Inverter training biến tần

NỘI DUNG

01
GIỚI THIỆU VỂ BIỄN TẦN

02

Nguyên lý hoạt động của biến

Giới thiệu biến tần là gì, vai

tần, cài đặt tham sô và cách

trò của biến tần , một số ví

vận hành

dụ thực tế

03

VẬN HÀNH VÀ CÀI ĐẶT THAM SỐ

NGUYÊN LÝ VÀ CẤU TẠO

04

KIỂM TRA VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ

Cách vận hành biến tần và cài đặt các

Kiểm tra và xử lý điều tra nguyên nhân lỗi

tham số

khi biến tần sảy ra sự cố


01

Biến tần là gì ???

Biến tần là gì ?



Là thiết bị dùng để biến đổi tần số và điện áp c ủa ngu ồn
điện cấp cho động cơ

Dùng khi nào ?



Dùng khi muốn tự do và liên tục thay đ ổi một cách hi ệu
quả tốc độ quay của động cơ

Ưu điểm




Tiết kiệm điện năng
Đảm bảo ổn định tốc độ hệ thống, vận hành êm ái.


01

•

Biến tần là gì ???

Sự khác biệt giữa điều khiển động cơ servo và động cơ thường ???

Động cơ AC Servo

Động cơ AC không đồng bộ





Động cơ cấu tạo gồm 2 phần chính là Stator và Rotor. Stator bao



Không phải động cơ nào cũng làm được động cơ servo (hệ điều

gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên lõi sắt để tạo lên

khiển servo). Động cơ servo và động cơ thường giống nhau về

từ trường quay. Rotor hình trụ có tác dụng như cuộn dây quấn

nguyên lý hoạt động tuy nhiên tùy vào yêu cầu ứng dụng mà có

trên lõi thép. Khi mắc nguồn điện 3 pha vào động cơ từ tr ường

thể được chế tạo với những đặc điểm cải tiến hơn so với động

quay trên stator làm rotor quay trên trục rồi được dẫn động ra

cơ thường : tăng tốc độ và khả năng đáp ứng, mở rộng vùng

bên ngoài để thực hiện các cơ cấu truyền động khác.

điều khiển và sự ổn định tốc độ.

Để điều khiển động cơ AC Induction chúng ta thường sử dụng
biến tần.



Hệ điều khiển servo là hệ điều khiển phản hồi tốc độ, vị trí.
Chúng ta dùng Servo Amplifier để điều khiển động cơ Servo.


01

Vai trò của biến tần

•

Động cơ phổ biến dùng trong biến tần là động cơ 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc

•

Máy biến tần là thiết bị dùng để thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơ


01

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Biến tần được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp:

•
•
•

Điều khiển bơm quạt
Điều khiển vận chuyển (băng tải, khung quay)
Điều khiển máy công cụ…

Loại tải

Tải dưới mô men suy giảm

Tải dưới đặc tính mô men không đổi

Tải dưới đặc tính công suất không đổi

Các đặc tính

Tính năng

Tải yêu cầu mô men tỷ lệ thuận với bình phương tốc

Tải yêu cầu mô men gần như không đổi với tốc độ

Tải yêu cầu mô men tỷ lệ nghịch với số vòng quay

độ quay. Giá trị động năng cần đạt xấp xỉ với lập

quay. Động năng cần có giảm tỷ lệ thuận với việc giảm

động cơ (Ứng dụng trong trục chính của máy công

phương tốc độ quay.

tốc độ quay (ứng dụng trong băng tải, máy mài và thiết

cụ và các phần khác)

bị khác)


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển quạt, bơm (thể tích dòng khí, lưu lượng dòng chảy)

Đối với tải quạt và máy bơm mô men tỷ lệ với tốc độ quay và
năng lượng tiêu thụ tỷ lệ với lập phương tốc độ quay động
cơ. Việc sử dụng biến tần cho phép giảm tiêu hao năng
lượng, đặc biệt là ở vùng tốc độ thấp


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển vận chuyển (băng tải, khung quay)

Các lý do nên sử dụng biến tần

•

Chúng ta có thể sự dụng tính năng khởi động mềm, tăng tốc từ từ cho băng tải để ngăn các chai thủy tinh chứa dung dịch không bị lắc hoặc vỡ.

•

Khi thay đổi về chủng loại sản phẩm, loại chai. Chúng ta có thể dễ dàng thay đổi tốc độ băng tải cho phù hợp, giúp tang hiệu quả hoạt động

•

Có thể sử dụng trong các môi trường khác nhau để phù hợp với các loại động cơ, kể cả môi trường chống nước, bụi, để ngoài trời….


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển máy cuốn liệu dạng súc cuộn

•

Sử dụng kết hợp cảm biến lực căng của tấm liệu điều khiển tốc độ quay động cơ phù hợp để cuốn liệu vào lô cuốn với lực căng tối ưu.

•

Tránh được sự ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm và sự thay đổi về mô men trong cơ cấu cơ khí khi cuốn liệu

•

Biến tần và servo đều có thể sử dụng để điều khiển mô men. Tuy nhiên, biến tần sử dụng dễ dàng hơn trong các trường hợp tải nặng, gia tốc tăng từ mà máy

Các lý do nên sử dụng biến tần

hoạt động liên tục


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển máy chế biến thực phẩm ( sản xuất mì)

Các lý do nên sử dụng biến tần

•

Có thể điều khiển tinh tốc độ cho máy cấp liệu

•

Điều chỉnh trơn độ dày của sợi mì tới kích thước mong muốn

•

Đơn giản hóa việc điều khiển máy


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển máy chế biến trà

Các lý do nên sử dụng biến tần

•

Có thể điều khiển tốc độ quạt một cách tối ưu phù hợp với lượng trà đưa vào máy

•

Nhiệt độ được giữ ổn định giúp cải thiện chất lượng trà


01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển trục chuyền động chính cho các máy công cụ

•

Trước đây, tốc độ của trục chính được điều khiển thông qua hệ thống khớp bánh răng. Bây giờ sử dụng biến tần có thể dễ dàng thay đổi trơn tốc độ
động cơ, đơn giản và thu gọn hệ thống cơ khí.

Các lý do nên sử dụng biến tần

•

Cải thiện độ chính xác trong gia công vì tốc độ quay có thể tinh chỉnh

01

•

Các ứng dụng thực tế của biến tần

Điều khiển máy xẻ gỗ

Các lý do nên sử dụng biến tần

•

Tăng hiệu quả cắt gỗ

•

Thay đổi tốc độ tối ưu tùy thuộc vào chất lượng gỗ

•

Cải thiện hoạt động và dừng khung truyền tại vị trí đã định

•

Gia tốc từ từ có thể tránh bị hỏng lưỡi cưa


01

Các dòng sản phẩm biến tần của Mitsubishi Electric

Model Name:


02

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Mạch chỉnh lưu

Chuyển đổi nguồn điện AC thành DC. Sử dụng diode

Tụ điện nắn phẳng

Làm phẳng điện áp DC đã được chuyển đổi sau mạch chỉnh lưu

Mạch nghịch lưu

Mạch điều khiển

Sử dụng các bóng bán bán dẫn IGBT có tần số đóng cắt cao để chuyển nguồn điện DC thành nguồn điện AC với tần số mong muốn để cấp
cho động cơ.
Điều khiển hoạt động của biến tần


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Dạng sóng vào/ra của biến tần

Dạng sóng đầu vào của biến tần

Dạng sóng đầu ra của biến tần


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Nguyên lý hoạt động của bộ chỉnh lưu:
Biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC)


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Nguyên lý chỉnh lưu diode

Chỉnh lưu cầu 3 pha:


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Mạch giới hạn dòng xung kích

Dòng xung kích được nạp qua tụ điện qua đó làm giảm dòng xung kích
của biến tần khi đóng điện


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Nguyên lý hoạt động của bộ lọc


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu
Biến đổi nguồn điện một chiều (DC) thành nguồn điện xoay chiều (AC)

•

•

S1, S4 ON  Dòng điện đi theo hướng A
S2, S3 ON  Dòng điện đi theo hướng B

Hoạt động của các công tắc này lặp đi lặp lại theo chu kỳ định sẵn thì hướng của dòng điện sẽ thay đổi qua lại tạo ra dòng điện xoay chiều


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Thay đổi tần số như thế nào ?

Khi thay đổi thời gian bật tắt của công tắc S1, S4 thì
tần số dòng điện sẽ thay đổi Ví dụ: S1, S4 ON trong
vòng 0.5s; S2, S3 ON trong vòng 0.5s thì chúng ta sẽ
có dòng điện với tần số 1 Hz

Khi thay đổi thời gian bật tắt của công tắc S1, S4 là t0
thì tần số dòng điện sẽ là f =1/t0


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Thay đổi điện áp như thế nào ?

Khi thay đổi tỷ lệ thời gian bật và tắt của công tắc thì
đầu ra điện áp sẽ giảm đi

•

Để giảm điện áp TB thì tăng thời
gian tắt.

•

Để tăng điện áp TB thì tăng thời
gian bật.


02

•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Nguyên lý hoạt động bộ nghịch lưu (điện áp 3 pha)

Thay đổi thứ tự bật/ tắt của các công tắc theo hình dưới sẽ thay đổi điện áp U-V, V-W, W-U


02
•

Nguyên lý và cấu tạo của biến tần

Các phương pháp điều khiển biến tần
Điều khiển sensorless
Phương pháp

Đặc tính điều khiển

điều khiển

tần số điện áp (V/f)

Điều khiển vector qua PLG
Điều khiển vec tơ từ thông

Điều khiển real sensorless vector

1:10

1:120

1:200

1:1500

(6 Hz đến 60 Hz)

(0.5 Hz đến 60 Hz)

(0.3 Hz đến 60 Hz)

(1 -1500 rpm)

10 đến 20 (rad/s)

20 đến 30 (rad/s)

120 (rad/s)

300 (rad/s)

Điều khiển tốc độ

O

O

O

O

Điều khiển moment xoắn

V

V

O

O

Điều khiển định vị

V

V

V

O

Phạm vi điều khiển tốc độ

Tốc độ đáp ứng

Sơ lược

Ứng dụng

Động cơ áp dụng

Là phương pháp điều khiển

Để giải quyết với đề suy giảm mô mem ở tốc độ thấp

thông dụng trong biến tần, tỉ số

trong phương pháp điều khiển V/f, phương pháp này

giữa điện áp và tần số được diểu

được sử dụng nhằm diều chỉnh điện áp dầu ra thông

chỉnh bằng một hằng số

qua tính toán viec tơ dòng điện động cơ

Phương pháp này được sử dụng

Phương pháp này dựa trêntính động cơ, tuy nhiên nó

linh hoạt với loại động cơ thông

thích hợp với động cơ tương đối đơn giản và ít bộ

thường với ít bộ phận điều khiên

phần điều khiển.

Động cơ tiêu chuẩn (Ko cần PLG)

Động cơ tiêu chuẩn ( không cần PLG)

Ở các động cơ tiêu chuẩn không có encoder, thuật
toán điều khiển và tốc độ động cơ được tính toán
dựa trên đặc tính động cơ, và đặc tính dòng/áp

Phương pháp này chia dòng điện động cơ thành các thành
phần theo từ thông và mô ment, từ đó điều khiển từng phần

độc lập với nhau, phương pháp này cho phép điều khiển tốc
độ và mô men với thời gian đáp ứng và độ chính xác cáo

Phương pháp này dựa trên đặc tính động cơ và

Phương pháp này yêu cầu có encoder và điều chỉnh hằng số

điều chỉnh hằng số khuyếch đại

khuyếch đại

Động cơ tiêu chuẩn (không cần PLG

Động cơ tiêu chuẩn với PLG hoặc động cơ điều khiển vector
chuyên dụng