Biến tần

Tính năng của biến tần thực sự mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất. Với nhu cầu đó LS Starvert iG5A đã ra đời để có giá cả cạnh tranh và các chức năng được nâng cao. Giao diện dễ sử dụng, biến tần mở rộng lên 7.5kW. Với khả năng tạo momen lớn và có kích thước nhỏ gọn, iG5A cung cấp những điều kiện sử dụng tốt nhất.

Sau đây để cài đặt cơ bản biến tần LS chúng ta cần nắm những lệnh sau:

ACC: Thời gian tăng tốc (thời gian khởi động để đạt tốc độ yêu cầu)

dEC: Thời gian giảm tốc (thời gian dừng để đạt tốc độ về 0)

drv: Chế độ để điều khiển.

+ Chọn 0 là điều khiển bằng bàn phím trên trực tiếp biến tần.

+ Chọn 1 là điều khiển bằng biến trờ số 1.

+ Chọn 2 là điều khiển bằng biến trờ số 2.

+ Chọn 3 là điều khiển bằng truyền thông RS-485 (thông qua máy tính)

Frq: Phương pháp để cài đặt tần số

+ Chọn 0 là điều khiển bằng bàn phím trên trực tiếp biến tần.

+ Chọn 1 là điều khiển bằng bàn phím rời (thường gắn ngoài mặt tủ điện).

+ Chọn 2 là điều khiển bằng tín hiệu điện áp từ -10~10V.

+ Chọn 3 là điều khiển bằng tín hiệu điện áp từ 0~10V.

+ Chọn 4 là điều khiển bằng tín hiệu dòng điện từ 0~20mA.

+ Chọn 5 là điều khiển bằng V1s+1.

+ Chọn 6 là điều khiển bằng V1+I.

+ Chọn 7 là điều khiển bằng truyền thông RS-485 (thông qua máy tính)

SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY CHO BIẾN TẦN IG5A

Mục đích, yêu cầu công việc: ở đây cần nắm thật kỹ kỹ thuật điều khiển tức là đầu ra của hệ thống. Một hệ thống không yêu cầu gắt gao về độ chính xác, moment tải thì chỉ cần chọn những biến tần rẻ tiền một chút, ít chức năng cao cấp và lấy công suất động cơ là mức minimum rồi nhân với phết phẩy thế nào đó cho phù hợp là được. Ở đây không cần một con số cụ thể vì bạn có thể sử dụng biến tần 2,5 hoặc 3,7KW để điều khiển một động cơ 2,2kW không sao cả. Nên nhớ rằng biến tần đắt ở phần mềm còn lệch nhau vài KW công suất tức là cùng trong một frame thì giá cả chênh lệch không là bao cả. Có chăng là do người bán nâng lên mà thôi. Nên chọn dư công suất một chút để có thể linh hoạt trong sử dụng. Nếu yêu cầu công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp chẳng hạn tốc độ, moment tải không đổi trong dây chuyền cán hay xi mạ thép… thì phải căn cứ vào tải đáp ứng để lựa chọn. Có trường hợp phải chọn công suất của biến tần vượt 1,5 lần công suất động cơ và động cơ này cũng phải là loại đặc biệt “Vector motor”. Đặc biệt trong những dây chuyền loại này vì yêu cầu sức căng và tính đồng bộ về tốc độ của động cơ nên một số động cơ luôn làm việc ở chế độ Regenarator tức là chế độ hãm hay chế độ động cơ trong lý thuyết đó. Nếu kỹ thuật điều khiển yêu cầu cao cấp chẳng hạn từ PLC, HMI xuống biến tần thì phải nghĩ đến các option board điều khiển chúng. Điều này một số kỹ sư thiếu kinh nghiệm sẽ dễ bị mắc lừa ở chỗ nhiều biến tần rất rẻ tiền nhưng khi muốn nâng cấp lên chế độ điều khiển có tham gia của các thiết bị cao cấp thì phải chi ra một số tiền rất lớn để mua các control board. Sau đó hãy nghĩ đến các gói phần mềm hỗ trợ để lập trình chẳng hạn trong Siemens Step software gọi là các GSD file. Nếu một biến tần mà không hỗ trợ những file này thì thật là khổ sở cho ai muốn lập trình và điều khiẻn chúng. Trong một mạng thì nên thống nhất một kiểu điều khiển, một chuẩn giao thức mà thôi, không nên có nhiều chuẩn, nhiều giao thức sẽ phức tạp và gây nhiều lỗi không kiểm soát. Giả sử ta có một bài toán đơn giản thế này, Một xí nghiệp nọ tiêu thụ khoảng 50.000m3 nước một ngày, họ xây một cái bể chứa nước bơm vào và cấp đi cho các phân xưởng. Bể có các mức báo L, H với cơ chế đến mức L thì bơm cấp vào hoạt động va đến mức H thì ngừng bơm. Như vậy có bạn sẽ nói lượng nước tiêu thụ rất lớn nên dung biến tần để tiết kiệm điện. Điều này có đúng chăng? Không đúng. Với cơ chế hoạt động như thế này mà sử dụng biến tần thì quả là tệ hại, và tốt nhất là dùng bơm chạy trực tiếp là xong. Bây giờ giả sử trong đó có một phân xưởng họ yêu cầu nước cấp vào với một áp lực không được nhỏ hơn 3 bar và không lớn hơn 4 bar, đường ống cấp nước làm bằng nhựa. Như vậy ta sẽ phân tích bài toán như sau: – Áp lực nước phải ổn định trong 3-4bar, một khoảng giao động rất lớn. – Đường ống bằng nhựa nên nếu áp lực thay đổi đột ngột và liên tục thì sẽ làm hỏng đường nước. – Công suất tải sẽ thay đổi rất mạnh nếu có nhiều vời mở cùng lúc. Do vậy chỉ có sử dụng biến tần là thích hợp nhất, vấn đề là chọn biến tần thế nào? Tất nhiên là loại rẻ tiền thôi vì bài toán rất đơn giản, áp lực duy trì ổn đinh trong khoảng dao động lớn, đường ống sẽ bị bể nếu có sự thay đổi của các xung lực nước lớn và liên tục. Biến tần sẽ giúp duy trì áp suất trong đường ống và một bộ cảm biến về áp lực sẽ control biến tần chạy phù hợp với yêu cầu. Khi cần thiết tải tăng đột ngột thì có thể thiết kế thêm một cấp biến tần nữa để chạy bổ sung để kịp bù vào lượng thiếu hụt là xong. Tóm lại : – Dựa vào túi tiền của nhà đầu tư. Nếu số tiền dư dả thì nên chọn biến tần của các hãng có tiếng và đảm bảo các yêu cầu về bảo hành, chăm sóc hỗ trợ khách hàng tốt. – Chọn theo thông số ký thuật mà nhà đầu tư yêu cầu. – Chọn theo phương thức, kỹ thuật điều khiển để đáp ứng các yêu cầu đặt ra. – Sự thuận tiện nhất cho bạn khi lập trình điều khiển. Công suất biến tần nên cao hơn công suất động cơ để phòng khi dư tải và phải luôn nghĩ đến các bộ lọc cho biến tần cũng như chế độ Regenerator để chọn điện trở xả cho phù hợp. ( Nguồn : Đông Dương )

Khi đã có hội đủ các yếu tố trên thì chọn biến tần dựa vào:

Mục đích, yêu cầu công việc: ở đây cần nắm thật kỹ kỹ thuật điều khiển tức là đầu ra của hệ thống. Một hệ thống không yêu cầu gắt gao về độ chính xác, moment tải thì chỉ cần chọn những biến tần rẻ tiền một chút, ít chức năng cao cấp và lấy công suất động cơ là mức minimum rồi nhân với phết phẩy thế nào đó cho phù hợp là được. Ở đây không cần một con số cụ thể vì bạn có thể sử dụng biến tần 2,5 hoặc 3,7KW để điều khiển một động cơ 2,2kW không sao cả. Nên nhớ rằng biến tần đắt ở phần mềm còn lệch nhau vài KW công suất tức là cùng trong một frame thì giá cả chênh lệch không là bao cả. Có chăng là do người bán nâng lên mà thôi. Nên chọn dư công suất một chút để có thể linh hoạt trong sử dụng.

Nếu yêu cầu công việc đòi hỏi một số tính năng cao cấp chẳng hạn tốc độ, moment tải không đổi trong dây chuyền cán hay xi mạ thép… thì phải căn cứ vào tải đáp ứng để lựa chọn. Có trường hợp phải chọn công suất của biến tần vượt 1,5 lần công suất động cơ và động cơ này cũng phải là loại đặc biệt “Vector motor”. Đặc biệt trong những dây chuyền loại này vì yêu cầu sức căng và tính đồng bộ về tốc độ của động cơ nên một số động cơ luôn làm việc ở chế độ Regenarator tức là chế độ hãm hay chế độ động cơ trong lý thuyết đó.

Nếu kỹ thuật điều khiển yêu cầu cao cấp chẳng hạn từ PLC, HMI xuống biến tần thì phải nghĩ đến các option board điều khiển chúng. Điều này một số kỹ sư thiếu kinh nghiệm sẽ dễ bị mắc lừa ở chỗ nhiều biến tần rất rẻ tiền nhưng khi muốn nâng cấp lên chế độ điều khiển có tham gia của các thiết bị cao cấp thì phải chi ra một số tiền rất lớn để mua các control board. Sau đó hãy nghĩ đến các gói phần mềm hỗ trợ để lập trình chẳng hạn trong Siemens Step software gọi là các GSD file. Nếu một biến tần mà không hỗ trợ những file này thì thật là khổ sở cho ai muốn lập trình và điều khiẻn chúng. Trong một mạng thì nên thống nhất một kiểu điều khiển, một chuẩn giao thức mà thôi, không nên có nhiều chuẩn, nhiều giao thức sẽ phức tạp và gây nhiều lỗi không kiểm soát.

Giả sử ta có một bài toán đơn giản thế này, Một xí nghiệp nọ tiêu thụ khoảng 50.000m3 nước một ngày, họ xây một cái bể chứa nước bơm vào và cấp đi cho các phân xưởng. Bể có các mức báo L, H với cơ chế đến mức L thì bơm cấp vào hoạt động va đến mức H thì ngừng bơm. Như vậy có bạn sẽ nói lượng nước tiêu thụ rất lớn nên dung biến tần để tiết kiệm điện. Điều này có đúng chăng? Không đúng. Với cơ chế hoạt động như thế này mà sử dụng biến tần thì quả là tệ hại, và tốt nhất là dùng bơm chạy trực tiếp là xong. Bây giờ giả sử trong đó có một phân xưởng họ yêu cầu nước cấp vào với một áp lực không được nhỏ hơn 3 bar và không lớn hơn 4 bar, đường ống cấp nước làm bằng nhựa. Như vậy ta sẽ phân tích bài toán như sau:

– Áp lực nước phải ổn định trong 3-4bar, một khoảng giao động rất lớn.

– Đường ống bằng nhựa nên nếu áp lực thay đổi đột ngột và liên tục thì sẽ làm hỏng đường nước.

– Công suất tải sẽ thay đổi rất mạnh nếu có nhiều vời mở cùng lúc.

Do vậy chỉ có sử dụng biến tần là thích hợp nhất, vấn đề là chọn biến tần thế nào? Tất nhiên là loại rẻ tiền thôi vì bài toán rất đơn giản, áp lực duy trì ổn đinh trong khoảng dao động lớn, đường ống sẽ bị bể nếu có sự thay đổi của các xung lực nước lớn và liên tục. Biến tần sẽ giúp duy trì áp suất trong đường ống và một bộ cảm biến về áp lực sẽ control biến tần chạy phù hợp với yêu cầu. Khi cần thiết tải tăng đột ngột thì có thể thiết kế thêm một cấp biến tần nữa để chạy bổ sung để kịp bù vào lượng thiếu hụt là xong.

Tóm lại – Khi chọn biến tần cần lưu ý nhưng điểm sau:

– Dựa vào túi tiền của nhà đầu tư. Nếu số tiền dư dả thì nên chọn biến tần của các hãng có tiếng và đảm bảo các yêu cầu về bảo hành, chăm sóc hỗ trợ khách hàng tốt.

– Chọn theo thông số ký thuật mà nhà đầu tư yêu cầu.

– Chọn theo phương thức, kỹ thuật điều khiển để đáp ứng các yêu cầu đặt ra.

– Sự thuận tiện nhất cho bạn khi lập trình điều khiển.

Công suất biến tần nên cao hơn công suất động cơ để phòng khi dư tải và phải luôn nghĩ đến các bộ lọc cho biến tần cũng như chế độ Regenerator để chọn điện trở xả cho phù hợp.

1. Cài Đặt Điều Khiển:

*P0.00 = 0 Chọn chế độ điều khiển V/F;            P0.00 = 1: SVC;            P0.00 = 2: Torque

*P0.01 = 1 Chọn RUN/STOP từ terminal;          P0.01 = 0: Keypad (phím RUN / STOP)

P0.02 = 2 Cấm chỉnh tốc độ bằng UP/DOWN và phím 6/5.            P0.02 = 0: Cho phép

*P0.03 = 50.00 Hz Tần số Max, phải đặt lớn hơn hoặc bằng tần số định mức của motor, lưu ý dừng biến tần mới thay đổi được thông số này.

*P0.04 = 50.00 Hz Tần số giới hạn trên.

P0.05 = 00.00 Hz Tần số giới hạn dưới.

*P0.07 = 1 Chọn nguồn đặt tốc độ bằng biến trở (AI1); P0.07 = 0:  Bằng bàn phím(6/5)

*P0.11 = 40.0 Giây Thời gian tăng tốc (thời gian từ 0Hz đến tần số max).

*P0.12 = 40.0 Giây Thời gian giảm tốc (thắng động năng từ tần số max về 0Hz).

P0.16 = … Tự động dò tìm thông số motor.(Autotuning)

P1.16 = 1 Cho chạy nếu S1-COM đóng sẵn khi cấp nguồn                  P1.16 = 0: Cấm

P5.01 = 1 Chọn chức năng S1, chạy thuận khi S1 nối COM

P5.02 = 2 Chọn chức năng S2, chạy ngược khi S2 nối COM

Xem bản vẽ đấu nối thông dụng.

2. Cài Đặt Thông Số Motor (xem trên nhãn motor):

P2.00 = 0 Chọn chế độ tải mode G (tải nặng)                  P2.00=1: mode P (tải bơm & quạt).

*P2.01 = 110    KW Công suất định mức của motor

*P2.02 = 50.00 Hz Tần số định mức của motor

*P2.03 = 1490  RPM Tốc độ định mức của motor

*P2.04 = 380        V Điện áp định mức của motor

*P2.05 = 690.0  A Cường độ dòng điện định mức của motor

3. Cài Đặt Thông Số Bảo Vệ:

Pb.03 = 100% Bảo vệ quá tải motor

Pb.03 = (Dòng định mức motor / Dòng định mức biến tần)*100%

** Cài đặt khi sử dụng chức năng tự giữ nút nhấn RUN/STOP (không cần relay tự giữ):

P5.01 = 1 Chọn chức năng S1, chạy thuận khi S1 kích 1 xung với COM, button FWD.

P5.02 = 2 Chọn chức năng S2, chạy ngược khi S2 kích 1 xung với COM, button REV.

P5.03 = 3 Chọn chức năng S3, dừng khi S3 hở 1 xung với COM, button STOP.

P5.10 = 3 Chọn chế độ 3 wire, chế độ lưu lại trạng thái kích hoạt của button.

Xem bản vẽ đấu nối chế độ RUN/STOP tự giữ.

Cách nhập thông số : Cấp nguồnàNhấn PRG (vào nhóm P0)à Nhấn 5hoặc6 (để chọn nhóm thông số: P0, P1 …PF)à Nhấn DATA (vào nhóm thông số, ví dụ: P0.00) à Nhấn 5hoặc6 (chọn thông số, ví du: P0.04) à Nhấn DATA (vào dữ liệu thông số Vídụ: 50.00) à Nhấn 5hoặc6 (để thay đổi dữ liệu) kết hợp phím SHIFT (dời vị trí số để tiện thay đổi dữ liệu ví dụ : 60.00) à Nhấn DATA (để nhớ dữ liệu mới). Nhấn PRG vài lần để thoát ra hiển thị măc định.

1. Lưu ý: Bình thường Phím SHIFT dùng để thay đổi hiển thị của Tần số đặt, Tốc độ motor, Output ampere,…( chú ý các đèn trạng thái tương ứng với dữ liệu hiển thị ).

Tham khảo tài liệu CHF100A series inverter để biết thêm rất nhiều chức năng khác.

THỰC HIỆN CHỨC NĂNG TỰ ĐỘNG DÒ THÔNG SỐ MOTOR

(MOTOR PARAMETERS AUTOTUNING _CHF100A)

Mục đích của việc tự động xác định thông số động cơ nhằm để biến tần tự học và hiểu động cơ để đưa ra thuật toán điều khiển vector cho động cơ đáp ứng nhanh moment mạnh hơn, ổn định tốc độ ngay cả khi động cơ mang tải thay đổi liên tục hoặc đột biến hoặc hoạt động ở tốc độ thấp:

Có hai cách tự động dò nhận biết thông số động cơ:

1: Tự dò động (động cơ sẽ quay trong quá trình dò):

1. Motor phải không được gắn với bất kỳ tải nào kể cả hộp số, puly hoặc bánh đà… khi thực hiện dò tìm và phải chắc chắn rằng trước đó motor đang ở trạng thái đứng yên.

Nhập chính xác các thông số trên nhãn động cơ vào nhóm thông số P2.01~P2.05 trước khi thực hiện, nếu nhập không đúng có thể giá trị dò được của các thông số sẽ bị sai. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả đáp ứng của Biến tần với động cơ.

1. Cài đặt thời gian tăng tốc và thời gian giảm tốc phù hợp với quán tính cơ của động cơ nhằm đề phòng xảy ra lỗi quá dòng hay quá áp trong quá trình tự dò.
2. Quá trình thực hiện như sau:

1. Chỉnh thông số P0.01 = 0 để RUN/STOP bằng keypad.
2. Set P0.16 lên 1 sau đó ấn phím DATA/ENT, LED sẽ hiển thị  “-TUN-” và nhấp nháy.
3. Ấn phím RUN để bắt đầu tự dò, LED sẽ hiển thị “TUN-0”.(dò tĩnh trước).
4. Sau vài giây động cơ sẽ bắt đầu chạy, LED sẽ hiển thị “TUN-1”(dò động) và đèn “RUN/TUNE” sẽ nhấp nháy.
5. Sau vài phút, LED sẽ hiển thị “-END-”, có nghĩa quá trình tự dò đã hoàn thành, các thông số motor từ P2.06~P2.10 tự động cập nhập và biến tần trở về trạng thái dừng.
6. Trong suốt quá trình dò, ấn STOP/RST để hủy bỏ việc tự dò thông số động cơ.

Chú ý: Chỉ có chế độ RUN/STOP bằng bàn phím mới có thể điều khiển quá trình tự dò. P0.16 sẽ tự động xóa về 0 khi quá trình tự dò hoàn thành hay bị hủy bỏ.

2: Tự dò tĩnh (động cơ đứng yên trong quá trình dò):

1. Nếu không thể tháo tải được (kể cả hộp số, puly hoặc bánh đà…) thì bắt buộc chọn cách tự dò tĩnh.
2. Thao tác thực hiện hoàn toàn giống quá trình dò động nhưng Set P0.16 = 2 sau đó ấn phím DATA/ENT, chương trình không thực hiện bước d.

Chú ý: Từ thông và cường độ dòng điện không tải sẽ không đo được bằng chế độ dò tĩnh, để tối ưu điều khiển vector người sử dụng có thể nhập các giá trị phù hợp dựa vào kinh nghiệm, hoặc theo giá trị mặc định của biến tần.

Nguồn ACE