DO AN ATV 312 trường đại học Cần Thơ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 26 trang )
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
LỜI NÓI ĐẦU
Điều khiển tự động là một hệ thống được áp dụng rất nhiều trong các nhà máy
sản xuất. Với những yêu cầu về điều chỉnh tốc độ của động cơ một cách chính xác trong
quá trình sản xuất. Từ những yêu cầu thực tế và lòng đam mê nghiên cứu các hệ thống
điều khiển tự động nên chúng em đã chọn đề tài “TÌM HIỂU VÀ ĐIỀU KHIỂN
BIẾN TẦN ATV 312” này để làm đồ án.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã nỗ lực hết sức, tuy nhiên sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót và những nội dung trình bày trong quyển báo cáo này là
những hiểu biết và những thành quả của chúng em đạt được trong suốt quá trình nghiên
cứu dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Ths.Nguyễn Khắc Nguyên.
Cần Thơ, ngày 28 tháng 11 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Nhóm 2
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 1
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 1
Mục Lục .......................................................................................................................... 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN ATV 312
1.1.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI........................................................................................................................... 3
1.2.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIẾN TẦN ............................................................................................. 3
1.2.1.BIẾN TẦN LÀ GÌ .................................................................................................................... 3
1.2.2.PHÂN LOẠI BIẾN TẦN ......................................................................................................... 3
1.2.3.TẦM QUAN TRỌNG CỦA BIẾN TẦN TRONG CÔNG NGHIỆP ....................................... 4
1.3.TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN ATV 312 .......................................................................................... 4
1.3.1.GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN ATV 312 ................................................................................... 5
1.3.2.CẤU TẠO BIẾN TẦN ATV 312 ............................................................................................. 6
1.3.3.CÁC CHỨC NĂNG VÀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312................................................. 8
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV 312
2.1.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ........................................................................... 9
2.1.1.ĐIỀU KHIỂN V/F .................................................................................................................. 10
2.1.2.ĐIỀU KHIỂN VÉC TƠ .......................................................................................................... 10
2.2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV 312 .................................................................. 11
2.2.1.CÁC CÀI ĐẶT MẶC ĐỊNH .................................................................................................. 12
2.2.2.MENU ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV 312 ......................................................................... 12
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312 VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
3.1.MỘT SỐ VÍ DỤ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312 VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA .............................................................................................................................. 22
3.1.1.TRỞ VỀ CÀI ĐẶT MẶC ĐỊNH CỦA BIẾN TẦN ............................................................... 22
3.1.2.NHẬP CÁC THÔNG SỐ VÀ LÀM AUTOTUNE ................................................................ 22
3.1.3.ĐIỀU KHIỂN NGÕ RA/ VÀO 25Hz ĐỔI CHIỀU VỚI LI1/ LI2 ......................................... 23
3.1.4.ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ QUAY Ở TẦN SỐ 80Hz ............................................................. 23
3.1.5.ĐIỀU KHIỂN VỚI MÀNG HÌNH Ở 15Hz............................................................................ 23
3.1.6.ĐỔI LUẬT ĐIỀU KHIỂN SANG U/F................................................................................... 24
3.1.7.LƯU THÔNG SỐ ................................................................................................................... 25
3.1.8.CÀI SẴN TỐC ĐỘ VỚI LI3/ LI4 .......................................................................................... 26
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 2
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN ATV 312
1.1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu Biến Tần ATV 312.
- Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của biến tần ATV 312 và các phương pháp điều
khiển biến tần ATV 312.
- Điều khiển biến tần ATV 312.
1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIẾN TẦN
1.2.1. Biến tần là gì?
- Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều từ tần số này sang dòng điện xoay
chiều có tần số khác có thể thay đổi được. Đối với các biến tần dùng trong việc điều
chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều thì ngoài việc thay đổi tần số thì nó còn có thể thay đổi
điện áp ra khác với điện áp cấp vào biến tần.
1.2.2. Phân loại biến tần
Biến tần thường được chia làm hai loại:
- Biến tần trực tiếp
-
Biến tần gián tiếp
a. Biến tần trực tiếp
Biến tần trực tiếp là bộ biến đổi tần số trực tiếp từ lưới điện xoay chiều không thông
qua khâu trung gian một chiều. Tần số ra được điều chỉnh nhảy cấp và nhỏ hơn tần số
lưới ( f1 < flưới ). Loại biến tần này hiện nay ít được sử dụng.
b. Biến tần gián tiếp.
Để biến đổi tần số cần thông qua một khâu trung gian một chiều vì vậy có tên gọi là
biến tần gián tiếp
1.2.3. Tầm quan trọng của biến tần trong công nghiệp.
Biến tần với chức năng điều khiển vô cấp tốc độ động cơ cho phép người sử dụng điều
chỉnh tốc độ cơ theo nhu cầu và mục đích sử dụng
Chúc năng điều khiển tốc độ động cơ lên tối 16 cấp với khả năng kiểm soát thời gia tốc/
giảm tốc ,nhiều mức công suất phù hợp với nhiều loại động cơ .Có chức năng bảo vệ
quá tải,
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 3
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
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 vấ đề mất kiểm soát trong quá trình vận hành
Biến tần giúp các dây chuyền hoạt động tối ưu: tiết kiệm điện năng ,đồng bộ các thiết
bị(động cơ) hoạt động trơ tru, thân thiện với người sử dụng và giảm thiểu chi phí bảo
chì- bảo dưỡng
Trong thực tế có rất nhiều hoạt động trong công nghiệp có liên quan đến tốc độ động cơ
điện. Đôi lúc có thể xem sự ổn định của tốc độ động cơ mang yếu tố sống còn của chất
lượng sản phẩm, sự ổn định của hệ thống… Ví dụ: máy ép nhựa làm đế giầy, cán thép,
hệ thống tự động pha trộn nguyên liệu, máy ly tâm định hình khi đúc… Vì thế, việc
điều khiển và ổn định tốc độ động cơ được xem như vấn đề chính yếu của các hệ thống
điều khiển trong công nghiệp.
1.3. TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN ATV 312
1.3.1. GIỚI THIỆU BIẾN TẦN ATV 312
Hình 1.1. Biến Tần ATV 312
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 4
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
- Biến tần Schneider Altivar 312 là một biến tần nhỏ gọn, mạnh mẽ, dễ giao tiếp và linh
hoạt với khả năng được thiết kế cho động cơ không đồng bộ có công suất đến 15kW.
Chỉ cần thực hiện 1 vài kết nối đơn giản là bạn có thể đưa biến tần vào hoạt động.
- Biến tần ATV312 cho động cơ không đồng bộ ba pha. Cấp điện áp vào 1 pha / 3 pha
240VAC hoặc 3 pha 380 VAC
Cho các ứng dụng trong dãy công suất từ 0,18 đến 15kW
+ Băng chuyền, máy đóng gói, thanh cơ cấu nâng hạ, hệ thống di chuyển hàng hoá, máy
dệt, máy trộn, máy xay,...
+ Máy bơm máy nén khí, máy quạt,...
Các đặc tính tổng quát
+ Điều khiển tốc độ bằng phương pháp định hướng theo vector từ thông
+ Giám sát và điều khiển hoạt động qua công giao tiếp
+ Tạo được mômen có giá trị 2Tn ở tần số 3kHz mà không cần hiệu chỉnh
Bảo vệ cho biến tần và động cơ
+ Được trang bị tính năng hãm trình tự
+ Tích hợp bộ hiệu chỉnh PI, có thể chọn trước tốc độ cài đặt
+ Chức năng tự động dò thông số "auto-tuning"
+ Chức năng điều khiển theo sức căng chuyên dụng cho ngành dệt
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 5
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
1.3.2. CẤU TẠO BIẾN TẦN ATV 312
Hình 1.2. Giao diện Biến Tần ATV 312
Hình 1.3. Sơ đồ đấu dây Biến Tần ATV 312
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 6
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Hình 1.4. Cấu trúc của biến tần ATV 312
Hình 1.5. Bộ chỉnh lưu của biến tần ATV312
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 7
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
1.3.3. CHỨC NĂNG VÀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312
Hình 1.6. Các loại biến tần Schneider và ứng dụng của biến tần Schneider.
- Đáp ứng các ứng dụng công nghiệp đơn giản
- Băng tải, máy nâng hạ, máy đóng gói, máy dán nhãn.
- Ứng dụng điều khiển bơm, quạt.
- Máy dệt, nhựa, máy trộn, nghiền
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 8
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV 312
2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN
2.1.1. ĐiỀU KHIỂN V/F
Hình 2.1. Phương pháp điều khiển v/f duy trì từ thông không đổi
Hình 2.2. Luật điều khiển v/f 5 điểm
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 9
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
2.1.2. ĐIỀU KHIỂN VÉC TƠ
Hình 2.3. Phương pháp điều khiển véc tơ từ thông
Hình 2.4. So sánh điều khiển véc tơ và v/f
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 10
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV 312
Hình 2.5. Các luật điều khiển biến tần ATV 312
2.2.1. CÁC CÀI ĐẶT MẶC ĐỊNH
Altivar 312 được cài đặt mặc định cho các điều kiện hoạt động thông dụng nhất:
Tần số động cơ (bFr): 50Hz.
Ứng dụng duy trì moment cố định bằng cách điều khiển vector từ thông,
không cần cảm biến.
Chế độ dừng bình thường theo độ tăng/giảm tốc giảm tốc
Chế độ dừng khi có lỗi: tự do
Các độ tăng/giảm tốc tăng & giảm tốc tuyến tính (ACC, dEC): 3 giây.
Tốc độ thấp (LSP): 0Hz.
Tốc độ cao (HSP): 50Hz.
Dòng nhiệt động cơ (ItH) = dòng điện danh định của động cơ (phụ thuộc
vào công suất
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 11
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Tự động điều chỉnh độ tăng/giảm tốc giảm tốc trong trường hợp quá áp
lúc hãm.
Không tự động khởi động sau khi bị lỗi.
Tần số đóng cắt của bộ nghịch lưu: 4kHz.
Các ngõ vào logic:
-
LI1, LI2 (vận hành 2 chiều): điều khiển 2-dây theo trạng thái,
LI1=thuận, LI2=nghịch hai ngõ vào này chưa gán chức năng
-
LI3, LI4: dùng để chọn 4 tốc độ đặt trước (tốc độ 1= tốc độ tham
chiếu hoặc bằng 0, tốc độ 2 = 10Hz, tốc độ 3 = 15Hz, tốc độ 4 =
20Hz).
Các ngõ vào analog:
-
AI1: tham chiếu tốc độ 0-10V
-
AI2: tham chiếu tốc độ tổng 0±10V
-
AI3: 4-20mA chưa gán chức năng.
Relay R1: tiếp điểm hở khi có lỗi
Relay R2: chưa gán chức năng.
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 12
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
2.2.2. MENU ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN ATV312
Hình 2.6. Menu điều khiển chính
Cài đặt menu Set-
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 13
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Điều khiển động cơ menu drC-
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 14
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Trang 15
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Trang 16
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Menu I/O
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 17
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Menu Điều khiển Ctl-
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 18
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Trang 19
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Menu quản lý lỗi FLt-
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 20
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Trang 21
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
Trang 22
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312 VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG
CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
3.1. MỘT SỐ VÍ DỤ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ATV 312 VÀO ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
3.1.1. Trở về cài đặt mặc định của biến tần
drC
InI (giữ 2s)
FCS
Trạng thái: Đưa biến tần trở về thông số cài đặt ban đầu
3.1.2. Nhập các thông số và làm Autotune
bFr
drC
UnS
FrS
nCr
nSP
COS
tUN
SEt
YES
dOnE
ItH=nCr
Trạng thái: nhập các thông số và cho chạy Autotune
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 23
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
3.1.3. Điều khiển ngõ ra/vào 25Hz đổi chiều với LI1/LI2
CtL
I/O
Fr1
AL1
tCC
2C
rrS
LI2
Trạng thái : LI1 : chạy thuận
LI2 : chạy nghịch
3.1.4. Điều khiển động cơ quay ở tần số 80Hz
drC
tFr
90Hz
SEt
HSP
80Hz
Trạng thái : Động cơ chạy ở tần số 80Hz
3.1.5. Điều khiển với màn hình ở 15Hz
drC
Fr1
AIV1
I/O
tCC
LOC
Trạng thái : Động cơ chạy ở tần số 15Hz
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Trang 24
Đồ án Điện Tử Công Nghiệp
Tìm Hiểu và Điều Khiển Biến Tần ATV 312
3.1.6. Đổi luật điều khiển sang U/F
drC
Uft
L
Trạng thái : chuyển từ điều khiển Vectơ sang điều khiển U/F
3.1.7. Lưu thông số
drC
SCS
Str1
3.1.8. Cài sẵn tốc độvới LI3/LI4
CtL
Fun
rFC
PSS
CBHD: Ths. Nguyễn Khắc Nguyên
Fr1
PS2
LI3
PS4
LI4
SP2
20
SP3
10
SP4
25
Trang 25
