Đề tài: Tìm hiểu hệ truyền động điện biến tần Simens M420 potx

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
****
CHUYÊN ĐỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Giáo viên bộ môn: Thầy Phạm Văn Cường
Nhóm sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Công
Vũ Thị Vân Anh
Trần Văn Phương
Mai Văn Ninh
Nguyễn Thế Hanh
Phạm Quang Toản
Đề tài:
- Tìm hiểu hệ truyền động điện biến tần Simens M420

NỘI DUNG:
Chương 1: Giới thiệu chung về biến tần
Chương 2: Tìm hiểu biến tần MM420 của hãng
Siemens
Chương 3: Ứng dụng của biến tần

CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIẾN
TẦN

Giới thiệu chung

Bộ biến tần là một thiết bị
biến đổi năng lượng điện xoay
chiều từ tần số f1 sang nguồn
điện xoay chiều có tần số f2


Tần số của lưới điện quyết
định tốc độ góc quay của từ
trường quay do đó thay đổi
được tốc độ động cơ

Ở nguồn biến tần cung cấp
cho ĐCKĐB yêu cầu của bộ
này có khả năng biến đổi tần
số và điện áp sao cho tỉ số U/f
= const


Phân loại các loại
biến tần





Các loại biến tần dùng
van được ứng dụng rộng
rãi vì có ưu điểm sau:

Kích thước nhỏ nên diện
tích lắp đặt không lớn

Trọng lượng nhẹ

Hệ số khuếch đại công

suất lớn

Có quán tính nhỏ
Biến tần trực tiếp
Biến tần gián tiếp

Biến tần trực tiếp
•
Là bộ biến đổi mà tần số đươc tạo ra bằng cách đóng cắt
thích hợp từng đoạn thích hợp một dòng điện xoay chiều
có tần số cao hơn.
Sơ đồ nguyên lý biến tần trực tiếp

Biến tần trực tiếp


Bộ biến tần trực tiếp chức năng chỉnh lưu và
nghịch lưu cùng nằm trên một bộ biến đổi

Không sử dụng tủ chuyển mạch và chỉ chuyển đổi
một lần nên hiệu suất cao

Mạch van khá phức tạp, số lượng van lớn

Biến tần được sử dụng với phạm vi điều chỉnh
f2<f1

Biến tần gián tiếp
•
Trong biến tần gián tiếp đầu tiên biến thành một chiều

nhờ bộ chỉnh lưu, sau đó qua lọc rồi mới trở thành điện
áp xoay chiều với tần số f2 nhờ bộ nghịch lưu.
•
Bộ biến tần gián tiếp có khâu trung gian một chiều có cấu
trúc khác nhau nhưng về cơ bản có 3 khâu chính:

Khâu chỉnh lưu

Khâu lọc

Khâu nghịch lưu
•
Bộ biến tần dùng chỉnh lưu có điều khiển
•
Bộ biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển nhưng có
thêm bộ biến đổi xung áp một chiều
•
Bộ biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển với nghịch
lưu thực hiện điều chế độ rộng xung PWM

Chỉnh lưu có điều khiển

Biến tần dùng chỉnh lưu có điều khiển bằng tiristor

Chỉnh lưu không điểu khiển nhưng có
thêm bộ biến đổi điện áp xung

Bộ biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển nhưng có
thêm bộ biến đổi xung điện áp

Chỉnh lưu không điều khiển với nghịch
lưu thực hiện điều chế độ rộng xung
PWM

Bộ biến tần dùng chỉnh lưu không điều khiển với nghịch lưu
điều chế độ rộng xung PWM


Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha
Các khâu trong biến tần gián tiếp
•
Chỉnh lưu

•
Khâu lọc
Lọc bằng tụ
Lọc bằng cuộn cảm
Các khâu trong biến tần gián tiếp


Lọc dùng cả tụ điện C và cuộn kháng L

Do sự tổng hợp của cả 2 loại trên nên biên độ sóng hài càng giảm
và điện áp ra tải ít đập mạch hơn. Bộ lọc LC được dùng phổ biến
Các khâu trong biến tần gián tiếp
Khâu lọc

•
Mạch băm
Mạch băm nối tiếp

Mạch băm song song
Các khâu trong biến tần gián tiếp


Sơ đồ mạch băm dùng trong tranzitor
Các khâu trong biến tần gián tiếp

Các khâu trong biến tần gián tiếp

Nghịch lưu thực hiện điều chế độ rộng xung PWM

Chúng ta sử dụng một bộ so sánh điện áp và đưa
vào 2 đầu so sánh một xung răng cưa Saw và một
điện áp một chiều Ref
Khi Saw < Ref thì Output = 0V
Khi Saw > Ref thì Output = Uramax
Phương pháp tạo ra PWM

•
Biến điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều có
tần số thay đổi bằng phương pháp điều chế độ rộng
xung PWM
–
Khâu phát ra xung sin có tần số quyết định tần số đầu ra.
( xung điều biến)
–
Khâu tạo xung tam giác ( song mang)
–
Khâu so sánh : so sánh xung sin với xung tam giác có tần
số cao.

–
Tạo xung đưa vào các chân điều khiển của IGBT
Các khâu trong biến tần gián tiếp

BỘ NGHỊCH LƯU ÁP 3 PHA
~220V
3
C
0
1
5
2
6
4
1
2
3
4
DC

Cách chọn biến tần

Về mặt kỹ thuật:

Chọn theo thông số kĩ thuật mà nhà đầu tư yêu
cầu.

Chọn theo phương thức,kĩ thuật điều khiển để đáp
ứng yêu cầu đặt ra:
•

Các thông số của động cơ:
Pdm,Udm,Idm,cosφ,hiệu suất
•
Tính chất của công việc :
- Môi trường làm việc
- Tính chất phụ tải
- Điều khiển độc lập các động cơ khác nhau
•
Khả năng mở rộng hệ thống,ghép mạng,ghép nối
với các thiết bị lập trình
•
Sử dụng sản phẩm của các hãng đã quen dùng.

Cách chọn biến tần

Về mặt kinh tế:
•
Tùy vào túi tiền của
nhà đầu tư mà ta
chọn sản phẩm của
hãng danh tiếng
được hỗ trợ đầy đủ
chế độ bảo hành,
chăm sóc khách
hàng hay những
sản phẩm giá rẻ
nhưng vẫn đáp ứng
được bài toán kỹ
thuật.
Siemens MM420-0.7

5KW/1HP

4.272.400 VNĐ
Siemens MM420-1.5
KW/2HP

5.301.660 VNĐ
ABB ACS55 0.7KW 2.191.000 VNĐ
ABB ACS150 1.5KW-
3P

4.531.000 VNĐ

Chương 2: Tìm Hiểu Biến Tần
MM420 – Siemens
•
Ưu điểm nổi bật:

Nhiều tính năng
điều khiển linh hoạt.

Giá thành hạ
MM420 là lựa chọn
hoàn hảo với người
sử dụng

Các thông số MM420
•
Công suất:
–

0,37 – 11 kW : điện áp
3 pha 380 – 480V
–
0,12 – 5,5 kW : điện áp
3 pha 220 – 240V
–
0,12 – 3 kW : điện áp
1 pha 220 – 240V
•
Điện áp ra :
–
1 pha 220V
–
3 pha 220V
–
3 pha 380V

Các thông số MM420
•
Tần số vào : 47 – 63Hz
•
Tần số ra : 0 – 650Hz
•
Cosφ >= 0,95
•
Hiệu suất chuyển đổi :
96 – 97 %
•
Khả năng quá tải : 1,5I
dm

trong 60s ở mỗi 300s
•
Dòng khởi động thấp
hơn dòng điện vào định
mức

Các thông số MM420
•
Các phương pháp điều khiển :
–
Tuyến tính V/f , Bình phương V/f , Đa điểm V/f ,V/f do
người dùng lập trình
•
Điều chế độ rộng xung :
–
16kHz ở 220V 1 pha hoặc 3 pha
–
4kHz ở 400V 3 pha
–
2 – 16kHz ( bước chỉnh 2 kHz)
•
Đầu vào số:
–
3 đầu vào số lập trình được, cách ly

Các thông số MM420
•
Đầu vào tương tự: 1
–
Chuẩn 0 – 10V

–
Có thể dùng như đầu vào số thứ 4
•
Đầu ra Rơle : 1
–
30VDC – 5A : tải trở
–
250VAC – 2A : tải cảm
•
Đầu ra tương tự : 1
–
Chuẩn 0 - 20mA