Biến Tần

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 suấtbiến 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.

Ứng dụng biến tần rất quan trọng và rộng rãi trong sản xuất, nhằm tiết kiệm chi phí khi phát huy được ưu điểm của biến tần, nâng cao lợi nhuận sản xuất.

Biến tần có ưu điểm lớn nhất đó là giảm được bớt các chi phí sản xuất, giảm được giá thành bảo dưỡng, đồng thời tuổi thọ của các thiết bị sản xuất cũng được nâng cao, những ưu điểm này là cần thiết cho tất cả các dây truyền sản xuất.

Giải pháp tối ưu hóa điều khiển động cơ

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.

Việc lắp đặt biến tần đóng vai trò quan trọng trong sản xuất.

Biến tần với chức năng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ cho phép người sử dụng điều chỉnh tốc độ động cơ theo nhu cầu và mục đích sử dụng. Chức năng điều khiển tốc độ động cơ lên tới 16 cấp với khả năng kiểm soát thời gian gia tốc / giảm tốc, nhiều mức công suất phù hợp với nhiều loại động cơ. Có chức năng bảo vệ: Quá tải, quá áp, thấp áp, quá dòng, thấp dòng, quá nhiệt động cơ, nối đất… nó giúp người vận hành yên tâm không phải lo lắng về vấn đề mất kiểm soát trong quá trình vận hành.

Biến tần giúp các dây chuyên hoạt động tối ưu: Tiết kiệm điện năng, động bộ các thiết bị (động cơ), hoạt động trơn tru, thân thiện với người sử dụng và giảm thiểu chi phái bảo trì – bảo dưỡng.

Ứng dụng biến tần vào dây chuyền sản xuất

Dây chuyên in bao bì (12 màu)Đồng tốc 2 động cơ cuộn – nhả, ổn định sức căng giữa 2 đầu

Dây chuyền cắt bao bì – túi nylon: Hỗ trợ điều khiển vector dòng điện vòng hở / vòng kín (dùng Encoder), điều khiển V/f vòng hở / vòng kín (dùng Encoder) giúp nâng cao độ chính xác cho các dây chuyền cần sự phối hợp đồng bộ

Hệ thống thổi – cuộn túi nylon: Điều khiển động cơ đùn nhựa và động cơ cuộn, ổn định sức căng…

Băng tải: Với chức năng bù trượt tốc độ, phát hiện quá mô-men, dò tìm tốc độ cộng với chức năng tăng mômen động cơ khi mômen tải tăng giúp tốc độ băng tải luôn luôn ổn định (bên cạnh đó biến tần có khả năng điều khiển động cơ chạy đa cấp tốc độ – 9 cấp)

Thang máy: Giúp điều khiển động cơ thang máy lên xuống, dừng tầng chính xác. Điều khiển động cơ đóng mở cửa mềm mại hơn với Encoder chỉnh định độ rộng cửa.

Cầu trục (cơ cấu nâng hạ): Đồng tốc 2 động cơ xe lớn. Điều khiển vector dòng điện (dùng Encoder) đạt được các đặc tính truyền động mạnh cho cơ cấu nâng hạ cần mômen quay ở tốc độ thấp…

1. Cài đặt tần số từ panel điều khiển của biến tần

– B1: Nhấn ON để bật biến tần

– B2: Chọn chế độ PU (Nhấn PU/EXT để chọn chế độ PU. Đèn báo PU sáng)

– B3: Cài đặt tần số Quay núm điều chỉnh để chọn giá trị tần số đặt mong muốn.Thông số tần số sẽ nhấp nháy trong 5s. Trong thời gian đấy, nhấn SET để đặt giá trị tần số.Nếu không ấn SET thì sau 5s nhấp nháy chỉ thị giá trị tần số sẽ quay trở lại 0 Hz.

– B4: Nhấn RUN để khởi động hoạt động

– B5: Nhấn STOP để dừng hoạt động

2. Cài đặt tần số bằng công tắc ( 3 cấp tốc độ)

– B1: Nhấn ON để bật biến tần Trung tâm đào tạo nghiên cứu và ứng dụng PLC trong

– B2: Đặt chế độ hoạt động bằng cách:

+ Nhấn PU/EXT và MODE trong 0.5s. Trên màn hình xuất hiện “ 79 – – ” và đèn chỉ thị PRM nhấp nháy.

+ Quay núm điều chỉnh cho đến “ 79 – 4”. Đèn chỉ thị PU và PRM nhấp nháy.

+ Nhấn SET để xác nhận cài đặt

– B3: Chọn tần số cài đặt bằng cách sử dụng 3 công tắc RH, RM, RL. Ví dụ bật công