Đồ án Nghiên cứu ứng dụng PLC S7-200 và biến tần Simens vào quá trình nâng hạ điện cực lò hồ quang

Động cơ đồng bộ hay không đồng bộ đều có ba cuộn dây với dòng điện ba pha bố trí như sau. H3-2.1 Trong đó 3 dòng điện isu, i sv, i sw là 3 dòng chảy từ lưới qua đấu nối vào động cơ. Khi chạy động cơ bằng biến tần thì đó là 3 dòng ở đầu ra của biến tần, 3 dòng đó thoả mãn phương trình: isu(t) + isv(t) + isw(t) = 0 (2.1) Và từng dòng điện đó thoả mãn công thức sau: isu =| is| . cos(t) isv =| is| . cos(t +1200) (2.2) isw =| is| . cos(t +2400) Trên mặt phẳng cơ học động cơ xoay chiều 3 pha có 3 cuộn dây đặt lệch nhau một góc 1200. Nếu trên mặt phẳng cắt đó ta thiết lập một hệ toạ độ phức với trục thực đi qua cuộn dây a của động cơ ta có thể xây dựng véc tơ không gian sau đây: is(t) = .[isu(t) + isv(t).ej120 + isw(t).ej240] = | is|.ej  (2.3) Theo công thức trên thì véc tơ is(t) là một véc tơ có modul không đổi quay trên mặt phẳng phức với tốc độ góc .fs và tạo ra một trục thực một góc pha s(t). Trong đó s là tần số mạch stator. Việc xây dựng véc tơ is(t) được mô tả trong hình sau. H 3-2.2: Thiết lập véc tơ không gian từ các đại lượng pha. Qua hình vẽ ta thấy dòng điện của từng pha chính là hình chiếu của véc tơ mới thu được lên trục của cuộn dây pha tương ứng. Ta đặt tên cho trục thực có mặt phẳng phức là và trục ảo là , hình chiếu của véc tơ dòng xuống hai trục đó là is, và is. H3-2.3 Biểu diễn dòng stator dưới dạng véc tơ không gian với các phần tử is, is, và thuộc hệ toạ độ stator cố định. Dễ dàng nhận thấy rằng và là hai dòng hình sin do đó ta có thể hình dung ra một động cơ điện tương ứng với hai cuộn dây cố định thay thế cho 3 cuộn dây u, v, w. Hệ toạ độ này là hệ toạ độ stator cố định ta có: (2.4) Trên cơ sở công thức (2.1) kèm theo điều kiện điểm trung tính của 3 cuộn dây không nối đất ta chỉ cần đo 2 trong 3 dòng điện stator là đã có đầy đủ thông tin về is(t) với các thành phần trong công thức (2.4) Tương tự với các véc tơ dòng stator, các véc tơ điện áp stator Us, dòng rotor ir, từ thông stator , từ thông rotor đều có thể biểu diễn bằng các phần tử thuộc hệ toạ độ stator cố định. (2.5) b. Chuyển hệ toạ độ cho véc tơ không gian. Mục đích của ta ở đây là đưa cách quan sát các đại lượng véc tơ trên hệ toạ độ stator cố định sang hệ toạ độ xy nào đó quay đồng bộ với từ thông stator. Ta xét hệ toạ độ tổng quát xy và hệ toạ độ x*y* có chung điểm gốc và nằm lệch đi 1 góc so với hệ xy. Quan sát véc tơ bất kỳ ta thu được. - Trên hệ xy : - Trên hệ x*y* : H3-2.4 Chuyển hệ toạ độ cho véc tơ không gian bất kỳ. Từ hình vẽ và qua vài biến đổi ta có công thức chuyển đổi hệ toạ độ như sau: (2.6) Từ đó ta thấy hai hệ toạ độ x*y* và xy được coi là hai hệ toạ độ cố định hay nói cách khác góc được coi là không đổi. Nhưng trong thực tế có thể là một góc biến thiên với tốc độ góc. Trong trường hợp ấy hệ toạ độ x*y* là hệ toạ độ quay tròn với tốc độ góc là xung quanh gốc của hệ toạ độ xy . Giả sử ta quan sát một động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc đang quay với vận tốc góc trong đó là góc tạo bởi trục rotor và trục quay cuộn dây pha u. Hình vẽ biểu diễn hai véc tơ dòng stator is và từ thông rotor với môdul và một góc pha bất kỳ. H3-2.5 : Biểu diễn véc tơ không gian trên hệ toạ độ từ thông. Véc tơ từ thông quay với tốc độ góc Trong đó fs là tần số mạch điện stator. Từ hình vẽ (H3-2.5) ta thấy sự chênh lệch đó tạo nên dòng điện rotor với tần số fr. dòng điện đó cũng có thể biểu diễn dưới dạng véc tơ ir với tốc độ góc và gốc trùng với gốc của hệ toạ độ và đặt tên cho trục mới là dq ta dễ dàng nhận thấy rằng hệ toạ độ mới định nghĩa là một hệ toạ độ quay xung quanh điểm gốc chung với tốc độ góc với véc tơ is có các phần tử mới là isd và isq. Để dễ nhận biết được véc tơ đang quan sát ở hệ toạ độ nào ta quy ước thêm hai chỉ số mới được viết bên phải trên cao: f thay cho hệ toạ độ dq và s thay cho hệ toạ độ ta sẽ có: (2.7) Nếu biết được ta có thể dễ dàng tính được theo công thức. (2.8). hay. (2.9) Toàn bộ quá trình trên được tổng hợp đầy đủ trong hình vẽ sau. H3-2.6 Ưu điểm của hệ toạ độ mới là do các véc tơ is và cũng như bản thân hệ toạ độ dq quay đồng bộ với nhau với tốc độ góc quanh điểm gốc, các phần tử của véc tơ (isd, isq) là các đại lượng một chiều. Trong chế độ vận hành xác lập các phần tử thậm chí có thể là không đổi. Quá trình quá độ chúng có thể biến thiên theo một thuật toán đã định trước. Khó khăn thực tiễn của việc tính isdvà isq là việc xác định góc , trong trường hợp động cơ đồng bộ góc đó được xác định dễ dàng bằng thiết bị đo tốc độ vòng quay (máy phát xung kèm vạch o, resolver). Trường hợp động cơ không đồng bộ góc được tạo nên bởi tốc độ góc , trong đó chỉ có là có thể đo được ngược lại với fr là tần số mạch rotor ta chưa biết. Vậy phương pháp mô tả trên hệ toạ độ dq đòi hỏi phải tính được một cách chính xác đó là cơ sở của hệ thống điều khiển / điều chỉnh kiểu tựa theo từ thông rotor (T4R). Một cách tương tự như đối với véc tơ dòng stator ta có thể biểu diễn tất cả các véc tơ còn lại trên hệ toạ độ dq. (2.10). Ta thấy trong phương trình có do trục q bản thân đứng vuông góc với tuy nhiên trên thực tế ta rất khó tính chính xác góc do đó ta vẫn giữ để đảm bảo tính khách quan khi quan sát. 2. Nguyên tắc điều chế véc tơ không gian: Phương pháp điều chế véc tơ không gian là phương pháp mạnh phổ cập đã hoá số toàn phần dùng để điều khiển biến tần. Khâu điều khiển biến tần là khâu ghép nối quan trọng giữa thiết bị điều khiển / điều chỉnh bằng số với khâu chấp hành: biến tần / động cơ. Trong hệ thống này sơ đồ nguyên lý của động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc được nuôi bởi biến tần dùng van bán dẫn. Thông thường các đôi van được vi xử lý vi tính điều khiển sao cho điện áp xoay chiều 3 pha với biên độ cho trước, với tần số cũng như góc pha cho trước được đặt lên 3 cực của động cơ theo đúng yêu cầu biến tần được nuôi bởi điện áp một chiều UMC : H 3-2.7: Sơ đồ nguyên lý của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc nuôi bởi biến tần nguồn áp. Ta thấy mỗi pha của động cơ có thể nhận một trong 2 trạng thái 1(nối với cực dương của UMC) hoặc 0 (nối với cực âm của UMC) do đó các van bán dẫn sẽ có 23 = 8 trạng thái, khả năng nối pha của động cơ với UMC. Như trong bảng sau: STT Cuộn dây pha 0 1 2 3 4 5 6 7 Pha u 0 1 1 0 0 0 1 1 Pha v 0 0 1 1 1 0 0 1 Pha w 0 0 0 0 1 1 1 1 Bảng 1. Để tìm được vec tơ điện áp chuẩn cho các cặp van bán dẫn của biến tần tạo nên, ta xét kỹ một khả năng trong tám khả năng trên, ví dụ như khả năng thứ tư trong bảng 1 với sơ đồ nối dây như hình vẽ sau: H3-2.8 Từ hình vẽ trên ta có thể tính được điện áp rơi trên từng quận dây pha u, v, w Xét bố trí hình học của ba quận dây trên mặt phẳng tương tự như đối với khả năng thứ tư, ta dễ dàng xây dựng được véc tơ điện áp tương ứng cho tất cả các trường hợp còn lại (H3-2.9) các véc tơ đó được đánh số từ 07 như số thứ tự của bảng 1. Ở đây còn lưu ý đến hai trường hợp đặc biệt. U0: Cả ba pha đề nối với cực (-) của UMC U7: Cả ba pha đề nối với cực (+) của UMC Cả hai véc tơ này có mođul = 0 và có ý nghĩa rất quan trọng. H3-2.9 Hình (H3-2.9) cho thấy rõ ràng vị trí của từng véc tơ chuẩn trong hệ toạ độ ta ghi nhớ rằng modul của tổng véc tơ đó luôn có giá trị = . Ngoài quy ước thông thường về các góc phần tư Q1 đến Q4 phân chia bởi 2 trục hệ toạ độ . Các véc tơ chuẩn chia toàn bộ không gian thành các góc phần 6 S1 đến S6 chỉ bằng 8 véc tơ chuẩn (H3-2.9) ta phải tạo nên điện áp stator với biên độ góc pha bất kỳ. a. Nguyên lý của phương pháp điều chế véc tơ không gian. Giả sử ta phải thực hiện véc tơ Us bất kỳ như trong hình H3-2.10 véc tơ đó có thể nằm ở góc phần 6 bất kỳ nào đó. Trong ví dụ này US nằm ở S1. US có thể thành tổng của hai véc tơ UP, Ut tựa theo hai hướng của véc tơ chuẩn U1, U2 các chữ viết bên phải (thấp) có nghĩa như sau. t: véc tơ biên trái. p: véc tơ biên phải. H3-2.10 Thực hiện véc tơ Us bất kỳ bằng 2 véc tơ chuẩn. Ta đã biết rằng điện áp sẽ được quy đổi bằng thời gian đóng ngắt xung trong một chu kỳ nào đó, giả thiết toàn bộ chu kỳ đó là chu kỳ có ích được phép dùng để thực hiện véc tơ khi này modul tối đa cũng không thể vượt quá 2/3 UMC do vậy ta có công thức. . Thời gian tối đa là t ta có các nhận xét đầu tiên như sau: + Us là tổng véc tơ của 2 véc tơ biên Up, Ut : Us = Up + Ut + Hai véc tơ biên có thể thực hiện bằng cách thực hiện U1 (cho Up) và U2 (cho Ut) trong khoảng thời gian sau: Vấn đề ở đây là ta phải tính được các khoảng thời gian Tp, Tt để tính được Tp, Tt ta phải biết được modul của véc tơ biên phải Up và modul của véc tơ biên trái Ut. Xuất phát điểm để tính modul của véc tơ Us là do khâu điều chỉnh dòng yêu cầu. Ta đã xét đến thời gian để thực hiện các véc tơ Tp, Tt trong khoảng thời gian còn lại T – (Tp + Tt) biến tần sẽ thực hiện 1 trong 2 véc tơ có modul = 0, U0 và U7 bằng cách đó trên thực tế ta thực hiện phép cộng véc tơ sau: Đến đây ta phải xem xét trình tự thực hiện 3 véc tơ U1, U2, U7 (U0). Ta có bảng xung mẫu của 4 véc tơ trên như bảng 1. Thông qua bảng xung mẫu ta thấy trình tự sẽ là có lợi nhất nếu trong một chu kỳ các cặp van phải chuyển mạch ít nhất. Cụ thể ở đây các cặp van sẽ phải chuyển mạch một lần. Nếu như trạng thái cuối cùng là U0 trình tự thực hiện sẽ là: Nếu như trạng thái cuối cùng là U7 trình tự thực hiện sẽ là: Bằng cách thực hiện như vậy ta sẽ gây tổn hao đóng cắt các van của biến tần ở mức thấp nhất. Nếu ta vẽ ghép tượng trưng 2 chu kỳ nối tiếp nhau thuộc góc phần 6 thứ nhất S1 ta sẽ thu được biểu đồ xung như sau. H3-2.11 Bằng cách thực hiện hoàn toàn tương tự như góc phần 6 thứ nhất S1 cho các góc phần 6 còn lại ta có biểu đồ xung các véc tơ điện áp đó b. Cách tính và thực hiện thời gian đóng cắt van bán dẫn của biến tần. Bảng các số liệu về góc pha cũng như về vị trí (góc 1/4, góc 1/6) của véc tơ điện áp ta sẽ biết được quá trình đóng cắt của các van, còn việc tính toán thời gian đóng cắt của các van hoàn toàn phụ thuộc vào thông tin về modul của các véc tơ Up, Ut.. Véc tơ điện áp Us thường được cho biết trước dưới 1 trong 2 dạng sau: + Hai thành phần một chiều Usd, Usq trên hệ toạ độ từ thông rotor góc pha gồm có góc của hệ toạ độ dq cộng với góc riêng của Us (so với trục dq theo công thức sau): + Hai thành phần hình sin. Ở dạng này thông tin về góc pha được ẩn trong . Do đó ta cũng có hai phương pháp tính modul của Up, Ut giả sử ta xét véc tơ us bất kỳ thuộc góc phần 6 thứ nhất. * Phương pháp 1: Công thức (4.1) ta tính được và do đó ta tính được modul của véc tơ biên phải, biên trái được tính như sau: (2) (3) (4) H3-2.12 Các khả năng cho biết trước về véc tơ điện áp stator Us * Phương pháp 2. Các véc tơ Up,Ut được tính trực tiếp từ theo công thức sau: (5) (6) Ở phương pháp 1 chỉ cần ba công thức (2, 3, 4) cho toàn bộ không gian véctơ song ở phương pháp 1 có 2 phép chia () cũng nhưphần dư và ba phép tính lượng giác (sin, cos, tg) trong điều khiển/ điều chỉnh thực của chu kỳ tính toán ở vài phần trăm cần cân nhắc khi xuất hiện thêm các phép chia. Ngược lại ở phương pháp 2 các công thức (5, 6) chỉ có giá trị với góc s1 trong phương pháp này ta phải tuỳ theo góc phần tư và góc phần 6 cụ thể mà áp dụng công thức ở bảng sau: S1 Q1 S2 Q1 Q2 S3 Q2 S4 Q3 S5 Q3 Q4 S6 Q4 Bảng 2 Việc áp dụng phương pháp 2 tưởng chừng phức tạp hơn do phải dùng nhiều công thức khác nhau như trong bảng 2 tuy vậy quan sát kỹ ta sẽ thấy tất cả quy tụ về chỉ có 3 công thức sau. a = b = c = Trong cả 3 công thức đều không có phép chia cũng như phép tính lượng giác vì vậy áp dụng chúng sẽ có lợi nhiều về thời gian tính toán. Vấn đề còn lại là phải biết được Us nằm ở góc phần tư, phần sáu nào của không gian véc tơ để lựa chọn cho đúng công thức. Ta có thể sử dụng các suy nghĩ sau: + Xét dấu Us, Us ta nhận biết được Us nằm ở góc phần tư thứ mấy. + Biểu thức sẽ đổi dấu mỗi khi Us đi qua danh giới của góc phần sáu bất kỳ. Sau khi biết được góc phần tư bằng việc xét dấu b ta sẽ biết được góc phần sáu cụ thể thuộc góc phần tư đó. PHẦN IV TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN SIMENS VÀ PLC S7-200 A. GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN CỦA SIMEMS I. Tổng quan về biến tần Siemens. Micromaster vecter (MMV) và Midimaster vecter (MDV) là một họ các biến tần tiêu chuẩn với công nghệ điều khiển véc tơ không sensor dùng cho điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha. Có sẵn các kiểu từ loại nhỏ gọn (MMV) 120w đến loại (MDV) 75kw. Cả hai loại biến tần đều được điều khiển bằng vi xử lí (Micro Processor) phương pháp điều biến độ rộng xung với dải tần số tuỳ chọn cho phép động cơ hoạt động cực kỳ êm. Bộ biến tần và động cơ được cung cấp đầy đủ các chức năng bảo vệ khác nhau. *. Đặc điểm: - Dễ lắp đặt và lập trình. - Khả năng quá tải 200% trong 3(s) hay 150% trong 60(s). - Mô men khởi động cao và đảm bảo độ chính xác trong điều tốc nhờ điều khiển véc tơ. - Tuỳ chọn bộ lọc tích phân RFI trong các biến tần đầu vào một pha MMV 12 – MMV 300 và các biến tần đầu vào 3 pha MMV 220 / 3 đến MDV 750/ 3. - Chức năng điều khiển giới hạn dòng điện nhanh (FCL) đảm bảo vận hành chính xác. - Dải nhiệt độ làm việc (với MDV). - Điều khiển chu trình kín sử dụng các hàm mạch vòng PID. - Khả năng điều khiển từ xa thông qua các RS485 dùng giao thức nối tiếp đa năng (USS). - Khả năng điều khiển tới 31 bộ biến tần thông qua giao thức USS. - Bao gồm một loạt các thông số đủ để đáp ứng hầu hết các ứng dụng. - Bộ nhớ trong ổn định để lưu giữ các thông số được cài đặt. Thông báo lỗi được chương trình hoá theo tiêu chuẩn của châu âu và bắc mỹ. - Tần số ra (tương ứng với tốc độ động cơ) có thể được điều khiển bằng một trong các phương án sau: a. Điểm đặt tần số sử dụng bàn phím. b. Điểm đặt tần số tương tự (analog) với độ phân giải cao (đầu vào dòng hoặc áp). c. Triết áp bên ngoài để điều chỉnh tốc độ động cơ d. Có 8 tần số định thông qua các đầu vào nhị phân. e. Chức năng triết áp động cơ. f. Thông qua truyền số liệu từ xa (giao diện nối tiếp). - Định sẵn hãm động năng bằng dòng một chiều với cơ cấu hãm kết hợp. - Định sẵn hãm bằng phương pháp dùng điện trở ngoài (MMV). - Thời gian gia tốc, giảm tốc có thể lập trình linh hoạt. - Bù trừ tự động bằng cách điều khiển dòng liên tục thay đổi. - Panel điều khiển trước bằng phần mềm. - Hai đầu ra rơle có thể lập trình được (13 chức năng). - Đầu ra tương tự có thể lập trình được (1 với MMV; 2 với MDV). - Đầu nối ngoài cho panel điều khiển nâng cao tuỳ chọn hoặc sử dụng giao diện RS485 ngoài. - Tự động phát hiện động cơ 2, 4, 6, hoặc 8 cực bằng phần mềm. - Tích hợp sẵn phần mềm điều khiển quạt gió làm mát. - Khả năng lắp đặt liền nhau. - Tuỳ chọn cấp bảo vệ IP 56 (NEMA 4/12) đối với các bộ biến tần MDV. II. Lắp đặt Micromaster Vecter 1. Các đầu nối nguồn của động cơ: - Đảm bảo rằng nguồn cấp cho đúng điện áp và được thiết kế đảm bảo cho dòng cần thiết. Đảm bảo rằng các áp tô mát và cầu chì thích hợp với giá trị dòng định mức được nối giữa nguồn cấp và biến tần. Nối đúng nguồn cáp tới các đầu nối L1, L2, L3 (3 pha) và các cực tiếp địa PE sử dụng cáp 4 lõi cho biến tần. - Dùng cáp 4 lõi để nối tới động cơ, cáp được nối tới động cơ qua các đầu nối a, b, c và đầu tiếp địa PE. - Nếu cần thiết có thể nối thêm khối hãm vào các cực đấu DC + và DC – trên biến tần. - Xiết chặt tất cả các đầu nối nguồn và động cơ. - Các động cơ không đồng bộ và đồng bộ có thể nối tới biến tần MMV hoặc là độc lập hoặc song song. Chú ý: Nếu sử dụng một động cơ đồng bộ hoặc không đồng bộ nối tới biến tần thì dòng điện động cơ có thể bằng 2.5 3 lần dòng điện mong muốn do đó phải chọn loại biến tần cho thích hợp. Các đầu nối điện của MMV được thể hiện trên hình 4.1 hình 4.1 2. Các đầu nối điều khiển. Chú ý: - Không sử dụng các đầu nối RS 485 bên trong (chân 24 và 25) nếu đã dùng cổng RS485 bên ngoài trên panel đặt trước của biến tần. - Các chuyển mạch DIP dùng để nựa chọn các đầu vào tương tự giữa điện áp U và dòng điện I và cũng để lựa chọn tín hiệu phản hồi áp hay dòng. Chỉ có thể điều chỉnh được các chuyển mạch này khi nâng nắp che của biến tần. - Sơ đồ các đầu nối điều khiển như hình 4.2 Hình 4.2 3. Bảo vệ quá tải nhiệt động cơ bên ngoài: 14 Khi làm việc ở tốc độ nhỏ hơn tốc độ định mức hiệu quả làm mát của quạt gió ở gần đầu trục động cơ giảm. Do đó hầu hết các động cơ phải chọn lại định mức khi làm việc liên tục ở tần số thấp. Để đảm bảo cho động cơ được bảo vệ chống quá nhiệt trong những điều kiện như vậy cần thiết phải có một cảm biến nhiệt độ PTC gắn ở động cơ và được nối với các đầu nối điều khiển của biến tần như hình vẽ: MOTOR PTC Inverter Control 15 Terminals 4. Sơ đồ khối của MICROMASTER Vector: Hình 4.3 III. Điều khiển và vận hành cơ bản. 1. Điều khiển: a. Panel điều khiển đặt trước: Có thể nhập thông số yêu cầu bằng 3 nút đặt thông số (P, ) trên bảng mặt trước của bộ biến tần. Các số của thông số và các giá trị được hiển thị trên màn hình hiển thị LED4 JOG Nút JOG: Bấm nút này khi bộ biến tần ngừng chạy làm cho máy khởi động và chạy ở tần số đã đặt trước. Bộ biến tần dừng ngay khi buông nút ấn này ra. Bấm nút này khi máy đang chạy sẽ không có hiệu lực. Nút này bị cấm nếu P123 = 0 Nút: RUN: Bấm nút này để khởi động bộ biến tần, nút này bị cấm nếu P121 = 0 Nút STOP: Bấm nút này để bộ biến tần ngưng hoạt động LED Display Màn hình hiển thị LED 4 số. Hiển thị tần số (mặc định) số, thông số hoặc giá trị thông số (khi ấn P) hoặc hiển thị mã lỗi Nút tiến/ lùi Bấm nút này để đổi chiều quay động cơ, nút này bị cấm nếu P122 = 0 Nút lên: Bấm nút này để đặt các thông số và giá trị thông số tới giá trị cao hơn. Nút này không có hiệu lực khi đặt thông số P124= 0 Nút xuống: Bấm nút này để đặt các thông số và giá trị các thông số tới giá trị thấp hơn. Nút này không có hiệu lực khi P124= 0 P Nút đặt thông số: Bấm nút này để chuyển đổi các thông số và giá trị thông số. Nút này bị cấm nếu P051P055 hoặc P356= 14 khi sử dụng các đầu vào số. b. Chuyển mạch lựa chọn DIP: hình 4.4 Có 5 chuyển mạch lựa chọn DIP có thể đặt phù hợp với thông số P023 hoặc P323 tuỳ theo chế độ làm việc của biến tần hình 4.4 thể hiện các vị trí chuyển mạch theo chế độ chuyển mạch khác nhau. 2. Vận hành cơ bản. a. Khái quát: + Bộ biến tần không có khoá nguồn chính vì vậy nó luôn luôn hoạt động khi khoá nguồn đóng. Nó chuyển sang trạng thái chờ với các đầu ra không hoạt động cho đến khi bấm nút RUN hoặc có tín hiệu ON qua đầu nối 5 (quay sang phải) hoặc đầu nối 6 (quay sang trái) xem phần các thông số. P051-P005 và P356. + Nếu tần số đầu ra (P001= 0) được chọn hiển thị trên màn hình, điểm đặt tương ứng được đặt hiển thị khoảng chừng 1.5 s mỗi lần khi bộ biến tần ngừng chạy. + Bộ biến tần được đặt chương trình tại nhà máy cho các ứng dụng tiêu chuẩn trên các động cơ chuẩn 4 cực. Khi sử dụng các động cơ khác cần phải nhập các thông số kĩ thuật từ bảng ghi công suất vào các thông số P080 tới P085 (xem hình 4.5) lưu ý không thể nhập các thông số này trừ khi P009= P002 hoặc P003. Nếu bộ biến tần sử dụng cho một động cơ 8 cực đặt P082 với tốc độ gấp 2 lần tốc độ danh định của động cơ. Nếu biết rằng điều này sẽ làm cho màn hình hiển thị gấp đôi số vòng trên phút thực tế khi P001= P005 Hình 4.5: Ví dụ nhãn ghi công suất động cơ tiêu chuẩn. Chú ý: Đảm bảo tằng động cơ được ghi cấu hình chính xác, ví dụ trong các ví dụ trên các thông số được ghi theo cấu hình liên kết với đầu nối tam giác điện áp 220V b. Kiểm tra ban đầu. + Kiểm tra tất cả các dây dẫn được nối chính xác và thiết bị phải được đặt ở vị trí an toàn. + Đóng nguồn cấp điện cho biến tần. + Đảm bảo an toàn trước khi khởi động động cơ, ấn nút RUN trên biến tần màn hình sẽ hiển thị 5.0 và động cơ bắt đầu quay biến tần sẽ gia tốc lên 5 Hz trong 1s. + Đảm bảo rằng động cơ quay đúng chiều yêu cầu cần ấn nút. FORWARD/ REVERSE nếu cần. + ấn nút STOP trên biến tần màn hình sẽ hiển thị 0.0 động cơ giảm tốc độ dần và kết thúc quá trình dừng sau 1s. c. Hướng dẫn 10 thao tác cơ bản. Phương pháp cơ bản để cài đặt biến tần được miêu tả dưới đây, phương pháp này sử dụng 1 điểm đặt tần số (digital) và chỉ yêu cầu thay đổi thông số tối thiểu từ giá trị mặc định giả sử một động cơ 4 cực tiêu chuẩn của động cơ siemens được nối với biến tần (nếu sử dụng động cơ kiểu khác xem lại phần vận hành cơ bản 2.a) Step/Action Buttion Display 1. cấp nguồn cho biến tần 0.0 5.0 2. ấn nút nhập thông số P P000 3. ấn nút đến khi P005 được hiển thị P005 4. ấn nút P để hiển thị điểm đặt tần số hiện thời (Giá trị mặc định của nhà máy là 5 Hz) P P005.o 5. ấn nút để đạt giá trị điểm đặt tần số theo yêu cầu ví dụ 35 Hz 035.0 6. ấn nút P để lưu giá trị vừa đặt của bộ nhớ vào biến tần P 7. ấn nút để quay về P000 P000 8. ấn nút P để thoát khỏi thủ tục đặt thông số màn hình sẽ hiển thị chuyển đổi giữa giá trị tần số ra hiện thời và giá trị tần số đặt P 0.0 35.0 9. Khởi động biến tần bằng nút RUN, trục động cơ sẽ quay và màn hình hiển thị tần số đang gia tốc lên giá trị tần số đạt 35 Hz. Chú ý: Điểm đặt tần số sẽ đạt được sau 7s (mặc định thời gian tốc độ đặt bởi P002 là 10s để đạt tới tần số 50 Hz là giá trị tần số động cơ lớn nhất được đặt mặc định trong P013). Nếu cần có thể thay đổi tốc độ động cơ bằng các nút (Đặt P011 = 001 để lưu giá trị đặt tần số mới của biến tần khi biến tần ngừng chạy) 0.0 10. Dừng biến tần bằng nút STOP. Động cơ sẽ giảm tốc độ và dừng lại. 35.0 3. Các chế độ vận hành 3.1 Điều khiển số Digital: + Đối với cấu hình khởi động cơ bản sử dụng điều khiển số quá trình diễn ra như sau: - Nối đầu nối khởi động chính tới đầu nối 5 qua một công tắc tắt/ mở bình thường, nó sẽ làm cho bộ biến tần quay theo chiều kim đồng hồ (mặc định). - Lắp vỏ vào và đóng nguồn chính cấp cho biến tần đặt thông số P009 tới P002 hoặc P003 để cho tất cả các thông số đều điều chỉnh được. - Kiểm tra thông số P006 được đặt tới P000 để định rõ điểm đặt số digital. - Đặt thông số P007 tới P000 để định rõ đầu vào số (VD: DIN1, đầu nối 5 trong trường hợp này) và làm bảng điều khiển đặt trước mất hiệu lực. - Đặt thông số P005 tới điểm đặt tần số mong muốn. - Đặt thông số P080 tới P085 theo đúng như bảng công suất trên động cơ. - Đặt công tắc tắt/ mở bên ngoài vị trí đóng (ON) bộ biến tần bây giờ sẽ điều khiển động cơ ở tần số do P005 đặt. 3.2 Điều khiển tương tự. + Đối với cấu hình khởi động cơ bản sử dụng điều khiển tương tự quá trình diễn ra như sau: - Nối đầu nối điều khiển 9 tới đầu nối 5 qua một công tắc tắt/ mở bình thường, nó sẽ làm cho biến tần quay theo chiều kim đồng hồ (mặc định). - Nối một triết áp 4.7 K tới các đầu nối điều khiển như trong hình 5.1 và 5.3 hoặc nối chân 2 (0V) tới chân 4 và đưa một tín hiệu từ 0 10V vào giữa chân 2 (0V) và chân 3 (AIN+). - Đặt SW1 của chuyển mạch lựa chọn DIP vào vị trí đầu vào điện áp (V). - lắp vỏ vào và đóng nguồn chính cho bộ biến tần, đặt thông số P009 tới 002 hoặc 003 để cho tất cả các thông số đều điều chỉnh được. - Kiểm tra thông số P006 được đặt tới 001 để định rõ điểm đặt tương tự. - Đặt thông số P007 tới 000 để định rõ đầu vào số (ví dụ: DIN1, đầu nối 5 trong trường hợp này) và làm bảng điều khiển mặt trước mất hiệu lực. - Đặt thông số P021 và P022 để định rõ các mức đặt thông số đầu ra cực đại và cực tiểu. - Đặt thông số P080 tới P085 theo đúng như bảng công suất trên động cơ. - Đặt công tắc tắt/mở bên ngoài vị trí đóng. Quay triết áp (hoặc điều chỉnh điện áp tương tự) cho đến khi tần số mong muốn hiển thị trên bộ biến tần. 3.3 Các chế độ điều khiển động cơ. Các biến tần MMV và MDV có 4 chế độ điều khiển khác nhau theo quan hệ điều khiển giữa điện áp do biến tần cấp ra với tốc độ động cơ, chế độ điều khiển của động cơ được lựa chọn trong thông số P007 . - Điều khiển theo quan hệ tuyến tính điện áp/ tần số . - Điều khiển dòng từ thông (FCC) được sử dụng để duy trì từ thông của động cơ. - Điều khiển véc tơ không sensor, bộ biến tần sẽ tính toán sự thay đổi của điện áp đầu ra để duy trì tốc độ của động cơ theo yêu cầu. Các chế độ này được miêu tả rõ hơn sau đây. a. Chế độ điều khiển tuyến tính điện áp/ tần số (V/F)(P007= 0 hoặc 2). - Chế độ này được sử dụng cho động cơ đồng bộ hoặc nhiều động cơ nối song song với nhau, mỗi động cơ nên lắp riêng một rơle quá tải, nhiệt. Nếu 2 hay nhiều động cơ được điều khiển đồng thời bởi 1 biến tần. Trong nhiều trường hợp khi sử dụng các thông số mặc định của nhà máy thì giá trị điện trở stator được mặc định trong P089 sẽ thích hợp với công suất định mức mặc định trong P085, mục đích của biến tần và động cơ thường khác nhau do đó nếu đặt P008= 1 để thực hiện thủ tục tự động điều chỉnh điện tử stator bằng dòng liên tục P078 và tăng dòng khởi động P079 tuỳ thuộc vào giá trị điện trở stator, giá trị này quá cao sẽ làm ngắt do quá dòng và quá nhiệt động cơ. b. Chế độ điều khiển dòng từ thông (SCC)(P007= 1). - Chế độ điều khiển dòng từ thông được điều khiển bằng cách giám sát và duy trì từ thông động cơ liên tục. Điều này đảm bảo cho hệ thống đạt được đặc tính và hiệu suất tốt nhất. SCC không phức tạp như FVC do đó dễ thực hiện c. Chế độ đi