Đang tải... (xem toàn văn)
1.1Cài đặt tần số tối đaẤn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.1 → ấn SET → chọn số 120 Hz (cài tần số tối đa) → ấn SET.1.2Cài đặt tần số tối thiểuẤn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.2 → ấn SET → chọn số0 Hz (cài tần số tối thiểu) → ấn SET.1.3Cài đặt giới hạn tần số tối đaẤn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.18 → ấn SET → chọn số 120 Hz (cài giới hạn tần số tối đa) → ấn SET.
Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa Contents 1 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa CHƯƠNG IBIẾN TẦN VÀ VAI TRÒ TRONG ĐỜI SỐNG I. VAI TRÒ Năng lượng là nguồn lực quan trọng cho mọi hoạt động sản xuất, là yếu tố đảm bảo cho sự phát triển của mỗi quốc gia.Tuy nhiên, việc sử dụng năng lượng lãng phí và kém hiệu quả vẫn còn rất lớn, thông tin hướng dẫn doanh nghiệp lựa chọn những thiết bị tiết kiệm năng lượng vẫn còn rất hạn chế.Phần lớn các doanh nghiệp hiện nay sử dụng các thiết bị, công nghệ lạc hậu có hiệu suất thấp, việc quản lý năng lượng chưa được chú ý đúng mức dẫn đến tổn thất cao.Để khắc phục nhược điểm này người ta sử dụng biến tần nhằm nâng cao hiệu suất cho động cơ xoay chiều trong các dây chuyền sản xuất. Biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ đã đem lại những lợi ích sau: - Hiệu suất làm việc của máy cao; - Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn; - An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy - Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và vận hành. - Ngoài ra, hệ thống máy có thể kết nối với máy tính ở trung tâm. Từ trung tâm điều khiển nhân viên vận hành có thể thấy được hoạt động của hệ thống và các thông số vận hành (áp suất, lưu lượng, vòng quay ), trạng thái làm việc cũng như cho phép điều chỉnh, chẩn đoán và xử lý các sự cố có thể xảy ra. - Điều khiển biến tần ở chế độ PU là sử dụng các phím chức năng được tích hợp trong phần cứng của biến tần để điều khiển hoặc được đưa ra mặt tủ thông qua cáp kết nối. II. GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN MITSHUBISHI D700 1. Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí.Biến tần thường sử dụng các linh kiện bán dẫn để 2 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa đóng ngắt tuần tự các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay rô-to (rotor). Hình 1.2.1 Sơ đồ cấu tạo biến tần 2. Thông số kỹ thuật Biến tần Mitsubishi D700 - Công suất:0.4- 7.5 kW. - Dải tần số ngõ ra: 0.5…120Hz. - Nguồn cung cấp: 3 pha 380/460 VAC, 50/60 Hz. - Phương pháp điều khiển: V/F, Sensorless Vector. - Có sẵn biến trở điều khiển tốc độ. - 15 cấp tốc độ điều khiển. - 1 ngõ vào Analog 4…20mA. - 1 ngõ vào Analog 0…5V hoặc 0… 10V. - Truyền thông: RS-485 - Nhiệt độ làm việc: 50 độ C - Khả năng quá tải: 150% trong 60s, 200% trong 0.5s… - Cấp độ bảo vệ: IP 20. 3. Chức năng cơ bản Khả năng làm việc an toàn và đơn giản, FR-D700 là dòng biến tần mới với thiết kế nhỏ gọn và có nhiều cải tiến về chức năng làm việc. Cải thiện nhiều chức năng, tích hợp Digital Dial với đèn LED hiển thị, hiệu suất thi hành lệnh tăng-giảm tốc độ được cải thiện như việc tích hợp chức năng dừng khẩn cấp. 3 Hình 1.2.2 Biến tần MITSHUBISHI D700 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa FR-D700 đặc biệt thuận tiện cho việc lắp đặt cũng như thân thiện với người sử dụng. Ứng dụng sản phẩm: cấp liệu, băng tải, dụng cụ gia công cơ khí-cắt gọt, cửa và cổng tự động. An toàn với khả năng tự tìm lỗi: biến tần có bộ kiểm tra hoạt động với chức năng đảm bảo an toàn khi làm việc. Ví dụ: nếu tốc độ quay của quạt giảm 50% thì nó sẽ nhanh chóng báo động. Bộ giám sát chương trình bên trong đo sự già hoá của tụ điện và bộ đếm giờ vận hành làm cho người vận hành có thời gian lên kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng máy. Chức năng bảo vệ và quá tải với hệ thống kiểm tra sự cố phase cho cả đầu vào và ra đảm bảo hoạt động không xảy ra hỏng hóc. Tăng khả năng tiết kiệm điện: FR-D700 với chức năng OEC giúp sự tiêu hao năng lượng, công suất của động cơ trở nên tối ưu hơn. Kết quả là làm giảm đi nhu cầu năng lượng hơn so với các biến tần bình thường. 4 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa CHƯƠNG 2 ĐẤU NỐI VÀ CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN I. ĐẤU NỐI THIẾT BỊ 1. Đấu nối - Cấp nguồn cung cấp vào các chân R/L1, S/L2, T/L3. - Kết nối động cơ với chân U, V, W. - Không được phép đấu ngược lại vì sẽ làm hư biến tần. Hình 2.1 Mạch động lực 5 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa 6 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa Hình 2.1 Sơ đồ đấu nối biến tần Mitshubishi D700 2. Sơ đồ khối Ký hiệu Tên Mô tả Mạch động lực R,S,T(L1,L 2,L3) Ngõ vào cung cấp nguồn AC Nối đến nguồn cung cấp.Khi sử dụng nguồn AC một pha, nối vào R(L1) và S(L2).Khi sử dụng bộ biến đổi hệ số công suất cao (FR-HC) hoặc (FR-CV) thì không cần nối đến bất kì đường nào. U, V, W Ngõ ra của inverter Nối đến động cơ 3 pha rotor lồng sóc. P,PR(+,P) Kết nối điện trở hãm Hai ngõ này được sử dụng để kết nối đến điện trở hãm. P, N (+ -) Kết nối đến bộ phận hãm Hai ngõ này được kết nối đến bộ phận hãm và bộ biến đổi hệ số công suất lớn (FR- HC). P,P1(+,P1) Nhân tố cải thiện hệ số công suất Không kết nối tắt giữa P(+) và Pl, nối cuộn dây DC cải thiện hệ số công suất vào. Đất (Ground, Earth) Chân nối đất inverter. Phải luôn nối đất cho inverter. Mạch điều khiển (tín hệu vào) STF Khởi động động cơ quay thuận Khởi động động cơ quay thuận khi ngõ ra STF-SD là ON. STR Khởi động động cơ quay ngược Khởi động động cơ quay ngược khi ngõ ra STR-SD là ON. RH, RM, RL Chọn lựa đa tốc độ Chọn lựa nhiều tốc độ khi các ngõ RH, RM, RL với SD. 7 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa MRS Dừng ngõ ra Khi nối tắt hai cực MRS và SD trong khoảng 20ms thì sẽ ngắt tín hiệu ra của inverter.Tín hiệu này được dùng để ngắt ngõ ra của inverter khi dừng động cơ bằng hãm từ. RES Reset Xóa trạng thái đang hoạt động khi cho mạch hoạt động bảo vệ. Nối tắt 2 cực RES- SD trong 0.1s (hoặc hơn) sau đó hở mạch. Hệ số đặt phải luôn reset. SD Tiếp điểm vào chung Nối với các tiếp điểm vào và đồng hồ hiển thị. Tiếp điểm ra có điện áp ra 24V DC và dòng 0,1A. PC Chân chung các transistor bên ngoài. Khi nối với một ngõ ra của transistor (ngõ ra cực thu hở), như là PLC. Dùng nguồn vào khoảng 24 V DC, 0.1 A. 10 Nguồn cung cấp để định tần số nguồn 5V DC. Dòng tải 10mA. 2 Định tần số (dòng điện) Khi ngõ vào từ 0-5V DC (hoặc từ 0-10V DC), tần số ra lớn nhất đạt được tại 5V (hoặc 10V).Ngõ vào và ngõ ra có quan hệ tỉ lệ. Có thể thay đổi mức điện áp 5V hay 10V bằng cách sử dụng Pr.73. Điện trở vào là 10KΩ. Điện áp vào có thể chịu đến 20V. 4 Thiết lập tần số (dòng điện) Tín hiệu vào từ 4-20mA DC.Tần số ra lớn nhất tại 20mA. Bộ inverter được điều chỉnh để tại 4mA cho ra tần số là 0Hz và 20mA cho tần sổ là 60Hz. Dòng tối đa có thể có thể chịu được là 30mA.Điện trở vào khoảng 250Ω. 5 Ngõ vào chung để định tần số. Chân chung cho tín hiệu điều chỉnh tần số (chân 1,2 hoặc 4). Không được nối đất chân này. A,B,C Tín hiệu báo động ngõ ra Tiếp điểm báo mạch bảo vệ của inverter đã hoạt động và ngõ ra đã dừng. 200V AC 0.3A hoặc 30V DC 0.3A. Khi báo động thì nối mạch giữa A-C và hở mạch giữa B-C. 8 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa RUN Inverter đang hoạt động Ngõ ra là mức thấp L khi tần số ra của inverter luôn hơn tần số bên ngoài. Ngõ ra là mức cao H khi dừng inverter hoặc trong suốt quá trình hãm DC.Tải có thể cho phép chịu được là 24V DC 0.1A. FU Dò tần số Ngõ ra ở mức L khi tần số ra cao hơn tần số định trước. Ngõ ra ở mức H khi tần số ra thấp hơn tần số định trước. Tải có thể chịu được là 24V DC 0.1 A. SE Ngõ ra chung cực thu hở Đây là ngõ ra cho các chân RUN và FU. FM Dùng cho đồng hồ hiển thị Chọn một tần số từ ngõ ra và tần số ngõ ra là tuyến tính.Điện áp ra là dạng xung, vì thể có thể kết nối một đồng hồ hiển thị số. Đặc điểm xung: 1440xung/giây tại 60Hz. Giao tiếp Đầu nối PU Giao tiếp RS-485 có thể được thực hiện khi sử dụng đầu nối PU 3. Nguyên lý hoạt động Tín hiệu vào là điện áp xoay chiều một pha hoặc ba pha. Bộ chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều. Bộ lọc có nhiệm vụ san phẳng điện áp một chiều sau chỉnh lưu. Nghịch lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có tần số có thể thay đổi được. Điện áp một chiều được biến thành điện áp xoay chiều nhờ việc điều khiển mở hoặc khóa các van công suất theo một quy luật nhất định. Bộ điều khiển có nhiệm vụ tạo tín hiệu điều khiển theo một luật điều khiển nào đó đưa đến các van công suất trong bộ nghịch lưu. Ngoài ra nó còn có chức năng sau: - Theo dõi sự cố lúc vận hành. - Xử lý thông tin từ người sử dụng. 9 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa - Xác định thời gian tăng tốc, giảm tốc hay hãm. - Xác định đặc tính - momen tốc độ. - Xử lý thông tin từ các mạch thu thập dữ liệu. - Kết nối với máy tính. Mạch kích là bộ phận tạo tín hiệu phù hợp để điều khiển trực tiếp các van công suất trong mạch nghịch lưu.Mạch cách ly có nhiệm vụ cách ly giữa mạch công suất với mạch điều khiển để bảo vệ mạch điều khiển. Màn hình hiển thị và điều khiển có nhiệm vụ hiển thị thông tin hệ thống như tần số, dòng điện, điện áp và để người sử dụng có thể đặt lại thông số cho hệ thống. Các mạch thu thập tín hiệu như dòng điện, điện áp nhiệt độ biến đổi chúng thành tín hiệu thích hợp để mạch điều khiển có thể xử lý được. Ngoài ra còn có các mạch làm nhiệm vụ bảo vệ khác như bảo vệ chống quá áp hay thấp áp đầu vào Các mạch điều khiển, thu thập tín hiệu đều cần cấp nguồn, các nguồn này thường là nguồn điện một chiều 5, 12, 15VDC yêu cầu điện áp cấp phải ổn định. Bộ nguồn có nhiệm vụ tạo ra nguồn điện thích hợp đó. 4. Chức năng của các phím Phím Chức năng Dùng để thay đổi tần số và tham số cài đặt. Khởi động động cơ. Chức năng ngừng: Nhấn phím này để ngừng motor và cùng lúc màn hình sẽ nháy sáng lệnh điều khiển. Chức năng reset: Khi có lỗi xảy ra nhấn phím STOP để khởi động lại inverter và lưu báo lỗi vào bộ nhớ. Dùng để thay đổi chức năng cài đặt. Ghi lại một giá trị được thiết lập ở chế độ cài đặt. Thay đổi chế độ PU hoặc chế độ tín hiệu bên ngoài. 10 [...]... (cài tần số cơ bản) → ấn SET 1.5 Biểu đồ tần số 11 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa Hình 2.2.1 Biểu đồ cài đặt tần số Biểu đồ này cho ta thấy chúng ta cài đặt tần số thấp nhất ở Pr.2 Tần số cao nhất ở Pr.1 Khi ta cài đặt giới hạn tần số thì tần số cao nhất chúng ta có thể cài đặt ở Pr1 bao giờ cũng thấp hơn Pr.18 2 Tránh điểm cộng hưởng cơ học Chức năng này giúp chúng ta phòng tránh được các tần. .. 2 Cho băng chuyền mô-men xoắn 12 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa 3 không đổi (tại tăng cường quay ngược lại 0%) Cho băng chuyền mô-men xoắn không đổi (tại tăng cường quay thuận 0%) Tùy thuộc vào loại tải mà chúng ta cài đặt biến tần phù hợp để biến tần hoạt động tối ưu nhất 4 Chạy nhiều cấp tốc độ (multi-speed operation) 4.1 Giới thiệu Biến tần Mitshubishi D700 cho phép cài đặt 15 cấp tốc... nghịch) các phím điều khiển 18 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa CHƯƠNG 3CÁC MẠCH CƠ BẢN SỬ DỤNG BIẾN TẦN VÀ CẢI TIẾN MẠCH I VẬN HÀNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ THÔNG QUA BIẾN TẦN Ở CHẾ ĐỘ PU 1 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị T T 1 2 3 4 5 6 7 Tên thiết bị Nguồn cung cấp điện 3 pha AC MCCB 3P 32A CB 1P Nút ấn xoay 2 vị trí 10A Công tắc tơ Biến tần loại 3 pha 1 HP Misubishi D700 Động cơ điện 3 pha 1HP.. .Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa II CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN 1 Giới hạn tần số ngõ ra 1.1 Cài đặt tần số tối đa Ấn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.1 → ấn SET → chọn số 120 Hz (cài tần số tối đa) → ấn SET 1.2 Cài đặt tần số tối thiểu Ấn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.2 → ấn SET → chọn số0 Hz (cài tần số tối thiểu) → ấn SET 1.3 Cài đặt giới hạn tần số tối đa Ấn MODE... KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ THÔNG QUA BIẾN TẦN Ở CHẾ ĐỘ PU 1 Chuẩn bị dụng cụ thiết bị T T 1 2 3 4 5 6 7 8 Tên thiết bị Nguồn cung cấp điện 3 pha AC MCCB 3P 32A CB 1P Nút ấn xoay 2 vị trí 10A Công tắc tơ Biến tần loại 3 pha 1 HP Misubishi D700 Động cơ điện 3 pha 1HP Bộ biến trở 1KΩ Số lượng 1 1 1 1 1 1 1 1 2 Đấu nối Đấu nối mạch động lực và mạch điều khiển như hình dưới 21 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng... 10s 4 8 24 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa 4 Vận hành 4.1 Chạy ở 3 cấp tốc độ Biến tần cài đặt sẵn 3 cấp tốc độ đầu tiên là 10, 30, 50 Hz Nhưng chúng ta có thể chọn tùy ý Trên bàn phím biến tần bấm nút RUN, lúc này đèn tín hiệu nhấp nháy Gạt công tắt RL lên, động cơ bắt đầu khởi động và chạy ở tần số 10 Hz Tắt công tắc RL, bật công tắt RM lên động cơ bắt đầu khởi động và chạy ở tần số 30 Hz... nghiệp như băng chuyền, băng tải… 27 Đồ án kỹ thuật điện I GVHD Phan Trọng Nghĩa CHƯƠNG 4ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN TRONG CÔNG NGHIỆP Hiệu quả Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại Chính vì vậy, năng lượng tiêu thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi... tế thì với một động cơ sơ cấp khoảng 100 KW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ 3 tháng đến 6 tháng Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến tần này và đã có kết quả rõ rệt Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ truyền động cho bơm và... Biến tần AC có công suất nhờ có thể sử dụng để điều khiển những máy - công tác như xứa gỗ,khuấy trộn, sao chè, nâng hạ Giảm tiếng ồn công nghiệp Môt số ví dụ thưc tiễn: ứng dụng chính của biến tần Giảm bớt các chi phí sản xuất, giá thành bào dưỡng và đồng thời nâng cao tuổi thọ cho các thiết bị đó là đòi hỏi tất yếu của hầu hết các dây truyền sản 28 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa xuất .Biến. .. thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa xuất .Biến tần là một giải pháp hàng đầu cho việc tối ưu hoá điều khiển động cơ Biến tần rất đa dạng về chủng loại, tuỳ theo từng nhu cầu cụ thể mà người sử dụng có thể chọn loại thích hợp nhất cho dây chuyền và động cơ của mình Một số ứng dụng cơ bản như sau: 1.Bơm nước: Đây là giải pháp ứng dụng phổ biến nhất của biến tần: 1.1 .Biến tần cho bơm cấp 2 (Điều khiển lưu lượng) . làm hư biến tần. Hình 2.1 Mạch động lực 5 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa 6 Đồ án kỹ thuật điện GVHD Phan Trọng Nghĩa Hình 2.1 Sơ đồ đấu nối biến tần Mitshubishi D700 2. Sơ đồ khối Ký. đưa ra mặt tủ thông qua cáp kết nối. II. GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN MITSHUBISHI D700 1. Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và. = 3000. Thì tần số tối đa là 200 Hz. 1.4 Cài đặt tần số cơ bản Ấn MODE → xoay núm điều chỉnh đến P.3 → ấn SET → chọn số 50 Hz (cài tần số cơ bản) → ấn SET. 1.5 Biểu đồ tần số 11 Đồ án kỹ thuật