Đề tài Tìm hiểu hệ truyền động biến tần động cơ không đồng bộ sử dụng biến tần 650

Êt ®Þnh møc P®m lµ c«ng suÊt c¬ hay c«ng suÊt ®iÖn m¸y ®­a ra §iÖn ¸p ®Þnh møc U®m vµ dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m Vd: Trªn nh·n m¸y cã ghi D/Y 220v/380v_ 7.5/4.3A ta sÏ hiÓu nh­ sau khi ®iÖn ¸p l­íi ®iÖn lµ 220v th× ta nèi d©y quÊn stato theo h×nh D, Vµ dßng ®iÖn ®Þnh møc lµ 7.5 A . Khi ®iÖn ¸p l­íi ®iÖn lµ 380v th× ta ®Êu d©y quÊn stato theo h×nh Y ,dßng ®iÖn ®Þnh møc lµ 4.3 A . HÖ sè c«ng suÊt ®Þnh møc : cosj®m Tèc ®é quay ®Þnh møc n®m (vßng/ phót ) TÇn sè ®Þnh møc f®m (hz) 1.3 C¸ch ®Êu d©y cña ®éng c¬. Tuú theo ®iÖn ¸p cña l­íi ®iÖn mµ ta ®Êu d©y stato theo h×nh Y hay h×nh D. Mçi ®éng c¬ ®iÖn ba pha gåm cã ba d©y quÊn pha .Khi thiÕt kÕ ng­êi ta ®· quy ®Þnh ®iÖn ¸p ®Þnh møc cho mçi d©y quÊn .§éng c¬ lµm viÖc ph¶i ®óng víi ®iÖn ¸p quy ®Þnh Êy . §Ó thuËn tiÖn cho viÖc ®Êu ®éng c¬ ,ng­êi ta ký hiÖu 6 ®Çu d©y cña ba d©y cuèn ®éng c¬ AX, BY, CZ vµ ®­a 6 ®Çu d©y nèi ra 6 bu l«ng (1….6) ë hép d©y trªn vá ®éng c¬ . C¸ch ®Êu 6 ®Çu d©y nh­ thÕ nµo ®Ó ®iÖn ¸p vµo ®éng c¬ lu«n lµ ®Þnh møc - §éng c¬ ba pha cã ®iÖn ¸p ®Þnh møc cho mçi pha d©y quÊn lµ 220V (UP = 220V ) ,trªn nh·n ®éng c¬ ghi lµ D /U 220V/380V . NÕu ®éng c¬ lµm viÖc ë m¹ng ®iÖn cã Ud = 380V ,th× ®éng c¬ ph¶i ®Êu theo h×nh sao (Y) . Muèn nèi h×nh sao ta nèi ba ®iÓm cuèi cña pha víi nhau t¹o thµnh ®iÓm trung tÝnh. Ba ®iÓm ®Çu nèi víi nguån C¸ch ®Êu nh­ h×nh vÏ : H×nh 1-4. Hép ®Êu d©y quÊn stato h×nh sao Trong c¸ch nèi h×nh Y Id = Ip ; Ud = Up Khi ®ã ®iÖn ¸p vµo mçi d©y quÊn lµ: Up = V b»ng ®óng ®iÖn ¸p quy ®Þnh . - Tr­êng hîp ®éng c¬ lµm viÖc ë m¹ng ®iÖn cã ®iÖn ¸p 220v th× ®éng c¬ ph¶i ®Êu theo h×nh ∆ . Muèn nèi h×nh tam gi¸c , ta lÊy ®Çu pha nµy nèi víi cuèi cña pha kia .C¸ch nèi tam gi¸c kh«ng cã d©y trung tÝnh . H×nh 1-5 .Hép ®©u d©y quÊn stato theo h×nh tam giac Trong c¸ch nèi tam gi¸c Ud = Up Id = Ip Khi ®ã ®iÖn ¸p vµo mçi d©y quÊn lµ 220v 1.4 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Khi nèi d©y quÊn stato vµo l­íi ®iÖn xoay chiÒu ba pha , hÖ thèng dßng xoay chiÒu ba pha ch¹y vµo d©y quÊn sÏ sinh ra tõ tr­êng quay víi tèc ®é : w1 = f1 tÇn sè dßng trong d©y quÊn stato P sè ®«i cùc Tõ tr­êng quay quÐt qua c¸c thanh dÉn r«to c¶m øng trong d©y quÊn r«to søc ®iÖn ®éng E2 sinh ra dßng ®iÖn I2 ch¹y trong d©y quÊn .ChiÒu cña I2 x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. Dßng I2 n»m trong tõ tr­êng quay sÏ chÞu lùc t¸c dông t­¬ng hç t¹o thµnh m« men M t¸c dông lªn r«to lµm nã quay víi tèc ®é n theo chiÒu quay tõ tr­êng (dïng quy t¾c bµn tay tr¸i ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu cña lùc vµ do ®ã chiÒu cña m«men M t¸c dông lªn r«to ). H×nh 1-6 . S¬ ®å nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Tèc ®é r«to (n) kh«ng bao giê lín ®­îc b»ng tèc ®é tõ tr­êng quay(n1) mµ ph¶i nhá h¬n, cã nh­ vËy míi cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng hç gi÷a tèc ®é tõ tr­êng vµ r«to,v× vËy duy tr× ®­îc dßng I2 vµ m«men M . Do tèc ®é cña quay cña r«to nhá h¬n tèc ®é quay cña tõ tr­êng nªn gäi lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Gi÷a tèc ®é tõ tr­êng vµ tèc ®é r«to cã liªn quan qua tØ lÖ s = : s – hÖ sè tr­ît . HÖ sè tr­ît th­êng tõ( 0,02- 0,06 ) 1.5 S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé vµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ 1.5.1 s¬ ®å thay thÕ Ta thÊy r»ng nÕu gh×m l¹i kh«ng cho r«to quay th× ®éng c¬ ®iÖn ba pha hoµn toµn gièng m¸y biÕn ¸p ba pha, d©y quÊn r«to hoµn toµn gièng d©y quÊn thøc cÊp cña m¸y biÕn ¸p . Do vËy tõ tr­êng quay sÏ c¶m øng trong nã søc ®iÖn ®éng cïng tÇn sè víi søc ®iÖn ®éng trong d©y quÊn stato vµ cã gi¸ trÞ hiÖu dông. Trong ®ã f1 tÇn sè dßng ®iÖn phÝa stato W2 sè vßng trong lâi thÐp d©y quÊn tõ th«ng trong d©y quÊn hÖ sè d©y quÊn stato Trong ®ã E20 lµ trÞ sè hiÖu dông cña søc ®iÖn ®éng trong 1 pha d©y quÊn r«to khi nã ®øng yªn . Khi roto quay víi tèc ®é n th× tõ tr­êng chØ quay víi tèc ®é lµ: n1 – n = sn1 TÇn sè lóc ®ã lµ : VËy f2 = sf1 Søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong d©y quÊn r«to khi nã quay lµ: víi f2 = sf1 VËy ta cã E2S = sE20 MÆt kh¸c dßng ®iÖn ch¹y trong d©y quÊn r«to do søc ®iÖn trong d©y quÊn sinh ra, ngoµi viÖc g©y nªn tõ tr­êng quay r«to nã cßn g©y nªn tõ th«ng t¶n ФT biÕn thiªn cïng tÇn sè víi dßng ®iÖn. Khi r«to ®øng yªn søc ®iÖn ®éng t¶n r«to cã cïng tÇn sè f vµ ®­îc ®Æc tr­ng b»ng ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn kh¸ng t¶n XT2 XT2 = wLT2 = 2 fLT2 Khi r«to quay søc ®iÖn ®éng t¶n r«to cã tÇn sè f2 ®­îc ®Æc tr­ng b»ng ®iÖn ¸p r¬i trªn kh¸ng t¶n XT2s trong d©y quÊn r«to Ta cã XT2s= w2LT2 = 2 sLT2 Ta thÊy r»ng trong d©y quÊn r«to cã tÇn sè f2 phô thuéc vµo tèc ®é quay .Khi r«to quay th× ®iÖn kh¸ng t¶n trong d©y quÊn r«to lín gÊp s lÇn ®iÖn kh¸ng t¶n d©y quÊn r«to khi nã ®øng yªn Ta cã s¬ ®å thay thÕ ®¬n gi¶n : H×nh 1-7 . S¬ ®å thay thÕ ®¬n gi¶n V× hai ®Çu d©y quÊn r«to lu«n kÝn m¹ch do ®ã U2 = 0 , ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña d©y quÊn r«to lµ : Tõ ph­¬ng tr×nh (2) triÓn khai d¹ng chÝnh t¾c cña sè phøc ta cã Nh©n c¶ hai vÕ víi : Sau ®ã rót gän ta ®­îc : Sau khi quy ®æi tÇn sè m¹ch r«to ta suÊt hiÖn 1 ®iÖn trë gi¶ t­ëng : ®Æc tr­ng cho c«ng suÊt c¬ trªn trôc m¸y . §Õn ®©y ta cã s¬ ®å thay thÕ mét pha ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. a) b) H×nh 1-8.a S¬ ®å thay thÕ mét pha ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 1-8.b) S¬ ®å thay thÕ rót gän 1 pha ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Trong ®ã : Rth , R1 , R2’ lµ ®iÖn trë t¸c dông tõ ho¸ , ®iÖn trë stato vµ ®iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ phÝa stato . Xth, X1 , X2’, lµ ®iÖn kh¸ng m¹ch tõ ho¸ ®iÖn kh¸ng t¶n stato vµ ®iÖn kh¸ng r«to ®· quy ®æi vÒ phÝa stato. Ith ,I1 , I2’ lµ c¸c dßng ®iÖn tõ ho¸ , dßng ®iÖn stato, dßng ®iÖn r«to ®· quy ®æi vÒ stato 1.5.2 Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé §Ó thµnh lËp ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ta sö dông s¬ ®å thay thÕ mét pha cña ®éng c¬ . Tuy nhiªn cã c¸c ®iÒu kiÖn sau tho¶ m·n ®Ó x©y dùng ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬. - 3 pha cña ®éng c¬ lµ ®èi xøng . - C¸c th«ng sè cña ®éng c¬ kh«ng ®æi nghÜa lµ kh«ng phô thuéc vµo nhiÖt ®é, ®iÖn trë kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè dßng ®iÖn r«to , m¹ch tõ kh«ng b·o hoµ ®iÖn kh¸ng X1 , X2 kh«ng ®æi. - Bá qua c¸c tæn thÊt trong lâi thÐp c¸c tæn thÊt cña ma s¸t. - §iÖn ¸p hoµn toµn sin vµ ®èi søng ba pha. Víi nh÷ng gi¶ t­ëng trªn ta cã s¬ ®å thay thÕ mét pha cña ®éng c¬. H×nh 1-9. S¬ ®å thay thÕ mét pha ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Trong ®ã U1 : trÞ sè hiÖu dông cña ®iÖn ¸p ba pha stato Trong ®ã : Rth , R1 , R2’ lµ ®iÖn trë t¸c dông tõ ho¸ , ®iÖn trë stato vµ ®iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ phÝa stato . Xth, X1 , X2’, lµ ®iÖn kh¸ng m¹ch tõ ho¸ ®iÖn kh¸ng t¶n stato vµ ®iÖn kh¸ng r«to ®· quy ®æi vÒ phÝa stato. Ith ,I1 , I2’ lµ c¸c dßng ®iÖn tõ ho¸ , dßng ®iÖn stato, dßng ®iÖn r«to ®· quy ®æi vÒ stato Víi hÖ sè quy ®æi nh­ sau : X’2 = Ku2.X2 ; I’2 = Ki I2 ; R2’ = Ku2 R2 Trong ®ã : hÖ sè d©y quÊn stao vµ r«to U1 ®iÖn ¸p ®Þnh møc ®Æt vµo d©y quÊn stato Ew søc ®iÖn ®éng ®Þnh møc cña r«to §é tr­ît ®éng c¬ : s = Ta tÝnh ®­îc dßng ®iÖn qua r« to : I2’= S = 0 Þ I2’ = 0 ( w = w1) S = 1 Þ I2’ = = dßng ®iÖn max (I2’ max ) , w = 0 .víi : Xnm= X1+X2’ : ®iÖn kh¸ng ng¾n m¹ch Dßng khëi ®éng phÝa r«to cña ®éng c¬ . H×nh 1-10. §Æc tÝnh dßng ®iÖn r«to Th«ng th­êng ta cã I2’ max = (4 ¸ 7)I®m . V× thÕ khi khëi ®éng ®éng c¬ cÇn chó ý gi¶m dßng më m¸y phÝa r«to b»ng c¸ch m¾c thªm ®iÖn trë phô phÝa r«to . Ta cã dßng ®iÖn phÝa stato lµ : Khi S = 0 ® I1 = Ith (dßng phÝa stato b»ng dßng tõ ho¸ ) S = 1 ® I1 = H×nh 1-11 . §Æc tÝnh dßng ®iÖn stato cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé . - §Ó x©y dùng ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ta dùa vµo ®iÒu kiÖn c©n b»ng c«ng suÊt trong ®éng c¬ Ta cã c«ng suÊt ®iÖn tõ chuyÓn tõ stato sang r«to lµ : P®t = M.w1 (1) M : Lµ m«men ®iÖn tõ cña ®éng c¬ Gi¶ sö bá qua tæn thÊt phô th× : M = M c¬  C«ng suÊt P®t chia lµm hai phÇn Pc¬ :C«ng suÊt c¬ ®­a ra trªn trôc ®éng c¬ Pc¬ = Mc¬ .w (2) DPw2 : C«ng suÊt tæn hao ®ång trong r«to : DPw2 = 3.I2’2 .R2’ (3) Víi I2’ = Ta cã : P®t = Pc¬ + DPw2 (4) Thay (1) ,(2) ,(3) vµo ph­¬ng tr×nh (4) ta cã M.w1 = M.w + 3. M (w1 - w ) = 3. (5) Víi s = thay vµo ph­¬ng tr×nh (5)ta cã M = §©y lµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. §Ó vÏ ®­êng dÆc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ cÇn ph¶i t×m ra c¸c ®iÓm tíi h¹n th«ng qua viÖc gi¶i ph­¬ng tr×nh : Ta t×m ®­îc trÞ sè cña M vµ S ë ®iÓm cùc trÞ : kÝ hiÖu lµ Mtíi h¹n (Mth) vµ gi¸ trÞ Stíi h¹n ( Sth) . Cô thÓ lµ : Sth = ± ; Mth = ± DÊu “ + “ øng víi tr¹ng th¸i ®éng c¬ . DÊu “ - “ øng víi tr¹ng th¸i m¸y ph¸t . Khi ngiªn cøu c¸c hÖ truyÒn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ng­êi ta quan t©m nhiÒu ®Õn tr¹ng th¸i lµm viÖc cña ®éng c¬. Víi nh÷ng ®éng c¬ c«ng suÊt lín lín th­êng R1 rÊt nhá so víi Xnm  nªn lóc nµy co thÓ bá qua R1  nghÜa lµ R1  = 0 . Do ®ã : Sth = ± ; Mth = ± LËp tØ sè : ® M = - Khi xÐt S << Sth ( S ® 0) .Tû sè nhá , gÇn ®óng coi = 0. .Lóc nµy ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng ®¬n gi¶n : M = - Khi S >> Sth ( S ® 1 ). Ta cã M = S = 1 Þ M = Mnm = 2.Mth.Sth H×nh 1-12. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Trong thùc tÕ khi nghiªn cøu c¸c hÖ truyÒn ®éng cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé th­êng lùa chän vïng lµm viÖc lµ ®­êng th¼ng tuyÕn tÝnh tõ 0 ® D . 1.6 C¸c th«ng sè ¶nh h­ëng ®Õn ®Æc tÝnh c¬ Tõ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ kh«ng ®ång bé : M = Ta thÊy c¸c th«ng sè anh h­ëng ®Õn ®Æc tÝnh c¬ bao gåm : - §iÖn ¸p nguån U1 - TÇn sè l­íi ®iÖn cÊp cho ®éng c¬ - §iÖn trë m¹ch r«to - ¶nh h­ëng P - ¶nh h­ëng cña R1 ,X1 1.6.1 ¶nh h­ëng cña ®iÖn ¸p nguån cÊp cho ®éng c¬ §iÖn ¸p nguån U1 : Thay ®æi b»ng c¸ch sö dông bé ®iÖn ¸p xoay chiÒu C¸c tham sè cßn l¹i lµ h»ng sè , khi U1  gi¶m ® ( Mth ) M«men tíi h¹n sÏ gi¶m b×nh ph­¬ng lÇn ®é suy gi¶m cña ®iÖn ¸p . Mth gi¶m ~ U12 gi¶m Trong khi ®ã tèc ®é ®ång bé: w1 = = const . Vµ ®é tr­ît kh«ng thay ®æi . VËy ta cã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ trong tr­êng hîp nµy . H×nh 1-13.§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé khi gi¶m ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ VËy khi gi¶m ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ lµm cho Mth gi¶m nhanh . Tuy nhiªn Sth kh«ng ®æi v× vËy ph­¬ng ¸n gi¶m ®iÖn ¸p th­êng thÝch hîp cho d¹ng phô t¶i kh«ng ®æi : qu¹t giã , m¸y b¬m ly t©m . Kh«ng thÝch hîp víi phô t¶i thay ®æi : 1.6.2 ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë m¹ch r«to ( R2 + R2f ). ChØ dïng cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn ,sö dông bé ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë . ng­êi ta thùc hiÖn b»ng c¸ch m¾c thªm R2f vµo m¹ch r«to . Ta cã : w1 = = const Mth = const Sth = ® dßng ®iÖn më m¸y gi¶m a) b) H×nh 1-14 a. S¬ ®å ®Êu d©y ; b. §Æc tÝnh c¬ VËy R1 cµng t¨ng, dßng ®iÖn khëi ®éng cµng gi¶m , Mk® t¨ng lªn .Sau ®ã m«men khëi ®éng sÏ gi¶m . Do ®ã c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn khëi ®éng vµ ®Æc ®iÓm cña phô t¶i mµ chän ®iÖn trë cho thÝch hîp . 1.6.3 ¶nh h­ëng cña tÇn sè l­íi ®iÖn f1 cÊp cho ®éng c¬ : Thay ®æi b»ng c¸ch sö dông bé biÕn tÇn dïng cho c¶ ®éng c¬ d©y quÊn vµ lång sãc XuÊt ph¸t tõ biªu thøc : w1 = ta thay ®æi tÇn sè f1 lµm cho tèc ®é tõ tr­êng quay thay ®æi ® tçc ®é ®éng c¬ thay ®æi theo . Khi f1> f1®m ta cã : ¯ Sth = X1 = w1L1 ; X2’ = w1L2’ M«men tíi h¹n sÏ gi¶m theo quy luËt : ¯ Mth = Thùc tÕ khi f1 t¨ng ®Ó ®¶m b¶o ®ñ Mmm cho ®éng c¬ vµ tèc ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng v­ît qu¸ gi¸ trÞ cùc ®¹i cho phÐp . wmax bÞ h¹n chÕ bëi ®é bÒn c¬ khÝ cña ®éng c¬ . Khi f1 < f1®m tøc lµ khi f1 gi¶m ta cã: Khi f1 gi¶m ® wt gi¶m ® Sth t¨ng ® Mth t¨ng® Xnm gi¶m Ta cã ®Æc tÝnh c¬ trong 2 tr­êng hîp H×nh 1-15 .§Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi tÇn sè l­íi ®iÖn f1 cÊp cho ®éng c¬ Trong tr­êng hîp khi tÇn sè nguån cÊp cho ®éng c¬ gi¶m dÉn ®Õn tæng trë cña m¹ch gi¶m ( v× tæng trë cña m¹ch tØ lÖ thuËn theo tÇn sè ) víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p gi÷ kh«ng ®æi th× dßng ®iÖn khëi ®éng t¨ng rÊt nhanh do vËy khi gi¶m tÇn sè cÇn gi¶m ®iÖn ¸p theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh ®Ó gi÷ m«men theo chÕ ®é ®Þnh møc Qua ®å thÞ ®Æc tÝnh c¬ ta thÊy r»ng : Khi f1< f1®m víi ®iÒu kiÖn = const th× Mth gi÷ ë kh«ng ®æi Khi f1> f1®m .th× Mth tØ lÖ ngÞch víi b×nh ph­¬ng tÇn sè Khi t¨ng gi¶m tÇn sè f1 cÊp cho ®éng c¬ chñ yÕu ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ tr­êng hîp më m¸y rÊt Ýt dïng hoÆc cã dïng th× dïng riªng . 1.6.4 ¶nh h­ëng cña sè ®«i cùc P . §Ó thay ®æi sè ®«i cùc ë stato ng­íi ta th­êng thay ®æi c¸ch ®Êu d©y : Tõ c«ng thøc : w1 = vµ w = w1 ( 1- s ) Ta thÊy thay ®æi sè cÆp cùc P th× w1 thay ®æi dÉn ®Õn tèc ®é ®éng c¬ thay ®æi . Gi¸ trÞ Sth kh«ng phô thuéc vµo P nªn kh«ng thay ®æi khi ®ã ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ gi÷ nguyªn .Nh­ng khi thay ®æi sè ®«i cùc sÏ ph¶i thay ®æi c¸ch ®Êu d©y ë stato nªn mét sè th«ng sè nh­ U1 ( ®iÖn ¸p vµo stato) R1 , X1 cã thÓ thay ®æi do ®ã tõng tr­êng hîp sÏ ¶nh h­ëng kh¸c nhau ®Õn m«men tíi h¹n Mth cña ®éng c¬ . a) b) h×nh1.6 §Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi sè ®«i cùc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé a) Thay ®æi sè ®«i cùc víi P2 = P1/2 vµ Mth = const b) Thay ®æi sè ®«i cùc víi P2 = P1/2 vµ P1 = const 1.6.5 ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë , ®iÖn kh¸ng m¹ch stato . §­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch m¾c thªm ®iÖn trë (R1f ) hoÆc ®iÖn kh¸ng (X1f )nèi tiÕp vµo phÝa stato cña ®éng c¬ . Tèc ®é tõ tr­êng kh«ng ®æi: w1 = const , Sth gi¶m , Sth gi¶m Do ®ã ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng : a. b. c hinh1.7 §éng c¬ kh«ng ®ång bé víi Rf vµ Xf trong m¹ch stato . a) S¬ ®å víi R1f ; b) S¬ ®å víi X1f ; c) §Æc tÝnh c¬ . Ta th©ý r»ng khi cÇn t¹o ra ®Æc tÝnh cã m«men khëi ®éng lµ Mmm th× ®Æc tÝnh c¬ øng víi X1f trong m¹ch cøng h¬n ®Æc tÝnh c¬ víi R1f Dùa vµo tam gi¸c tæng trë ng¾n m¹ch cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc X1f , hoÆc R1f trong m¹ch stato khi khëi ®éng . Ch­¬ng II c¸c ph­¬ng ¸n ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Trong c«ng nghiÖp nh÷ng ph­¬ng ¸n th­êng sö dông ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé - §iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to - §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ - §iÒu chØnh tÇn sè nguån cÊp cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé . 2.1 §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ . dïng bé biÕn ®æi tristo M«men ®éng c¬ kh«ng ®ång bé tû lÖ víi b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p stato , do ®ã cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc m«men vµ tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha b»ng c¸ch ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn ¸p stato trong khi gi÷ nguyªn tÇn sè . a) b) H×nh 2-1 §iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®ång bé a) s¬ ®å khèi nguyªn lý . b)®Æc tÝnh c¬ ®iÒu chØnh . §Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha ph¶i dïng c¸c bé biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu .NÕu coi ®iÖn ¸p xoay chiÒu lµ nguån ¸p lý t­ëng (Zb = 0 ) th× c¨n cø vµo biÓu thøc m«men tíi h¹n, cã quan hÖ sau : , hay Mth* = ub*2 C«ng thøc trªn ®óng víi mäi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµ m«men . NÕu tèc ®é quay cña ®éng c¬ lµ kh«ng ®æi : Mth* = ub*2 , w = const , Trong ®ã : U®m : ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña ®éng c¬ . ub : ®iÖn ¸p ®Çu ra cña ®iÖn ¸p xoay chiÒu . Mth : m«men tíi h¹n khi ®iÖn ¸p lµ ®Þnh møc . Mu : m«men ®éng c¬ øng víi ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh . Mth : m«men khi ®iÖn ¸p lµ ®Þnh møc , ®iÖn trë phô Rf . V× gi¸ trÞ ®é tr­ît tíi h¹n sth cña ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn lµ nhá , nªn nãi chung kh«ng ¸p dông ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cho ®éng c¬ r«t lång sãc .Khi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cho ®éng c¬ r«to d©y quÊn cÇn nèi thªm diÖn trë phô vµo m¹ch r«to ®Ó më réng d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é vµ momen . Trªn h×nh vÏ b ta thÊy , tèc ®é ®éng c¬ ®­îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch gi¶m ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ , trong khi ®ã tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña mäi ®Æc tÝnh nh­ nhau vµ b»ng tèc ®é tõ tr­êng quay .Tæn thÊt khi ®iÒu chØnh lµ : DPr = Mc(w1 - w) = Pc¬ NÕu ®Æc tÝnh c¬ cña phô t¶i cã d¹ng gÇn ®óng : Mc = Mc®m = Mc®m Th× tæn thÊt trong m¹ch r«to khi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p lµ : DPr = Mc®m .w1( 1 - ) Tæn thÊt lµ cùc ®¹i khi w = 0 : DPrmax = Mc®m. w = P®m. Nh­ vËy tæn thÊt t­¬ng ®èi trong m¹ch lµ : = . ( 1 - ) DPr* = (w* )X .(1 - w* ). Quan hÖ nµy ®­îc m« t¶ bëi ®å thÞ d­íi øng víi tõng lo¹i phô t¶i c¬ cã tÝnh chÊt kh¸c nhau . H×nh 2-2. Sù phô thuéc gi÷a r«to vµ tèc ®é ®iÒu chØnh . NhËn xÐt Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p chØ thÝch hîp víi truyÒn ®éng mµ m«men t¶i lµ hµm t¨ng theo tèc ®é nh­ : qu¹t giã , b¬m ly t©m .Cã thÓ dïng biÕn ¸p tù ngÉu ,®iÖn kh¸ng hoÆc bé biÕn ®æi b¸n dÉn lµm ®iÖn ¸p xoay chiÒu . Trong ®ã v× lý do kü thuËt vµ kinh tÕ mµ bé ®iÒu ¸p kiÓu van b¸n dÉn lµ phæ biÕn h¬n c¶ . 2.2 §iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to 2.2 .1 ®iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to Cã thÓ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha b»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to b»ng bé biÕn ®æi xung tristo,ta sÏ kh¶o s¸t viÖc ®iÒu chØnh tr¬n ®iÖn trë m¹ch r«to b»ng c¸c van b¸n dÉn . ¦u ®iÓm : dÔ tù ®éng viÖc ®iÒu chØnh . §iÖn trë trong m¹ch r«to ®éng c¬ kh«ng ®ång bé : Rr = Rrd + Rf. Trong ®ã : Rrd : ®iÖn trë d©y quÊn r«to . Rf :®iÖn trë ngoµi m¾c thªm vµo m¹ch r«to . Khi ®iÒu chØnh gi¸ trÞ ®iÖn trë m¹ch r«to th× m«men tíi h¹n cña ®éng c¬ kh«ng thay ®æi vµ ®é tr­ît tíi h¹n tû lÖ bËc nhÊt víi ®iÖn trë . NÕu coi ®o¹n ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha , tøc lµ ®o¹n cã ®é tr­ît tõ s = 0 ®Õn s = sth lµ th¼ng khi ®iÒu chØnh ®iÖn trë ta cã thÓ viÕt: s = si , M = const , s : ®é tr­ît khi ®iÖn trë m¹ch r«to lµ Rf . si : ®é tr­ît khi ®iÖn trë m¹ch r«to lµ Rrd . mÆt kh¸c ta cã : M = Þ biÓu thøc tÝnh m«men : M = NÕu gi÷ dßng ®iÖn kh«ng ®æi th× m«men còng kh«ng ®æi vµ kh«ng phô thuéc vµo tèc ®é ®éng c¬ . V× thÕ mµ cã thÓ øng dông ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to cho truyÒn ®éng cã m«men t¶i kh«ng ®æi . a) b) c) H×nh 2-3. a) §iÒu chØnh xung ®iÖn trë r«to s¬ ®å nguyªn lý b) ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh c) c¸c®Æc tÝnh Trªn h×nh vÏ a) tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý ®iÒu chØnh tr¬n ®iÖn trë m¹ch r«to b»ng ph­¬ng ph¸p xung . §iÖn ¸p ur ®­îc chØnh l­u bëi cÇu ®i«t CL , qua ®iÖn kh¸ng läc L ®­îc cÊp vµo m¹ch ®iÒu chØnh gåm ®iÖn trë R0 nèi song song víi kho¸ b¸n dÉn T1 .Kho¸ T1 sÏ ®­îc ®ãng ng¾t mét c¸ch chu kú ®Ó ®iÒu chØnh gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn trë toµn m¹ch . Ho¹t ®éng cña kho¸ b¸n dÉn t­¬ng tù nh­ trong m¹ch ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu . Kho¸ T1 ®ãng , ®iÖn trë R0 bÞ lo¹i ra khái m¹ch , dßng ®iÖn r«to t¨ng lªn . Kho¸ T1 ng¾t ®iÖn trë R0 l¹i ®­îc ®­a vµo m¹ch , dßng ®iÖn r«to gi¶m .Víi tÇn sè ®ãng ng¾t nhÊt ®Þnh , nhê cã ®iÖn c¶m L mµ dßng ®iÖn r«to coi nh­ kh«ng ®æi vµ ta cã gi¸ trÞ ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng Re trong m¹ch .Thêi gian ng¾t : tn = T – t® . nÕu ®iÒu chØnh tr¬n tû sè gi÷a thêi gian ®ãng t® vµ thêi gian ng¾t tn ta ®iÒu chØnh tr¬n ®­îc gi¸ trÞ ®iÖn trë trong m¹ch r«to . Re = R0 + R0 = R0r §iÖn trë t­¬ng ®­¬ng Re trong m¹ch mét chiÒu ®­îc tÝnh ®æi vÒ m¹ch xoay chiÒu ba pha ë r«to theo quy t¾c b¶o toµn c«ng suÊt .Tæn hao trong m¹ch r«to nèi theo s¬ ®å trªn lµ : DP = Td2 (2Rrd + Re ) vµ tæn hao khi m¹ch r«to nèi theo s¬ ®å trªn lµ : DP = 3Ir2 (Rrd + Rf ) C¬ së ®Ó tÝnh ®æi tæn hao c«ng suÊt nh­ nhau nªn : 3I2 (Rrd + Rf ) = Id2 (2Rrd + Re ) víi s¬ ®å chØnh l­u cÇu ba pha th× Id2 = 1,5Ir2 nªn Rf = Re = r Khi ®· cã ®iÖn trë tÝnh ®æi ta sÏ dùng ®­îc ®Æc tÝnh c¬ theo ph­¬ng ph¸p th«ng th­êng , hä c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ nµy quÐt kÝn phÇn mÆt ph¼ng giíi h¹n bëi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn vµ ®Æc tÝnh c¬ cã ®iÖn trë phô . §Ó më réng ph¹m vi ®iÒu chØnh m«men cã thÓ m¾c nèi tiÕp víi ®iÖn trë R0 mét tô ®iÖn dung ®ñ lín .ViÖc x©y dùng c¸c m¹ch ph¶n håi ®iÒu chØnh tèc ®é vµ dßng ®iÖn r«to ®­îc tiÕn hµnh t­¬ng tù nh­ hÖ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p . 2.2.2 nhËn xÐt vµ øng dông NhËn xÐt: Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn trë phô cã nh÷ng ­u ®iÓm sau: Cã tèc ®é phÊn cÊp Tèc ®é ®iÒu chØnh nhá h¬n tèc ®é c¬ b¶n Tù ®éng ho¸ trong ®iÒu chØnh ®­îc dÔ dµng H¹n chÕ ®­îc dßng më m¸y Lµm t¨ng kh¶ n¨ng më m¸y cña ®éng c¬ khi ®­a ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to C¸c thao t¸c ®iÒu chØnh ®¬n gi¶n Gi¸ thµnh vËn hµnh , söa ch÷a thÊp MÆc dï cã c¸c ­u ®iÓm trªn nh­ng vÉn cßn c¸c nh­îc ®iÓm: Tæn thÊt n¨ng l­îng lín Tèc ®é æn ®Þnh kÐm øng dông : §©y lµ ph­¬ng ph¸p sö dông réng r·i, mÆc dï kh«ng kinh tÕ l¾m . Th­êng ®­îc sö dông trong c¸c hÖ thèng lµm viÖc ng¾n h¹n hay ng¾n h¹n lÆp l¹i vµ dïng trong c¸c hÖ thèng cã yªu cÇu tèc ®é kh«ng cao nh­ cÇu trôc,c¬ cÊu n©ng, cÇn trôc , thang m¸y vµ m¸y xóc... 2.3 §iÒu chØnh tÇn sè nguån cÊp . LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p theo kh¶ n¨ng qu¸ t¶i . Khi ®iÒu chØnh tÇn sè th× trë kh¸ng, tõ th«ng, dßng ®iÖn…cña ®éng c¬ thay ®æi , ®Ó ®¶m b¶o mét sè chØ tiªu ®iÒu chØnh mµ kh«ng lµm ®éng c¬ bÞ qu¸ dßng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p . §èi víi hÖ thèng biÕn tÇn nguån ¸p th­êng cã yªu cÇu gi÷ cho kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men lµ kh«ng ®æi trong suèt d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é . M«men cùc ®¹i mµ ®éng c¬ sinh ra ®­îc chÝnh lµ m«men tíi h¹n Mth ,kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men ®­îc quy ®Þnh b»ng hÖ sè qu¸ t¶i m«men lM : lM = H×nh 2-4. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men NÕu bá qua ®iÖn trë cña d©y cuèn stato Rs = 0 th× tõ M = Þ Mth = = K( )2 . (1) §iÒu kiÖn ®Ó gi÷ hÖ sè qu¸ t¶i kh«ng ®æi lµ : lM = = (2) Thay (1 ) vµo (2 ) vµ rót gän ta ®­îc : = §Æc tÝnh c¬ gÇn ®óng cña c¸c m¸y s¶n xuÊt ( phô t¶i ) cã thÓ viÕt nh­ sau : Mc = M®m (3) Tõ (2) vµ (3) rót ra ®­îc luËt ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p ®Ó cã hÖ sè qu¸ t¶i vÒ m«men lµ kh«ng ®æi : = = víi x = 0 ;1 ; 2 Nh­ vËy, muèn ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè ta ph¶i cã mét bé nguån xoay chiÒu cã thÓ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®ång thêi theo quy luËt sau ; ; Ch­¬ng IIi : t×m hiÓu vÒ biÕn tÇn 3.1. Giíi thiÖu chung . Kh¸i niÖm : BiÕn tÇn lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi dßng xoay chiÒu víi tÇn sè cña l­íi ®iÖn thµnh dßng xoay chiÒu cã tÇn sè kh¸c víi tÇn sè cña l­íi . Ph©n lo¹i : BiÕn tÇn th­êng ®­îc chia thµnh hai lo¹i : BiÕn tÇn trùc tiÕp ( kh«ng nghiªn cøu ). BiÕn tÇn gi¸n tiÕp . 3.2. CÊu tróc vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña biÕn tÇn . 3.2.1.S¬ ®å cÊu tróc . C¸c bé biÕn tÇn gi¸n tiÕp cã s¬ ®å cÊu tróc nh­ h×nh vÏ .Bé biÕn tÇn gåm c¸c kh©u : chØnh l­u ( CL ), m¹ch läc ( L ) vµ nghÞch l­u ®éc lËp ( NL§L ) . Nh­ vËy , ®Ó biÕn ®æi tÇn sè cÇn th«ng qua kh©u trung gian mét chiÒu , do ®ã nã cã tªn lµ biÕn tÇn gi¸n tiÕp . Trong biÕn tÇn nµy ,®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu tiªn ®­îc chuyÓn thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu nhê m¹ch chØnh l­u sau ®ã qua mét bé läc råi míi ®­îc biÕn ®æi trë l¹i thµnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu víi tÇn sè f2 .ViÖc biÕn ®æi n¨ng l­îng hai lÇn nµy lµm gi¶m hiÖu suÊt biÕn tÇn .Nh­ng bï l¹i lo¹i biÕn tÇn nµy cho phÐp thay ®æi dÔ dµng tÇn sè cña f2 kh«ng phô thuéc vµo f1 trong mét d¶i réng c¶ trªn vµ d­íi f1 v× tÇn sè ra chØ phô thuéc vµo m¹ch ®iÒu khiÓn H×nh 3-1. S¬ ®å cÊu tróc cña biÕn tÇn gi¸n tiÕp. Trong c¸c bé tÇn c«ng suÊt lín , ng­êi ta dïng chØnh l­u b¸n ®iÒu khiÓn víi chøc n¨ng lµm nhiÖm vô b¶o vÖ cho toµn hÖ thèng khi qu¸ t¶i . - NghÞch l­u ®éc lËp lµ thiÕt bÞ ®Ó biÕn dßng ®iÖn mét chiÒu thµnh dßng ®iÖn xoay chiÒu cã tÇn sè cè ®Þnh hoÆc biÕn thiªn Ngµy nay, biÕn tÇn gi¸n tiÕp ®­îc sö dông kh¸ phæ biÕn v× cã thÓ ®iÒu chØnh tÇn sè vµ ®iÖn ¸p ra trong ph¹m vi kh¸ réng .H¬n n÷a víi sù øng dông ®iÒu khiÓn sè nhê kü thuËt vi xö lý vµ dïng van lùc lµ c¸c lo¹i trasisto ®· cho phÐp ph¸t huy tèi ®a c¸c ­u ®iÓm cña biÕn tÇn lo¹i nµy .V× vËy ®a sè c¸c biÕn tÇn hiÖn nay lµ biÕn tÇn cã kh©u trung gian mét chiÒu . Nh­îc ®iÓm c¬ b¶n cña biÕn tÇn gi¸n tiÕp lµ hiÖu suÊt thÊp ( v× qua hai lÇn biÕn ®æi ) . C«ng suÊt còng nh­ kÝch th­íc cña bé biÕn ®æi lín .NÕu dïng van tiristo vÉn cã mét sè khã kh¨n nhÊt ®Þnh khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò kho¸ van . H×nh 3-2.S¬ ®å m¹ch lùc biÕn tÇn cã ®Çu vµo mét pha vµ ®Çu ra 3 pha § : ®i«t Rh : ®iÖn trë h·m T : Tiristo C : Tô läc san ph¼ng ( n¬i chøa n¨ng l­îng tõ ®éng c¬ khi ®éng c¬ h·m t¸i sinh ). 3.3.Chøc n¨ng cña c¸c kh©u . 3.3.1ChØnh l­u cÇu mét pha . M¹ch chØnh l­u gåm 4 van §1 ¸ §4 ®Êu thµnh hai nhãm (h×nh a ) §1§3 nhãm cat«t chung ; §2§4 nhãm an«t chung . Nguån xoay chiÒu lÊy trùc tiÕp tõ l­íi ®iÖn hoÆc th«ng qua biÕn ¸p . Trong nöa chu kú ®Çu : 0 ¸ p , ®iÖn ¸p u2 > 0 víi cùc tÝnh kh«ng trong ngoÆc trªn s¬ ®å .Ta thÊy víi nhãm cat«t chung §1§3 th× anèt §1 lµ d­¬ng h¬n §3 v× vËy §1 sÏ dÉn .Cßn ë nhãm §2§4 th× cat«t §2 ©m h¬n cat«t §4 v× vËy §2 dÉn . Nh­ vËy nöa chu k× ®Çu §1§2 dÉn . Trong nöa chu kú sau ( 2p ¸ p )®iÖn ¸p ra u2 < 0 víi cùc tÝnh ®¶o l¹i ( trong dÊu ngoÆc ) , lý luËn t­¬ng tù ta thÊy ®i«t §3§4 dÉn , cßn ®i«t §1§2 kho¸ . a) b) H×nh 3-3. ChØnh l­u cÇu mét pha §èi víi ®iÖn ¸p ra t¶i ,ta lu«n thÊy ®iÓm a trong c¶ hai nöa chu kú ®Òu ®­îc nèi víi cùc tÝnh d­¬ng ( + ) cña nguån u2 vµ ®iÓm b lu«n ®­îc nèi víi cùc tÝnh ©m ( - )cña u2 . V× vËy , ®iÖn ¸p ra cña t¶i ud cña chØnh l­u h×nh tai hai pha ta thÊy chóng hoµn toµn gièng nhau , do ®ã ta còng cã : ; Dßng ®iÖn qua mçi ®i«t còng chØ tån t¹i trong mét nöa chu kú , do ®ã , t­¬ng tù s¬ ®å trªn . Tuy nhiªn ®iÖn ¸p ng­îc trªn van ®ang kho¸ kh«ng t­¬ng tù . Gi¶ sö, §3§4 kho¸ cßn §1§2 dÉn , ta cã s¬ ®å thay thÕ trªn h×nh 3-3c . Râ rµng hai ®i«t §3§4 ®Êu song song víi nhau vµ nèi th¼ng vµo nguån U2 . V× thÕ ®iÖn ¸p ng­îc trªn chóng chØ b»ng ®iÖn ¸p nguån U2 : H×nh 3-3c. 3.3.2 NghÞch l­u ®iÖn ¸p ba pha . NL§A ba pha th­êng dïng s¬ ®å cÇu, trong ®ã ®«i lóc ng­êi ta dïng ba cÇu mét pha ®Êu thµnh m¹ch ba pha. C¸c qu¸ tr×nh ®iÖn tõ trong NL§A ba pha phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh­: ®Æc tÝnh t¶i, c¸ch ®Êu t¶i, kiÓu ®Êu biÕn ¸p ra, nguån cung cÊp vµ vµo nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn. C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn t­¬ng tù nh­ NL§A mét pha. Tuy nhiªn th­êng dïng nhÊt lµ kiÓu ®iÒu khiÓn cho gãc dÉn cña van: vµ cßn c¸c ®Çu t¶i cã thÓ ®Êu sao vµ tam gi¸c. H×nh 3-4. S¬ ®å nghÞch l­u ®iÖn ¸p ba pha. Tr­êng hîp l = 1800. Theo s¬ ®å ®iÒu khiÓn c¸c van sÏ lÇn l­ît ®­îc më thø tù tõ ®Õn víi gãc lÖch pha gi÷a hai van mét lµ . Nh­ vËy trong bÊt cø thêi ®iÓm nµo còng cã ba van ®­îc dÉn. §Ó x¸c ®Þnh d¹ng ¸p ra t¶i cÇn ph¶i biÕt kiÓu ®Êu t¶i. H×nh 3-5.§å thÞ dßng ¸p ®iÖn ra nghÞch l­u vµ gãc dÉn B»ng c¸ch x¸c ®Þnh ®iÖn ¸p trªn t¶i trong tõng tr­êng kho¶ng (v× cø l¹i cã mét sù chuyÓn tr¹ng th¸i m¹ch) víi nguyªn t¾c van nµo dÉn coi lµ th«ng m¹ch ta ®­îc s¬ ®å thay thÕ . Nh×n chung s¬ ®å nµy ®Òu cã d¹ng 1 pha t¶i m¾c nèi tiÕp víi 2 pha t¶i ®Êu song song nhau. Do vËy ®iÖn ¸p trªn t¶i sÏ chØ cã hai gi¸ trÞ hoÆc (khi nã ®Êu song song víi pha kh¸c) hoÆc lµ (khi nã ®Êu nèi tiÕp víi nhãm song song kia), ®­¬ng nhiªn víi gi¶ thiÕt t¶i ®èi xøng: = ==. Theo d¹ng ®iÖn ¸p pha ta cã gi¸ trÞ hiÖu dông cña nã: a, 0 ¸ 600 b, 600 ¸ 1200 c, 1200 ¸ 1800 H×nh 3-6.S¬ ®å thay thÕ trong qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch nghÞch l­u ®iÖn ¸p ba pha ®Êu t¶i sao. Dßng ®iÖn pha t¶i cã ba ®o¹n kh¸c nhau trong nöa chu kú Kho¶ng : 0 -:- : Kho¶ng : -:- : Kho¶ng : 2 -:- : ë chu k× sau quy luËt dßng ®iÖn t­¬ng tù nh­ng cã dÊu ng­îc víi chu k× trªn. VÉn kÝ hiÖu dßng ®iÖn c¬ së vµ sö dông c¸c biÓu thøc ®Þnh nghÜa ta cã: TrÞ sè hiÖu dông dßng ®iÖn pha trong ®ã: Dßng trung b×nh tiªu thô tõ nguån: C¸c tham sè c«ng suÊt: ; hÖ sè c«ng suÊt Mét ®iÓm kh¸c biÖt cña NL§A ba pha so víi lo¹i mét pha lµ kh«ng ph¶i lóc nµo còng cÇn tô khi nguån lµ m¹ch chØnh l­u. Ph©n tÝch cho thÊy nÕu t¶i cã tØ sè > 0,66 th× kh«ng cÇn tô vµ dßng do ®iÖn c¶m t¶i cña pha nµy sÏ kh«ng trë vÒ nguån mµ ch¹y sang pha kh¸c (quÊn trong hÖ ba pha t¶i). Tr­êng hîp < 0,66 ta cÇn ®­a tô vµo víi trÞ sè: ; th­êng lÊy ch­¬ng IV: t×m hiÓu m¸y biÕn tÇn 650 4.1.kh¸i qu¸t chung Dßng biÕn tÇn 650 ®­îc thiÕt kÕ cho truyÒn ®éng xoay chiÒu nh»m ®¾p øng tÊt c¶ c¸c øng dông cho truyÒn ®éng thay ®æi tèc ®é tõ truyÒn ®éng ®¬n lÎ ®Õn truyÒn ®éng phøc hîp nhiÒu ®éng c¬. Bé vi xö lý 32 bit ®­îc sö dông trong biÕn tÇn gióp cho biÕn tÇn cã thÓ thùc hiÖn ®iÒu chỉnh chÝnh x¸c ë mäi chÕ ®é ®iÒu khiÓn, ®¸p øng mäi yÒu cÇu c«ng nghÖ. CÊu t¹o: Dßng biÕn tÇn 650 cã thÓ lµm viÖc ë 4 chÕ ®é kh¸c nhau nh­ sau: §iÒu chØnh theo m¹ch vßng hë :ChÕ ®é ®iÒu chØnh U/f lµ chÕ ®é lµm viÖc lý t­ëng cho truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tèc ®é ®¬n gi¶n. Cã thÕ sö dông bµn phÝm ®Ó cµi ®Æt th«ng sè cho biÕn tÇn. NÕu ®­îc thiÕt kÕ nhá gän gåm 32 ký tù vµ hiÓn thÞ sè gióp cho ng­êi sö dông cã thÓ truy nhËp vµo ®­îc mäi kh«ng gian lµm viÖc cña biÕn tÇn. §iÒu chØnh vector kh«ng dïng c¶m biÕn tèc ®é. ChÕ ®é ®iÒu khiÓn kh«ng dïng c¶m biÕn tèc ®é ®¶m b¶o viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é chÝnh x¸c nhê vµo thuËt to¸n MRAS (Model Reference Adaptive System – M« h×nh thÝch nghi CÊu tróc cña m¸y biÕn gåm cã : - M¹ch läc (Filter Board): dïng ®Ó lo¹i bá nhiÔu tõ l­íi ®iÖn (tr­íc cæng L1, L2 & L3) - M¹ch lùc – Power Board/stack: Nguån ®iÖn b¾t ®Çu vµo m¹ch chØnh l­u qua c¸c cÇu ®iot tíi tô läc råi tíi m¹ch nghÞch l­u ®iªn ¸p ba pha ®Õn m¹ch ®iÒu khiÓn. Tô ®iÖn ë m¹ch trung gian dïng ®Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu vµo cho m¹ch nghÞch l­u. M¹ch nghÞch l­u sö dông IGBT ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu mét chiÒu thµnh xoay chiÒu ba pha cÊp cho ®éng c¬. -M¹ch ®iÒu khiÓn + Bé xö lý trung t©m – Processor: Dïng ®Ó tÝnh to¸n ®iÒu chØnh vµ cung cÊp c¸c ®Çu vµo vµ ra t­¬ng tù còng nh­ sè cïng víi nguån cÊp t­¬ng øng. + C¸c lùa chän bæ xung vÒ c«ng nghÖ Hép c«ng nghÖ giao tiÕp: Cung cÊp nhiÒu ®Çu nèi vµ vi xö lý ®iÒu khiÕn giao tiÕp víi c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho phÐp lùa chän giao thøc truyÒn tin phï hîp víi c¸c d¹ng truyÒn ®éng. Hép c«ng nghÖ ph¶n håi tèc ®é: T¹o m¹ch vßng ph¶n håi tèc ®é tõ Encoder, 4.2 S¬ ®å chøc n¨ng vµ s¬ ®å ®iÒu khiÓn cña m¸y biÕn tÇn KÕt nèi giao Giao diÖn Giao diÖn më KÕt nèi giao diÖn diÖn hÖ thèng hÖ thèng réng c«ng nghÖ më réng c«ng nghÖ KÕt nèi giao diÖn Giao diÖn Giao diÖn më KÕt nèi giao diÖn ng­êi v©n hµnh ng­êi vËn réng c«ng nghÖ më réng c«ng nghÖ hµnh M¹ch läc Bé xö lý trung t©m M¹ch lùc M¹ch ®iÒu khiÓn H×nh 4.1. S¬ ®å chøc n¨ng cua m¸y biªn tÇn 650 Giao diÖn ng­êi sö dông: Sö dông gåm cæng nèi tiÕp RS232 ®Ó kÕt nèi víi bµn phÝm, hoÆc cã thÕ sö dông phÇn mÒm ConfigEd Lite ch¹y trªn nÒn Window ®Ó ®Æt cÊu h×nh cho biÕn tÇn. Giao diÖn hÖ thèng: Giao diÖn nµy cho phÐp ng­êi sö dông cã thÓ sö dông ®­îc tÊt c¶ c¸c tÝnh n¨ng ­u viÖt cña biÕn tÇn 4.3 C¸ch ghÐp nèi m¸y biÕn tÇn 4.3.1 L¾p ®Æc c¬ khÝ ViÖc l¾p ®Æt biÕn tÇn phô thuéc vµo kÝch th­íc cña tõng lo¹i riªng rÏ, tuy nhiªn tÊt c¶ ®Òu ph¶i tu©n theo hai qui ®Þnh sau: L¾p biÕn tÇn: BiÕn tÇn ph¶i ®­îc l¾p trªn bÒ mÆt ph¼ng, cøng vµ th¼ng ®øng. NÕu cã thÓ l¾p vµo t­êng hoÆc trong hép phï hîp, phô thuéc vµo møc chèng nhiÔu yªu cÇu. Th«ng giã: BiÕn tÇn cÇn ph¶i to¶ nhiÖt nhanh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc b×nh th­êng v× vËy cÇn ph¶i sö dông qôat giã ®Ó lµm m¸t cho tÊm t¶n nhiÖt. Mét kho¶ng kh«ng gian tèi thiÓu cÇn ®­îc duy tr× ®Ó ®¶m b¶o ®ñ l­îng khÝ lµm m¸t cho biÕn tÇn ®­îc ®­a ra ë b¶ng d­íi ®©y, gióp cho l­îng nhiÖt ®­îc t¹o ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn biÕn tÇn. §¶m b¶o ®¸p øng ®ñ kh«ng gian cho c¶ c¸c thiÕt bÞ kh¸c, ®Æc biÖt khi l¾p nhiÒu biÕn tÇn c¹nh nhau. §¶m b¶o bÒ mÆt to¶ nhiÖt th­êng xuyªn m¸t. 4.3.2 L¾p r¾p bµn phÝm 6511 cho ®iÒu khiÓn tõ xa §Ó l¾p khung thiÕt bÞ bµn phÝm ®iÒu khiÓn tõ xa ta cÇn : -Tuú chän RS232 (P3) cæng n»m ë d­íi vá bäc ®Çu nèi. -Mét chuÈn P3 bé phËn SDD sè C057375U300, nã ®­îc sö dông ®Ó nèi bµn phÝm víi thiÕt bÞ. Hai c¸i vÝt cïng lo¹i ®éng c¬ cung cÊp cho bµn phÝm. Di chuyÓn líp b¶ovÖ ®Õn miÕng ®Öm. Ph©n lo¹i tµi liÖu ®Ýnh kÌm IP54 ®­îc hoµn thµnh tõ bµn phÝm tõ xa khi cã gi¸ phï hîp. C¸c thao t¸c l¾p ®Æt m¸y : H×nh 4.2a. L¾p bµn phÝm H×nh 4.2 b. L¾p cæng kÕt nèi bµn phÝm Khung CÇu ch× H×nh 4.2c. Khung l¾p cÇu ch× 4.3.3 L¾p ®Æt cæng truyÒn th«ng RS485/RS232 C¾m module truyÒn ®¹t nay ë ®»ng tr­íc thiÕt bÞ 650, thay thÕ cho bµn phÝm. Nã chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®Õn m¸y chñ 650 vµo trong RS485 hoÆc RS232 ®Ó chia xÎ gi÷a m¸y chñ vµ thiÕt bÞ 650. M¹ch rÊt ®¬n gi¶n, tÊt c¶ kÕt nèi SELV, chän c¸ch sö dông RS485 hoÆc RS232 b»ng m¹ch ®Çu nèi thÝch hîp trªn module. Chó ý : Chóng ta kh«ng thÓ sö dông ®ång thêi c¶ RS485 vµ RS232. kÕt nèi RS 485 kÕt nèi RS 232 h×nh 4.3 nèi cæng truyÒn th«ng §Æc ®iÓm kÜ thuËt cña m¹ch ®iÖn KÕt nèi RS485 KÕt nèi RS232 KiÓu m¹ng 2 d©y xo¾n b¶o vÖ 3 d©y c¸p kh«ng ®ùoc bao vÖ KÕt nèi A=RxA/TxA, B=RxB/Tx, b¶o vÖ Rx,Tx, Møc ®é tÝn hiÖu Cho chuÈn RS485 Cho chuÈn RS232 M¸y thu ®Çu vµo 1/4 t¶i Nhá nhÊt 3kW Lín nhÊt 7 kW ChiÒu dµi tèi ®a cña c¸p 1200m(4000ft) 3 mÐt Tèc ®é tèi ®a (baud) 57,6kbaud 57,6kbaud Sè thiÕt bÞ tèi ®a 32 bao gåm m¸y chñ lÉn tr¹m 211m¸y chñ vµ chØ 1 m¸y tr¹m 4.3.4 Th«ng b¸o t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña m¸y b»ng ®Ìn LED hiÓn thÞ Modul cã 3 ®Ìn LED ®Ó cung cÊp nh÷ng chuÈn ®o¸n th«ng tin vÒ m¸y 650 ë 3 chÕ ®é : ho¹t ®éng , thu , ph¸t Ho¹t ®éng tèt = mµu xanh . Rx = mµu ®á . Tx = mµu ®á H×nh 4. 4. §Ìn LED hiÓn thÞ Tªn ®Ìn LED ChÕ ®é ®Ìn LED Tr¹ng th¸i thiÕt bÞ Ho¹i ®éng ¸nh s¸ng ng¾n CÊu h×nh hoÆc bé nhí kh«ng æn ®Þnh ¸nh s¸ng b»ng nhau Lçi BËt Tèt ¸nh s¸ng dµi H·m T¾t Kh«ng cã nguån thiÕt bÞ , hoÆc phÇn cøng quan träng lçi Rx Kh«ng liªn tôc BiÓu thÞ ho¹t ®éng thu d÷ liÖu tõ m¸y chñ Tx Kh«ng liªn tôc BiÓu thÞ ho¹t ®éng truyÒn d÷ liÖu ®Õn m¸y chñ 4.4.§Êu nèi ®iÖn 4.4.1. M¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn b»ng bµn phÝm -§©y lµ l¾p ®Æt ®¬n gi¶n nhÊt. Mäi thiÕt bÞ míi sÏ ho¹t ®éng trong chÕ ®é ®iÒu khiÓn côc bé . Bµn phÝm ®­îc sö dông ®Ó khëi ®éng vµ dõng thiÕt bÞ. -Tham kh¶o së ®å nèi d©y vµ l¾p ®Æt chóng. §iÒu chØnh nhiÖt cã thÓ ®­îc sö dông ®Çu nèi link/jumper TH1A vµ TH1B nÕu kh«ng sö dông (nªn sö dông ®iÒu chØnh nhiÖt). -C¸p ®éng c¬ . -C¸p cung cÊp . -Theo dâi ®Çu nèi ®Êt vµ tr­¬ng tr×nh th«ng b¸o. H×nh 4. 5. KÕt nèi tèi thiÓu 4.4.2. M¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn tõ xa -NÕu ho¹t ®éng b»ng ®iÒu khiÓn tõ xa ta sÏ sö dông b¶ng ®iÒu khiÓn ®Ó khëi ®éng vµ dõng thiÕt bÞ b»ng 1 thiÕt bÞ ®o ®iÖn thÕ tèc ®é vµ c«ng t¾c hoÆc nót bÊm - M¹ch ®iÖn cña ®Çu nèi ®iÒu khiÓn sÏ ¶nh h­ëng bëi øng dông b¹n sö dông, tham kh¶o phÇn 12 cho lêi gi¶i thÝch cho nh÷ng øng dông kh¸c nhau b¹n cã thÓ chän lùa m¹ch ®iÒu khiÓn thÝch hîp. øng dông lµ øng dông mÆc ®Þnh. -S¬ ®å d­íi ®©y biÓu diÔn kÕt nèi tèi thiÓu ®Ó thiÕt bÞ ho¹t ®éng sau khi Ên c«ng t¾c khëi ®éng. Ngoµi kÕt nèi ®iÒu khiÓn cho øng dông biÓu diÔn ë phÇn 12 vµ cã thÓ lµm cho thÝch hîp víi hÖ thèng. Tham kh¶o s¬ ®å nèi d©y : +Lµm theo nh÷ng chØ dÉn vÒ m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ chi tiÕt phÝa trªn. Chó ý : Ta cã thÓ vËn hµnh thiÕt bÞ theo kiÓu côc bé, nÕu cÇn thiÕt víi øng dông chän läc. KÕt nèi tèi thiÓu cho øng dông 1 : C«ng t¾c H×nh 4.6. C¸c ®Çu nèi 4.4.3. S¬ ®å nèi d©y h×nh 4.7 s¬ ®å nèi d©y cña biÕn tÇn 650 1.Di chuyÓn ®Çu nèi 2.Níi láng c¸p ®éng c¬ khe ch¾n vá chèng nhiÔu. 3.Nèi c¸p nguån cÊp, c¸p ®éng c¬ vá chèng nhiÔu. 4.§ãng chÆt c¸p ®éng c¬ ë mét n¬i, víi c¸p ®éng c¬ khe ch¾n vá chèng nhiÔu. B¶o ®¶m mét sè c¸p ®iÒu khiÓn b¶o vÖ kÕt nèi. B¶o ®¶m c¸p ®iÒu khiÓn d­íi tÊm ch¾n d©y. 5. Nèi ®éng c¬ nhiÖt vµ r¬le nÕu cÇn ®Õn. Nèi h·m ®éng lùc nÕu cÇn thiÕt. 6. Sö dông 1 c¸p cuèn vµ b¶o vÖ tÊt c¶ c¸p ®iÒu khiÓn vµ c¸p r¬le. 7. Nèi c¸c thiÕt bÞ phô thuéc nh­ trªn, cho mÉu, mét ®iÖn trë h·m ngoµi. H×nh 4.8. C¸c ®Çu nèi 8. KiÓm tra c¸c ®Çu nèi d©y. Chó ý : Nªn kiÓm tra ®Çu nèi ®Êt cña m¸y biÕn tÇn khi l¾p ®Æt xong. §Çu kÕt nèi d©y §Çu nèi (SELV) M« t¶ Chøc n¨ng mÆc ®Þnh øng dông 1 P3 P3 Cæng RS232 ®Ó sö dông víi lËp tr×nh PC RL1A Dïng role Tr¹ng th¸i ®iÖn thÕ tù do 0.25Vac/24®éng c¬ 4A RL1B Dïng role Tr¹ng th¸i ®iÖn thÕ tù do 0.25Vac/24®éng c¬ 4A 10 DIN4/ DOUT2 CÊu h×nh ®Çu vµo /ra sè Not stop (®Çu vµo) 0V = kh«ng ®ãng v× ch¹y 0-24V 9 DIN3/ DOUT1 Jog- CÊu h×nh ®Çu vµo sè 0V= Dõng, 24 V = Jog 0-24V 8 DIN2 Direction- CÊu h×nh ®Çu vµo sè 0V = TiÕn lªn tr­íc,24V = ng­îc l¹i 0-24V 7 DIN1 Run- CÊu h×nh ®Çu vµo sè 0V = stop 24V = Run 0-24V 6 +24V 24V-24V cung cÊp I/O sè Lín nhÊt 50mmA 5 AOUT1 Ramp out put- CÊu h×nh ®Çu ra t­¬ng tù 0-10V 4 10VREF (10mA n¹p) 10V 3 AIN2 0-10V, 4-20mA 2 AIN1 §iÓm ®Æt- ®Çu vµo t­¬ng tù 0-10V 1 0V 0V -0V tham chiÕu cho I/O sè /t­¬ng tù 0V §Çu kÕt nèi nguån §Çu nèi M« t¶ Chøc n¨ng Ph©n lo¹i 200V 1- pha 200/400V 3- pha TH1B §iÒu chØnh nhiÖt Nèi víi ®iÒu chØnh nhiÖt ®éng c¬ TH1A §iÒu chØnh nhiÖt Nèi víi ®iÒu chØnh nhiÖt ®éng c¬ §Çu nèi tham chiÕu Cung cÊp nèi ®Êt b¶o vÖ (PE). §Çu nèi nµy ph¶i ®­îc nèi ®Êt b¶o vÖ L1 §Çu vµo nguån 1 pha vµ 3 pha nèi trùc tiÕp 220/240V ac + 10% rms ®èi víi L2/N. 50-60Hz(IT/TN) 220/240V hoÆc 380/460V ac + 10% rms ®èi víi L2, L3 pha - pha. 50-60Hz (IT/TN) L2/ §Çu vµo nguån 1pha trung tÝnh(hoÆc nèi sèng 3 pha L2) 220/240V ac + 10% rms ®èi víi L2/N. 50-60Hz(IT/TN 220/240V hoÆc 380/460V ac + 10% rms ®èi víi L1, L3. 50-60Hz (IT/TN) L3 §Çu vµo nguån 3 pha nèi trùc tiÕp Kh«ng thÝch hîp 220/240V hoÆc 380/460V ac + 10% rms ®èi víi L1, L2. 50-60Hz (IT/TN) DC- Kh«ng sö dông kÕt nèi DC+ H·m ®éng lùc Nèi ®iÖn trë h·m ngoµi Kh«ng thÝch hîp H×nh 2 ( ®iÖn ¸p cao) vµ 3 Xem b¶ng “ c«ng t¾c h·m ®éng lùc trong” DBR H·m ®éng lùc Nèi ®iÖn trë h·m ngoµi Kh«ng thÝch hîp H×nh 2 ( ®iÖn ¸p cao) vµ 3 Xem b¶ng “ c«ng t¾c h·m ®éng lùc trong” M1/U M2/V M3/W §Çu ra ®éng c¬ KÕt nèi cho ®éng c¬ Tèc ®é ®éng c¬ : 0 220/240V ac 0 ®Õn 240Hz Tèc ®é ®éng c¬ : 0 ®Õn 220/240V hoÆc 380/460 ac 0 ®Õn 240Hz §Çu nèi tham chiÕu Cung cÊp nèi ®Êt b¶o vÖ (PE). §Çu nèi nµy ph¶i ®­îc nèi ®Êt b¶o vÖ h×nh 4.9 s¬ ®å ®iÒu khiÓn biÕn tÇn 4.5 C¸c tham sè cµi ®Æt m¸y biÕn tÇn 4.5.1. Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn cña biÕn tÇn M« t¶ qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn : Khi cã lÖnh khëi ®éng vµo ch©n 7 th× ®éng c¬ b¾t ®Çu lµm viÖc. C¸c tÝn hiÖu khëi ®éng ch¹y nh¾p chän chiÒu quay cho ®éng c¬ ®­îc ®­a vµo kh©u logic cã tham sè ®­îc chØnh ®Þnh th«ng qua tham sè OP21 DGI 02.Gi¸ trÞ ®Æt tèc ®é cã thÓ ®­îc lùa chän lµ tÝn hiÖu nguån dßng th«ng qua cæng AIN 2 ®­îc chØnh ®Þnh bëi tham sè IP 23 AIN 2 TYPE hoÆc lµ nguån ¸p th«ng qua cæng AIN 1 ®­îc chØnh ®Þnh bëi tham sè IP13 AIN 1TYPE . Sau ®ã ®­îc ®­a qua bé giíi h¹n tÝn hiÖu ®Æt vÒ tèc ®é nhá nhÊt ®­îc chØnh bëi tham sè P3 tèc ®é lín nhÊt ®­îc chØnh bëi tham sè P2. Sau ®ã ®­îc ®­a vµo kh©u lùa chän chÕ ®é lµm viÖc liªn tôc (mÆc ®Þnh) hoÆc lùa chän chÕ ®é ch¹y nh¾p th«ng qua tham sè P8 cã ®Çu vµo tõ bé ®iÒu khiÓn logic. Sau ®ã tÝn hiÖu ®Çu ra cña kh©u lùa chän tÝn hiÖu ®Æt sÏ ®­îc ®­a vµo kh©u lùa chän chiÒu quay ®éng c¬ ®­îc ®iÒu khiÓn tõ bé ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu logic. TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé lùa chän chiÒu quay cho ®éng c¬ sÏ ®­îc ®­a vµo kh©u cµi ®Æt Ramp ®Ó qui ®Þnh thêi gian t¨ng tèc chØnh bëi tham sè P4, vµ thêi gian gi¶m tèc chØnh ®Þnh bëi tham sè P5. Sau ®ã tÝn hiÖu ®Æt ®­îc ®­a vµo kh©u ®iÒu khiÓn U/f. ë ®©y ta cã thÓ lùa chän ®­îc h×nh d¹ng cña kh©u U/f th«ng qua tham sè P11, lùa chän ®­îc tÇn sè c¬ b¶n th«ng qua tham sè P7 vµ lùa chän ®­îc ®iÖn ¸p khëi ®éng th«ng qua tham sè P13. §Çu ra cña kh©u ®iÒu khiÓn U/f lµ tÇn sè ®iÖn ¸p ®Æt ®­a vµo kh©u h¹n chÕ dßng ®iÖn ®Ó ph¸t xung më cho bé nghÞch l­u. 4.5.2 Bµn phÝm vµ giao diÖn ®iÒu khiÓn 4.5.2.1 Bµn phÝm Bµn phÝm ®Ó ®iÒu khiÓn côc bé cho thiÕt bÞ cßn mµn h×nh hiÖn thÞ c¸c øng dông cho ®iÒu khiÓn vµ cµi ®Æt. PhÝm ®iÒu khiÓn PhÝm ch­¬ng tr×nh PhÝm ®iÒu côc bé khiÓn côc bé H×nh 4.10. Bµn phÝm vµ mµn h×nh ®iÒu khiÓn Chøc n¨ng cña c¸c phÝm PhÝm C«ng dông M« t¶ chøc n¨ng Escape Di chuyÓn – hiÓn thÞ b¶ng tr­íc ®ã. Tham sè – trë l¹i danh s¸ch tham sè . HiÓn thÞ ng¾t – dõng hoÆc b¸o lçi ®­êng truyÒn tíi mµn h×nh hiÓn thÞ cho phÐp kiÓm tra tham sè . Menu Di chuyÓn – hiÓn thÞ b¶ng tiÕp theo hoÆc tham sè ®Çu tiªn cña b¶ng hiÖn t¹i. Tham sè – di chuyÓn con trá sang tr¸i khi muèn ®iÒu chØnh . Increment Di chuyÓn – di chuyÓn lªn ®Õn hÕt b¶ng hÖ thèng . Tham sè – t¨ng gi¸ trÞ cña tham sè . KiÓu côc bé – t¨ng gi¸ trÞ cña ®iÓm ®Æt côc bé . Decrement Di chuyÓn – di chuyÓn xuèng ®Õn hÕt b¶ng hÖ thèng . Tham sè – gi¶m gi¸ trÞ cña tham sè . KiÓu côc bé – gi¶m gi¸ trÞ cña ®iÓm ®Æt côc bé . Run KiÓu côc bé - ®iÒu khiÓn ch¹y . Khëi ®éng l¹i – cho phÐp khëi ®éng l¹i t×nh tr¹ng ®iÒu khiÓn ®Õn khi ho¹t ®éng trë l¹i . Stop KiÓu côc bé – dõng qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn . Di chuyÓn – Ên vµ gi÷ phÝm ®Õn khi thay ®æi gi÷a hai kiÓu Local vµ Remote Control. Khëi ®éng l¹i – cho phÐp khëi ®éng l¹i t×nh tr¹ng ®iÒu khiÓn bÞ lçi ,®Õn khi bé biÕn tÇn quay vÒ tr¹ng th¸i lµm viÖc . 4.5.2.2 Mµn h×nh hiÖn thÞ : - §Òu khiÓn côc bé (mÆc ®Þnh) - Qui tr×nh kÕt nèi m¹ch ®éng lùc chØ ®iÒu khiÓn b»ng bµn phÝm -§iÓm ®Æt côc bé -NhÊn nót khëi ®éng ®éng c¬ vµ t¨ng dÇn ®Õn ®iÓm ®Æt -NhÊn nót dõng ®éng c¬ vµ gi¶m dÇn vÒ 0 §iÒu khiÓn tõ xa: khiÓn. Xem phÇn 5 vÒ ®iÒu lùc vµ kÕt nèi ®iÒu khiÓn §iÒu khiÓn b»ng b¶ng ®iÒu qui ®Þnh kÕt nèi m¹ch ®éng KÕt nèi ®iÒu khiÓn H×nh 4.11. Tæng quan m¸y biÕn tÇn 4.6. C¸ch cµi ®Æt nhanh Cµi ®Æt nhanh Gi÷ phÝm M ®Õn khi DIAG hiÖn lªn NhÊn enter(chän) b¶ng chän vµ xem tham sè ®Çu tiªn NhÊn hiÖn lªn tham sè tiÕp theo NhÊn hiÖu chØnh tham sè tèc ®é tèi ®a §iÒu chØnh tèc ®é tèi ®a NhÊn E (tho¸t) khái tham sè NhÊn 4 lÇn hiÖn lªn P6 NhÊn hiÖu chØnh tham sè dßng ®éng c¬ §iÒu chØnh dßng ®éng c¬ Tham kh¶o nh·n ®éng c¬ NhÊn tho¸t khái tham sè NhÊn hiÖn lªn P7 NhÊn hiÖu chØnh tham sè tÇn sè c¬ b¶n §iÒu chØnh tÇn sè c¬ b¶n NhÊn 3 lÇn hiÓn thÞ ®iÓm ®Æt côc -T×nh tr¹ng ®iÒu khiÓn. HiÓn thÞ T×nh tr¹ng ®iÒu khiÓn. Ready/ Healthy : Chän c¸ch ®iÒu khiÓn tõ xa . Password : Dßng mËt m· ®Ó ghi tham sè , cã thÓ thay ®æi ®­îc. Local : Chän ®iÒu khiÓn côc bé . Run : Kh«ng x¶y ra gi÷a hai kiÓu Local/Remote . - B¶ng kiÓm tra HiÓn thÞ Tªn M« t¶ Frequency §Çu ra tÇn sè cã ®¬n vÞ ®o lµ Hertz ( Hz ). Speed setpoint §iÓm ®Æt tÝnh b»ng phÇn tr¨m cña tèc ®é lín nhÊt ( % ). DC link volts Motor current Dßng t¶i cã ®¬n vÞ ®o Amps ( A) . - Muèn ®iÒu chØnh c¸c gi¸ trÞ cña tham sè trong parameter vµ trong b¶ng cµi ®Æt : Møc mét Møc hai Møc ba + NhÊn vµ gi÷ phÝm ®Ó mµn h×nh hiÓn thÞ ®Õn nh÷ng gi¸ trÞ th«ng sè cÇn thay ®æi . + Lùa chän con sè cÇn thay ®æi . + Dïng c¸c phÝm lªn vµ xuèng ®Ó ®iÒu chØnh .GÜ­ phÝm cho ®Õn khi nã nh¶y tíi gi¸ trÞ cÇn thay ®æi . + Ên phÝm ®Ó trë vÒ b¶ng hiÓn thÞ tr­íc ®ã . C¸c gi¸ trÞ míi nhËp ®· ®­îc nhí l¹i . 4.7.Lùa chän c¸ch ®iÒu khiÓn côc bé hoÆc tõ xa Cã hai c¸ch ®iÒu khiÓn m¸y biÕn tÇn 650 §iÒu khiÓn tõ xa : Cho phÐp øng dông c¸c ch­¬ng tr×nh dïng kü thuËt sè hoÆc xung sè ®Çu vµo vµ ®Çu ra . §iÒu khiÓn tõ xa : Khi sö dông c¸ch ®iÒu khiÓn nµy sÏ dïng c¸c phÝm cã s½n trªn mÆt cña thiÕt bÞ biÕn tÇn 650 . B¶ng tham sè HiÓn thÞ Tham sè M« t¶ chøc n¨ng D¶i ®iÒu chØnh MÆc ®Þnh øng dông Lùa chän tham sè vµ øng dông cho t¶i . øng dông 0 kh«ng thÓ ®iÒu chØnh ®éng c¬ 0 = null 1 = standard 2 = local/rem ( auto/manual ) 3 = presets 4 = raise/lower 5 = pid 1 Tèc ®é lín nhÊt §éng c¬ cã thÓ ch¹y ë tèc ®é tèi ®a ë tÇn sè nµy .ChÕ ®é mÆc ®Þnh lµ 50Hz 7.5 ®Õn 300Hz Tù ®Æt Tèc ®é nhá nhÊt Giíi h¹n tèc ®é nhá nhÊt .TÝnh b»ng phÇn tr¨m tèc ®é lín nhÊt . -100 ®Õn 100% 0.0% Thêi gian céng Thêi gian t¨ng tèc tõ 0Hz ®Õn tèc ®é tèi ®a 0 ®Õn 3000s Tù ®Æt Thêi gian trõ Thêi gian gi¶m tèc ®é tõ tèc ®é tèi ®a vÒ 0 0 ®Õn 3000s Tù ®Æt Dßng ®iÖn ®éng c¬ ChuÈn ho¸ dßng biÕn tÇn víi ®éng c¬ ®Çy t¶i 0.01 ®Õn 999.99A Tù ®Æt TÇn sè c¬ b¶n X¸c ®Þnh tÇn sè øng víi ®iÖn ¸p ra lín nhÊt . ChÕ ®é mÆc ®Þnh lµ 50Hz 7.5 ®Õn 240 Hz Tù ®Æt KiÓu ch¹y dõng Ramped : ®éng c¬ gi¶m tèc ®é vÒ 0 .Sau 2 gi©y dßng mét chiÒu sÏ ®­îc chÌn vµo ®Ó kÕt thóc qu¸ tr×nh nµy . Coast : ®éng c¬ gi¶m tèc ®é vµ tèc ®é ®­îc gi¶m tù do . DC Injection : khi ra lÖnh dõng ®éng c¬ l¹i, ®iÖn ¸p ®éng c¬ gi¶m nhanh chãng .Ta chÌn dßng mét chiÒu vµo ®Ó gi¶m tèc ®é ®éng c¬ . 0 = Ramped 1 = Coast 2= DC Injection 0 §Æc tÝnh V/F Linear law : §­a h»ng sè dßng ®Æc tr­ng tíi tÇn sè c¬ b¶n . Fan law : §­a dßng theo ph­¬ng tr×nh bËc hai vÒ tÇn sè c¬ b¶n .§­îc øng dông trong qu¹t m¸t. 0 = Linear law 1 = Fan law 0 Phô t¶i Sai – t¶i nÆng :sai sè lín thêi gian ®¶o chiÒu cho phÐp qu¸ t¶i 150% trong 30s .Sau ®ã nã gi¶m xuèng giíi h¹n dßng ®iÖn b»ng 105% trong 10s .Trong tr­êng hîp t¶i nhÑ h¬n th× khu vùc qu¸ t¶i vÉn duy trú gièng nh­ vËy §óng – t¶i b×nh th­êng : giíi h¹n dßng ®Þnh møc cña ®éng c¬ ®­îc ®Æt tíi 110% vµ kÐo dµi 30s . 0 = sai 1 = ®óng 0 Cè ®Þnh ®iÖn ¸p T¹o m«men khëi ®éng b»ng c¸ch bï ®iÖn ¸p ë tèc ®é thÊp. 0 ®Õn 25% Tù ®Æt MËt khÈu MËt khÈu ®­îc t¹o míi b»ng c¸ch thay ®æi c¸c sè trong p 99 0000 - FFFF 0000 ®Õn §Þnh s½n ( 0 – 7 ) §iÒu chØnh tèc ®é ®Þnh s½n. -100 ®Õn 100% ®Õn Din 1-4 Invert ®¶o trËt tù gi¸ trÞ ®¬n , ®óng hoÆc sai 0 = sai 1 = ®óng 0 ®Õn Ain 1 Kho¶ng vµ kiÓu ®Çu vµo 0 = 0-10V 1 = 0-5V 0 ®Õn Ain 2 Kho¶ng vµ kiÓu ®Çu vµo 0 = 0-10V 1 = 0-5V 2 = 0-20mA 1 = 4-20 mA 3 §Çu ra nguån BiÕn thiªn ®Çu ra 0 kh«ng cã 1 yªu cÇu % 2 dßng % 3 b¸o lçi % 4 t¨ng /gi¶m % Tû lÖ s 0P02 Bï l¹i s 0P03 TuyÖt ®èi s 0P04 0 = kh«ng cã 1 = yªu cÇu 2 = dßng 3 = b¸o lçi 4 = t¨ng /gi¶m 1 ®Õn AOUT Kho¶ng vµ kiÓu ®Çu ra 0 = sai 1 = ®óng 1 Reply delay ms Thêi gian tÝnh b»ng mili gi©y (ms) sau khi ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn nhËn ®­îc vµ hoµn thµnh yªu cÇu tõ c¸c cæng giao tiÕp ( PLC/PC ) . 0 ®Õn 200 5 S Ramp type Khi chän tham sè ®óng (=1) tèc ®é ®éng c¬ t¨ng dÇn vµ ®­êng cong sÏ ®iÒu khiÓn bëi tham sè Ramp 0 = Linear 1 = S 0 §­îc sö dông ®Ó lùa chän hoÆc b¸o lçi khi mÊt m¹ch vßng dßng ®iÖn §­îc sö dông ®Ó huû bá hoÆc chän tr¹ng th¸I b¸o lçi §­îc sö dông ®Ó lùa chän hoÆc huû lçi b¸o mÊt c¶m biÕn nhiÖt, b¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho ®éng c¬ §­îc sö dông ®Ó chän lùa hoÆc huû b¸o lçi thêi gian ®¶o chiÒu §­îc sö dông ®Ó lùa chän hoÆc huû lçi hiÖn thÞ bµn phÝm 4.8 C¸c lçi th­êng gÆp trong biÕn tÇn - TÝn hiÖu b¸o lçi: Khi tÝn hiÖu c¶nh b¸o lçi hiÖn thÞ trªn mµn h×nh nã sÏ nh¸y liªn tôc ®Ó c¶nh b¸o ng­êi sö dông, tuy nhiªn mét sè d¹ng lçi ph¶i cÇn thêi gian míi g©y ¶nh h­ëng th«ng qua c¶nh b¸o ng­êi sö dông cã thÓ söa ch÷a ngay ®­îc nh÷ng lçi nµy. TÝn hiÖu b¸o lçi sÏ mÊt ®i ngay khi ng­êi sö dông nhÊn vµo phÝm bÊt kú trªn bµn phÝm nµy sau ®ã sÏ xuÊt hiÖn l¹i cho tíi khi c¸c lçi ®· ®­îc söa. - HiÖn t­îng x¶y ra trong biÕn tÇn khi cã lçi : Khi xuÊt hiÖn lçi biÕn tÇn sÏ tù ®éng c¾t ®iÖn dõng ®éng c¬, ®iÒu nµy sÏ ®¶m b¶o r»ng c¸c lçi kh«ng ¶nh h­ëng nhiÒu ®Õn ®éng c¬. - Cµi ®Æt l¹i ®iÒu kiÖn lçi : TÊt c¶ c¸c lçi ph¶I ®­îc söa tr­íc khi biÕn tÇn cã thÓ quay l¹i lµm viÖc, vµ ®iÒu kiÖn lçi chØ cã thÓ cµI ®Æt l¹i khi ®iÒu kiÖn lçi kh«ng cßn. VÝ dô : Lçi qu¸ nhiÖt ë c¸nh tr¸i cña biÕn tÇn sÏ kh«ng ®­îc xo¸ cho tíi khi nhiÖt cña c¸nh t¶n nhiÖt gi¶m xuèng díi møc ®é b¸o lçi. C¸c b­íc ®Ó xo¸ lçi nh­ sau : - NhÊn phÝm Stop ®Ó xo¸ tin nh¾n c¶nh b¸o tõ mµn h×nh. - NhÊn phÝm Run ®Ó biÕn tÇn ch¹y b×nh th­êng. Khi tr¹ng th¸i lçi ®­îc xo¸ thµnh c«ng th× trªn mµn h×nh sÏ chØ thÞ tÝn hiÖu hoÆc lÆp tÝn hiÖu local setpoit. C¸c tin nh¾n b¸o lçi TÝn hiÖu b¸o qu¸ ¸p. TÝn hiÖu nµy sÏ xuÊt hiªnh khi ®iÖn ¸p mét chiÒu cña trung gian biÕn tÇn lµ qu¸ cao cã thÓ lµ do ®iÖn ¸p l­íi lµ qu¸ cao hoÆc chØnh ®Þnh thêi gian t¨ng tèc qu¸ nhanh hoÆc thêi gian gi¶m tèc qu¸ ng¾n víi phô t¶i cã m«men qu¸n tÝnh lín . §iÖn ¸p thÊp. XuÊt hiÖn khi ®iÖn ¸p mét chiÒu m¹ch trung gian biÕn tÇn lµ qu¸ thÊp do ®iÖn ¸p l­íi thÊp B¸o tr¹ng th¸i qu¸ dßng. XuÊt hiÖn khi dßng ®iÖn trong ®éng c¬ lµ qu¸ lín cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n nh­ sau: - Thêi gian t¨ng tèc qu¸ nhanh hoÆc thêi gian gi¶m tèc qu¸ ng¾n ®èi víi phô t¶i cã m«men qu¸n tÝnh lín. - Phô t¶i biÕn ®éng nhanh - Ng¾n m¹ch trong ®éng c¬ - C¸p ®Çu ra tõ biÕn tÇn tíi ®éng c¬ lµ qu¸ dµi hoÆc qu¸ nhiÒu ®éng c¬ m¾c song song vµo biÕn tÇn Lçi qu¸ nhiÖt ë c¸nh t¶n nhiÖt cña biÕn tÇn. XuÊt hiÖn khi nhiÖt ®é cña biÕn tÇn v­ît qu¸ 100°/C cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n sau: - NhiÖt ®é m«i tr­êng qu¸ cao - Qu¹t lµm m¸t bÞ háng - Kh«ng gian l¾p biÕn tÇn qu¸ nhá Lçi thêi gian ®¶o chiÒu. Khi t×nh tr¹ng qu¸ t¶i kÐo dµi v­ît qu¸ thêi gian chØ ®Þnh cho phÐp. Nguyªn nh©n lµ do qu¸ t¶i Lçi chÞ thÞ. Lçi ë m¹ch vßng dßng ®iÖn, tÝn hiÖu nµy xuÊt hiÖn khi dßng ®iÖn ph¶n håi cã gi¸ trÞ nhá h¬n 1mA. Khi tÝn hiÖu ®Æt tõ 4 - 20mA ®­îc lùa chän. Nguyªn nh©n cã thÓ do d©y ®o tÝn hiÖu ph¶n håi bÞ ®øt. C¶nh b¸o ®éng c¬ kh«ng ch¹y khi cã ®iÖn ¸p cÊp vµo. TÝn hiÖu nµy sÏ xuÊt hiÖn khi bé biÕn tÇn ®· cÊp ®iÖn ¸p cho ®éng c¬ mµ ®éng c¬ vÉn kh«ng quay sau kho¶ng thêi gian lín h¬n 200 s. Nguªn nh©n cã thÓ do qu¸ t¶i hoÆc gi¸ trÞ ®iÖn ¸p khëi ®éng lµ qu¸ cao. Dïng ®Ó chÞ thÞ t×nh tr¹ng qu¸ t¶i ë cæng 3. Nguyªn nh©n lµ do dßng ®iÖn lín ®­îc ®­a vµo cæng 3 trong chÕ ®é dßng ®iÖn. Dïng ®Ó b¸o lçi bµn phÝm. XuÊt hiÖn khi bµn phÝm bÞ th¸o ra khái biÕn tÇn khi biÕn tÇn lµm viÖc trong chÕ ®é local control. Lçi c¶nh b¸o mÊt kÕt nèi cã thÓ do nguyªn nh©n sau : - Tham sè chØnh ®Þnh COMMS TIMEOUT cã gi¸ trÞ qu¸ nhá - ThiÕt bÞ chñ bÞ háng - §øt d©y nèi - CÊu h×nh kÕt nèi sai §Ó chØ qu¸ nhiÖt trong ®éng c¬. XuÊt hiÖn khi nhiÖt ®é trong ®éng c¬ lµ qu¸ cao cã thÓ do nh÷ng nguyªn nh©n sau: - T¶i v­ît qu¸ cho phÐp - §iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ kh«ng ®óng - Gi¸ trÞ ®iÖn ¸p khëi ®éng ®Æt qu¸ cao - §éng c¬ lµm viÖc víi tèc ®é thÊp trong thêi gian dµi mµ kh«ng cã lµm m¸t c­ìng bøc. - Háng kÕt nèi víi can nhiÖt Dïng ®Ó chØ giíi h¹n dßng ®iÖn. XuÊt hiÖn khi cã hiÖn t­îng qu¸ dßng x¶y ra. Dïng ®Ó qu¸ dßng ®iÖn ë tèc ®é thÊp. X¶y ra khi ®éng c¬ cã dßng ®iÖn qu¸ lín (100%) ë tÇn sè ®Çu ra = 0. Nguyªn nh©n cã thÓ do ®iÖn ¸p khëi ®éng qu¸ cao. XuÊt hiªn khi ®iÖn ¸p mét chiÒu m¹ch trung gian cña biÕn tÇn bÞ dao ®éng nhanh. XuÊt hiÖn khi ng¾n m¹ch trong m¹ch h·m, dïng ®Ó chØ qu¸ dßng ®iÖn cña ®iÖn trë m¹ch h·m kÕt luËn Qua thêi gian thùc hiÖn ®å ¸n tèt nghiÖp, víi ®Ò tµi “T×m hiÓu hÖ truyÒn ®éng biÕn tÇn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé sö dông biÕn tÇn 650” lµ c¬ héi ®Ó chóng em cñng cè, kiÓm tra l¹i kiÕn thøc ®· ®­îc häc trong tr­êng, ®ång thêi ph¸t huy tÝnh s¸ng t¹o, kh¶ n¨ng gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò theo yªu cÇu ®Æt ra. Vµ ®©y còng lµ dÞp ®Ó chóng em tù kh¼ng ®Þnh m×nh tr­íc khi ra tr­êng, lµm quen víi thµnh tùu khoa häc kü thuËt. §©y lµ mét ®Ò tµi kh«ng míi, ®· cã nhiÒu thÕ hÖ ®i tr­íc nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn, v× vËy chóng em cã nh÷ng thuËn lîi trong viÖc t×m kiÕm tµi liÖu tham kh¶o, nh­ng v× thêi gian cã h¹n vµ kiÕn thøc cßn h¹n chÕ nªn trong b¶n ®å ¸n nµy sÏ cßn nhiÒu sai sãt, rÊt mong nhËn ®­îc sù chØ b¶o, gãp ý cña thÇy c« vµ c¸c b¹n. Em xin ®­îc bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíÝ thÇy vµ c¸c b¹n ®¨ tËn t×nh h­íng dÉn, gióp ®ì em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy, cïng toµn thÓ c¸c thÇy c« gi¸o d×u d¾t chóng em trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp t¹i tr­êng Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« vµ c¸c b¹n Hµ néi, ngµy 9 th¸ng 6 n¨m 2006 Sinh viªn thùc hiÖn ®å ¸n : Ng« V¨n Ch¾c