khi P001=0,1,4,5,7,9

Độ phân giải 4 digit

P011 Nhớ điểm đặt tần số 0-1[0]:

0: Không cho phép

1:Cho phép sau khi tắt

Ví dụ : điểm đặt bị thay dổi bởi phím tăng, giảm vẫn được nhớ khi nguồn bị cắt khỏi biến tần

sẽ được bỏ qua

P015: Tự động khởi động khi lỗi: 0-1[[0]

Đặt giá trị 1 cho phép biến tần khởi động lại khi bị ngắt hoạt động hoặc do nguồn sút giảm Nó được sửdụng qua chuyển mạch Chạy/dừng được nối với 1 đầu vào số

P017: Kiểu chạy êm: 1-2[1]

1: Sử dụng chế độ chạy êm (giá trị được định nghĩa trong P004)

2: Dừng chế độ chạy êm Nó cho phép không sử dụng chế độ này để đáp ứng lệnh dừng và yêu cầu giảmtần số

P018: tự động khởi động sau khi lỗi : 0-1[0]

0: Không cho phép

1: biến tần tự động khởi động lại 5 lần sau khi gặp lỗi Nếu lỗi không được xoá sau lần thử thứ 5 biến tần

sẽ nhớ giá trị bị lỗi Màn hình sẽ nháy trong quá trình này

Lỗi có thể nhận biết trong P140 và P930

P019: Độ rộng khoảng tần số nhảy: 0.00-10.00 [2.00]

Các tần số nhảy được định nghĩa trong P14, P27, P28, P29 trong khoảng +/- giá trị của P019 được triệttiêu

Trang 32

P021:Tần số tương tự nhỏ nhất: 0-650.00[0.00]

Đặt giá trị nhỏ nhất cho đầu vào tương tự ứng với trạng thái 0v, 2V, 0mA, 4mA Phụ thuộc vào P023 vàviệc đặt chuyển mạch chọn đầu vào trên mặt biến tần Nó có thể cao hơn giá trị P022

P022: Tần số tương tự lớn nhất 0-650.00[50.00]

Là tần số cao nhất ứng với 10V,20mA

P023: Kiểu đầu vào tương tự 1: 0-3[0]

Đặt kiều đầu vào tương tự 1 nó kết hợp với chuyển mạch trên biến tần

0:0-10V,0-20mA

1: 2-10V,4-20mA

2: 2-10V,4-20mA Điều khiển khởi động/ dừng khi sử dụng tín hiệu điều khiển tương tự

3: -10-10V –10V cho phép quay trái với vận tốc được đặt tại P021 ,10 V cho phép quay phải với vận tốcđặt tại P022

P025: Đầu ra tương tự1 :0-105[0]

Cung cấp đầu ra tương tự

đặt giá trị 0-5: nếu đầu ra có nhỏ nhấtgiá trị 0mA

đặt giá trị 100-105 nếu đầu ra nhỏ nhất có giá trị 4mA

P026: đầu ra tương tự 2: định nghĩa giống P025

P033 : Đặt thời gian tăng tốc cho nút thử: 0-650.0[10.0]

P034: Đặt thời gian giảm tốc cho nút thử: 0-650.0[10.0]

Trang 33

P040: Dừng đúng vị trí 0-1[0]

0: Không cho phép

1: ở chế độ bình thường thời gian giảm tốc được định nghĩa là thời gian giảm từ giá trị trong P13 về 0 Đặt P40 Cho phép điều chỉnh lại thời gian giảm tốc sao cho motor sẽ dừng ở cùng 1 vị trí trong dải tốc độVd: P013=50hz, P012=0, P003=1

Nếu motor đang chạy ở tốc độ dịnh mức để dừng cần 1s

Nếu motor chạy ở tốc độ 25hz cần 2s để dừng

Nếu motor chạy ở tốc độ 5hz cần 10s để dừng

P041: Tần số cố định 1: 0-650.00[5.00]

Là tần số đặt để điều khiển động cơ trong chế độ điều khiển số, với loại biến tần này có 8 điểm đặt tần số

cố định như vậy có thể dùng đầu vào số để điều khiển được 8 cấp tốc độ của động cơ

Có hiệu lực nếu P006=2và P055=6 hoặc 18 hoặc P053-55=17

Có hiệu lực nếu P006=2và P052=6 hoặc 18 hoặc P053-55=17

P45: Đảo ngược điểm đặt cố định cho tần số đặt 1-4: 0-7[0]

Trang 34

Có hiệu lực nếu P006=2 và P053-55=17

P049: Tần số đặt 8: 0-650.00[40.00]

Có hiệu lực nếu P006=2và P053-55=17

P050: Đảo ngược điểm đặt cố định cho tần số đặt 1-4:0-7[0]

P051:Chọn hàm điều khiển chức năng,DIN1(đầu nối 5, đặt tần số 5) [1]

Chọn hàm cho đầu vào số số1(DIN1) đây là đầu đấu nối số 5 trên mặt biến tần nếu chọn đầu này có chứcnăng đặt tần số thì tần số được định nghĩa trong tần số cố định 5 (P046)

P052 Chọn hàm điều khiển chức năng,DIN2(đầu nối 6, đặt tần số 4) [2]

17: điều khiển tần số cố định kiểu đầu vào nhị phân (8)

18: tần số cố định 1-6 nếu đầu vào ở trạng thái cao sẽ đồng thời là yêu cầu lệnh chạy khi P007=0

Vd nếu P053, 54, 55 =17

Và din3=1,din 4=0, din5=0 thì chọn FF1

Nếu P53#0 ,54,55=0 Thi coi như Din3 =0

P056: thời gian cập nhật đầu vào số 0-2[0]

0: 12.5 mS

Trang 35

1: 7.5 ms

2: 2.5 ms

P061:Chọn đầu ra role1: 0-13[6]

0: rơle không được chọn

1: biến tần dang chạy

2: Tần số biến tần=0

3: Motor đang chạy phải

4:Chạy Phanh ngoài

5: Tần số biến tần lớn hơn tần số nhỏ nhất

6: Chỉ định lỗi

7: Tần số biến tần lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt

8: Cảnh báo

9: Dòng ra lớn hơn hoặc bằng giá trị trong P65

10: cảnh báo giới hạn dòng motor

11: Quá nhiệt motor

12: Vòng điều khiển PID của motor giới hạn tốc độ thấp

13: vòng điều khiển PID của motor đến giới hạn tốc độ cao

Chú ý Hoạt động của rơ le không được xác định trong qúa trình thay đổi trạng thái và có thể thay đổikhông đúng

Cần chắc chắn các thiết bị nối với rơle sẽ hoạt động an toàn nếu rơ le thay đổi trạng thái trong qúa trìnhcài đặt

P062: Chọn đầu ra rơle2: Cách chọn như đầu ra rơle1

P063: Độ trễ nhả phanh ngoài 0-20[1.0]

Chỉ có tác dụng khi đầu ra rơ le được đặt để điều khiển một phanh ngoài (P061hoặc P061=4) Trongtrường hợp này khi biến tần được bật nó sẽ chạy với tần số nhỏ nhất trong thời gian được đặt tại đây trướckhi rơ le điều khiển nhả phanh và tăng tốc

P064: Thời gian dừng phanh ngoài :

Khi biến tần tắt nó sẽ chạy ở tần số nhỏ nhất trong khi đóng phanh với thời gian đặt tại đây

P065: Ngưỡng dòng cho rơle 0.0-300.0[1.0]

Được sử dụng khi P061 hoặc P062=9 Role sẽ bật khi dòng motor lớn hơn giá trị đặt trong P065 và sẽ tắtkhi dòng giảm xuống đến 90% của gía trị trong P065

P066: Phanh phức hợp 0-250[0]

0-250: Định nghĩa mức 1 chiều được thêm vào thành phần xoay chiều Biểu diễn như một tỉ lệ của P083.Tăng giá trị này sẽ cải tiến đặc tính hãm Tuy nhiên với biến tần 400V tăng giá trị này có thể dẫn đến lỗiquá áp

hãm đa hợp không hoạt động trong chế độ vector

P069: Không cho phép chức năng hạn chế mở rộng 0-1[1]

Trang 36

3: điều khiển vector

nếu p077=3 thì P088 tự đặt =1 do vậy nó tự xác định điện trở stator của motor và tính toán các hằng sốđộng cơ qua các dữ liệu đưa vào trong P085-P088

P080: Hệ số công suất của motor 0.00-1.00[0]

Nếu không có hệ số công suất đặt giá trị là 0

P081: Tần số làm việc của motor Hz 0-9999[***]

P082: Tốc độ làm việc của dộng cơ

P083: dòng điện làm việc của động cơ

P084: Điện áp hoạt động của động cơ

P085: Công suất động cơ(Kw)

P086: giới hạn dòng của motor

Các tham số từ P80-P85 phải được đặt cho động cơ

Sẽ cần thiết thi hành một sự kiểm tra tự động(P088=1) nếu P080-P085 bị thay đổi từ phía nhà sản xuất.Khi biến tần được đặt cho hoạt động theo vùng Bắc mỹ P101=1 thì P081 tự động đặt mặc định là 60P087: Chế độ cho phép dùng đầu đo nhiệt ngoài(PTC)0-1[0]

Vd: động cơ không được nối với biến tần hoặc động cơ qúa nhỏ so với công suất của biến tần

P089: điện trở của Stator 0.01-199.99[***]

Chú ý nếu sử dụng chế độ tự nhận dạng điện trở của Stator nên xác định khi động cơ đã tắt nguồn và khiđộng cơ còn nguội

Nếu giá trị trong P089 quá cao có thể gây lỗi quá dòng F002

P91: Địa chỉ trạm tớ:

Có thể điều khiển tới 31 bộ biến tần trên hệ thống bus nối tiếp được điều khiển bởi máy tính hoặc Plc sửdụng giao thức USS P91 đặt địa chỉ cho nó trên hệ thống bus nối tiếp

P101: Chế độ Châu Âu hay Bắc Mỹ

0: chế độ châu âu tần số lưới là 50Hz, đơn vị Kw

1: chế độ Bắc Mỹ tần số lưới 60Hz, đợn vị Hp

Trang 37

P111: Công suất biến tần

Chỉ định công suất của biến tần, nó là tham số chỉ có thể đọc

P124 Cho phép nút tăng giảm

P125: Cho phép chạy ngược 0,1

0: không cho phép chạy ngược, mọi nguồn điềukhiển chạy ngược đều không được phép (bàn phím vàotương tự, vào số )

P141: mã lỗi cuối cùng được bỏ đi của P140

P205: thời gian lấy mẫu(x 25ms)

Khoảng thời gian giữa 2 lần lấy mẫu củă sensor phản hồi

P220 : Cho phépTần số tắt 0-1[0]

0:Hoạt động bình thường

1: Cho phép biến tần tự dộng tắt đầu ra khi tần số bằng hoặt thấp hơn cho phép

Trang 38

P321: Tần số nhỏ nhất cho đầu vào tương tự 2( giống đầu vào tương tự 1)

P322: Tần số lớn nhất cho đầu vào tơng tự 2 ( giống đầu vào tương tự 1)

P323: Kiểu vào đầu tương tự 2:0-2[0] ( giống đầu vào tương tự 1)

1: điều khiển trực tiếp rơle1

2: Điều khiển trực tiếp rơle 2

3: Điều khiển trực tiếp rơle 1 và 2

4: Điều khiển trực tiếp đầu ra 1

5: Điều khiển trực tiếp đầu ra 1 và rơle 1

6: Điều khiển trực tiếp đầu ra 1 và rơle 2

7: Điều khiển trực tiếp đầu ra 1 và rơle 2 và rơ le 1

P721: Điện áp đầu vào tương tự 1

P722: Dòng đầu ra 1

P723: Trạng thái những đầu vào số

Cung cấp dạng số HEX , LSB cho DIN 1và MSB cho DIN6( 1=on,0=off)

P725: Điện áp đầu vào tương tự 2

P726: Dòng đầu ra 2

P910: chọn chế độ điều khiển tại chỗ/ điều khiển qua bus nối tiếp: 0-4[0]

0: điều khiển tại chỗ

1: điều khiển qua bus (có thể thay đổi mọi tham số)

2: điều khỉên tại chỗ nhưng cho phép bus nối tiếp điều khiển tần số

3: Điều khiển bus nối tiếp nhưng cho phép điều khiển tại chỗ tần số

4: Điều khiển tại chỗ nhưng cho phép bus nối tiếp truy cập các tham số và cho phép reset khi gặp lỗi

P944:Reset về chế độ mặc định của nhà sản xuất 0-1[0]

P971 Điều khiển ghi eeprom 0-1 [1]

0: Sự thay đổi thông số sẽ bị mất khi cắt nguồn

1: Sự thay đổi thông số sẽ được lưu giữ khi mất nguồn

Điều khiển số

Đặt giá trị cần hiển thị trong P001

Đặt P002

Đặt P003

Đặt giá trị vào P006 để chọn chế độ điều khiển

Nếu chọn chế độ điều khiển số đặt giá trị tần số đặt trong P005

Đặt P006 lên 1 để cho phép các phím hoạt động

Đăt P009 lên giá trị 2 hoặc 3 để có thể hiển thị và điều chỉnh được tất cả các tham số

Vào tham số động cơ tại P080đến P085

Các bước cài đặt biến tần

- Xác định các thông số đầu vào

- Đấu nối biến tần theo mục đích sử dụng

Tiêu đề	Giao Trình Chuyển Đề 1
Tác giả	Ks. Vũ Ngọc Minh
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện Tử
Thể loại	Giao trình
Thành phố	Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	76
Dung lượng	5,85 MB

Giao trinh chuyen de 1

Biến và cách sử dụng biến Hằng

Điềukhiển dòng chương trình Cấu trúc chọn