VSDtraining 1310 tiếng việt

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

3


Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Điều khiển thang máy, cơ cấu nâng hạ

Tốc độ thang
1m/s

3s
ACC

3s
DEC

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

5


Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt

Tiết kiệm năng lượng
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

6

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt
Thí dụ:
Máy nén (với áp suất đặt 5.5 bar)
Tiết kiệm tới 35% điện năng
Giảm hao mòn cơ khí do khởi động nhiều lần

50Hz

50Hz

25Hz

25Hz

0Hz

0Hz

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

7


Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt

Eco2 Phần mềm miễn phí để tính tiết kiệm năng lượng cho ứng dụng bơm và quạt
8

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Biến tần ALTIVAR và Khởi động mềm ALTISTART
Giải pháp cho mọi ứng dụng
Cho các ứng dụng đơn giản

Starter
Altistart 22

Drive
Altivar 12

Drive
Altivar 303

Drive
Altivar 312

ATS22
ATV12
ATV303
ATV312

: 4 - 315 kW
: 0.18 - 4 kW
: 0.37 - 11 kW
: 0.18 – 7.5 kW

Cho các ứng dụng phức tạp, thang máy (CT)

Drive
Altivar 32

Drive
Drive
Drive
Altivar 71 Altivar LIFT Altivar 71 Plus

ATV32 : 0.18 - 15 kW
ATV71 : 0.37 - 630 kW
ATVLIFT : 4 - 22 kW
ATV71P : 90 - 2000 kW
Cho các ứng dụng bơm/quạt (VT)

Starter
Altistart 48

Drive
Altivar 212

Drive
Drive
Altivar 61 Altivar 61 Plus

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

ATS48 : 4 - 1200 kW
ATV212 : 0.75 - 75 kW
ATV61 : 0.37 - 800 kW
ATV61P: 90 - 2400 kW

9


Biến tần ALTIVAR
Biến tần trung thế

ATV1200

+ Biến tần trung thế sử dụng IGBT hạ thế
+ Dãy điện áp và công suất
● 3/3.3kV: 200 ~ 2 000kW
● 6/6.6kV: 220kW~14 000kW
● 10/11kV:315kW~18 000kW

+ Mức sóng hài thấp THDi < 2%
+ Dùng cho động cơ đồng bộ hoặc không đồng bộ
+ Thân thiện với động cơ, cho phép cáp động cơ dài mà không cần bộ lọc
+ Ứng dụng cho các tải bơm, quạt, băng chuyền

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

10

Biến tần ALTIVAR

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

11

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

12

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Cấu tạo biến tần

Altivar

Q1
I> I> I>

L
EMC

Filter

Vi xử lý/điều khiển

M
~

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Mạch chỉnh lưu
Mạch một chiều trung gian (DC link)
Mạch nghịch lưu
Phần điều khiển

13


Cấu tạo biến tần

14

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Cấu tạo biến tần

Chỉnh
lưu

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Mạch một chiều
Trung gian

Nghịch
lưu

15


Cấu tạo biến tần

16

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

PWM (Pulse Width Modulation)
R

S

S

I

UL
U

D
Control
circuit

L

UL

I

t

S

I
t

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

17


Cấu tạo biến tần
Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần

+Vbus/2

Vbus = U ac 2

Điện áp ra (PWM)

0V
Dòng điện động cơ

-Vbus/2

18

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Cấu tạo biến tần
Mạch hãm

40:1
PO (+)

PA

PB

≅ 980 RPM

ATV71
L1

U

L2

V

L3

W

M

PC (-)
ATV71 luôn có sẵn transitor cho
mạch hãm tới công suất 160kW
ATV71C16N4

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

19


Cấu tạo biến tần
Điện trở hãm
Ở góc 2 và 4 động cơ họat động như máy phát, biến năng lượng cơ thành điện năng.
Dòng điện đi qua những con diode trở về dc bus.
Dòng điện làm tăng áp trên dc bus. Khi áp tăng đến một ngưỡng cố định transistor hăm được kích để năng lượng được xả
qua điện trỏ.
Braking R

Điện năng xả giúp động cơ hãm.
Điện trở phải có một giá trị cao hơn một mức tối
thiểu

U

I

I

I

I

I

I

I < I max

>U

Công xuất điện trở tùy theo chu kỳ họat động
của máy (xem catalog)

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

20

Cấu tạo biến tần
Mạch hãm
Trong một giây chuyền sản xuất, biến tần có thể kết nối chung dc bus để tiết kiệm điện năng xả

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

21

Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
L1
L2
(L3)

Nguồn cấp

U/T1
V/T2
W/T3

Tới động
cơ

+/PA
-/PB

Tới điện
trở hãm

SA
SC

Các đầu ra rơ-le

SB
COM

Các đầu vào tương

tự

0 20mA
4-20mA

Các đầu vào số

0-10V

AIV
+10
AIC
+24

ALTIVAR

LI1 chạy thuận
LI2 Chạy nghịch
LI3 PS2
LI4 PS3

22

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Thí dụ:
Đầu nối điều khiển cho ATV312
Chọn kiểu

nguồn

Các
đầu nối
cho
điều
khiển

Cổng RJ-45
cho truyền thông

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

23


Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Thí dụ:
Đầu nối điều khiển cho ATV61 & ATV71

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

24

Cấu tạo biến tần
Chọn kiểu nguồn ATV61 & ATV71

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

25


Cấu tạo biến tần
Đầu dò PTC

26

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra

Đầu vào số
F = Chạy thuận
R = Tốc độ đặt trước
RES = reset lỗi

Rơ le
Báo lỗi

Rơ le
Báo đạt tốc độ

Đầu ra tương tự
Báo tần số ra

ATV212
Vitesse préselect 1,2,3
Mod bus

Truyền thông
Modbus BACnet,
METASYS, APOGEE

Sortie logique

Đầu vào tương tự
VIA –tốc độ đặt 0-10V
VIB –chưa gán chức năng

Đầu nối điều khiển cho ATV212
ở cài đặt mặc định
Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

27


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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

28

Tải tài liệu từ website www.schneider-electric.com
Schneider-Electric/Automation and Control/Motion & Drives
/>
Downloads
Documents & Softwares
-Catalogue
- Installation manual
- Programming manual
-…
- SoMove Lite

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

29


Lắp đặt

30

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
Menu lập trình ATV312

Cài đặt
Tham số động cơ
Quản lý vào/ra
Điều khiển
Menu chức năng
Giám sát lỗi
Truyền thông
Hiển thị

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

31


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 cho ALTIVAR
Đặt tốc độ 30 Hz, 50 Hz…
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

…

32

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp
Kết hợp (combined):
Tham chiếu và điều khiển kết
hợp trong cùng một kênh

Tách biệt (separate):
Tham chiếu và điều khiển tách biệt ở
các kênh khác nhau

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

CANopen

Reference
Command

Digital
reference

TERMINALS

Reference
Command

-10V
+10v

TERMINALS

CANopen

33


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

-10V
+10V

TERMINALS

Reference

CANopen

Command

-10V
+10V

TERMINALS

CANopen

Command

Command word

CANopen

34

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
Điều khiển/tham chiếu tại chỗ
Local control
(LOC hoặc HMI)

Các phím:
Stop/reset
Run
ESC
Fwd/Rev
F1 F4
Núm xoay

Keypad
Keypad có thể lắp đặt ngoài mặt tủ điều khiển
sử dụng cáp RJ-45 (10m) và bộ gá lắp.

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

35


Phương thức điều khiển
Điều khiển 2-wire hoặc 3-wire (2C/3C)
Lập trình ATV312
Chạy thuận
Đảo chiều

Dừng
Chạy thuận
Đảo chiều

Vào menu
Chọn Lệnh

I-O
tCC

Chọn:

2C

hoặc

3C

hoặc

LOC

36

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
Điều khiển nhiều động cơ song song
Tốc độ
đặt

L1

Kháng
lọc
L2

L3

Mỗi động cơ phải có rơ-le nhiệt bảo vệ
Dùng luật điều khiển V/F

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

37


Phương thức điều khiển

CNF2

Rx= CNF1

Config. 2

Liy =

CNF1

Config. 1

Lix =

Ry= CNF2

Config. 3

Điều khiển nhiều động cơ (1 động cơ mỗi lần)

Rz= CNF3

38

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
Điều khiển theo tốc độ / mômen

ATV71, control laws SVCI, FVC

Speed
feedback

Speed
ramp

+
Speed
loop

Torque
controller

Speed
reference
ACC/DEC

Apply
torque

Torque
ramp

Sign

Ratio

+/-

X

TRP

TSD=LIx

TRT

Torque
reference
TR1=Aix,
bus ...

Torque/current
limitation

TSS=LIx

Dead
band

ref-DBN < speed < ref+DBP

DBN/DBP

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

39


Phương thức điều khiển
Điều khiển chủ/tớ
Master
speed regulator

Slave
speed regulator
Slave
torque control

Master
speed regulation

f ref
AI pulse

Reference AIx

f ref

or encoder

Speed

input

Reference AIx
Ao

M

M

M

encoder

Torque
Reference

M

Chủ/tớ theo mômen

Chủ/tớ theo tốc độ

40

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

Phương thức điều khiển
ATV71, control law FVC

Điều khiển mạch vòng kín

Tốc độ
đặt

+
Tốc độ đặt

Tín hiệu
momen
điều khiển

PID

-

Hạn chế

Phản
hồi tốc
độ

Encoder
Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

42

APPLICATIONS
ATV71 – Steel Coating Mill

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – March 2009
Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

43
43

APPLICATIONS
ATV61 with Pump switching card VW3 A3 502

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – March 2009
Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

44
44

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 Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

45

Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
3. Nối dây mạch điều khiển

Thực hành

1. Nối ATV312 với nguồn
L1, L2, L3, N

Tốc độ
đặt
Lệnh
Chạy thuận

2. Nối ATV312 với quạt
U, V, W, N

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

46

Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
4. Nhập thông số động cơ
Vào Menu DrC-

Thực hành

Điện áp: UnS

Tần số: FrS
Dòng động cơ: nCr
Tốc độ định mức: NsP
Hệ số công suất: Cos
Thực hiện « auto tuning »:
autotuning: Tun = Yes

5. Chọn luật điều khiển
Vào menu DrCChọn thông số: UfT = P cho tải
bơm/quạt

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

47


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:
Đặt thông số Ith bằng dòng động cơ
Đặt thông số khởi động/dừng:

Đặt thời gian khởi động: ACC
Đặt thời gian dừng: DEC
Đặt hạn chế tốc độ trên/dưới:

n

Đặt hạn chế tốc độ dưới: LSP (Hz)
Đặt hạn chế tốc độ trên: HSP (Hz)
3s
ACC

3s
DEC

t

48

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

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:
Vào sub-menu tCC, chọn kiểu đấu 2C

Chuyển kênh tham chiếu về AI1:

Kiểu đấu dây 2C

Vào menu Motor control: DrCVào sub-menu Fr1, chọn AI1

8. Kết thúc
Bật công tắc cho
động cơ làm việc

Schneider Electric Vietnam – Vinh Tung – Oct 2013

49