tài liệu về Biến tần Altivar
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.47 MB, 52 trang )
Biến tần Altivar
Lựa chọn mới cho truyền động điện xoay chiều
1
Nội dung
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
2
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
3
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Điều khiển thang máy, cơ cấu nâng hạ
Tốc độ thang
0.25m/s
3s
ACC
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
3s
DEC
t
Dừng nhanh và chính xác
Giảm sốc và chấn động cơ khí
4
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Điều khiển quá trình sản xuất
Phố hợp quá trình sản xuất
Dừng nhanh và chính xác
Giảm sốc và chấn động cơ khí
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
5
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt
Tiết kiệm năng lượng Æ giảm chi phí vận hành
Nâng cao chất lượng điều khiển toàn hệ thống
Giảm sốc và chấn động cơ khí cho các hệ truyền động
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
6
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt
Thí dụ:
Máy nén (với áp suất đặt 80 psi)
Tiết kiệm tới 35% điện năng
Giảm hao mòn cơ khí do khởi động nhiều lần
50Hz
50Hz
25Hz
25Hz
0Hz
0Hz
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
7
Biến tần ALTIVAR
ALTISTART và ALTIVAR giải pháp cho mọi ứng dụng
Cho các ứng dụng đơn giản
Drive
Altivar 11
Drive
Altivar 31
ATV11: 0.18 tới 2.2 kW
ATV31: 0.37 tới 15 kW
ATS01: 0.75 tới 75 kW
Starter
Altistart 01
Cho các ứng dụng phức tạp, công suất lớn
NEW
NEW
Drive
Altivar 58/58F
Drive
Altivar 68/68F
Drive
Altivar 71
Cho các ứng dụng bơm/quạt
NEW
NEW
Drive
Altivar 38
Starter
Altistart 48
Drive
Altivar 21/61
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
ATV58: 0.37 tới 55 kW
ATV68: 75 tới 630 kW
ATV71: 0.37 tới 500 kW
ATV38: 0.75 tới 315 kW
ATS48: 4 tới 1200 kW
ATV21: 0.37 tới 30 kW
ATV61: 0.37 tới 630 kW
8
Biến tần ALTIVAR
ALTISTART và ALTIVAR giải pháp cho mọi ứng dụng
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
9
Cấu tạo biến tần
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
10
Cấu tạo biến tần
Altivar
Q1
L
I> I> I>
EMC
Filter
Vi xử lý/điều khiển
M
~
Mạch chỉnh lưu
Mạch một chiều trung gian (DC link)
Mạch nghịch lưu
Phần điều khiển
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
11
Cấu tạo biến tần
Chỉnh
lưu
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
Mạch một chiều
Trung gian
Nghịch
lưu
12
Cấu tạo biến tần
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
13
Cấu tạo biến tần
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
14
ALTIVAR 31 and ALTIVAR 71. Speed drive working principle
“PWM” (Pulse Width Modulation)
R
S
S
I
UL
U
Control
circuit
D
UL
L
I
t
Any coil offers a resistance to electric current passage
which is function of the time.
It is the time necessary to establish a magnetic field. In
the magnetic field is stored an energy.
If the coil is disconnected a counterelectromotive (of
reverse polarity) of value
V = – I x R, which unloads
the energy stored with a current of same direction by the
coil.
If the connection and disconnection time is
controlled, I.e. the pulse width, an average current of
controlled intensity and frequency values is
obtained.
S
I
t
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
15
Cấu tạo biến tần
Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần
+ VDC bus
Điện áp ra (PWM)
540 V
0V
Dòng điện động cơ
- VDC bus
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
16
Cấu tạo biến tần
Mạch hãm
40:1
PO (+)
L1
PA
PB
≅ 980 RPM
ATV71
U
L2
V
L3
W
M
PC (-)
ATV71 luôn có sẵn transitor
cho mạch hãm tới công suất
160kW ATV71C16N4
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
17
ALTIVAR 31 and ALTIVAR 71. Speed drive working principle
Braking resistance.
When the motor works in quadrants 2 or 4 it works as a generator transforming the mechanical energy into electric one.
The generated current flows by the transistor diodes towards the direct current bus.
This current increases the tension level of the direct current BUS. When the level exceeds a specific threshold, a transistor
unloads the energy through an external resistance.
Unloading this energy produces the motor braking.
Braking R
U
I
I
I
I
I
I
4
I < I max
GENERATOR
1
C (Par)
C
N
C
N
E
R
E
R
MOTOR
C
N
C
N
N (Speed)
E
R
E
R
GENERATOR
>U
MOTOR
3
2
The minimum ohm value of the resistance cannot be exceeded
The average dissipated power is equal to:
2
Prm = (Pm x nMa – Pv) x 0.5
Prm = Resistance average power
Pm = Motor power
nMa = Machine output (n motor x n reducer)
Pv = power dissipated in speed drive
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
18
Cấu tạo biến tần
Mạch hãm
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
19
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
L1
L2
(L3)
Nguồn cấp
U/T1
V/T2
V/T3
SA
SC
Các đầu ra rơ-le
+/PA
-/PB
SB
Tới động
cơ
Tới điện
trở hãm
COM
Các đầu vào tương
tự
Các đầu vào số
0 20mA
4-20nA
0-10V
AIV
+10
AIC
+24
ALTIVAR
LI1 chạy thuận
LI2 Chạy nghịch
LI3 PS2
LI4 PS3
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
20
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Thí dụ:
Đầu nối điều khiển cho ATV31
Chọn kiểu
nguồn
Các
đầu nối
cho
điều
khiển
Cổng RJ-45
cho ĐK
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
21
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
22
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Thí dụ:
Đầu nối điều khiển cho ATV61 & ATV71
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
23
Cấu tạo biến tần
Chọn kiểu nguồn ATV61 & ATV71
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
24
Cấu tạo biến tần
Đầu dò PTC
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
25
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Rơ le
Báo lỗi
Rơ le
Báo đạt tốc độ
ATV21
Đầu vào số
F = Chạy thuận
R = Tốc độ đặt trước
RES = reset lỗi
Vitesse préselect 1,2,3
Mod bus
Đầu ra tương tự
Báo tần số ra
Đầu vào tương tự
Sortie
VIA –tốc độ
đặt logique
0-10V
VIB –chưa gán chức năng
Thí dụ:
Đầu nối điều khiển cho ATV21
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
26
Phương thức điều khiển
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
27
Phương thức điều khiển
Menu lập trình ATV31
Cài đặt
Tham số động cơ
Quản lý vào/ra
Điều khiển
Menu chức năng
Giám sát lỗi
Truyền thông
Hiển thị
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
28
Phương thức điều khiển
KÊNH tham chiếu/ điều khiển
Điều khiển (Command): Là lệnh gửi tới ALTIVAR
Chạy thuận, đảo chiều
Dừng tự do, dừng theo đặc tuyến, dừng nhanh…
Tham chiếu (Reference): Là tín hiệu đặt tốc độ (mômen) cho ALTIVAR
Đặt tốc độ 200 vòng/phút, 1000 vòng/phút…
KÊNH (Channel): Là nguồn tín hiệu điều khiển và tham chiếu
Các KÊNH tham chiếu/điều khiển ALTIVAR
Màn hiển thị trên ALTIVAR (LOC hoặc HMI)
Đầu vào/ra (Terminals)
Cổng Modbus
Cổng CANopen
…
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
29
Phương thức điều khiển
Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp
Kết hợp:
Tách biệt:
Tham chiếu và điều khiển kết
hợp trong cùng một kênh
Tham chiếu và điều khiển tách biệt ở
các kênh khác nhau
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
CANopen
Reference
Command
Digital
reference
TERMINALS
Reference
Command
-10V
+10v
TERMINALS
CANopen
30
Phương thức điều khiển
Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp
Chuyển kênh với tham chiếu/điều
khiển kết hợp
Chuyển kênh với tham chiếu/điều
khiển tách biệt
CANopen
Digital reference
Digital reference
Reference
TERMINALS
-10V
+10v
Command
TERMINALS
-10V
+10v
CANopen
Reference
CANopen
Command
Command word
CANopen
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
31
Phương thức điều khiển
Chuyển kênh ĐK
Command channel 1
Cd1
Terminals
1.6 : DRIVE MENU
command
Cmd channel 1
HMI
Modbus
CANopen
Network
Controller
1.6 : DRIVE MENU
command
Switching cmd
Command channel 2
Cd2
Command switching
CCS
Terminals
HMI
1.6 : DRIVE MENU
command
Cmd channel 2
Modbus
CANopen
Network
Controller
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
Forward
Reverse
Stop
LI1 à LI14
C100 à C115
C200 à C215
C300 à C315
C400 à C415
32
Phương thức điều khiển
Chuyển kênh Tham chiếu
Reference channel 1
Fr1 or Fr1b
1.6 : DRIVE MENU
command
ref. channel 1
Applicative function
AI1
AI2
Applicative
reference
HMI
Network
Controller
Reference channel 2
Fr2
1.6 : DRIVE MENU
command
ref. channel ref. 2
Reference
switch
RFC
AI1
AI2
Direct reference
1.6 : DRIVE
command
Switching ref. 2
Speed
reference
HMI
network
Controller
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
LI1 à LI14
C100 à C115
C200 à C215
C300 à C315
C400 à C415
33
Phương thức điều khiển
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
34
Phương thức điều khiển
Điều khiển/tham chiếu tại chỗ
Local control
(LOC hoặc HMI)
Các phím:
Stop/reset
Run
ESC
Fwd/Rev
F1ÆF4
Núm xoay
Keypad
Keypad có thể lắp đặt ngoài mặt tủ điều khiển
sử dụng cáp RJ-45 (10m) và bộ gá lắp.
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
35
Phương thức điều khiển
Điều khiển 2-wire hoặc 3-wire (2C/3C)
Lập trình
Chạy thuận
Đảo chiều
Dừng
Chạy thuận
Đảo chiều
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
Vào menu
Chọn Lệnh
I-O
tCC
Chọn:
2C
hoặc
3C
hoặc
LOC
36
Phương thức điều khiển
Điều khiển nhiều động cơ
Tốc độ
đặt
L1
Kháng
lọc
L2
L3
Mỗi động cơ phải có rơ-le nhiệt bảo vệ
Khi các động cơ có công suất khác nhau,
nên dùng luật điều khiển V/F
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
37
Phương thức điều khiển
Set rơ-le nhiệt với dòng điện có thành phần tần số cao
Pulse frequency [kHz]
Setting range/
Rated
current
0
2
4
6
8
10
12
14
16
3.2-50A
1.00
1.07
1.12
1.16
1.18
1.19
1.21
1.22
1.23
0.5-2.5A
1.00
1.08
1.13
1.17
1.21
1.24
1.26
1.28
1.29
0.32-0.4A
1.00
1.09
1.15
1.21
1.25
1.29
1.33
1.35
1.37
0.16-0.25A
1.00
1.10
1.17
1.24
1.28
1.33
1.38
1.42
1.46
Example:
with a setting range of 1.1-1.6 A downstream from a frequency converter
with a pulse frequency of 8 kHz and an rms value of the motor current at nominal load: 1.2 A.
Setting to:
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
1.2 A x 1.21 = 1.45 A
38
Phương thức điều khiển
Điều khiển nhiều động cơ
CNF2
Rx= CNF1
Ry= CNF2
Config. 3
Config. 2
Liy =
CNF1
Config. 1
Lix =
Rz= CNF3
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
39
Phương thức điều khiển
Điều khiển chủ/tớ
Master
speed regulator
Slave
speed regulator
Slave
torgue control
Master
speed regulation
f ref
Reference AIx
AI pulse
or encoder
Speed
input
Reference AIx
f ref
Ao
M
encoder
Chủ/tớ theo tốc độ
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
M
Torque
Reference
M
M
Chủ/tớ theo mômen
40
Phương thức điều khiển
Điều khiển mạch vòng kín
Encoder
Tốc độ
đặt
+
Tốc độ đặt
PID
-
Hạn chế
Tín hiệu
dòng
điều khiển
Phản
hồi tốc
độ
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
41
Phương thức điều khiển
Nối mạng
PLC
SCADA
Controller
inside
M
Biến tần ATV71 với card “Controller inside” đóng vai trò như một bộ điều khiển khả
lập trình cho phép điều khiển một tập ứng dụng nhất định.
Chức năng đồng bộ hóa quá trình sản xuất được thực hiện ở mức trên của mạng.
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
42
Các chức năng cơ bản
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
43
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
3. Nối dây mạch điều khiển
Thực hành
1. Nối ATV31 với nguồn
L1, L2, L3, N
Tốc độ
đặt
Lệnh
Chạy thuận
2. Nối ATV31 với quạt
U, V, W, N
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
44
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
4. Nhập thông số động cơ
Vào Menu DrC-
Thực hành
¾ Điện áp: UnS
¾ Tần số: FrS
¾ Dòng động cơ: nCr
¾ Tốc độ định mức: NsP
¾ Hệ số công suất: Cos
Thực hiện « auto tuning »:
¾ autotuning: Tun = Yes
5. Chọn luật điều khiển
Vào menu DrCChọn thông số: UfT = P cho tải
bơm/quạt
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
45
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
6. Đặt các thông số cho biến tần
Thực hành
Vào menu Settings: SEt-
Đặc tính bảo vệ nhiệt
của ALTIVAR
Đặt bảo vệ nhiệt (quá tải) cho động cơ:
¾ Đặt thông số Ith bằng dòng động cơ
Đặt thông số khởi động/dừng:
¾ Đặt thời gian khởi động: ACC
¾ Đặt thời gian dừng: DEC
Đặt hạn chế tốc độ trên/dưới:
n
¾ Đặt hạn chế tốc độ dưới: LSP (Hz)
¾ Đặt hạn chế tốc độ trên: HSP (Hz)
3s
ACC
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
3s
DEC
t
46
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
7. Đặt các thông số cho biến tần
Vào menu quản lý I/O: I-O-
Thực hành
Kiểm tra kiểu đấu dây 2-wire, 3-wire hay LOC:
¾ Vào sub-menu tCC, chọn kiểu đấu 2C
Chuyển kênh tham chiếu về AI1:
¾ Vào sub-menu Fr1, chọn AI1
Kiểu đấu dây 2C
8. Kết thúc
Bật công tắc cho
động cơ làm việc
Chú ý: với ATV21, nếu chọn đúng loại động cơ
tiêu chuẩn, sau khi đi dây như các bước 1, 2 và 3
có thể khởi động bơm/quạt ngay mà không cần
thêm bất cứ bước cài đặt thông số nào.
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
47
Các chức năng cơ bản
Lưu thông số/ Trở về thông số mặc định/ Bảo vệ truy cập
Lưu thông số vừa thiết lập vào ALTIVAR:
Vào menu Motor control: DrC¾ Vào sub-menu SCS, chọn Str1
Lưu thông số
vào EFROM
Trở về thông số đã lưu hoặc thông số mặc định (Factory settings):
Vào menu Motor control: DrC¾ Vào sub-menu FCS, chọn rEC 1
hoặc chọn InI
Bảo vệ ALTIVAR khỏi truy cập vô ý:
Vào menu Hiển thị: SUP¾ Vào sub-menu COd, chọn On
nhập mã bảo mật XXXX
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
Trả về thông số đã lưu
trong EFROM
Trả về thông số mặc
định của nhà sản xuất
(ALTIVAR)
Chọn một tập số mong
muốn
48
Đặc tính cơ, luật điều khiển
I.
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II.
Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
49
Luật điều khiển
Tốc độ động cơ theo tần số:
n =
60f
(1 - s)
p
Mômen sinh ra tỷ lệ với từ thông và dòng điện:
Làm thế nào duy trì từ thông
không đổi khi tần số thay
đổi?
T = K.Φ.I.cosϕ
Φ = L.I
Điều khiển mômen:
- Duy trì từ thông không đổi
Φ = constant
U = Z.I = (ωL).I + R.I
- Mômen tỷ lệ với dòng điện
T = f(I)
U ~= 2πfLI (bỏ qua RI)
U ~= 2πf.Φ
380V
Φ=
190V
U
2πf
Duy trì tỉ số U/f không đổi
25Hz
Schneider/Vietnam/Marketing - Thaitv – 01/11/07 - Vietnamese
50Hz
87Hz
50
