Đề tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha.doc (luận văn báo cáo)

Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN  Đề Tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Giáo Viên Bộ Môn : Th.s Nguyễn Đăng Khang Nhóm 3 –Lớp TĐH2 K5 Sinh viên thực hành: Nguyễn Thanh Hiếu Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 1 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Lời nói đầu Như chúng ta đã biết ngày nay,Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,ngành công nghiệp có 1 vai trò quan trọng nhằm thúc đẩy và phát triển nền kinh tế.Đưa công nghệ mới vào sản xuất là 1 yêu cầu tất yếu. Khi mà động cơ điện càng được ứng dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp thì điều khiển nó 1 cách tối ưu là 1 vấn đề được đặt ra. Có nhiều phương pháp để điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha.Trải qua nhiều giai đoạn, qua nhiều phương pháp.Cho đến khi Biến tần được tạo ra và đưa vào ứng dụng thì nó trở thành 1 giải pháp tối ưu và được dùng rất rộng rãi. Có nhiều hãng nước ngoài sản xuất các loại biến tần khác nhau. Misubishi là 1 trong số đó.Chúng em đã được giao đề tài”nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha” chuyên sâu về biến tần của hãng Mitsubishi.Em đã chọn biến tần FR-A700 để nghiên cứu.Qua đề tài này em đã có thêm nhiều kiến thức hơn về hệ biến tần-động cơ không đồng bộ 3 pha. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện đã giúp đỡ chúng em đặc biệt là thầy Nguyễn Đăng Khang đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em làm bài tiểu luận Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm bài tập lớn, chưa có nhiều kinh nghiệm nên còn có nhiều nhiều Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 2 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN sai sót trong cách trình bày cũng như phần thể hiện đồ án của mình mong các thầy, cô và các bạn góp ý và bổ sung thêm. Em xin chân thành cảm ơn. Mục Lục I KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA II TÌM HIỂU CHUNG VỀ BIẾN TẦN III GIỚI THIỆU BIẾN TẦN MITSUBISHI FR-A700 III KẾT LUẬN Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 3 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN I Khái quát về động cơ không đồng bộ 3 pha 1. Khái niệm. Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ từ trường quay trong máy. 2. Cấu tạo: Gồm 2 phần chính: Phần tĩnh(Stato): gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn. Phần quay(Roto): Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 4 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN gồm trục, lõi sắt và dây quấn roto Ngoài ra khe hở trong ĐCKĐB rất nhỏ nên roto trong ĐCKĐB rất tròn và đều 2.1. Phần tĩnh ( hay Stator): Trên stator có vỏ , lõi thép và dây quấn 2.1.1. Vỏ máy : Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn.Thường võ máy làm bằng gang . Đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000 kw ) thường dung thép tấm hàn lại làm vỏ máy ,tùy theo cách làm nguội ,máy và dạng vỏ máy cũng khác nhau . 2.1.2.Lõi thép: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 5 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Lõi thép là phần dẫn từ . Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm bớt tổn hao , lõi thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại . Khi đường kính ngoài của lõi thép nhỏ hơn 990mm thì dùng cả tấm thép tròn ép lại . Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm thép hình rẻ quạt ( hinh 1.2 ) ghép lại thành khối tròn . Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên .Nếu lõi thép ngắn thì có thể ghép thành một khối nếu lõi thép quá dài thì ghép thành Hình 1.2 tấm thép hình rẻ quạt những tấm ngắn mỗi tấm thép dài từ 6 đến 8 cm đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt .Mặt trong cùa lá thép có sẽ rảnh để dặt dây quấn . 2.1.3. Dây quấn: Dây quấn stator được đặt vài các rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi thép . Dây quấn phấn ứng là phần dây bằng đồng được trong các rãnh phần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín .Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến dổi năng lượng từ điện năng Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 6 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN thành cơ năng . Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. + Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm : - Sinh ra được một sức điện động cần thiết có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định để sinh ra một moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt . - Triệt để tiết kiệm vật liệu , kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn an toàn - Dây quấn phấn ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau : + Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp + Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp  Trong một số máy cở lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự kết hợp giữa hai dây quấn xếp và song . 2.2. Phần quay( hay Rotor ) Phần này gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn rotor: 2.2.1 Lõi Thép: Nói chung người ta dùng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rotor của máy .Phía ngoài của lá thép có sẽ rãnh để đặt dây quấn . Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 7 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 2.2.2 Dây Quấn Rotor: Phân loại làm hai loại chính rotor kiểu dây quấn va roto kiểu lồng sóc: Loại rotor kiểu dây quấn : rotor kiểu dây quấn (hình 1.3 ) cũng giống như dây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ dây quấn stator .Dây quấn kiểu này luôn đấu hình sao ( Y ) và có ba đấu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay rotor và cách điện với trục .Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt này để dẫn điện và một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động Cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ . Hình 1.3 : rotor kiểu dây quấn Rotor kiểu lồng sóc ( hình 1.4 ) : Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đấu .Với động cơ nhỏ ,dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn , vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát .Các Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 8 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN động cơ công suất trên 100kw thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch . 2.3. Khe hở : Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều , khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ ( từ 0,2mm đến 1mm trong máy điện cở nhỏ và vừa ) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào ,và như vậy có thể làm cho hệ số công suất của máy tăng cao . 3,Nguyên lí làm việc động cơ không đồng bộ 3 pha Khi có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở không khí suất hiện từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p (f1 là tần số lưới điện ; p là số cặp cực ; tốc độ từ trường quay ) .Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch nên trong dây quấn rotor có dòng diện I2 chạy qua . Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ thông Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 9 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN tổng ở khe hở . Dòng điện trong dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh ra moment . Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor . Trong những phạm vi tồc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau . Sau đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ . Hệ số trượt s của máy : s= = Như vậy khi n = n1 thì s = 0 , còn khi n = 0 thì s = 1 ; khi n > n1 ,s < 0 và rotor quay ngược chiều từ trường quay n < 0 thì s > 1 . 3.1 Rotor quay cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n < n1 ( 0 < s < 1) Giả thuyết về chiều quay n1 của từ trường khe hở Φ và của rotor n như hình 1.5a .Theo quy tắc bàn tay Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 10 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN phải , xác đinh được chiều sức điện động E 2 và I2 ; theo quy tắc bàn tay trái , xac định được lực F và moment M . Ta thấy F cùng chiều quay của rotor , nghĩa là điện năng đưa tới stator , thông qua từ truờng đã biến đổi thành cơ năng trên trục quay rotor theo chiều từ trường quay n1 , như vậy đông cơ làm việc ở chế độ động cơ điện . 3.2 Rotor cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n > n1 (s < 0) . Dùng động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ dồng bộ n > n1 .Lúc đó chiều từ trường quay quét qua dây quấn rotor sẽ ngược lại , sức điện động và dòng điện trong dây quấn rotor cũng đổi chiều nên chiều nên chiều của M cũng ngược chiều n1 , nghĩa là ngược chiều với rotor , nên đó là moment hãm ( hình 1.5b ).Như vậy máy đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện ,do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện ,nghĩa là động cơ làm việc ở chế độ máy phát . 3.3. Rotor quay ngược chiều từ trường n < 0 (s > 1) Vì nguyên nhân nào đó mà rotor của máy điện quay ngược chiều từ trường quay hình 1.5c , lúc này chiều của sức điện động và moment giống như ở chế độ động cơ .Vì moment sinh ra ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại . Trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới điện vào , vừa lấy cơ năng từ động cơ sơ cấp .Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ . Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 11 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 3.4. Các đường đặc tính của động cơ không đồng bộ 3 pha Đặc tính tốc độ n = F(P2) Theo công thức hệ số trượt ,ta có : n = n1(1-s) Trong đó : s = . Khi động cơ không tải Pcu << Pdt nên s ~ 0 động cơ điện quay gần tốc độ đồng bộ n ~ n1 .Khi tăng tải thì tổn hao đồng cũng tăng lên n giảm một ít , nên đường đặc tính tốc độ là đường dốc xuống . Đặc tính moment M=f(P2) Ta có M = f(s) thay đổi rất nhiều .nhưng trong phạm vi 0 < s < sm thì đường M = f(s) gần giống đường thẳng ,nên M2 = f(P2) đường thẳng qua gốc tọa độ. Đặc tính hiệu suất  = f(P2) Ta có hiệu suất của máy điện không dồng bộ :  = 100% P tổng tổn hao, nhưng ở đây chỉ có tổn hao đồng thay đổi theo phụ tải còn các tổn hao khác là không đổi . Đặc tính hệ số công suất cos = f(P2) . Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 12 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Vì động cơ luôn luôn nhận công suất phản kháng từ lưới .Lúc không tải cos rất thấp thường < 0,2 .Khi có tải dòng điện I2 tăng lên nên cos cũng tăng . 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐCKĐB 4.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. 4.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 13 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 4.3 Điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh xung điện trở rotor Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 14 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 4.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách nối cấp trả năng lượng về nguồn. II Giới thiệu biến tần A Khái niệm: Bộ biến tần là thiết bị biến đổi năng lượng điện từ tần số công nghiệp 50Hz hoặc 60Hz sang nguồn có tần số thay đổi cung cấp cho động cơ điện xoay chiều B Giới thiệu chung Mitsubishi Electric Automation, nhà cung cấp sản phẩm tự động hóa tầm cỡ thế giới cho nhiều ngành công nghiệp mới đây đã cho ra mắt bộ biến tần tính năng cao A700 để điều khiển động cơ từ ½ đến 600 mã lực. A700 sẽ thay thế các dòng biến tần A500 và A500L của công ty cho ra mắt từ năm 1997. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 15 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN FR-A700 là dòng biến tần đầu tiên của Mitsubishi có tích hợp bộ điều khiển khả trình (PLC) và mang trong mình nhiều đặc điểm của công nghệ đặc biệt mà Mitsubishi phát triển cho các sản phẩm truyền động servo. Đặc điểm đáng chú ý như tự động điều chỉnh. Tính năng này giúp tự động bù vào sự thay đổi quán tính tải trọng. Kết quả là mang lại hoạt động trơn tru, thời gian ngưng hoạt động giảm và chi phí hoạt động thấp. “A700 nhanh hơn, thông minh hơn, khỏe mạnh hơn mọi loại biến tần chúng tôi đã giới thiệu trước đây”, ông Chris Cusick, giám đốc marketing của Mitsubishi cho biết. “Với PLC tích hợp trong A700, người sử dụng có thể điều chỉnh thiết bị theo yêu cầu ứng dụng của mình”. Có tốc độ hồi đáp 300 radian/giây, nhanh hơn 10 lần so với các dòng A500, A700 hỗ trợ hầu hết các giao thức thông dụng, gồm Profibus DP, CC-Link, DeviceNet, LonWorks, ControlNet, Modbus RTU, Metasys N2, EtherNet IP và Modbus TCP/IP, tất nhiên, cả giao thức mạng RS485 độc quyền của Mitsubishi. Ngoài ra, A700 còn hỗ trợ mạng kết nối chuyển động sợi quang cho C Cấu trúc chung của biến tần. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 16 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 1 Sơ đồ nguyên lý Khâu chỉnh lưu: Biến đổi nguồn xoay chiều về 1 chiều Khâu lọc: Tụ C lọc các thành phần điện áp xoay chiều Khâu nghịch lưu độc lập nguồn áp cầu 3 pha: Biến đổi nguồn 1 chiều thành nguồn xoay chiều 3 pha có tần số, điện áp có thể thay đổi . Các van T1,T2...T6 có thể là tranzitor công suất, mosfet, GTO, thyristor, hoặc IGBT Khâu điều khiển: Tạo xung điều khiển các van 2 Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 17 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 3 Luật điều khiển của biến tần • Tốc độ động cơ theo tần số: n = 60*f*(1 - s) / p • Mômen sinh ra tỷ lệ với từ thông và dòng điện: M = K.Φ.I.cosφ Muốn điều khiển mômen: Φ = constant M = f(I) 3.1. Luật điều khiển U/f - Duy trì tỷ số U/f không đổi - Duy trì từ thông không đổi 3.2. Điều khiển véc tơ từ thông • Nguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, chuyển các đại lượng vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng. • Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập được hệ phương trình: Từ thông Φr = K1.Id Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 18 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Mômen M = K2.Φs.Iq Id, Iq là các thành phân dọc trục và ngang trục của véc tơ dòng điện • Nguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, chuyển các đại lượng vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng. • Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập được hệ phương trình: Từ thông Φr = K1.Id Mômen M = K2.Φs.Iq Id véc tơ dòng điện dọc trục Iq véc tơ dòng điện ngang trục 4 Các ưu điểm khi sử dụng biến tần: + Giảm tổn thất điện năng +Cho phép mở rộng dải điều chỉnh tốc độ nâng cao chất lượng động lực học hệ thống +Dễ lắp đặt, vận hành đơn giản, không gian lắp đặt nhỏ Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 19 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN +Đáp ứng được nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp +Có các chế độ điều khiển thông minh và cập nhật thông số đảm bảo các chế độ vận hành, bảo vệ tốt III Tìm hiểu về biến tần FR-A700 1.1 Cấu trúc biến tần FR-A700 1.1.1 Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f1 cố định thành nguồn điện có tần số fr thay đồi được nhờ các khóa bán dẫn. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 20 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Phân loại: Biến tần được phân chia làm hai loại: a) Biến tần trực tiếp b) Biến tần gián tiếp Biến tần gián tiếp được chia làm hai loại: biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp. Ứng dụng: Bộ biến tần thường được sừ dụng để điều khiền vận tốc động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên. Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số pha. Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải động cơ ba pha. Bộ biến tần còn dược sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt điện. Bộ biến tần trong trường hợp này cung cấp năng lượng cho lò cảm ứng. 1.1.2 Cấu trúc biến tần FR-A700 Biến tần FR-A700 là biến tần nguồn áp gồm các phần cơ bản: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 21 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN + Bộ chỉnh lưu: Có nhiều dạng khác nhau, mạch tia, mạch cầu một pha hoặc ba pha. Thông thường ta gặp ,mạch cầu ba pha.Thông thường, bộ chỉnh lưu có dạng không điều khiển,bao gồm các diode mắc dạng mạch cầu. Độ lớn điện áp và tần số áp ra của bộ nghịch lưu còn có thể điều khiển thông qua phương pháp điều khiển xung thực hiện trực tiếp ngay trên bộ nghịch lưu. Ở chế độ máy phát của tải (chẳng hạn khi hãm động cơ không đồng bộ), năng lượng hãm được trả ngược về mạch một chiều và nạp cho tụ lọc Cf. Năng lượng nạp về trên tụ làm điện áp nó tăng lên và có thể đạt giá lớn có thể gây quá áp. Để loại bỏ hiện tượng quá điện áp trên tụ Cf, ta có thể đóng mạch xả điện áp trên tụ qua một điện trở mắc song song vơi tụ thông qua công tắc bán dẫn S. + Mạch trung gian một chiều: Có chứa tụ lọc với điện dung khá lớn Cf (khoảng vài ngàn µ F ) mắc vào ngõ vào của bộ nghịch lưu. Điều này giúp cho mạch trung gian hoạt động như nguồn điện áp. Tụ điện cùng với cuộn cảm Lf của mạch trung gian tạo thành mạch nắn điện áp chỉnh lưu. Cuộn kháng Lf có tác dụng nắn dòng điện chỉnh lưu. Trong nhiều trường hợp, cuộn kháng Lf không xuất hiện trong cấu trúc mạch và tác dụng nắn dòng của nó có thể được thay thế bằng cảm kháng tản máy biến áp cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu. Do tác dụng của diode nghịch đảo bộ nghịch lưu, điện áp đặt trên tụ chỉ có thể đạt các giá trị dương. Tụ điện còn thực hiện chức năng trao đổi năng lượng ảo giữa tải của bộ nghịch lưu và mạch trung gian bằng cách cho phép dòng id2 thay đổi chiều nhanh không phụ thuộc vào chiều của dòng id1. + Bộ nghịch lưu áp: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 22 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Bộ nghịch lưu là thiết bị biến đổi năng lượng điện một chiều thành năng lượng điện xoay chiều. Nghịch lưu có dạng một pha hoặc ba pha. Quá trình chuyển mạch của bộ nghịch lưu áp thường là quá trình chuyển đổi cưỡng bức. Trong trường hợp đặc biệt bộ nghịch lưu làm việc không có quá trình chuyển mạch hoặc với quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài. Từ đó ta có hai trường hợp bộ biến tần với quá trình chuyển mạch độc lậpvà quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài. 1.2 Kiểm tra sản phẩm và nhận dạng các bộ phận Mở bao bì biến tần và kiểm tra các tấm công suất trên bìa đĩa phía trước và đánh giá trên mặt bên biến tần để đảm bảo rằng sản phẩm đồng ý với đơn đặt hàng và biến tầnđược nguyên vẹn. Inverter Type Phụ kiện Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 23 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Quạt bao gồm đinh vít cố định (22K hoặc ít hơn) Những con ốc theo tiêu chuẩn Châu Âu 1.3 Lắp đặt và nối dây Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 24 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 1.3.1 Đấu dây 1.3.1.1 Sơ đồ nối dây Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 25 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 1.3.1.2 Đặc điểm kĩ thuật của các đầu cuối trên mạch chính Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 26 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 1.3.1.3 Đấu mạch điều khiển Chỉ dẫn chức năng điểm cuối có thể chọn lựa để sử dụng từ trang 178→ trang 196 (chọn lựa chức năng đầu cuối I/O) Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 27 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN (1) Tín hiệu vào Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 28 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 29 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN (2) Tín hiệu đầu ra: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 30 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 31 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 2Bảng điều khiển hoạt đông 2.1 Các phần của bảng điều khiển hoạt động2.2 Bảng điều khiển hoạt động Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 32 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 2. 2 Hoạt động cơ bản Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 33 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 2. 3 Hoạt động khóa cho một thời gian dài Hoạt động bằng cách sử dụng quay số thiết và quan trọng của bảng điều khiển hoạt động có thể được thực hiện không hợp lệ để ngăn chặn sự thay đổi tham số và bắt đầubất ngờ và ngăn chặn. Thiết lập "10" hoặc "11" Pr.161, sau đó nhấn “MODE” trong 2s để làm cho quay số thiết lập và hoạt động chính không hợp lệ.) Khi các hoạt động quay số và phím cài đặt được thực hiện không hợp lệ, “HOLD” xuất hiện trên bảng điều khiển hoạt động. Khi quay số thiết lập và hoạt động chính là không hợp lệ, “HOLD” sẽ xuất hiện nếu các hoạt động quay số hoặc phím thiết lập được thực hiện. (khi quay số thiết lập hoặc hoạt động chính không được thực hiện cho 2s, màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện.) để làm cho quay số cài đặt và hoạt động chính hợp lệ một lần nữa, nhấn “MODE” trong 2s.)  POINT Thiết lập "10" hoặc "11" (chính chế độ khóa hợp lệ) trong Pr.161 cài đặt tần số / lựa chọn hoạt động chính khóa.  OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Bấm “ PU/EXT” để chọn chế độ hoạt động PU. 3. Bấm “MODE” để chọn tham số cài đặt. 4. Vặn núm điều chỉnh cho tới khi P.16 1(Pr.161) xuất hiện. 5. Nhấn “SET” để đọc các giá trị hiện đang thiết lập. "0" (giá trị ban đầu) xuất hiện.) Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 34 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 6. Vặn núm điều chỉnh để thay đổi nó với giá trị cài đặt "10" 7. Nhấn “SET” để cài. 8. Nhấn "MODE" với 2s để hiển thị chế độ khóa phím. Hợp lệ ngay cả trong tình trạng hoạt động các chức năng khóa.  CAUTION Phát hành các khóa hoạt động để giải phóng dừng PU bởi hoạt động chính. 2.4 Giám sát đầu ra dòng điện và đầu ra điện áp  POINT Màn hình hiển thị tần số đầu ra, đầu ra điện áp và đầu ra dòng điện có thể được thay đổibằng cách nhấn "" trong chế độ giám sát.  OPERATION 1. Bấm "MODE" trong khi hoạt động để lựa chọn tần số đầu ra màn hình 2. Không phụ thuộc và dù biến tần đang chạy trong bất kỳ chế độ hoạt động hoặc tại một điểm,màn hình đầu ra dòng điện xuất hiện bằng cách nhấn "SET". 3. Bấm "SET" để hiển thị màn hình điện áp đầu ra. 2.5 Ưu tiên đầu tiên của màn hình Giữ phím "SET" trong 1 giây để cài đặt màn hình mô tả được xuất hiện đầu tiên ở chế độmàn hình. (để trở về màn hình tần số đầu ra, giữ phím "SET" trong 1 giây sau khi hiển thị màn hình tần số đầu ra). 2.6 Thay đổi giá trị thông số cài đặt Thay đổi Ví dụ: Thay đổi tần số tối đa Pr.1 OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình theo dõi sẽ Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 35 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN xuất hiện.) 2. Nhấn “PU/EXT“ để chọn cách vận hành PU. 3. Nhấn “ MODE“ để chọn tham số cài đặt chế độ. 4. Vặn múm điều chỉnh cho tới khi xuất hiện P. 1(Pr. 1). 5. Nhấn “ SET” để đọc giá trị cài đặt hiện tại. « 120.0 » (giá trị ban đầu) xuất hiện. 6. Vặn núm điều chỉnh để thay đổi giá trị cần thiết lập « 60.00 » 7. Nhấn “SET” để thiết lập. Bằng cách vặn múm điều chỉnh, bạn có thể đọc thông số khác. Bấm "SET"để hiển thị lại các cài đặt. Bấm "SET" hai lần để hiển thị các thông số tiếp theo. Bấm "MODE" hai lần để trở về màn hình để theo dõi tần số. 2.7 Xóa tham số, xóa tất cả tham số POINT Thiết lập "1 " trong Pr. CL các tham số xóa, tất cả các các tham số ALLC xóa để khởi tạo tất cả các các tham số. (thông số không được xóa khi "1" là thiết lập trong Pr 77 lựa chọn. ghi các thông số. Hãy tham khảo danh sách các các tham số trên trang 88 và sau đó trong tham số đểđược xóa với hoạt động này OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình theo dõi sẽ xuất hiện. 2. Bấm "PU/EXT" để chọn các vận hành PU. 3. Bấm "MODE" để chọn chế độ cài đặt các tham số. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 36 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 4. Vặn núm điều chỉnh cho đến khi "Pr.CL", "ALLC" xuất hiện. 5. Bấm "SET" để đọc các giá trị hiện đang thiết lập. "0" (giá trị ban đầu) xuất hiện. 6. Vặn núm điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ để thay đổi nó với giá trị cài đặt của "1 ". 7. Bấm "SET" để thiết lập. 2.8 Các thông số sao chép và các tham số xác minh 1) Sao chép tham số Nhiều biến tần và các thiết lập các tham số có thể được sao chép. OPERATION 1. Kết nối bảng điều khiển vận hành đến các biến tần nguồn sao chép. 2. Bấm "MODE" để chọn chế độ cài đặt các tham số. 3. Xoay núm điều chỉnh cho đến khi “PCPY” (các tham số bản sao) xuất hiện. 4. Bấm "SET" để đọc các giá trị hiện đang thiết lập. "0" (giá trị ban đầu) xuất hiện. 5. Vặn núm điều chỉnh để thay đổi nó đến giá trị cài đặt "1" 6. Bấm "SET" để sao chép các thong số nguồn vào bảng vận hành. 7. Kết nối bảng điều khiển vận hành đến các biến tần nguồn sao chép. 8. Sau các bước thực hiện 2Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 37 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 5, xoay núm điều chỉnh để thay đổi tới "2". 9. Bấm "SET" để ghi các thông số sao chép vào bảng điều khiển vận hành cho các biến tầnđích. 10. Khi sao chép hoàn tất, "2" và "PCPY" nhấp nháy. 11. Sau khi viết các giá trị tham số cho các biến tần sao chép đích , luôn luôn đặt lại các biến tần, ví dụ: chuyển đổi điện ra một lần, trước khi bắt đầu vận hành. 2) Các thông số xác minh Bất kể giá trị tham số tương tự được thiết lập trong biến tần khác hoặc không thể được kiểm tra. OPERATION 1.Thay thế bảng điều khiển hoạt động về biến tần được xác minh. 2. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 3. Bấm "MODE" để chọn chế độ cài đặt thông số. 4. Xoay núm điều chỉnh cho đến khi “PCPY” (tham số bản sao) xuất hiện. 5. Bấm "SET" để đọc các giá trị hiện đang thiết lập. 6. Xoay núm điều chỉnh để thay đổi nó để thiết lập giá trị "3" (tham số bản sao xác nhận chế độ). 7. Bấm "SET" để đọc các thông số cài đặt của biến tần xác minh vào bảng hoạt động. • Nếu các thông số khác nhau tồn tại, con số tham số khác nhau và “rE3” nhấp nháy. • Giữ "SET" để xác minh. 8. Nó không có sự khác biệt, “PCPY” và “3” nhấp nháy để hoàn thành xác minh. 3 Khởi động / dừng từ bảng hoạt động (PU operation mode) POINT Từ đâu có được các lệnh tần số ? Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 38 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Hoạt động ở tần số thiết lập tại chế độ cài đặt tần số của bảng điều khiển hoạt động Hoạt động bằng cách sử dụng quay số cài đặt như là âm lượng Thay đổi tần số với thiết bị chuyển mạch ON / OFF kết nối tới các đầu bắt dây Cài đặt tần số với một thiết bị điện áp ra Cài đặt tần số với một thiết bị dòng ra 3.1 Thiết lập tần số cài đặt để hoạt động (ví dụ: Hoạt động thực tại 30Hz) OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Bấm "PU/EXT" để chọn chế độ hoạt động PU. 3. Xoay núm điều chỉnh để hiển thị tần số bạn muốn thiết lập. Các tần số nhấp nháy trong khoảng 5s. 4. Trong khi giá trị hiện nhấp nháy, nhấn "SET" để cài đặt tần số. (Nếu bạn không nhấn "SET", những giá trị nhấp nháy khoảng 5s và sau đó hiển thị trở Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 39 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN về 0.00 Hz. Vào lúc này, trở về "Step 3" và thiết lập tần số nhấp nháy.) 5. Sau khi giá trị nhấp nháy trong khoảng 3s, màn hình hiển thị trở về 0.00. Bấm "FWD" (hoặc "REV") để bắt đầu hoạt động. 6. Để thay đổi tần số thiết lập, thực hiện các thao tác trong các bước 3 và 4 trên. (Bắt đầu từ tần số cài đặt trước đó.) 7. Nhấn "STOP/RESET" để dừng. REMARKS Bấm vào núm điều chỉnh để hiển thị tần số cài đặt . Núm điều chỉnh cũng có thể được sử dụng như một chiết áp để thực hiện thao tác. 3.2 Sử dụng quay số cài đặt như một chiết áp để thực hiện thao tác. POINT Thiết lập "1" (cài đặt chế độ quay số chiết áp) tại Pr. 161 Tần số cài đặt / lựa chọn thao tác chính khóa. Operation 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Bấm "PU/EXT" để chọn chế độ hoạt động PU. 3. Thay đổi Pr. 161 tới giá trị cài đặt " 1 ". 4. Nhấn "FWD" (hoặc "REV") để bắt đầu biến tần. 5. Xoay núm điều chỉnh cho đến khi "60.00" xuất hiện. Tần số nhấp nháy là tần số cài đặt. Bạn không cần phải nhấn "SET". REMARKS Nếu "60.00" nhấp nháy chuyển sang "0.0", Pr. 161 Tần số cài đặt / lựa chọn thao tác chính khóa có thể không lựa chọn " 1 ". Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 40 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Độc lập với biến tần đang chạy hoặc dừng, tần số có thể được cài đặt bởi thao tác xoay. 3.3 Sử dụng thiết bị chuyển mạch để cung cấp cho một lệnh khởi động và một lệnh tần số (đa tốc độ cài đặt) POINT: Sử dụng "FWD" / "REV" để cung cấp một lệnh bắt đầu. Pr. 79 lựa chọn chế độ hoạt động phải được thiết lập đến " 4 " (bên ngoài / PU kết hợp 2chế độ thao tác) Các giá trị ban đầu của đầu bắt dây RH, RM, RL là 60Hz, 30Hz, và 10Hz. Hoạt động ở tốc độ-7 có thể được thực hiện bằng cách bật đồng thời hai (hoặc ba) đầu bắt dây. OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Thay đổi Pr. 79 thiết lập đến " 4 ". Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 41 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 3. Bấm công tắc khởi động "FWD" (hoặc "REV"). “FWD” (hoặc “REV” ) nhấp nháy. Khi tần số các lệnh không cho, nó nhấp nháy. 4. Bật công tắc tốc độ thấp (RL). Các tần số đầu ra tăng tới 10Hz theo Pr. 7 Thời gian tăng tốc. 5. Tắt công tắc tốc độ thấp (RL). Các tần số đầu ra giảm đến 0Hz theo Pr. 8 Thời gian giảm tốc. 6. Tắt công tắc khởi động "STOP/RESET". “FWD” (hoặc “REV”) sẽ tắt. 3.4 Thực hiện các cài đặt tần số bằng tín hiệu tương tự (điện áp đầu vào) POINT Sử dụng "FWD" / "REV" cung cấp cho một lệnh bắt đầu. Pr. 79 lựa chọn chế độ hoạt động phải được thiết lập đến " 4 " (bên ngoài / PU kết hợp 2 chế độ hoạt động ) OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Thay đổi Pr. 79 cài đặt tới " 4 ". 3. Khởi động Bấm công tắc khởi động "FWD" (hoặc "REV"). Dấu hiệu của tình trạng hoạt động FWD (hoặc REV) nhấp nháy. 4. Tăng tốc → không đổi tốc độ Xoay núm điều chỉnh (tần số thiết lập chiết) chiều kim đồng hồ từ từ đến đầy đủ. Giá trị tần số trên chỉ tăng Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 42 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN lên theo Pr. 7 Tăng tốc cho đến khi 60Hz được hiển thị. 5. Sự chậm lại Xoay khối điều chỉnh (cài đặt tần số chiết áp) ngược chiều kim từ từ đến khi đến tần số cần cài đặt. Giá trị tần số trên chỉ giảm theo Pr. 8 Thời gian giảm tốc đến khi 0.00Hz được hiển thị và chỉ dẫn tình trạng hoạt động FWD hoặc REV sẽ nhấp nháy .Động cơ dừng lại. 6. Stop Bấm "STOP/RESET". Dấu hiệu của tình trạng hoạt động “FWD” (hoặc “REV”) sẽ tắt. 3.5 Thực hiện cài đặt tần số dạng tương tự (dòng điện đầu vào) OPERATION 1. Màn hình lúc bật nguồn. Màn hình hiển thị giám sát sẽ xuất hiện. 2. Thay đổi Pr. 79 cài đặt đến " 4 ". 3. Khởi động Kiểm tra xem trong 4 đầu bắt dây Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 43 Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN chọn tín hiệu đầu vào ( AU) là ON. Bấm công tắc khởi động "FWD" (hoặc "REV"). Dấu hiệu tình trạng hoạt động “FWD” hoặc “REV” nhấp nháy. 4. Tăng tốc → không đổi tốc độ Sử dụng 20mA đầu vào. Giá trị tần số trên chỉ tăng lên theo Thời gian tăng tốc Pr. 7 cho đến khi 60.00Hz được hiển thị. 5. Sự giảm tốc Sử dụng 4mA đầu vào. Giá trị tần số trên chỉ giảm theo Thời gian giảm tốc Pr. 8 cho đến khi 0.00Hz được hiển thị và các dấu hiệu cho thấy tình trạng hoạt động “FWD” hoặc “REV” nhấp nháy. Động cơ dừng lại. 6. Stop Bấm "STOP/RESET". “FWD” hoặc “REV” chỉ dẫn tình trạng hoạt động sẽ tắt. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 44

Đề tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha

Nội dung