Tập bài giảng Thực hành Truyền động điện

iện áp định mức cho động cơ. Bước 13: Duy trì điện áp định mức cấp cho động cơ, đồng thời điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để kg-cm đạt định mức. Bước 14: Điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để kg-cm giảm dần về 0. Lấy số liệu về sự thay đổi tốc độ theo mômen của động cơ. Ghi lại các cặp giá trị của mômen kg-cm và tốc độ quay rpm của động cơ hiển thị trên SPEED METER và TORQUE METER của thiết bị đo công suất kiểu bột từ vào bảng 4.5. 89 Bảng 4.5. Giá trị đo M, n, khi R = Rf1 M n Bước 15: Ngắt cầu dao CD. Bước 16: Điều chỉnh biến trở phụ đến vị trí Rf = Rf2. Bước 17: Đóng cầu dao CD cấp điện áp định mức cho động cơ. Bước 18: Duy trì điện áp định mức cấp cho động cơ, đồng thời điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để kg-cm đạt định mức. Bước 19: Điều chỉnh từ từ “TORQUE ADJ” của bộ hãm thiết bị đo công suất kiểu bột từ để kg-cm giảm dần về 0. Lấy số liệu về sự thay đổi tốc độ theo mômen của động cơ. Ghi lại các cặp giá trị của mômen kg-cm và tốc độ quay rpm của động cơ hiển thị trên SPEED METER và TORQUE METER của thiết bị đo công suất kiểu bột từ vào bảng 4.6. Bảng 4.6. Giá trị đo M, n, khi R = Rf2 M n  Những công việc cần chú ý trong quá trình tiến hành thực hành: - Trước khi tiến hành thực hành cần phải kiểm tra lại các thiết bị, máy móc có gẫy, vỡ, kẹthay không? Nếu tất cả các thiết bị, máy móc đều tốt thì tiến hành thực hành theo tuần tự các bước nêu ở trên. - Khi chưa nối điện trở phụ muốn khởi động động cơ rôto dây quấn phải nối ngắn mạch ba đâu dây K, L, M. - Trong lúc tiến hành thực hành, nếu có sự cố bất ngờ thì phải lập tức ấn vào nút mầu đỏ công tắc nguồn tổng trên môđun nguồn xoay chiều để bảo vệ an toàn cho người và thiết bị. 3.Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng bộ biến tần TOSHIBA 90 a.Thiết bị, dụng cụ, vật tư phục vụ 1 bàn thực hành TT Tên thiết bị Đơn vị tính Số lượng 1 Áptômat 3 pha 380 V-30A Cái 1 2 Áptômat 1 pha 250 V-15A Cái 1 3 Biến tần TOSHIBA-VFS9S-4007PL Cái 1 4 Rơ le trung gian 220V- 5A Cái 4 5 Dây điện PVC 1x1,5 ( đồng mềm) m 20 6 Dây điện PVC 1x1( đồng mềm) m 20 7 Cầu đấu dây động lực 12 đầu cốt cái 1 8 Cầu đấu dây điều khiển 12 đầu cốt cái 1 9 Đầu cốt  4 cái 50 10 Đầu cốt  3 cái 50 11 Động cơ không đồng bộ 3 pha 380/220V- 0,75KW cái 1 12 Biến trở điều chỉnh 10k cái 1 13 Nút bấm điều khiển bộ 3 14 Dây nối m 30 15 Bút thử điện cái 1 16 Đồng hồ vạn năng cái 1 17 Kìm mỏ nhọn cái 1 18 Kìm cắt cái 1 19 Tuốcnôvít cái 1 20 Băng dính cách điện cuộn 1 91 b.Các bước thực hành Bước 1: Nắm được chức năng chính, các thông số kỹ thuật của bộ biến tần TOSHIBA Biến tần TOSHIBA là hãng biến tần lớn của Nhật Bản đang được sử dụng nhiều trong các máy sản xuất công nghiệp. "TOSVERT VF-S9" VF-S9 Hình 4.8. Hình dạng biến tần VF-S9S hãng TOSHIBA  Chức năng chính của bộ biến tần: Hình 4.9: Giao diện mặt biến tần VF-S9S ( BOP- Basic Operator Panel). TRONG ĐÓ: - Đèn ECN: là đèn báo sáng khi hệ thống đang hoạt động ở chế độ tiết kiệm năng lượng. - Đèn chiết áp: báo sáng khi chiết áp được sử dụng. - Đèn VEC: sáng khi hệ thống đang chạy ở chế độ điều khiển vector. 92 - Đèn RUN: sáng khi bộ biến tần đang hoạt động. - Đèn MON: sáng khi màn hình của bộ biến tần đang hoạt động. - Đèn PRG: sáng khi ta cài đặt các tham số của biến tần. - Phím MON: dùng để hiển thị thông tin lên màn hình. - Phím ENT: dùng để lưu các thông số vừa cài đặt khi được nhấn. - Phím RUN: dùng để nhấn cho phép chạy biến tần. - Phím DOWN/UP: dùng để thay đổi các giá trị lên hoặc xuống. - Chiết áp: dùng để chỉnh tần số một cách vô cấp khi người sử dụng xoay . - Phím STOP: dùng để dừng động cơ khi đang hoạt động .  Thông số kỹ thuật biến tần VF-S9S Nhìn vào nhãn biến tần VF-S9S ta có thể thấy được các thông số kỹ thuật:  Giao diện bảng điều khiển mở rộng(TERMINALS). Biến tần có thể được điều khiển từ nhiều vị trí khác nhau. Ta có thể điều khiển biến tần từ BOP và cũng có thể điều khiển biến tần từ một PANEL kết nối ngoài biến tần (tránh trường hợp dây dẫn từ động cơ tới biến tần quá dài gây quá dòng). Để kết nối tới PANEL ta có thể kết nối dây trên TERMINALS như sau: Hình 4.10: Kết nối bảng điều khiển mở rộng 93 Chiết áp dùng để điều khiển thay đổi tần số khi chọn nguồn lệnh điều khiển tần số bằng chiết áp ngoài. Các nút bấm dùng để thay đổi chiều quay (quay thuận, quay ngược). Khi ta dùng nút bấm không duy trì thì nó trở thành nút chạy nhắp. Nút reset để xóa lệnh trước đó. Thông số kỹ thuật của VFS9S-4007PL Nguồn cung cấp (380 - 500)  10% Điện áp đầu vào(V) 50 – 60 Tần số(HZ ) Công xuất đầu ra định mức 1.8 KVA Dòng đầu ra định mức 2.3 (A) Điện áp đầu ra định mức 380 - 500 3 pha(V) Thời gian quá tải định mức 60s với 150% Iđm 0.5 với 200% Iđm Giây Cấp bảo vệ IP 20 Tần số định mức đầu ra 0.5 – 400 Hz Thời gian tăng tốc, giảm tốc 0,1 – 3600 Giây Tần số sóng mang PWM 16.5 KHz Chế độ điều khiển - V/f = tỉ lệ - Điều khiển mômen - Điều khiển vecto Đồng hồ báo tần số đầu ra 4 – 20 mA Kết nối đầu ra tương tự Chức năng bảo vệ - Bảo vệ quá dòng - Bảo vệ ngắn mạch - Bảo vệ quá áp - Bảo vệ mất pha - Bảo vệ quá nhiệt, quá tải -Bảo vệ lỗi mômen cung cấp Chức năng hiển thị 4 led 7 đoạn Các led báo chức năng Môi trường làm việc Trong nhà tránh ánh nắng mặt trời trực tiếp Nhiệt độ làm việc -100 – 600 Độ C 94 Chú ý: Cấm cài đặt bộ biến tần ở nơi nguy hiểm dễ cháy nổ, khí đốt hoặc bụi bẩn vì có thể gây ra cháy nổ. Lắp đặt bộ biến tần bằng các đồ vật không bắt lửa. Lắp đặt bằng các đồ vật bắt lửa có thể gây ra cháy vì bộ phận phía sau của bộ biến tần rất nóng. Bước 2.Sơ đồ nối dây mạch điện chính  Sơ đồ chuẩn kết nối theo catalog của thiết bị (hình 4.11) - Xác định các điểm đấu dây mạch điện đầu vào cấp nguồn và cấp điện áp - Xác định điểm đấu dây đầu ra đấu vào động cơ - Xác định các điểm đấu dây cho các mạch tín hiệu điều khiển mở rộng Hình 4.11: Sơ đồ chuẩn kết nối theo catalog của thiết bị 95  Vị trí kết nối phần cứng trên biến tần (hình 4.12) Hình 4.12: Vị trí kết nối phần cứng trên biến tần 96  Kết nối mạch điện động lực (nguồn điện và động cơ) Hình 4.13: Sơ đồ kết nối mạch điện động lực - Sơ đồ kết nối mạch điện động lực như trên hình 4.13. - Trình tự kết nối: + Tháo nắp hộp đấu dây bằng tôvít và mở nắp hộp đấu dây. + Kết nối các dây vào các vị trí như hình 4.13: Các điểm đấu dây R/L1, S/L2, T/L3 được kết nối với nguồn cung cấp điện ba pha qua thiết bị đóng cắt (có thể là áptomát, cầu dao); Các điểm đấu dây U/T1, V/T2, W/T3 được kết nối với ba đầu dây của động cơ điện (motor). + Đóng nắp hộp đấu và vặn chặt bằng tôvít. Bước 3 : Kết nối mạch điện điều khiển mở rộng - Sơ đồ kết nối các bảng điều khiển mở rộng theo chuẩn kết nối nhà sản xuất cung cấp (hình 4.14). - Trình tự kết nối: + Tháo nắp hộp đấu dây bằng tôvít và mở nắp hộp đấu dây. + Kết nối các dây vào các vị trí như hình 4.14.  Mạch đấu biến trở 10K vào các chân CC; VIB; PP  Các công tắc kết nối ngoài : Vào chân F mạch quay thuận Vào chân R cho mạch quay ngược Vào chân RST cho mạch xóa lỗi Vào chân S1 khi yêu cầu tốc độ mặc định 1 ( 20Hz) Vào chân S2 khi yêu cầu tốc độ mặc định 2 ( 40 Hz) Vào chân S2 khi yêu cầu tốc độ mặc định 3 ( 80Hz) + Đóng nắp hộp đấu và vặn chặt bằng tôvít. 97 Hình 4.14: Sơ đồ kết nối panel mở rộng Bước 4: Chọn chế độ màn hình hoạt động của biến tần Dưới đây là các trạng thái hiển thị trong màn hình hoạt động: tần số, hiển thị hoặc thay đổi các tham số và biến đổi các trạng thái trong khi hoạt động hoặc danh sách báo lỗi. Các chức năng của các phím điều chỉnh: - Phím MON: lựa chọn các trạng thái trong màn hình hoạt động. - Phím ENT: lựa chọn các mục hoặc ghi lại giá trị đặt các tham số vào biến tần. Giá trị đặt các tham số được hiển thị. - Phím UP: hiển thị các mục tiếp theo hoặc tăng giá trị các tham số cài đặt. - Phím DOWN: hiển thị các mục trước hoặc giảm giá trị các tham số cài đặt. * Các bước cài đặt thông số vận hành 1. Bật nguồn điện cấp cho biến tần. 2. Ấn phím MON chừng nào hiển thị AUI trên màn hình. 3. Dùng phím UP/DOWN để chuyển đổi tên các tham số hiển thị lần lượt số cài đặt. 4. Khi tên các tham số đẫ hiển thị, ấn phím ENT. Giá trị đặt các tham số được hiển thị 5. Dùng phím UP/DOWN để tăng hoặc giảm giá trị. 6. Ấn phím ENT để ghi lại giá trị đặt các tham số vào biến tần. Tên các tham số và thay đổi giá trị lần lượt, khi đó tên các tham số và thay đổi giá trị hiển thị lần lượt. 7. Để đặt một vài tham số, quay trở lại thực hiện như bước 3. 8. Sau khi hoàn thành cài đặt các tham số, ấn phím MON 2 lần. Tần số dòng điện được hiển thị. Các mã ký hiệu khi sử dụng: 98 Ta có thể đặt các thông số thay đổi khác với mặc định theo các bước sau: Sau đó ta có thể nhấn MON hai lần để trở về màn hình chờ ban đầu hoặc tiếp tục thay đổi các thông số khác theo các bước như trên. Bước 5.Reset lại tất cả các thông số như chuẩn mặc định Sau một thời gian sử dụng các thông số đã bị thay đổi người sử dụng muốn các thông số của biến tần trở về giá trị mặc định như lúc xuất xưởng ta có thể làm như sau: 99 Phím vận hành Màn hình hiển thị Vận hành Khi biến tần dừng màn hình hiển thi tần số làm việc ( theo yêu cầu cài đặt tần số chạy) Nhấn MON để vào màn hình thiết lập thông số Nhấn UP/DOWN để tới thông số Nhấn ENTER để chọn thông số để thay đổi giá trị Nhấn UP/DOWN để thay đổi giá trị cài đặt tới 3.3 Nhấn ENTER để xác nhận giá trị, màn hình hiển thị trong quá trình reset. Màn hình quay trở lại trạng thái ban đầu ( theo tần số yêu cầu) Bước 6.Chọn nguồn lệnh điều khiển Khi kết nối hoàn thành phần cứng cấp nguồn cho biến tần ta có thể chọn nguồn điều khiển là điều khiển từ BOP hoặc TERMINALS hoặc từ đầu vào tương tự (CC- VIA, hoặc CC-II) bằng các cách sau: * Sử dụng nguồn lệnh từ BOP. Khi biến tần đưa vào sử dụng nhà cung cấp đã mặc định nguồn lệnh là từ BOP . Khi đó tần số cài đặt mặc định là: Điều khiển chạy\dừng: Bằng lệnh từ người sử dụng khi nhấn RUN hoặc STOP Thiết lập tần số: Tần số thiết lập bằng vị trí tương ứng khi ta xoay núm vặn biến trở trên BOP. Khi cần thiết lập tần số bằng phím UP/ DOWN ta có thể cài đặt: 100 Tần số thiết lập bằng cách tăng hoặc giảm tùy ý bằng phím UP/DOWN trên BOP đến khi đồng hồ hiển thị đến giá trị cần thì dừng lại và lưu giá trị tần số đặt bằng cách nhấn phím ENT. * Sử dụng nguồn lệnh từ TERMINALS. Khi đó ta cần phải thiết lập: Khi đó Điều khiển chạy\dừng: Bằng lệnh từ người sử dụng khi nhấn nút F – CC/ R- CC gắn trên TERMINALS. Điều khiển tần số: bằng chiết áp trên BOP * Sử dụng nguồn lệnh từ tín hiệu tương tự từ ngoài biến tần. Chế độ này cho phép điều khiển từ tín hiệu dòng hoặc áp từ ngoài biến tần đưa vào chân VIA, VIB(0-10 VDC) hoặc II(4 – 20 mA). Thiết lập các mã điều khiển: - Điều khiển chạy\dừng: Bằng lệnh từ người sử dụng khi nhấn nút F –CC/R- CC gắn trên TERMINALS. - Điều khiển tần số bằng chiết áp ngoài VIB(0- 10 VDC) Hình 4.16. Điều khiển tần số bằng chiết áp ngoài VIB(0- 10 VDC) - Điều khiển tần số bằng tín hiệu tương tự áp từ ngoài biến tần đưa vào chân VIA-CC(0- 10 VDC) 101 Hình 4.17. Điều khiển tần số bằng tín hiệu tương tự áp từ ngoài biến tần đưa vào chân VIA-CC(0- 10 VDC) - Điều khiển tần số bằng tín hiệu dòng tương tự đưa vào chân II -CC (4 – 20 mA). Hình 4.18. Điều khiển tần số bằng tín hiệu dòng tương tự đưa vào chân II -CC (4 – 20 mA) * Các bước chọn nguồn lệnh điều khiển khi cài đặt. Vận hành Phím vận hành Led hiển thị Khi mở nguồn hoặc dừng vận hành Nhấn phím MON để hiển thị thông số cơ bản ( thời gian tăng tốc , giảm tốc ) . Nhấn phím UP / DOWN để chọn Nhấn ENTER để màn hình hiển thị giá trị đã đặt Thay đổi giá trị cài đặt trước đó bằng phím UP/DOWN . Nhấn ENTER để lưu thông số đã thay đổi Nhấn UP/DOWN để chọn FNOD Nhấn ENTER để màn hình hiển thị giá trị đã đặt 102 Thay đổi giá trị cài đặt trước đó bằng phím UP/DOWN Nhấn ENTER để lưu thông số đã thay đổi b7. Đặt thời gian tăng tốc và thời gian giảm tốc Có hai cách lựa chọn để đặt thời gian tăng tốc và thời gian giảm tốc: tự động đặt thời gian bởi bộ biến tần hoặc đặt thời gian bằng tay. Trong tài liệu này, chúng ta chỉ dùng tự động đặt thời gian bởi bộ biến tần. Các bước thực hiện như sau: 1. Ấn phím MON chừng nào hiện AU trên màn hình. 2. Dùng phím để hiển thị tham số AU 1. 3. Khi AUI 1 hiển thị, ấn phím ENT. Giá trị đặt của các tham số được hiển thị. 4. Dùng phím để tăng hoặc giảm giá trị lên 1. 5. Ấn phím ENT để ghi lại giá trị đặt tham số vào bộ biến tần. 6. Sau khi hoàn thành cài đặt tham số, ấn phím MON 2 lần. Các mã chính sử dụng khi cài đặt: : Tự động tăng tốc/giảm tốc (tần số tăng dần từ 0HZ lên đến tần số max được giới hạn bởi giá trị trong thông số , hoặc giảm dần từ max đến 0 HZ). Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Tự động tăng tốc /giảm tốc 0: không cho phép 1: thời gian tùy theo tải 2: thời gian nhỏ nhất có thể 0 Thời gian tăng tốc ( 0.1 – 3600) s 10s Thời gian giảm tốc ( 0.1 – 3600) s 10s Chú ý: Nếu như giá trị lập trình là nhỏ hơn giá trị thời gian gia tốc/giảm tốc tối ưu được xác định bằng các điều kiện tải, thì chức năng ngừng hoạt động do quá dòng hoặc quá áp, có thể làm cho thời gian gia tốc/giảm tốc lâu hơn thời gian được lập trình, có thể có tác động do quá áp để bảo vệ biến tần. Bước 7. Cài đặt mômen tăng Mômen của động cơ có thể tăng bởi sự tăng điện áp đầu ra của bộ biến tần. Có hai phương pháp tăng điện áp đầu ra: tăng tự động tăng điện áp bởi bộ biến tần hoặc đặt điện áp tăng bằng tay. 103 Chú ý: nếu điện áp đầu ra của bộ biến tần tăng quá mức, bộ biến tần có thể dừng vì quá dòng hoặc trong trường hợp này động cơ và/hoặc bộ biến tần có thể bị hư hỏng. Trong tài liệu này, chúng ta chỉ dùng tự động đặt thời gian bởi bộ biến tần. Các bước thực hiện như sau: 1. Ấn phím MON chừng nào hiện AU trên màn hình. 2. Dùng phím để hiển thị tham số AU 2. 3. Khi AUI 1 hiển thị, ấn phím ENT. Giá trị đặt của các tham số được hiển thị. 4. Dùng phím để tăng hoặc giảm giá trị lên 1. 5. Ấn phím ENT để ghi lại giá trị đặt tham số vào bộ biến tần. 6. Sau khi hoàn thành cài đặt tham số, ấn phím MON 2 lần. Các mã chính khi sử dụng cài đặt: : Tự động tăng momen. Chức năng: Tự động đóng đồng thời đầu ra điều khiển của biến tần(V/F) và lập trình mômen động cơ không đổi, để cải thiện mômen sinh ra bởi động cơ. Các thông số này kết hợp với việc lựa chọn cài đặt điều khiển V/F riêng như điều khiển vector. Đây là thông số cho phép biến tần hoạt động ở chế độ điều khiển vector không cảm biến (sensorless- vector control). Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Tự động tăng momen, điện áp 0: không cho phép 1: chế độ điều khiển vector không cảm biến và tự động dò tìm. 0 b8.Cài đặt môi trường bảo vệ Các bước thực hiện như sau: 1. Ấn phím MON chừng nào hiện AU trên màn hình. 2. Dùng phím để hiển thị tham số AU 3. 3. Khi AUI 1 hiển thị, ấn phím ENT. Giá trị đặt của các tham số được hiển thị. 4. Dùng phím để tăng hoặc giảm giá trị lên 1. 5. Ấn phím ENT để ghi lại giá trị đặt tham số vào bộ biến tần. 6. Sau khi hoàn thành cài đặt tham số, ấn phím MON 2 lần. Mã chính cài đặt : Tự động cài đặt môi trường bảo vệ. 104 Chức năng này cho phép biến tần tự động bảo vệ khi các thông số bị lỗi (tự động khởi động lại khi momen, nguồn cung cấp, thời gian tăng tốc, giảm tốc bị lỗi). Chức năng này thích hợp cho những tải là quạt gió, máy bơm. Không sử dụng cho các máy vận chuyển, nâng hạ. Vì rất nguy hiểm nếu như vận hành tự động các thiết bị sau khi dừng tạm thời. Bước 9: Cài đặt các thông số bằng phương pháp vận hành theo các mã chức năng qui định cho một số: Các bước cài đặt thực hiện tương tự như trên và chỉ lựa chọn mã qui ước: : Cài đặt chức năng tự động. Chức năng: Tự động lập trình tất cả các thông số (Các thông số như mô tả ở dưới đây) liên quan tới các chức năng bằng cách lựa chọn các phương thức vận hành của biến tần. + Không cho phép Các cực đầu vào và các thông số được lập trình chuẩn cho các thông số này. + Coast stop Cài đặt cho coast stopping. ST(Tin hiệu standby) được ấn định cho đầu cực S3 và sự hoạt động được điều khiển bằng cách bật tắt cực S3. + Hoạt động 3 - dây Có thể hoạt động bằng nút bấm tự phực hồi. HD (Giữ trạng thái hoạt động) được ấn cố định cho cực S3. Hoạt động tự giữ được thực hiện với biến tần bằng cách nối công tắc (b-contact) với cực S3 và nối với công tắc chạy (a-contact) với cực F hoặc cực R. + Cài đặt đầu vào ngoài Up/Down Cho phép cài đặt tần số với tín hiệu vào từ một công tắc ngoài. Có thể được áp dụng tương ứng với sự thay đổi tần số từ một vài vị trí. Up (tín hiệu vào tần số lên từ công tắc ngoài) được ấn định cho cực S1, Down (tín hiệu tần số xuống từ công tắc ngoài) được ấn định cho S2 và CLR (Tín hiệu tần số Up/Down từ công tắc ngoài) được ấn định cho cực S3 riêng. Các tần số có thể được thay đổi bởi các tín hiệu vào các cực S1 và S2. + Tín hiệu dòng hoạt động vào (4-20 mA) Sử dụng để cài đặt tần sồ với tín hiệu dòng vào 4 – 20 mA. Ưu tiên cho tín hiệu dòng và FCHG (Tần số lệnh buộc phải chuyển đổi) và cực ST (cực standby) được ấn định riêng cho các cực S2 và S3. Điều khiển từ xa/bằng tay ( bởi các lệnh tần số khác nhau) có thể được đóng mạch vào với cực S2. Cực S3 cũng có thể được sử dung cho coast stop. 105 Bước 10.Chọn quay thuận/ quay ngược : Chọn chế độ quay thuận / quay ngược. Thông số này cho phép lập trình chiều quay của động cơ khi đang chạy hoặc khi đã dừng được thực hiện sử dụng phím RUN và Stop trên panel vận hành. Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Chọn quay thuận / quay ngược 0: quay thuận 1: quay ngược 0 Bước 11.Chọn giá trị tần số lớn nhất : Tần số lớn nhất. + Thông số này cho phép thay đổi khoảng tần số đầu ra của biến tần. + Tần số này liên quan đến thời gian gia tốc và giảm tốc. Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Tần số lớn nhất 30.0 – 400 ( HZ) 80.0 + Chức năng này xác định giá trị lớn nhất tuyến tính với động cơ và tải. + Không thể thiếu điều chỉnh tần số lớn nhất trong quá trình hoạt động. Để điều chỉnh, trước hết phải dừng biến tần. Chú ý: Nếu như bị tăng lên thì cần phải điều chỉnh giới hạn tần số trên . - Giới hạn trên và dưới của tần số: : Giới hạn tần số trên ( còn gọi tần số lớn nhất fmax) : Giới hạn tần số dưới ( còn gọi tần số lớn nhất fmim). Hai giới hạn tần số này sẽ xác định khoảng tần số làm việc của biến tần (nằm trong khoảng giới hạn tần số cao nhất và tần số thấp nhất). 106 Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Giới hạn tần số trên 50 hoặc 60 HZ Giới hạn tần số dưới 0.0 Bước12.Chọn phương pháp điều khiển : Chọn phương pháp điều khiển. Thông số này cho phép chọn một trong các phương pháp điều khiển như sau: - Chế độ điều khiển vô hướng: (V/F =const). - Điều khiển mômen thay đổi: (Variable torque). - Tự động điều khiển mômen: (Automatic torque boost). - Điều khiển vecto không cảm biến: (Sensorless Vector control). - Chế độ tiết kiệm năng lượng: (automatic energy –saving). Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Chọn phương pháp điều khiển . 0: V/F= const 1: điều khiển momen 2: điều khiển tự động momen 3:điều khiển vector không cảm biến 4: chế độ tiết kiệm năng lượng 0 * Cài đặt cho thiết bị cần đặc tuyến mômen là hằng số Khi đó được thiết lập là 0. Chế độ này ứng dụng khi điều khiển các thiết bị như: máy vận chuyển , cầu trục các thiết bị này có đặc điểm đòi hỏi momen tại vùng tốc đột thấp cũng như là mômen tại vùng tốc độ định mức(mômen = const). Để cài đặt mômen lớn ta phải cài đặt bằng tay giá trị của mômen ở thông số 107 * Cài đặt cho thiết bị có đặc tuyến như quạt và máy bơm Khi đó được thiết lập là 1 chế độ điều khiển mômen thay đổi .Vì mômen của quạt và máy bơm là hàm bậc hai của tốc độ. Khi sử dụng chế độ này dạng đồ thị mối quan hệ giữa tần số và điện áp như sau: * Cài đặt cho thiết bị cần mômen khởi động lớn được thiết lập là 2 (chế độ điều khiển tự động điều chỉnh mômen) Chế độ này tự động phát hiện dòng của tải trong tất cả các vùng tốc độ và tự động điều chỉnh điện áp đầu ra của biến tần(nâng mômen). Phương pháp này tạo ra một mômen ổn định . Chú ý: Hệ thống cũng có thể bị dao động và mất ổn định phụ thuộc vào tải. 108 * Cài đặt cho thiết bị cần mômen khởi động lớn, độ chính xác cao Khi đó được thiết lập là 3 (Chế độ điều khiển vector không cảm biến). Khi sử dụng chế độ này với một motor chuẩn của TOSHIBA sẽ có thể có được một momen cao nhất kể cả khi tốc độ motor đang ở vùng tốc độ thấp (đặc tính này gần giống motor một chiều). Khi sử dụng motor khác chuẩn của TOSHIBA ta cần phải thiết lập hệ số motor cho biến tần. Có các cách thiết lập hệ số motor như sau: * Chế độ điều khiển vecto không cảm biến và hệ số motor được thiết lập cùng một lúc: Thiết lập thông số lên giá trị 1. * Hệ số motor được thiết lập tự động(auto_tuning ): Thiết lập thông số lên giá trị 2. * Cài đặt cho biến tần điều khiển thiết bị ở chế độ tiết kiệm năng lượng. Đặt giá trị cho thông số thiết lập là 4. Khi cài đặt chế độ này năng lượng có thể được tiết kiệm trong mọi vùng tốc độ bằng cách nhận biết dòng điện của tải. Chế độ này cũng phải thiết lập hệ số motor bằng chế độ tự động (auto_tuning ): Thiết lập thông số lên giá trị 2 . Bước13.Phương pháp điều khiển PI(điều khiển tỉ lệ/tích phân) Đây là phương pháp điều khiển vòng kín (có phản hồi đầu ra). Thích hợp trong các yêu cầu điều khiển chính xác cao tác động nhanh. Ví dụ như các hệ thống điều khiển lưu lượng trạm bơm xăng, hệ thống điều khiển quay dao trục chính máy CNC 109 Các thông số cài đặt là : : Cho phép hay không cho phép biến tần điều khiển PI. : Hệ số tỉ lệ. : Hệ số tích phân. Nhãn lệnh Chức năng Khoảng điều chỉnh Mặc định Điều khiển PI 0 : không cho phép 1: cho phép 0 Hệ số tỉ lệ 0.01 - 100 0.30 Hệ số tích phân 0.01 - 100 0.20 Ta có sơ đồ kết nối phần cứng ngoài cho một ứng dụng cụ thể như hình 4.19. Hình 4.19. Ví dụ hệ thống điều khiển PI động cơ bơm xăng Bước 14.Thông tin sự cố Trong quá trình sử dụng biến tần sẽ khi xảy ra các lỗi ảnh hưởng tới quá trình hoạt động bình thường của biến tần . Khi xảy ra lỗi biến tần có các mã lỗi cơ bản. Mã lỗi là các từ viết tắt: : (overcurrent ) các mã lỗi quá dòng. : các mã lỗi quá áp. : ( overload ) các mã lỗi quá tải. : ( overheat ) các mã lỗi quá nhiệt. Ta có bảng thông số các mã lỗi có thể gặp và cách khắc phục: 110 Mã Lỗi Sự cố Nguyên nhân Khắc phục Quá dòng trong quá trình tăng tốc - Thời gian tăng tốc ACC quá ngắn -Cài đặt thông số chế độ V/F chưa phù hợp. - Có tín hiệu khởi động khi motor chưa kịp dừng hẳn. - Sử dụng động cơ có trở kháng quá nhỏ. - Tăng thời gian tăng tốc ACC. - Kiểm tra Thông số V/F. - Sử dụng chế độ tự khởi động lại F302, F303. - Tăng tần số sóng mang thông số F300. Quá dòng trong quá trình giảm tốc Thời gian giảm tốc DEC quá ngắn. Tăng thời gian giảm tốc. Quá dòng trong quá trình vận hành . - Do tải đột ngột tăng. - Giảm sự thay đổi đột ngột của tải. - Kiểm tra tải ( máy vận hành ). Quá dòng khi có lệnh chạy biến tần . - Lỗi ở cách điện đường dây cấp cho động cơ hoặc motor chập. - Motor có trở kháng quá nhỏ. - Kiểm tra dây dẫn đầu ra, motor. Quá áp trong quá trình tăng tốc. - Điện áp vào không ổn định. - Khởi động ngay sau khi động cơ chưa dừng hẳn . - Sử dụng cuộn lọc nguồn đầu vào. - Sử dụng chế độ tự động restart (tham số F301, F302). Quá áp trong quá trình giảm tốc. - Thời gian giảm tốc (DEC) quá ngắn. - Điện áp vào không ổn định. - Tham số F304,F305 không hoạt động - Tăng thời gian gia tốc DEC. - Sử dụng cuộn lọc đầu vào. - Kiểm tra giá trị F304/F305 Quá điện áp trong khi hoạt động ở tốc độ không đổi. - Điện áp vào không ổn định - Tải động cơ quay nhanh hơn tốc độ động cơ. - Sử dụng cuộn kháng đầu vào - Sử dụng hãm động năng. Quá tải biến tần - Thời gian tăng tốc quá ngắn - Tăng thời gian gia 111 - Tải quá lớn - Ra lệnh khởi động ngay sau khi dừng. - Cài đặt thông số chế độ điều khiển V/F không thích hợp. tốc ACC - Thay biến tần công suất lớn hơn - Kiểm tra tham số V/F Quá tải động cơ . - Cài đặt chế độ V/F không thích hợp. - Motor bị kẹt - Vận hành tốc độ motor quá thấp. - Tải của motor quá lớn. - Kiểm tra thông số chế độ V/F. - Kiểm tra tải của motor. Quá nhiệt - Do nhiệt độ quá cao trong biến tần hoặc môi trường làm việc của biến tần. - Nhiệt trở của biến tần bị hỏng. - Không đặt biến tần gần thiết bị phát nhiệt. - Đảm bảo đủ không gian tỏa nhiệt xung quanh biến tần. - Gọi dịch vụ sửa chữa. Lỗi pha đầu ra . - Một pha điện áp ra bị mất. - Kiểm tra lại các pha đầu ra ,motor để tìm pha lỗi. - Kiểm tra thông số F605(cho phép chế độ phát hiện lỗi đầu ra). Lỗi pha đầu vào - Một pha đầu vào bị mất. - Kiểm tra nguồn đầu vào - Cho phép thông số F608 (cho phép phát hiện lỗi đầu vào). Điện áp thấp - Điện áp đầu vào quá thấp. - Kiểm tra điện áp vào. - Cho phép chế độ phát hiện điện áp thấp F627 và tự động khởi động lại F301. Lỗi RAM - RAM biến tần bị lỗi - Bảo hành tại hãng. Lỗi ROM - ROM biến tần bị lỗi - Bảo hành tại hãng. Lỗi CPU - Lỗi CPU mạch điều khiển. - Bảo hành tại hãng. 112 Lỗi EEPROM - Quá trình viết dữ liệu bị lỗi. - Tắt nguồn và bật lại nếu lỗi không được khắc phục gọi dịch vụ sửa chữa.  Xoá lỗi khi có thông tin báo lỗi: 1. Ấn nhả nút tín hiệu điều khiển RESET. 2. Ấn phím STOP trên panel 2 lần khi có thong báo sự cố. 3. Tắt nguồn điện bộ biến tần. Bước15.Vận hành với phím RUN/STOP và điều chỉnh áp trên panel 1. Kết nối các dây điện tới nguồn điện và động cơ. 2. Vặn điều chỉnh chiết áp quay ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí cuối cùng. 3. Bật nguồn điện. 4. Màn hình hiển thị 0.0 5. Ấn phím RUN. 6. Vặn nút điều chỉnh phân áp trên panel tăng dần dần theo chiều kim đồng hồ. 7. Đèn RUN sáng. Động cơ khởi động và tốc độ động cơ tăng lên dần dần. 8. Tần số hoạt động hiển thị trên màn hình. 9. Để dừng động cơ ấn phím STOP. 10. Tốc độ động cơ giảm tuỳ theo tốc độ đã được đặt trong tham số. 11. Động cơ dừng lại khi đèn RUN không còn sáng. Bước16.Vận hành động cơ với các tín hiệu điều khiển ngoài 1. Kết nối các dây điện tới động cơ và nguồn điện. 2. Kết nối công tắc quay thuận, quay ngược vào đúng vị trí. 3. Vặn nút phân áp theo chiều ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí cuối cùng. 4. Bật nguồn điện. 5. Đặt các tham số (xem phần trên). 6. Màn hình hiển thị 0.0 7. Ấn và giữ nút quay thuận hoặc quay ngược. 8. Vặn nút điều chỉnh phân áp trên panel tăng dần dần theo chiều kim đồng hồ. 9. Đèn RUN sáng. Động cơ khởi động và tốc độ động cơ tăng lên dần dần. 10. Tần số hoạt động hiển thị trên màn hình. 11. Để dừng động cơ ấn phím STOP. 12. Tốc độ động cơ giảm tuỳ theo tốc độ đã được đặt trong tham số. 13. Động cơ dừng lại khi đèn RUN không còn sáng. 113 Bước 17. Điều khiển động cơ KĐB ba pha trên panel biến tần VFS9. * Chọn động cơ: Từ bảng thông số đối với biến tần VFS9S – 4007 PL ta có thể chọn động cơ KĐB ba pha: * Công suất nằm trong dải công xuất điều khiển được của biến tần < 0.75(KW). * Điện áp ba pha 380V. * Dòng định mức > 2.3 (A). * Công suất S < 1.8 (KVA). * Chọn phương pháp điều khiển: Ở đây ta giả sử chọn nguồn lệnh điều khiển từ mặt BOP. - Chọn phương pháp điều khiển vô cấp: + Cài đặt =1, = 2 + Điều khiển chạy\dừng: Bằng lệnh từ người sử dụng khi nhấn RUN hoặc STOP Thiết lập tần số: Thiết lập tần số bằng chiết áp trên mặt biến tần. - Chọn chế độ điều khiển V/F= const + Cài đặt = 0 - Chọn thời gian tăng tốc, giảm tốc. + Cài đặt thông số thời gian tăng tốc/thời gian giảm tốc theo mong muốn trong thông số (thời gian tăng tốc ACC/thời gian giảm tốc DEC). + Ở đây ta giả sử chọn thời gian tăng tốc, giảm tốc là mặc định ( 10s ). (Ngoài ra còn một số thông số bảo vệ khác ta có thể để chế độ mặc định của nhà sản xuất). Vậy từ các yêu cầu đó ta có thể cài đặt biến tần theo các thao tác sau: Vận hành Phím vận hành Led hiển thị Khi mở nguồn hoặc đã dừng vận hành Nhấn phím MON để hiển thị thông số cơ bản ( thời gian tăng tốc, giảm tốc để mặc định ). Nhấn phím UP/DOWN để chọn Nhấn ENTER để màn hình hiển thị giá trị đã đặt Nhấn ENTER để lưu thông số đã thay đổi Nhấn UP/DOWN để chọn FNOD 114 Nhấn ENTER để màn hình hiển thị giá trị đã đặt Nhấn ENTER để lưu thông số đã thay đổi Nhấn phím UP / DOWN để chọn Nhấn ENTER để màn hình hiển thị giá trị đã đặt. Nhấn phím UP / DOWN để chọn thông số của là 0 ( chế độ V/F= const). Nhấn ENTER để lưu thông số đã thay đổi Nhấn MON hai lần để trở về màn hình chính Như vậy ta đã cài đặt hoàn tất một bài toán điều khiển động cơ cầu trục theo phương pháp V/F= const. Ta có thể điều khiển: Chạy\dừng: Bằng lệnh từ người sử dụng khi nhấn RUN hoặc STOP. Tần số: Thiết lập tần số (tốc độ) bằng chiết áp trên mặt biến tần. 4.Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng bộ biến tần semens III.Báo cáo thực hành - Tên bài: - Họ và tên sinh viên: Mã SV: - Lớp: - Giảng viên hướng dẫn: 1.Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ khi thay đổi điện áp cấp cho động cơ. a.Từ các số liệu ghi được trong bảng 4.1, 4.2, 4.3. Vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo của động cơ. 115 - Đặc tính cơ tự nhiên n(M) (khi U = Uđm) - Đặc tính cơ nhân tạo n(M) (khi U = 0,8Uđm). - Đặc tính cơ nhân tạo n(M) (khi U = 0,6Uđm). n(v/p) M(Nm) 0 n(v/p) M(Nm) 0 n(v/p) M(Nm) 0 116 b.Tích vào câu nhận định phù hợp với đường đặc tính trên Khi tải không đổi, nếu giảm điện áp cấp cho động cơ thì tốc độ động cơ giảm. Khi tải không đổi, nếu giảm điện áp cấp cho động cơ thì tốc độ động cơ tăng lên. Ở chế độ không tải, nếu giảm điện áp cấp cho động cơ thì tốc độ không tải của động cơ giảm. Ở chế độ không tải, nếu giảm điện áp cấp cho động cơ thì tốc độ không tải của động cơ không đổi. Ở chế độ không tải, nếu giảm điện áp cấp cho động cơ thì tốc độ của động cơ giảm. Khi giảm điện áp cấp cho động cơ thì mômen tới hạn của động cơ tăng. Khi giảm điện áp cấp cho động cơ thì mômen tới hạn của động cơ không đổi. Khi giảm điện áp cấp cho động cơ thì mômen tới hạn của động cơ giảm Khi thay đổi điện áp cấp cho động cơ thì hệ số trượt tới hạn của động cơ không đổi. Khi thay đổi điện áp cấp cho động cơ thì hệ số trượt tới hạn của động cơ thay đổi. 2.Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ khi thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto. a.Từ các số liệu ghi được trong bảng 4.41, 4.5, 4.6. Vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo của động cơ. 117 - Đặc tính cơ tự nhiên n(M) (khi Rf = 0) - Đặc tính cơ nhân tạo n(M) (khi R = Rf1). - Đặc tính cơ nhân tạo n(M) (khi R=Rf2). n(v/p) M(Nm) 0 n(v/p) M(Nm) 0 n(v/p) M(Nm) 0 118 b.Tích vào câu nhận định phù hợp với đường đặc tính trên Khi tải không đổi, nếu tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì tốc độ động cơ giảm. Khi tải không đổi, nếu tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì tốc độ động cơ tăng lên. Ở chế độ không tải, nếu nếu tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì tốc độ không tải của động cơ giảm. Ở chế độ không tải, nếu tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì tốc độ không tải của động cơ không đổi. Ở chế độ không tải, nếu tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì tốc độ của động cơ giảm. Khi tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ tăng. Khi tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ không đổi. Khi tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ giảm Khi tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì hệ số trượt tới hạn của động cơ không đổi. Khi tăng điện trở phụ trong mạch rôto thì hệ số trượt tới hạn của động cơ thay đổi. VI. Phiếu đánh giá: TT CÁC TIÊU CHÍ CHẤM KẾT QUẢ ĐIỂM TỐI ĐA A Thực hành 75 1 Lựa chọn đúng chủng loại, quy cách các thiết bị Đầy đủ, đúng quy cách 5 2 Nối dây mạch điện điều khiển tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện áp Đúng sơ đồ 10 3 Thực hiện thao tác lấy số liệu Đúng trình tự và ghi 10 119 được số liệu 4 Nối dây mạch điện điều khiển tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện trở mạch rôto Đúng sơ đồ 10 5 Thực hiện thao tác lấy số liệu Đúng trình tự và ghi được số liệu 10 6 Đọc thông số biến tần Đúng số liệu 5 7 Kết nối động cơ với biến tần và biến tần với nguồn cung cấp Đúng sơ đồ 5 8 Cài đặt thông số biến tần Đúng trình tự 10 9 Thao tác Nhanh gọn, chính xác 5 10 Bố trí dụng cụ thiết bị, nơi làm việc Gọn gàng ngăn nắp 2 11 An toàn trong quá trình lắp đặt Không xảy ra ngắn mạch 3 B Báo cáo thực hành 25 1 Bài 1 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện không đồng bộ Vẽ đúng dạng 5 Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ khi thay đổi điện áp cấp cho động cơ. Vẽ đúng dạng 5 Tích vào câu nhận định phù hợp với đường đặc tính Nhận xét đúng 3 2 Bài 2: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện không đồng bộ Vẽ đúng dạng 5 Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ khi thay đổi điện trở mạch rôto Vẽ đúng dạng 5 Tích vào câu nhận định phù hợp với đường đặc tính Nhận xét đúng 2 Qui đổi tổng số điểm về thang điểm 10:.................(bằng chữ: .......................................) Tích vào câu nhận định phù hợp với đường đặc tính Nhận xét đúng 2 Qui đổi tổng số điểm về thang điểm 10:.................(bằng chữ: .......................................) 120 Bài 5 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐẶC BIỆT I.Mục tiêu học tập: 1. Kiến thức: - Nắm được cấu trúc mô hình điều khiển động cơ servo. - Nắm được thông số kỹ thuật của bộ điều chỉnh động cơ servo. - Điều chỉnh được tốc độ động cơ servo theo yêu cầu. 2. Kĩ năng: - Lắp ráp được mô hình điều khiển động cơ servo kết nối nguồn tải. - Cài đặt được thông số chạy theo tốc độ yêu cầu. 3. Thái độ: - Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập. - Tổ chức nơi lắp đặt gọn gàng ngăn nắp. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. 121 II.Tóm tắt lý thuyết: Động cơ điện đặc biệt ngày nay đang được sử dụng để điều khiển trong các máy công nghiệp: như các động cơ bước, động cơ điện một chiều sevro DC; sevro AC. Để điều khiển tốc độ động cơ này thường có bộ điều khiển đi kèm. 1.Cấu tạo và phương pháp điều khiển động cơ bước Hình 5.1: Hệ thống Stato - Rotor của một động cơ bước chạy điện. Cấu tạo gồm có: 1- Stato; 3- Cuộn kích từ; 2- Rotor; 4- Trục động cơ 122 * Các phương pháp điều khiển động cơ bước + Phương pháp điều khiển bước đủ Thể hiện trình tự điều khiển bước đủ của động cơ bước nam châm vĩnh cửu được từ hoá với các cực từ xen kẽ. Nguyên lý làm việc của động cơ bước là dựa trên sự tác động tương hỗ giữa từ trường của Stator và Rotor hình thành mômen điện từ làm quay Rotor đi một góc nhất định. Khi cho xung dòng điện tác động vào cuộn dây AA’ thì Rotor sẽ quay đến vị trí mà trục từ trường của Rotor (cũng chính là trục dọc của Rotor) trùng với trục từ trường của pha A. Giả sử động cơ bước có góc bước là 180, hình 1.30 minh hoạ cho phương pháp điều khiển bước đủ. Nếu cấp xung dòng điện đi vào pha A và cho xung dòng điện tác dụng vào cuôn dây pha BB’ thì vectơ từ hoá của dòng điện sẽ quay đi một góc là 180, do đó Rotor cũng quay đi một góc là 180 để cho trục của từ trường Rotor trùng với trục của từ trường tổng. Quá trình chuyển đổi phát xung dòng điện tác dụng vào một trong hai pha cho tới khi Rotor quay được một vòng, động cơ sẽ thực hiện được 20 bước. Quá trình chuyển mạch các cuộn dây điều khiển theo một trình tự (A+, B+,A-,B-) và quá trình chuyển mạch theo trình tự (A+, B+), (A+, B-), (A-, B+),( A-, B-): trong hai trường hợp này thì trong một chu trình chuyển mạch có 20 bước và ở mỗi bước các cuôn dây điều khiển được cấp xung dòng điện. Dạng điều khiển này được gọi là điều khiển bước đủ hay còn gọi là điều khiển đối xứng. Giả sử động cơ bước có 4 cuộn dây là A, B, C, D thì bảng trạng thái sau sẽ thể hiện phương pháp bước đủ trên bảng 1. Bảng 1: Phương pháp điều khiển bước đủ STT A B C D 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 0 0 1 0 4 0 0 0 1 5 1 0 0 0 6 0 1 0 0 123 7 0 0 1 0 8 0 0 0 1 +Phương pháp điều khiển nửa bước: Quá trình điều khiển nửa bước tương tự như quá trình điều khiển bước đủ nhưng chuyển mạch các cuộn dây dây điều khiển có sự thay đổi, cụ thể như sau: A+, (A+, B+), B+, (A-, B+), A-, (A-, B-), B-, (A+, B-), Với trình tự chuyển mạch này một chu trình hoàn chỉnh gồm có 40 bước và trong mỗi bước số cuộn dây điều khiển được cấp xung khác nhau. Khi đó góc bước là 90. Phương pháp điều khiển này gọi là phương pháp điều khiển nửa bước hay còn gọi là điều khiển không đối xứng. Phương pháp điều khiển nửa bước cho giá trị góc bước nhỏ hơn 2 lần và số bước trên vòng tăng lên hai lần. Xét về yêu cầu đảm bảo độ chính xác trong điều khiển thì phương pháp điều khiển nửa bước dễ dàng đáp ứng hơn nhưng bộ điều khiển phát xung điều khiển phức tạp hơn nhiều so với phương pháp điều khiển bước đủ. Giả sử động cơ có 4 cuộn dây A, B, C, D thì bảng trạng thái sau sẽ thể hiện phương pháp điều khiển nửa bước trên bảng 2. Bảng 2: Phương pháp điều khiển bước thiếu: TT A B C D 1 1 0 0 0 2 1 1 0 0 3 0 1 0 0 4 0 1 1 0 5 0 0 1 0 6 0 0 1 1 7 0 0 0 1 8 1 0 0 1 9 1 0 0 0 10 1 1 0 0 11 0 1 0 0 12 0 1 1 0 124 13 0 0 1 0 14 0 0 1 1 15 0 0 0 1 16 1 0 0 0 2.Cấu tạo và phương pháp điều khiển động cơ Servo dòng một chiều Hình 5.2: Mặt cắt ngang của động cơ Servo dòng một chiều có dòng kích từ bởi nam châm vĩnh cửu. (a). Nguyên tắc tập trung dòng đường sức từ trờng; (b). Nguyên tắc vỏ nam châm. Cho đến nay trên các máy công cụ điều khiển số phổ biến vẫn dùng các loại động cơ điện một chiều kích từ, dùng vòng mạch phụ với nam châm vĩnh cửu cho truyền động trong các máy công nghiệp. Động cơ kích từ với nam châm vĩnh cửu có tổn hao công suất điện năng nhỏ hơn loại động cơ kích từ bằng mạch ngoại lai. Lượng nhiệt tỏa ra thường nhỏ đến mức có thể qua vỏ động cơ mà truyền ra môi trường xung quanh, vỏ bọc động cơ có thể bao kín hoàn toàn, không cần có thông gió Các động cơ phải thích hợp với sự tăng tốc và chì hoãn chủ động theo cả hai chiều quay, do vậy chúng phải thích hợp với chu kỳ vận hành 4 góc phần tư. Có thể hiểu chu trình 4 góc phần tư là sự vận hành của bốn động cơ trong tất cả bốn góc phần tư trên giản đồ đặc tính mômen quay - số vòng quay. 125 Để điều chỉnh số vòng quay của động cơ thường sử dụng khuyếch đại thyristo, hiện nay người ta sử dụng ngày càng nhiều khuyếch đại tranzito. Chu trình hoạt động bốn góc phần tư của máy phát điện được thể hiện như trên hình 5.3: Hình 5.3: Máy phát tốc chạy theo chu trình 3) Giới thiệu chung về động cơ servo-AC Động cơ servo là thiết bị được điều khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi tiếp vận tốc/vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển họat động của một động cơ servo. Với lý do nêu trên nên sensor đo vị trí hoặc tốc độ là các bộ phận cần thiết phải tích hợp cho một động cơ servo. Đặc tính vận hành của một động cơ servo phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính từ và phương pháp điều khiển động cơ servo. 2) Cấu tạo và phương pháp điều khiển động cơ servo-AC Hình 5.4: Hình ảnh và cấu tạo của động cơ servo-AC Gãc phÇn t­ thø nhÊt M i VËn hµnh ®éng c¬ VËn hµnh m¸y ph¸t Gãc phÇn t­ thø hai i G VËn hµnh m¸y ph¸t Gãc phÇn t­ thø t­ i G i Gãc phÇn t­ thø ba VËn hµnh ®éng c¬ +M -M -n +n - + + - + + - - - M 126 Cấu tạo của động cơ servo-AC gồm bộ phận sau + 1 - Động cơ + 2 - Bảng điện tử + 3 -Dây dẫn cực + 4-Dây tín hiệu + 5-Dây tiếp đất + 6-Điện thế kế +7- Đầu ra bánh + 8- Đĩa gắn còi/xe/cánh tay + 9- Vỏ động cơ + 10- Chíp điều khiển Ưu điểm của động cơ servo-AC Người ta sử dụng động cơ servo-AC trong truyền động chính và chuyển động ăn dao vì nó những ưu điểm lớn sau: + Ổn định trong dải tốc độ rộng. + Tốc độ cao. + Ít ồn. + Không yêu cầu bảo trì và có thể chế tạo công suất lớn. * Chức năng của động cơ servo-AC + Điều khiển bật tắt Servo bằng chương trình của người sử dụng. + Thực hiện Reset trong trạng thái “ngắt”, có thể thiết lập trong chương trình người sử dụng và được gọi ra khi có ngắt. + Bắt đầu tính thời gian điều khiển đa trục bằng cách nối nhiều bộ điều khiển servo với các cổng Vào/Ra + Dễ dàng điều khiển đồng bộ với tốc độ mã hoá. Ký hiệu tốc độ đồng bộ có thể thay đổi linh hoạt + Điều khiển truyền động có chức năng lập trình được, bộ điều khiển đơn giản này sử dụng giao tiếp RS232. 127 III.Thiết bị, dụng cụ, vật tư phục vụ 1 bàn thực hành TT Tên thiết bị Đơn vị tính Số lượng 1 Động cơ điện một chiều đặc biệt cái 1 2 Bộ điều khiển động cơ servo bộ 1 3 Bộ nguồn xoay chiều 380/220V bộ 1 4 Bút thử điện cái 1 5 Đồng hồ vạn năng cái 1 6 Kìm mỏ nhọn cái 1 7 Kìm cắt cái 1 8 Tuốcnôvít cái 1 9 Băng dính cách điện cuộn 1 IV. Thực hành Bước 1: Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điều khiển 1.Chọn thiết bị điều khiển: - Chọn khối điều khiển và xác định các thông số - Động cơ đặc biệt - Cấp nguồn kiểm tra các mạch tín hiệu báo nguồn và các trạng thái hoạt động - Nắm được các phím chức năng 128 Hình 5.5. Mô hình điều khiển động cơ servo *Khối đèn báo - Đèn vàng ( Power): đèn báo có nguồn 220V vào bộ điều khiển - Đèn xanh ( Ready): đèn báo bộ điều khiển đã sẵn sàng để vận hành - Đèn đỏ (Error): đèn báo bộ điều khiển gặp sự cố, cần reset lại (tắt và bật lại nguồn cung cấp) 129 *Khối Driver Hình 5.6. Khối điều khiển (Drive) - Màn hình hiển thị: LED 7 thanh, giá trị có thể hiển thị từ 0000 đến 9999 - Khối phím chức năng: Phím nhấn mềm, dùng để chọn chế độ hoạt động, thiết lập thông số, điều khiển vận hành thiết bị Lựa chọn chế độ cài đặt cho thiết bị hoặc khi thoát khỏi cài đặt . Phím chỉ hoạt động khi động cơ đã dừng hẳn. Vào cài đặt thông số cho thiết bị và lưu trữ thiết lập đó vào bộ nhớ EEPROM của thiết bị. Tăng giá trị cài đặt, mỗi lần nhấn, giá trị đặt sẽ giảm 1 đơn vị Giảm giá trị cài đặt, mỗi lần nhấn, giá trị đặt sẽ giảm 1 đơn vị 130 Đưa điểm nháy sang số bên cạnh để thiết lập Vận hành động cơ khi đã thoát khỏi chế độ cài đặt. Phím chỉ có tác dụng khi vận hành động cơ ở chế độ điều khiển trực tiếp từ Panel Dừng động cơ khi động cơ đang vận hành. Phím chỉ có tác dụng khi vận hành động cơ ở chế độ điều khiển trực tiếp Panel. Lưu trạng thái của phím đang thiết lập - Núm vặn điều chỉnh là một biến trở, dùng để điều khiển tốc độ động cơ khi bộ điều khiển hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. *Khối đầu vào ra Hình 5.3. Khối đầu vào ra - Out Motor : Đầu ra động cơ - Encoder: Đầu vào của cảm biến Hall - Connector: Đầu vào kết nối với máy tính thông qua cổng RS232, dùng để điều khiển qua máy tính khi bộ điều khiển hoạt động ở chế độ điều khiển qua máy tính. Bước 2: Phương pháp kết nối và vận hành - Kết nối cảm biến Hall vào đầu cảm biến Hall và vặn chặt. - Kết nối đầu vào của động cơ vào đầu ra của bộ điều khiển và vặn chặt. - Kết nối với máy tính (nếu hoạt động ở chế độ điều khiển từ máy tính). - Kết nối với nguồn điện, chú ý dây dẫn, tránh trường hợp đứt dây, hở dây, gây rò điện ra vỏ. - Kiểm tra lại toàn bộ thiết bị, đảm bảo các kết nối đã thực sự chắc chắn. - Bật công tắc nguồn, theo dõi quá trình khởi động của thiết bị bằng đèn báo, bằng khối hiển thị trên mặt Driver. 131 Nếu không xảy ra lỗi nào (đèn ERROR không báo ) thì thiết bị sẵn sàng để vận Bước 3: Cài đặt các thông số và vận hành 1. Cài đặt trực tiếp từ Panel - Để thiết lập chế độ điều khiển trực tiếp từ Panel ta thao tác theo quy trình sau: - Cài đặt tốc độ theo quy trình: Tuỳ vào điều kiện bài toán mà thiết lập các thông số khác cho phù hợp 132 * Chức năng cơ bản P0 (*) Tốc độ cực đại của động cơ trong module này là 3000 vòng/ phút ( **) Phản hồi đóng là phản hồi bằng cảm biến Hall có sẵn trên động cơ. Phản hồi mở là phản hồi lấy từ một thiết bị ngoài. Ở đây ta dùng phản hồi đóng 133 * Chức năng động cơ P1 * Chức năng bổ xung- P2 Chú ý: Nếu giá trị tại mục P2.03 không phải là 192 thì thiết bị sẽ tiến hành khôi phục lại giá trị ban đầu khi xuất xưởng. Vì vậy, người sử dụng không nên đặt lại gía trị này khi không thực sự hiểu rõ chức năng của nó! Muốn dừng động cơ ta nhấn phím 134 2. Cài đặt thông qua máy tính - Để thiết lập chế độ điều khiển qua máy tính cho bộ điều khiển, ta cũng quan tâm tới các giá trị là P0.00 là 0000 3. Cài đặt phần mềm - Phần mềm được đóng gói tại một đĩa CD duy nhất kèm theo - Giao diện của chương trình cài đặt: - Ta tiến hành cài đặt lần lượt các chương trình: + Net FameWork 3.5 + UniCompoments + Controller 4. Điều khiển trực tiếp từ Panel Sau khi đã tiến hành xong bước cài đặt thông số cho thiết bị, bạn nhấn phím để vận hành động cơ. Tốc độ động cơ được điều chỉnh thông qua núm vặn trên mặt máy. 135 5. Điều khiển thông qua máy tính Giao diện chương trình: Sau khi cài đặt, chương trình có giao diện như sau: - Tốc độ đặt: được đặt bắng núm vặn trên chương trình và có hiển thí lên màn hình tốc độ đặt - Tốc độ hiện tại: của động cơ được hiển thị trên màn hình tốc độ hiện tại Lưu ý: tốc độ của động cơ được tính là vòng/ giây - Phím nhấn ON/OFF: dùng để đóng cắt động cơ. Khi động cơ được đóng (ON) thì đèn LED phía trên nút nhấn sẽ sáng - Phím nhấn đảo chiều: dùng để đảo chiều động cơ. Khi phím được nhấn, động cơ sẽ dừng lại trong vòng 2 giây, sau đó sẽ tự động hoạt động lại với chiều đã được đảo ngược. 136 V. Phiếu đánh giá TT CÁC TIÊU CHÍ CHẤM KẾT QUẢ ĐIỂM TỐI ĐA A Thực hành 75 1 Lựa chọn đúng chủng loại, quy cách các thiết bị Đầy đủ, đúng quy cách 5 2 Nối dây mạch điện điều khiển tốc độ động cơ đặc biệt Đúng sơ đồ 10 3 Thực hiện thao tác lấy số liệu Đúng trình tự và ghi được số liệu 10 4 Cài đặt thông sô điều chỉnh tốc độ động cơ : n1 Đúng sơ đồ 10 5 Cài đặt thông sô điều chỉnh tốc độ động cơ : n2 Đúng trình tự và ghi được số liệu 10 6 Kết nối điều khiển máy tính với bộ điều khiển động cơ đặc biệt Đúng sơ đồ 5 7 Thiết lập các thông số để điều chỉnh Đúng trình tự 15 8 Bố trí dụng cụ thiết bị, nơi làm việc Gọn gàng ngăn nắp 2 9 An toàn trong quá trình lắp đặt Không xảy ra ngắn mạch 3 B Báo cáo thực hành 25 Lập đúng mã điều chỉnh đúng tốc độ yêu cầu bằng tay Ghi đầy đủ thông số tốc độ 10 Lập đúng mã điều chỉnh đúng tốc độ yêu cầu bằng máy tính Ghi đầy đủ thông số tốc độ 10 Nêu được ưu điểm khi khỏi động và hãm dừng của động cơ đặc biệt Nhận xét đúng 5 Qui đổi tổng số điểm về thang điểm 10:.................(bằng chữ: .......................................) 137 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG BIẾN TẦN SIEMENS 1.ỨNG DỤNG CHUNG a.MM410 : Dùng điều khiển một bộ cửa cuốn gara, một barrie, một bảng quảng cáo chuyển động lình hoạt, môt hệ thống máy bơm hay quạt gió, sử dụng nguồn điện có sẵn 220 V b.MM420 : Một hệ thống băng tải, hay một hệ định vị đơn giản rẻ tiền kết hợp với PLC ( S7- 200) – và còn nhiều nhiệm vụ điều khiển nữa mà bộ biến tần MM420 có thể đảm nhiệm. Giá thành hạ trong khi vẫn có nhiều những tính năng và khả năng tổ hợp linh hoạt làm cho MM420 trở thành một loại biến tần phù hợp hoàn hảo với nhu cầu của người dùng. c.MM440: MM440 chính là một họ biến tần mạnh mẽ nhất trong các dòng biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều chỉnh vecto cho tốc độ và mômen hay khả năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác tuyệt vời cho các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ nâng chuyển, các hệ thống định vị, không chỉ có vậy, một loạt khối logic có sẵn lập trình tự do cung cấp cho người dùng sự linh hoạt tối đa trong việc điều khiển hàng loạt các thao tác một cách tự động. 138 2. THÔNG SỐ KỸ THUẬT 139 140 141 142 3. SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY Sơ đồ động lực nhìn chung của các loại biến tần đều như nhau, ta mắc theo hình như sau: 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 5. CẢNH BÁO LỖI Trong trường hợp có lỗi, biến tần sẽ không hoạt động và mã lỗi xuất hiện. Để reset lỗi, ta có thể áp dụng phương pháp sau: - Xoay chuyển công suất tới drive - Nhấn nút trên màn hình BOP hay AOP - Via Digital Input 3 ( mặc định ) 158 159 160 161 162 163 164 165 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền Truyền động điện – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà nội năm 1996 2. Bùi Đình Tiếu – Phạm Duy Nghi- Nguyễn Dư Xứng Cơ sở truyền động điện tập I, II- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà nội năm 1974. 3. Nguễn Bính Điện tử công suất – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà nội năm 1982. 4. Bùi Đình Tiếu Truyền Động điện – Nhà xuất bản giá dục năm 2004 5. Nguyễn Phùng Quang Điều khiển truyền động điện xoay chiều ba pha – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà nội năm 1996. 6. Bùi Quốc Khánh – Phạm Quốc Hải – Nguyễn Văn Liễn – Dương Văn Nghi Điều chỉnh tự động truyền động điện – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật năm 1996 7. Vũ Gia Hanh – Trần Khánh Hà – Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu Máy điện I, II – Nhà xuất bản khoa học kỹ thu ật Hà nội năm 1998. 8. Các tài liệu về biến tần công ty Thương mại và phát triển công nghệ Ngân Giang