Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2
MỤC LỤC
Bài 1: Bàn thưc hành truyền động động cơ 1 chiều.................................................... 3
1. Mục đích ............................................................................................................. 3
2. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................... 3
3. Sơ đồ nguyên lý bàn thí nghiệm ......................................................................... 5
4. Các thiết bị sử dụng trên bàn thí nghiệm ............................................................ 7
5. Các bước tiến hành thí nghiệm ........................................................................... 9
Bài 2: Bàn thưc hành truyền động động cơ điện 3 pha không đồng bộ ................... 14
1. Mục đích ........................................................................................................... 15
2. Cơ sở lý thuyết: ................................................................................................. 16
3. Các thiết bị thí nghiệm. ..................................................................................... 20
4. Trình tư thí nghiệm ........................................................................................... 21
Bài 3 : Bàn thưc hành điều khiên tôc độ động cơ điện một chiều ............................ 25
1. Mục đích: .......................................................................................................... 25
2. Giới thiệu thiết bị : ............................................................................................ 25
3. Các thiết bị thí nghiệm ...................................................................................... 29
4. Các bước tiến hành thí nghiệm ......................... Error! Bookmark not defined.
5. Thưc hành cài đặt hệ ổn định tôc độ phản hồi âm điện áp và tôc độ. ............... 31
Bài 4 : Bàn thưc hành điều khiên tôc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha ........ 62
1. Mục đích: .......................................................................................................... 62
2. Các thiết bị trên bàn thưc hành ......................................................................... 62
3. Các bước tiến hành thưc hành: .............................................................................
Bài 5 : Bàn thưc hành điều khiên tôc độ động cơ điện đồng bộ ba pha ................... 84
1. Mục đích: .......................................................................................................... 84
2. Các thiết bị bàn thưc hành: ............................................................................... 84
3. Thưc hành vân hành biến tân A1000 ................................................................ 87
3
BÀI 1
BÀN THỰC HÀNH TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
1.1. MỤC ĐÍCH
- Hiểu nguyên lý và thiết bị phục vụ khởi động, dừng và hãm động cơ một chiều
- Lắp đặt và vận hành động cơ một chiều trong các chế độ khởi động, dừng và hãm
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ tự nhiên
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi
điện áp nguồn cấp
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi
điện trở phần ứng
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi từ
thông kích từ
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi hãm.
1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Bài thí nghiệm sẽ tìm hiêu động cơ điện một chiều thông qua việc xây dưng phương
trình đặc tính cơ: tư nhiên, các đặc tính cơ khi thay đổi các tham sô đâu vào và thưc hành
các chế độ hãm.
Phương trình đặc tính cơ cua động cơ 1 chiều:
u
2( )
u fR RUM
K K
(1.1)
Đê vẽ đươc đặc tính cơ cua động cơ 1 chiều ta cân 1 bộ các tham sô tôc độ và
momen (ω, M)
Có 3 chế độ hãm:
Hãm tái sinh: Động cơ nhân cơ năng từ nhà máy sản xuất và biến đổi năng lương
này thành điện năng phát vào lưới.
Hãm ngược: là trạng thái động cơ điện nhân cả điện năng và cơ năng tạo ra mô men
hãm Mh có chiều ngươc với chiều quay.
Hãm động năng: là trạng thái động cơ làm việc như một máy phát biến năng lương
cơ học đã tích lũy đươc trong quá trình làm việc trước đó thành điện năng tiêu tán trong
mạch hãm dưới dạng nhiệt.
Ở bàn thí nghiệm này chỉ thưc hành 2 chế độ hãm : hãm tái sinh và hãm động năng.
Có hai phương pháp đê điều chỉnh tôc độ động cơ điện một chiều: Điều chỉnh điện
áp cấp cho phân ứng động cơ, và điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
4
Tùy vào công nghệ thưc tế đòi hỏi về tôc độ động cơ mà ta có nguyên lý điều chỉnh
như hình 1.1.
Vùng điều chỉnh điện áp: Uư từ 0 ÷ Uđm, từ thông đươc giữ không đổi ở giá trị định
mức. Khả năng sinh moment cua động cơ là không đổi, công suất tăng tuyến tính tôc độ
0dm
.
Vùng điều chỉnh từ thông từ mindm
: Khi điều chỉnh điện áp U=Uđm, tôc độ
động cơ dm
, người ta giảm từ thông động cơ từ dm đến
min (tương ứng với
max ).
Công suất truyền động không đổi, moment động cơ suy giảm tỉ lệ nghịch với tôc độ
1M
.
0 *
*
min
*
1m *
1
*
1P
*
1u
1 2
dm
max
Điều chỉnh Uư Điều chỉnh
Hình 1.1. Đặc tính điều
chỉnh tốc độ hai vùng
kế tiếp nhau
5
1.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ BÀN THÍ NGHIỆM
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý mạch lực bàn thí nghiệm
6
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 1)
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm ( phần 2)
Bàn thí nghiệm bao gồm động cơ thí nghiệm và một bộ phụ tải động đươc ghép nôi
như trên.
Bộ phụ tải động: bao gồm 2 máy phát điện một chiều G1 và G2 đươc nôi như sơ đồ,
hai máy phát nôi cứng trục với 2 động cơ trong đó động cơ thí nghiệm M2 (ĐCMC) nôi
với máy phát G2 và một động cơ M1 (KĐB) dùng đê kéo máy phát G1 có tôc độ không
đổi . Tổ máy M1– G1 có tôc độ không đổi trong suôt quá trình nên đươc gọi là “ tổ máy
có tôc độ không đổi”. Đê xác định các trị sô khác nhau cua tôc độ tương ứng với các giá
trị sô cua dòng điện mạch phân ứng hoặc mô men trên trục động cơ, ta không thê dùng
phanh hãm điện từ hay phanh cơ khí găn vào trục động cơ thí nghiệm, cũng không thê
dùng máy phát điện 1 chiều có phân ứng nôi với một điện trở phụ đê làm tải tĩnh đươc
mà ta phải dùng một hệ thông phụ tải động tức là hệ thông gồm các máy phát điện 1
chiều nôi theo sơ đồ máy phát – động cơ M-G như sơ đồ nguyên lý trên.
7
Khi động cơ M2 đươc khởi động thì G2 sẽ quay theo (vì G2 đươc nôi cứng trục với
động cơ M2). Khi đó nếu cấp kích từ cho G2 thì G2 sẽ phát ra một điện áp (ký hiệu V4)
theo biêu thức: E K . Giải thích tương tư đôi với V3. Khi đóng SW1 ta sẽ có mạch
điện kín như hình 1.4b.
EG2EG1
RưG1 + RưG2
A7It
SW1
V4V3
RưG1 + RưG2
A7It
SW1
a, b,
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý mạch lực rút gọn
Tăng giá trị biến trở VR1, khi đó từ thông cua máy phát G1 sẽ giảm, sức điện động
cua máy phát G2 giảm, dòng điện trong mạch phân ứng cua máy phát G1-G2:
2 1
1 2
0G Gt
u u
E EI
R R
luc này hệ M1-G1 sẽ là phụ tải cua hệ M2-G2. Trong trường hơp này máy phát G2
hoạt động ở chế độ máy phát, máy phát G1 hoạt động ở chế độ động cơ, dòng điện trong
mạch phân ứng sẽ có chiều đi từ G2 sang G1.
Bỏ qua tổn hao momen trên đâu trục động cơ ta có thê coi momen cua động cơ thí
nghiệm M2 băng momen cua máy phát F2 : MM2 = MF2 = K∅I
Trong đó :
- I là dong điện chạy trong mạch phần ứng của 2 máy phát G1, G2 (hiển thị trên A7)
- K∅ tính từ phương trình đặc tính cơ của động cơ 1 chiều (1.1)
- Băng cách này ta co thể đo được momen trên đầu trục động cơ thí nghiệm M2 trong
các trương hợp thí nghiệm.
- Ưng vơi môi giá trị It (qua A7) ta đo được 1 giá trị tốc độ trên đầu trục động cơ.
1.4. CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRÊN BÀN THÍ NGHIỆM
STT Tên thiết bị Ký hiệu Đặc điểm Ghi chú
1 Aptomat CB1 100A
CB2 32A
8
CB3
CB4
CB5
32A
2 Contactor
MC1
MC4 32A
MC3
MC2 50A
3 Overload OL 32A
4 Bộ nguồn một chiều SO1
SO2 220VDC/50A
5 Biến trở và điện trở
R1, R2, R3 Phục vụ điều
chỉnh kích từ và
hãm R4
R5
7Ω/50W
6Ω/50W
6 Đồng hồ ampe kế xoay
chiều
A1
A2
A3
50A
7 Đồng hồ ampe kế 1 chiều
A4
A5 50A
A6
A7
A8
10A
A9 -30A → 30A
8 Đồng hồ Vôn kế 1 chiều
V1
V2
V3
V4
300VDC
9 Biến áp tư ngẫu Tr1 5.5kVA
10 Động cơ KĐB M1 P = 2,2kW
9
Uđm =
220/380V
11 Máy phát điện 1 chiều G1
G2
P = 2,2kW
Uđm = 220V
12 Đông cơ thí nghiệm M
P = 2,2kW
Uđm = 220V
n =1750 v/p
Iđm =11,5A
13 Nút ấn
START1
START2
START3
START4
STOP1
STOP2
STOP3
STOP4
EMS
Ø22
14 Đèn báo
Đ1
Đ2
Đ3
Ø22 Báo nguồn
1.5. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
a. Chuẩn bị:
- Đê tiến hành thí nghiệm cân phải tìm hiêu kỹ các thiết bị và sơ đồ nguyên lý bàn thí
nghiệm
- Kiêm tra các thiết bị trên bàn đưa về trạng thái căt, kết nôi các biến trở và đưa biến trở
về giá trị nhỏ nhất. Riêng Aptomat CB5 ở trạng thái đong (luôn cấp kích từ cho động
cơ M2).
- Điều chỉnh biến áp một pha ở mức theo yêu câu thí nghiệm. Ví dụ mức 140VAC.
- Đóng Aptomat CB1 cấp nguồn cho bàn thưc hành: Các đèn báo pha sẽ sáng và đồng
hồ V2 báo 220VDC (điện áp kích từ).
10
b. Khởi động các tổ hợp máy
- Mở tổ máy động cơ thí nghiệm và máy phát M2- G2: Đê VR3 ở thang nhỏ nhất và
nhấn nút nhấn START 2 đê khởi động động cơ M2. Đóng chuyên mạch SW2 đê loại
điện trở khởi động Rs ra khỏi mạch phân ứng động cơ thí nghiệm M2. Đê VR2 ở
thang nhỏ nhất và đóng atomat CB4 cấp điện kích từ cho máy phát G2.
- Mở tổ máy có tôc độ không đổi M1-G1: Đóng Aptomat CB2 đê khởi động động cơ
KĐB M1. Đê VR1 ở thang nhỏ nhất và đóng atomat CB3 cấp điện kích từ cho máy
phát G2.
c. Hòa đồng bộ tải động
- Hòa đồng bộ 2 tổ máy: điều chỉnh kích từ VR1 khi V3>V4 hoặc điều chỉnh VR2 khi
V3>V4 đê sao cho điện áp trên 2 vôn kế V3 và V4 băng nhau. Đóng chuyên mạch
SW1 đê hòa đồng bộ 2 tổ máy. Tinh chỉnh VR1 và VR2 đê chỉ sô trên ampe kế A7
băng 0. Dòng điện trong mạch phân ứng cua máy phát G1-G2:
2 1
1 2
0G Gt
u u
E EI
R R
(1.2)
- Luc này hệ thông làm việc ở chế độ không tải
- Kết thuc quá trình hòa đồng bộ
c. Tiến hanh thi nghiệm:
- Ấn START 1 cấp nguồn cho toàn bộ hệ thông hoạt động.
- Khởi động các tổ hơp máy như đã trình bày
- Tiến hành hòa đồng bộ 2 tổ máy như trình bày ở trên.
Xây dưng đặc tinh cơ tư nhiên .
- Đặc tính cơ tư nhiên cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân hành ở chế độ
định mức (điện áp, từ thông định mức và không nôi thêm điện trở phụ vào động cơ)
- Các bước xây dưng
Bước 1: Tiến hành mở máy và hòa đồng bộ (lúc này dòng It=0)
Bước 2: Sử dụng đồng hồ đo tôc độ đo trục động cơ, ta thu đươc tôc độ không
tải lý tưởng → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 3: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có đươc
dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 2
Bước 4: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
→ thu đươc điêm tọa độ thứ 3. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 5 tọa độ
Kết quả thu đươc ghi lại thành bảng dưới:
It(A)
n (vòng/phút)
11
( / )rad s
M (Nm)
Bước 5: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, sau đó nhấn STOP 2 đê ngăt động cơ M2, ngăt aptomat CB2 đê ngăt
động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4. Điều chỉnh các biến trở về vị trí
MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào kết quả có đươc, dưng đường đặc tính đặc tính cơ hoặc cơ điện như hình 1.6
n (vòng/phút)
It (A)0
w (rad/s)
It (A)0
w (rad/s)
Mt (Nm)0
a) Đặc tính cơ điện b) Đặc tính cơ điện c) Đặc tính cơ
Hình 1.6. Các đương đặc tính cơ
Xây dưng đặc tinh cơ biến trở:
- Đặc tính cơ biến trở cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân hành với điện
trở phụ măc nôi tiếp vào mạch phân ứng cua động cơ (điện áp, từ thông là định mức)
- Các bước xây dưng
Bước 1: Tiến hành mở máy và hòa đồng bộ (lúc này dòng It=0)
Bước 2: Sử dụng đồng hồ đo tôc độ đo trục động cơ, ta thu đươc tôc độ không
tải lý tưởng → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 3: Ngăt SW2 làm hở mạch Rs, nôi tiếp Rs vào mạch phân ứng động cơ,
điều chỉnh biến trở VR1 tăng lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
động cơ→ thu đươc điêm tọa độ thứ 2.
Bước 4: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có đươc
dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 3
Bước 5: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
→ thu đươc điêm tọa độ thứ 4. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 5 tọa độ
Kết quả thu đươc ghi lại thành bảng dưới:
Uưđm
It (A)
n (vòng/phút)
( / )rad s
M (Nm)
12
Bước 6: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, sau đó nhấn STOP 2 đê ngăt động cơ M2, ngăt aptomat CB2 đê ngăt
động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4. Điều chỉnh các biến trở về vị trí
MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào bảng dữ liệu thu đươc dưng đồ thị đặc tính cơ điện
Xây dưng đặc tinh cơ giảm tư thông:
- Đặc tính cơ giảm từ thông cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân hành
với từ thông nhỏ hơn từ thông định mức thông qua việc giảm giá trị dòng kích từ
xuông dưới giá trị dòng kích từ định mức (điện áp phân ứng là định mức, không
măc thêm điện trở phụ).
- Các bước xây dưng
Bước 1: Khởi động các động cơ và tiến hành hòa đồng bộ.
Bước 2: Ngăt SW1 nhăm căt mạch điện hòa đồng bộ, sau đó đó tăng giá trị cua
biến trở VR3 lên một giá trị nhăm làm giảm từ thông cua M2 và và quan sát
đồng hồ A6 (dòng điện kích từ cua M2). Chú ý dòng điện kích tư của M2
không được giảm xuống dưới 0,2A. Sử dụng đồng hồ đo tôc độ đo trục động
cơ, ta thu đươc tôc độ không tải lý tưởng → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 3: Đóng SW1 nhăm đóng mạch điện trở lại, quan sát dòng điện tải A7 và
đo tôc độ động cơ→ thu đươc điêm tọa độ thứ 2.
Bước 4: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có đươc
dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 3
Bước 5: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
→ thu đươc điêm tọa độ thứ 4. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 5 tọa độ
- Bảng dữ liệu thí nghiệm
Ikt (A)
It (A)
n (vòng/phút)
( / )rad s
M (Nm)
Bước 6: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, sau đó nhấn STOP 2 đê ngăt động cơ M2, ngăt aptomat CB2 đê ngăt
động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4. Điều chỉnh các biến trở về vị trí
MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào bảng dữ liệu thu đươc dưng đồ thị đặc tính cơ điện
Xây dưng đặc tinh cơ giảm điện ap phân ưng:
13
- Đặc tính cơ giảm điện áp phân ứng cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc
vân hành với điện áp nhỏ hơn điện áp định mức đặt vào phân ứng (từ thông định
mức và không nôi thêm điện trở phụ ).
- Các bước xây dưng
Bước 1: Vặn biến áp tư ngẫu TRANS theo giá trị yêu câu (ví dụ 130VAC)
nhăm thay đổi giá trị điện áp đặt vào phân ứng động cơ
Bước 2: Tiến hành mở máy và hòa đồng bộ (lúc này dòng It=0)
Bước 3: Sử dụng đồng hồ đo tôc độ đo trục động cơ, ta thu đươc tôc độ không
tải lý tưởng → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 4: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có đươc
dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 2
Bước 5: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
→ thu đươc điêm tọa độ thứ 3. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 5 tọa độ
Kết quả thu đươc ghi lại thành bảng dưới:
Uư (V)
It (A)
n (vòng/phút)
( / )rad s
M (Nm)
Bước 6: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, sau đó nhấn STOP 2 đê ngăt động cơ M2, ngăt aptomat CB2 đê ngăt
động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4. Điều chỉnh các biến trở về vị trí
MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào bảng dữ liệu thu đươc dưng đồ thị đặc tính cơ điện
Xây dưng đặc tinh cơ ham động năng kich tư độc lâp:
- Hãm động năng là trạng thái động cơ làm việc như một máy phát biến năng lương cơ
học tích lũy trong quá trình chuyên động trước đó thành điện năng tiêu tán trong mạch
hãm dưới dạng nhiệt.
- Khi động cơ đang quay muôn thưc hiện hãm động năng kích từ độc lâp ta căt phân
ứng động cơ ra khỏi nguồn 1 chiều và đóng điện trở hãm vào. Mạch kích từ vẫn nôi
với nguồn như cũ
- Luc này G1 làm việc ở chế độ máy phát, G2 làm việc ở chế độ động cơ. G1 cấp điện
cho G2 quay kéo M2 quay (làm việc ở chế độ máy phát) tạo điện năng, tiêu tán trên
điện trở hãm Rb.
- Các bước xây dưng
Bước 1: Khởi động các động cơ và hòa đồng bộ (luc này dòng It=0). Điều
chỉnh VR1 đê có đươc dòng điện tải yêu câu khi hãm động năng.
14
Bước 2:Nhấn STOP2 đê ngăt điện áp phân ứng cua động cơ M2, sau đó nhấn
START4 đê thưc hiện hãm động năng. Quan sát đồng hồ A7 và đo tôc độ động
cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 3: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có đươc
dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 2
Bước 4: Tăng biến trở VR1 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc độ
→ thu đươc điêm tọa độ thứ 3. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 5 tọa độ
Kết quả thu đươc ghi lại thành bảng dưới:
It (A)
n (vòng/phút)
( / )rad s
M (Nm)
Bước 5: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, sau đó nhấn STOP 4 đê ngăt hãm động năng , ngăt aptomat CB2 đê ngăt
động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4. Điều chỉnh các biến trở về vị trí
MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào bảng dữ liệu thu đươc dưng đồ thị đặc tính cơ điện
Xây dưng đặc tinh cơ khi ham tai sinh:
- Hãm tái sinh là trạng thái động cơ hoạt động ở trạng thái máy phát làm việc song song
với lưới, trả năng lương về lưới
- Đôi với động cơ điện một chiều, đê thưc hiện hãm tái sinh: điện áp phân ứng phải lớn
hơn điện áp lưới cấp vào phân ứng động cơ. Trong trường hơp này, động cơ thí
nghiệm M2 cân quay nhanh hơn tôc độ không tải lý tưởng ( w > w0):
- Trong trường hơp này G2 làm việc ở chế độ động cơ, G1 làm việc ở chế độ máy
phát.
- Các bước xây dưng
Bước 1: Khởi động các động cơ và hòa đồng bộ (lúc này dòng It=0
Bước 2: Tăng biến trở VR2 lên một giá trị nhăm giảm điện áp phát V4. Quan
sát đồng hồ A7 và đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ 1
Bước 3: Tăng biến trở VR2 lên tiếp một giá trị, quan sát đồng hồ A7 ta có
đươc dòng điện tải và tiến hành đo tôc độ động cơ → thu đươc điêm tọa độ thứ
2
Bước 4: Tăng tiếp biến trở VR2 lên một giá trị đê tăng dòng điện tải và đo tôc
độ → thu đươc điêm tọa độ thứ 3. Cứ như vây tiến hành lấy khoảng 4 tọa độ
Kết quả thu đươc ghi lại thành bảng dưới:
15
It (A)
n (vòng/phút)
( / )rad s
M (Nm)
Bước 6: Sau khi kết thúc thí nghiệm, ngăt chuyên mạch SW1 đê căt mạch hòa
đồng bộ, ngăt aptomat CB2 đê ngăt động cơ M1, và ngăt các aptomat CB2, CB4.
Điều chỉnh các biến trở về vị trí MIN. Ngăt aptomat SW2 về vị trí ban đâu.
- Dưa vào bảng dữ liệu thu đươc dưng đồ thị đặc tính cơ điện
BÀI 2
BÀN THỰC HÀNH TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA
KHÔNG ĐỒNG BỘ
2.1. Mục đich
- Hiểu nguyên lý và thiết bị phục vụ khởi động, dừng và hãm động cơ không đồng bộ ba
pha
16
- Lắp đặt và vận hành động cơ không đồng bộ ba pha trong các chế độ khởi động,
dừng và hãm
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ tự nhiên
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi
điện áp nguồn cấp
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi
điện trở phía rotor
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi thay đổi
tần số nguồn cấp
- Thực hành xác định các thông số của động cơ để xây dựng đặc tính cơ khi hãm
2.2. Cơ sở lý thuyết:
Bài thí nghiệm sẽ tìm hiêu động cơ điện không đồng bộ rotor dây quấn thông qua
việc xây dưng phương trình đặc tính cơ: tư nhiên, các đặc tính cơ khi thay đổi các tham
sô đâu vào và thưc hành các chế độ hãm.
Phương trình đặc tính cơ cua động cơ không đồng bộ:
'2 '
1 2
2'
221
3 .f
nm
U RM
Rs R X
s
(2.1)
'
2
2 2
1
th
nm
Rs
R X
(2.2)
2
1
2 2
1 1 1
3
2
f
th
nm
UM
R R X
(2.3)
Ta xét ảnh hưởng cua các tham sô ảnh hưởng tới đặc tính cơ cua động cơ KĐB :
ảnh hưởng cua điện áp stator ảnh hưởng và ảnh hưởng cua điện trở mạch rotor.
Hãm tái sinh: Hãm tái sinh xảy ra khi tôc độ ω cua roto lớn hơn tôc độ đồng bộ ω1 .
Động cơ KĐB vân hành ở chế độ máy phát không đồng bộ
Hãm động năng: Trạng thái hãm động năng xảy ra khi động cơ đang quay ta căt
stato động cơ ra khỏi nguồn điện xoay chiều, rồi đóng vào nguồn 1 chiều. Luc này động
cơ làm việc như một máy phát điện đồng bộ cưc từ ân có tôc độ và tân sô thay đổi, phụ
tải cua máy phát là điện trở mạch rotor. Hãm động năng cua động cơ không đồng bộ
đươc chia thành 2 dạng: Hãm động năng kích từ độc lâp và tư kích.
17
18
2.3. Sơ đồ nguyên lý bàn thí nghiệm
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch lực bàn thì nghiệm truyền động động cơ 3 pha
19
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 1)
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 2)
Bộ phụ tải động: bao gồm 2 máy phát điện một chiều G1 và G2 đươc nôi như sơ đồ,
hai máy phát nôi cứng trục với 2 động cơ trong đó động cơ thí nghiệm M2 (ĐCMC) nôi
với máy phát G2 và một động cơ M1 (KĐB) dùng đê kéo máy phát G1 có tôc độ không
đổi . Tổ máy M1– G1 có tôc độ không đổi trong suôt quá trình nên đươc gọi là “ tổ máy
có tôc độ không đổi”. Đê xác định các trị sô khác nhau cua tôc độ tương ứng với các giá
trị sô cua dòng điện mạch phân ứng hoặc mô men trên trục động cơ, ta không thê dùng
phanh hãm điện từ hay phanh cơ khí găn vào trục động cơ thí nghiệm, cũng không thê
dùng máy phát điện 1 chiều có phân ứng nôi với một điện trở phụ đê làm tải tĩnh đươc
mà ta phải dùng hệ thông phụ tải động tức là hệ thông gồm các máy phát điện 1 chiều nôi
theo sơ đồ máy phát – động cơ M-G như sơ đồ nguyên lý trên.
20
Tăng giá trị biến trở VR1, khi đó từ thông cua máy phát G1 sẽ giảm, sức điện động
cua máy phát G2 giảm , dòng điện trong mạch phân ứng cua máy phát G1-G2:
2 1
1 2
0G Gt
u u
E EI
R R
(2.4)
Luc này hệ M1-G1 sẽ là phụ tải cua hệ M2-G2. Trong trường hơp này máy phát G2
hoạt động ở chế độ máy phát, máy phát G1 hoạt động ở chế độ động cơ, dòng điện trong
mạch phân ứng sẽ có chiều đi từ G2 sang G1.
Bỏ qua tổn hao momen trên đâu trục động cơ ta có thê coi momen cua động cơ thí
nghiệm M2 băng momen cua máy phát F2 : MM2 = MF2 = K∅I
Trong đó :
- It là dòng điện chạy trong mạch phân ứng cua 2 máy phát G1, G2 (hiên thị trên
A7)
- K∅ tính từ phương trình đặc tính cơ cua động cơ 1 chiều (1.1)
- Băng cách này ta có thê đo đươc momen trên đâu trục động cơ thí nghiệm M2
trong các trường hơp thí nghiệm.
- Ưng với môi giá trị It (qua A7) ta đo đươc 1 giá trị tôc độ trên đâu trục động cơ.
2.4. Cac thiết bị thi nghiệm
STT Tên thiết bị Ký hiệu Đặc tính
1 Aptomat
CB1
CB2 Dòng 100A
CB3
CB4 Dòng 20A
2 Contactor
MC1
MC2
MC3
MC4
Dòng 32A
3 Rơ le nhiệt RN Dòng 32A
4 Ampe kế
A1
A2
A3
Đo dòng điện xoay chiều thang đo 0-50A
A4
A5 Đo dòng điện một chiều thanh đo 0 đến 50V
21
A6
A7
Đo dòng điện một chiều thanh đo -50V đến
50V
5 Vôn kế
V1
V2
V3
V4
Đo áp một chiều thang đo 0-300V
6 Chuyên mạch SW1 Hai vị trí
8 Biến trở VR1
VR2 Biến trở điều chỉnh kích từ
9 Bộ chỉnh lưu SO1
SO2 Công suất 220Vx20A
10 Động cơ không đồng
bộ ba pha M1 Công suất 2.2kW, điện áp 220/380V
11 Máy phát điện một
chiều
G1
G2 Công suất 2.2kW, điện áp định mức 220V
12
Động cơ không đồng
bộ ba pha roto dây
quấn
M2 Công suất 2.2kW, điện áp định mức
220/380V
13 Nút ấn
START1
START2
START3
START4
STOP1
STOP2
STOP3
STOP4
EMS
Đường kính Ø22
14 Điện trở hãm Rb 6Ω/50W
15 Điện trở khởi động Rs 7Ω/50W
2.5. Trình tư thi nghiệm
a. Chuân bị:
22
Đê tiến hành thí nghiệm cân phải tìm hiêu kỹ các thiết bị và sơ đồ nguyên lý bàn thí
nghiệm
Kiêm tra các thiết bị trên bàn đưa về trạng thái căt, biến trở đưa về giá trị nhỏ nhất.
b. Hòa đồng bộ tải động :
Tiến hành khởi động độc lâp từng tổ máy
Mở tổ máy động cơ thí nghiệm và máy phát M2- G2: đóng atomat CB4 cấp điện
cho kích từ máy phát. Đê VR3 ở giá trị nhỏ nhất.
Mở tổ máy có tôc độ không đổi M1-G1: Đóng Atomat CB3 cấp điện cho động cơ
KĐB và điều chỉnh kích từ cho máy phát G2, VR1 đê ở giá trị nhỏ nhất
Hòa đồng bộ 2 tổ máy: điều chỉnh kích từ VR1 và VR2 sao cho điện áp trên 2 vôn
kế V3 và V4 băng nhau.
Đóng chuyên mạch SW1 đê hòa đồng bộ 2 tổ máy. Tinh chỉnh VR1 và VR2 đê chỉ
sô trên ampe kế A7 băng 0. Dòng điện trong mạch phân ứng cua máy phát G1-G2:
2 1
1 2
0G Gt
G G
E EI
R R
(2.5)
Luc này hệ thông làm việc ở chế độ không tải.
Kết thuc quá trình hòa đồng bộ.
c. Tiến hành thí nghiệm:
Khởi động:
Đóng CB1
Điều chỉnh biến áp tư ngẫu TRANS đê ở mức 380V
Đóng CB3,CB4
Ngăt SW1,
Ngăt SW2 (đưa điện trở phụ vào mạch rotor động cơ)
Ấn nut START1 cấp điện cho toàn mạch.
Đóng CB2
Ấn nut START 2 khởi động động cơ thí nghiệm M2
Đóng SW2 (loại điện trở phụ ra khỏi mạch rotor động cơ)
Thưc hiện hòa đồng bộ
Xây dưng đăc tinh cơ tư nhiên cua đông cơ:
Đặc tính cơ tư nhiên cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân hành ở chế độ
định mức (điện áp định mức và không nôi thêm các điện trở, điện kháng phụ vào động
cơ). Trên đặc tính cơ tư nhiên ta có thê làm việc định mức ứng với cặp giá trị (Mđm, dm ).
23
Tăng giá trị biến trở VR1, khi đó từ thông cua máy phát G1 sẽ giảm, sức điện động
cua máy phát G2 giảm , dòng điện trong mạch phân ứng cua máy phát G1-G2:
2 1
1 2
0G Gt
G G
E EI
R R
(2.6)
Luc này hệ M1-G1 sẽ là phụ tải cua hệ M2-G2.
Tăng giá trị VR1 đê tạo tải cho động cơ.
Thưc hiện lấy giá trị tôc độ và momen động cơ như đã nói ở trên
It (A)
( / )rad s
M (Nm)
Xây dưng đăc tinh cơ biên trơ cua đông cơ
Đặc tính cơ biến trở cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân hành với điện
trở phụ ba pha măc nôi tiếp vào phía rotor cua động cơ (điện áp là định mức).
Mở SW2 đê nôi tiếp điện trở vào rotor động cơ
Thưc hiện lấy giá trị tôc độ và momen động cơ như đã nói ở trên
I (A)
( / )rad s
M (Nm)
Xây dưng đăc tinh cơ giam điên ap stator:
Đặc tính cơ giảm điện áp stator cua động cơ là đặc tính cơ khi động cơ đươc vân
hành với điện áp nhỏ hơn điện áp định mức đặt vào phân ứng (từ thông định mức và
không nôi thêm điện trở phụ )
Vặn biến áp tư ngẫu TRANS nhăm thay đổi giá trị điện áp đặt vào phân ứng động
cơ
Uư (V)
It (A)
( / )rad s
M (Nm)
Ham tai sinh:
Hãm tái sinh xảy ra khi tôc độ ω cua roto lớn hơn tôc độ đồng bộ ω1 . Động cơ
KĐB vân hành ở chế độ máy phát không đồng bộ.
Trong trường hơp này G2 làm việc ở chế độ động cơ, G1 làm việc ở chế độ máy
phát.
24
Tiến hành hòa đồng bộ
Giảm giá trị VR1 → tăng IktG1 → tăng EG1 → EG1>EG2 → It tăng → G2 quay nhanh
hơn tôc độ không tải lý tưởng kéo M2 quay nhanh hơn tôc độ không tải lý tưởng
Với môi giá trị It ta đo đươc 1 giá trị ω tương tứng
( / )rad s
It (A)
M (Nm)
Ham động năng:
Khi động cơ đang quay muôn thưc hiện hãm động năng kích từ độc lâp ta căt các
cuộn dây phía stator động cơ ra khỏi lưới điện xoay chiều và đóng vào nguồn điện 1
chiều. Từ trường tạo bởi cuộn dây phân ứng gây ra dòng điện trong mạch roto cua động
cơ tạo momen cản hãm động cơ
Luc này G1 làm việc ở chế độ máy phát, G2 làm việc ở chế độ động cơ. G1 cấp
điện cho G2 quay kéo M2 quay (làm việc ở chế độ máy phát) tạo điện năng, tiêu tán trên
điện trở hãm Rb.
Khởi động hệ thông, hòa đồng bộ.
Tăng giá trị VR1 tạo tải (Mt: momen tải)cho động cơ thí nghiệm M2
Ấn STOP2 đê ngăt động cơ M2 ra khỏi nguồn 1 chiều và ấn START4 đê thưc hiện
chế độ hãm động năng.
Thưc hiện lấy bộ sô ω, M băng cách: giảm dân giá trị Mt đồng thời đo giá trị ω
tương ứng.
+ Tăng giá trị VR1 → giảm IktG1→ giảm EG1→ giảm It → Mt giảm
Với môi giá trị It (Mt) sẽ đo đươc 1 giá trị ω tương ứng
( / )rad s
It (A)
M (Nm)
25
BÀI 3 VÀ BÀI 4
BÀN THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
3.1. MỤC ĐÍCH
- Hiểu nguyên lý và thiết bị phục vụ hệ ổn định tốc độ làm việc của động cơ điện một
chiều
- Thực hành lắp đặt và vận hành hệ ổn định tốc độ phản hồi âm điện áp.
- Thực hành lắp đặt và vận hành hệ ổn định tốc độ vòng kín dùng phản hồi âm tốc độ.
- Thực hành lắp đặt và chỉnh định dong điện hạn chế
3.2. GIỚI THIỆU CHUNG
3.2.1. Điều khiển ổn định tốc độ động cơ điện một chiều
Sơ đồ cơ bản của động cơ điện một chiều kích từ độc lập minh họa như hình 3.1.
MUA
RA LA
ĐCMC
iA
if
Lf
Rf
Uf
Phần ứng Phần kích từ
Hình 3.1. Sơ đồ cơ bản của động cơ điện một chiều có kích từ độc lập
Thưc tế có 02 phương pháp cơ bản chính đê điều chỉnh tôc độ ĐCMC:
Điều chỉnh điện áp cho phân ứng động cơ
Điều chỉnh dòng điện cấp cho mạch kích từ động cơ.
26
M
P
Iư
đm
Iưđm
max
Điều khiển điện
áp phần ứng
Điều khiển từ
thông
Giới hạn momen và tốc độ khi điều
chỉnh điện áp phần ứng và từ thông
Hình 3.2. Các phương pháp điều khiển tốc độ của động cơ điện một chiều kích từ
độc lập
Các phương pháp điều khiên tôc độ cua động cơ điện một chiều kích từ độc lâp
minh họa như hình 3.2. Trong phạm vi dải tôc độ quay nhỏ hơn tôc độ quay danh định, từ
thông đươc giữ ổn định ở giá trị danh định. Ở giải tôc độ lớn hơn tôc độ danh định, tùy
thuộc vào tôc độ quay cụ thê ta phải giảm bớt từ thông băng cách giảm dòng kích từ đê
giữ cho sức từ động cảm ứng khỏi quá lớn. Như vây tùy thuộc vào yêu câu tôc độ quay
mà lưa chọn phương pháp điều khiên tôc độ.
Điều khiên ổn định tôc độ theo mạch vòng kín cua động cơ điện một chiều kích từ
độc lâp có cấu trúc tổng quát như hình 3.3. Bao gồm 3 mạch vòng: mạch vòng dòng điện
phân ứng, mạch vòng tôc độ, mạch vòng dòng điện kích từ.
M
RA LA
IE
Grid
Grid
Bộ điều khiển
tốc độ
Hình 3.3. Cấu trúc điều khiển ổn định tốc độ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
27
3.2.2. Bộ điều khiển Packer +590P
Hình 3.4. Hình ảnh thiết bị Packer +590P
Bộ điều khiên Packer +590P có nguyên lý như hình 3.5.
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý Packer +590P
a) Chưc năng cac chân sử dụng chính:
Tên gọi Chưc năng
L1, L2, L3 Chân cấp nguồn 3 pha.
Chân 3,4 Chân cấp nguồn cho contactor điều khiên cấp nguồn ba pha.
28
PE Chân nôi đất
A+ ,A- Chân ra phân ứng động cơ
F-, F+ Chân ra kích từ cho động cơ.
Th1, Th2 Chân cảm biến nhiệt độ găn trên động cơ. Phôi hơp với một điện
trở 750 Ω, khi cảm biến có điện trở vươt quá 3kΩ, driver sẽ tạo
một cảnh báo. Nếu không sử dụng thì nôi tăt.
FL1, FL2 Chân cấp nguồn cho kích từ trong trường hơp sử dụng kích từ
ngoài.
N, L Chân cấp nguồn phục vụ cho mạch điều khiên, điện áp 220V
Các đâu kết nôi thiết bị phản hồi tôc độ
Tên gọi Chưc năng
G1, G2 AC Tachometer
G3,G4 DC Tachometer
E1, E2, E3, E4, E5, E6 Chân kết nôi với Encoder : E1 - 0V và E2 - +24V, tân
sô đáp ứng lên đến 100kHz.
H1, H2, H3, H4, H5, H6 Kết nôi thiết bị ngoại vi khác.
b) Điều khiển vòng kín ổn định tốc độ động cơ
Bộ điều khiên Parker +590P có 3 dạng điều khiên mạch vòng:
Current Loop: Mạch vòng dòng điện phân ứng
Speed Loop: Mạch vòng tôc độ
Field Control: Điều khiên từ thông
Quá trình điều khiên tôc độ minh họa như hình 3.6.
M
P
Iư
đm
Iưđm
max
Điều khiển điện
áp phần ứng
Điều khiển từ
thông
Giới hạn momen và tốc độ khi điều
chỉnh điện áp phần ứng và từ thông
Hình 3.6. Các phương pháp điều khiển tốc độ
29
3.2.3. Ban thi nghiệm
Hình 3.7. Hình ảnh bàn thí nghiệm
Các công tắc chơ SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6.
C9 : nguồn 24V : nguồn tín hiệu điều khiển
C3 : Start/Run: cho phep động cơ chạy
C5: Enable : cho phep bộ điều khiển hoạt động
B8: Pro Stop : dừng động cơ theo chương trình (cài đặt chế độ dừng)
B9 : Co Stop : dừng động cơ tự do (dừng động cơ theo quán tính)
Biến trở Vr dung để đặt giá trị tốc độ và chiều quay của động cơ
ANIN1, ANIN2, ANIN3 , ANIN4, ANIN5 là các đầu vào dạng Analog.
- B1, B3, B4 nguồn ±10V cấp cho các tín hiệu dạng Analog
30
Hình 3.8. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và mạch lực bàn thí nghiệm
31
Cac thiết bị trên ban thi nghiệm
STT Tên thiết bị Kí hiệu Đặc tính
1 Aptomat CB Ba pha 100A
2 Contactor
MC1
MC2
MC3
3pha 32A
3 Rơ le nhiệt RN 32A
4 Biến trở VR1
VR2 Giá trị 10kΩ
5 Ampe kế
A1 Đồng hồ đo dòng điện một chiều thang
đo 0-10A
A2 Đồng hồ đo dòng điện một chiều thang
đo từ -30 đến 30A
6
V1
V2
Đồng hồ đo điện áp một chiều thang đo
từ 0-300V
V3 Đồng hồ đo điện áp xoay chiều thang đo
0-500V
7 Đèn báo
Đ1
Đ2
Đ3
Forward
Reverse
Điện áp : 220VAC
8 Bộ điều chỉnh tôc độ một
chiều
Packer
590+
Công suất 7,7kW, điện áp vào 220/380V,
điện áp ra 0-220V
9 Động cơ một chiều M Động cơ một chiều công suất 2,2kW,
điện áp 220V.
10 Nút ấn
START
STOP
EMS
3.3. CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA PACKER VÀ PHẦN MỀM DSELITE
3.3.1. Keypad va phân mềm DSELite
Keypad trên Packer
Chức năng các phím bấm
32
Lưa chọn di chuyên lên trên trong danh sách thông sô
Tăng giá trị thông sô đã hiện thị
Xác nhân khi có một lệnh trên menu lệnh
Lưa chọn di chuyên xuông trong danh sách thông sô
Giảm giá trị thông sô đã hiện thị
Hiện thị cấp menu trước đó
Quay trở lại danh sách tham sô trước đó
Cho phép hiện thị thông báo sư cô hoặc thông báo lôi
Hiện thị Menu tiếp theo , hoặc thông sô trước cua menu hiện tại
Giữ phím M khi một thông sô hiện thị đê thay đổi giá trị cua nó
một cách nhanh chóng băng cách di chuyên con trỏ. Di chuyên
con trỏ băng cách ấn M nhiều lân.
Phím chuyên nhăm theo dõi các thông sô
Chuyên đổi giữa chế độ REMOTE và LOCAL. Chỉ hoạt động
khi động cơ dừng lại. Khi chuyên đổi qua lại, màn hình sẽ tư
động chuyên ra màn hình điêm đặt có liên quan, và các điêm đặt
(LOCAL) hiện thị có thê thay đổi băng cách sử dụng nút
.
Chạy động cơ với một tôc độ xác định bởi tham sô JOG
SPEED1. Khi nut này đươc nhả thì Driver trở về trạng thái
dừng. điều này chỉ xây ra trong chế độ LC, trong chế độ RM
không có chức năng này.
Động cơ chạy với tôc độ đươc xác định bởi LOCAL
SETPOINT
Thiết lâp lại sau đó chạy động cơ như trên, chỉ hoạt động khi
Driver ở chế độ LC
Thiết lâp lại toàn bộ và xóa các thông báo nếu chúng không còn
hoạt động.
Dừng động cơ. Chỉ hoạt động trong chế độ LC
33
Các menu chính
DIAGNOSTICS: Tổng quan các thông sô quan trọng.
SETUP PARAMETERS: Chứa tất cả các thông sô
cua các khôi chức năng thiết lâp driver
PASSWORD: chứa các thông tin về password
ALARM STATUS: thông tin trạng thái cua các thông
sô cảnh báo có trong các khôi chức năng.
MENUS: Cho phép hiện thị đây đu hoặc tinh giảm
trên Keypab, và lưa chọn ngôn ngữ sử dụng.
SERIAL LINKS: Thiết lâp các thông sô cho việc
truyền thông với bên ngoài.
SYSTEM: Chứa tất các thông sô cấu hình I/O.
PARAMETER SAVE: Lưu các ứng dụng và thông
sô.
CONFIGURE DRIVE: các thông sô quan trọng đươc
sử dụng khi cài đặt driver.
FUNCTION BLOCKS: Tất cả các khôi chức năng có
sẵn.
Cách hoạt động của keypad:
34
3.3.2. Phân mềm DSELite
Phân mềm DSELite dùng đê cài đặt chương trình, giám sát các tham sô cân thiết,
điều chỉnh các tham sô bộ điều khiên cua các mạch vòng.
Mở giao diện phân mềm
35
Lưa chọn kết nôi với cổng COM
Tạo một chương trình mới:
36
Lưu chương trình vừa tạo đươc
Xem thông sô hoặc thay đổi giá trị băng cách nhấp đup vào đôi tương
37
Đê kết nôi từ một chân đâu vào khôi này và một chân đâu ra cua khôi khác ta nhấp
giữ chuột từ đâu ra đến đâu vào tương ứng. Khi cân xóa, ta chỉ việc nhấp chuột phải vào
dây đã chọn.
3.3.3. Cac chưc năng cơ bản
a) Menu CONFIGURE DRIVE.
Tham số Giá trị Ý nghĩa
CONFIGURE
ENABLE
FALSE/
TRUE
Chọn lưa Setup Mode (FALSE)
or Configuration Mode (TRUE)
NOM MOTOR
VOLTS
100-875V Điện áp tôi đa cấp cho phân ứng
động cơ
ARMATURE
CURRENT
Dòng điện phân ứng động cơ
FIELD
CURRENT
Dòng điện kích từ động cơ
FLD. CTRL
MODE
0-1 Chọn lưa vòng điều khiên từ
thông: Điều khiên vòng hở hoặc
điều khiên vòng kín dòng điện
kích từ. 0: VOLTAGE CONTROL
1: CURRENT CONTROL
Giá trị mặc định là 0
FLD. VOLTS 0.0-100.0% Cài đặt điện áp kích từ băng một
38
RATIO hệ sô RMS SUPPLY khi FLD.
CTRL MODE lưa chọn chế độ
VOL CONTROL. Giá trị mặc
định 90%
SPEED FBK
SELECT
0 - 4 Chọn thiết bị phản hồi tôc độ.
Mặc định là ARM VOLTS FBK
b) Điều khiển tư thông
Điều khiên từ thông đươc chọn qua tham sô: FLD. CTRL MODE.
FLD. CTRL MODE = 0: Điều khiên vòng hở
Điện áp kích từ đươc cài đặt băng một hệ sô RMS SUPPLY, đươc cài đặt ở tham sô
FLD. VOLTS RATIO (0.0 to 100.0 %).
39
Hình 3.9. Nguyên lý điều khiển từ thông theo kiểu vòng hở
FLD. CTRL MODE = 1: Điều khiên vòng kín dòng điện kích từ
Hình 3.10. Nguyên lý điều khiển vong kín dong điện kích từ
c) Vòng lặp dòng điện
40
A6
Chân hạn chế dòng điện. Đôi với trường hơp đặt tôi đa: nôi tăt
B3 và A6. Đôi với trường hơp đặt tùy chọn : sử dụng biến trở
như trình bày ở hình ảnh dưới.
A9 Đâu ra kết nôi với một thiết bị đo. Dùng đê đo dòng và đươc cấu
hình trong phân cứng không thê can thiệp băng phân mềm.
Đâu vào cua vòng lặp điều khiên này bao gồm 3 thành phân
- Dòng điện đặt từ vòng điều khiên tôc độ hoặc từ chân A3 (đươc chọn thông qua I
DMD.ISOLATE)
- Dòng điện giới hạn từ CURRENT PROFILE và INVERSE TIME
- Dòng điện phản hồi từ CALIBRATION
Trong cấu hình mặc định DIGIN 1 và DIGIN3 cho việc chuyên chế độ giữa
BIPOLAR CLAMPS và I DMD.ISOLATE. ANIN 5 là giá trị cài đặt cưc dương âm cho
cảm biến dòng điện.
41
Hình 3.11. Cấu trúc lựa chọn các mạch vong điều khiển
Thông số Giá trị Ý nghĩa
CURRENT LOOP 0%-200% Giới hạn tổng cua dòng điện
MAIN CURR. LIMIT 0% - 200%
Độc lâp với giới hạn đôi xứng cua dòng
điện. cái đặt giới hạn này băng việc
thay đổi tham sô
CUR.LIMIT/SCALER.
PROP GAIN 0.00-200.00 Giá trị Kp cua bộ điều khiên dòng điện
PI.
INT. GAIN 0.00-200.00 Giá trị Ki cua bộ điều khiên dòng điện
PI.
BIPOLAR CLAMPS DISABLED
ENABLED
Cài đặt hệ thông đơn cưc hoặc lưỡng
cưc. Hoạt động trong 4 góc phân tư.
DISABLED: đơn cưc
ENABLED: lưỡng cưc
Giá trị mặc định đươc là DISABLED
- Đôi với trường hơp đơn cưc giới
hạn đôi xứng đươc cài đặt bởi
POS. I CLAMP IN.
- Đôi với trường hơp lưỡng cưc
thì giới hạn kẹp không đôi xứng,
dòng điện dương lớn nhất tạo
đươc tạo đặt bởi POS. I CLAMP
IN và NEG I CLAMP IN cài đặt
dòng điện âm nhỏ nhất. Tuy
nhiên giá trị POS I CLAMP IN
đươc giới hạn nhỏ hơn giá trị
NEG I CLAMP IN.
I DMD. ISOLATE DISABLED
ENABLED
Vòng điều khiên tôc độ đươc bỏ qua
khi chọn ENABLED, dòng điện đặt
đươc lấy từ chân ANIN 2 (A3). 100%
tương ứng với 10V trên chân A3.
42
ISOL DMD SOURCE
ANIN 2(A3)/
FIELD I
DEMAND
Đôi với lưa chọn ANIN (A3): giá trị đặt
lấy trưc tiếp từ điện áp trên chân A3
Đôi với lưa chọn FIELD I DEMAND
giá trị đặt đươc lấy từ FIELD
CURRENT CONTROLLER.
Hình 3.12. Sơ đồ khối nguyên lý vong điều khiển dong điện phần ứng
d) Khối Speed Loop
Khôi sử dụng đê điều chỉnh tôc độ động cơ. Khôi này có 5 chức năng chính:
1. Kết hơp 4 điêm đặt tôc độ vào một điêm đặt duy nhất
2. Lưa chọn các phương pháp phản hồi tôc độ
3. Thưc hiện việc điều khiên tôc độ băng bộ điều khiên PI
4. Bộ điều khiên tôc độ
5. Dừng mạch vòng dòng điện khi có các sư cô xây ra
43
Thông số Giá trị Ý nghĩa
SPD PROP GAIN 0.00-200.00 Hệ sô Kp cua bộ điều khiên
SPD INT TIME 0.001-30.000 Hệ sô Ki cua bộ điều khiên
INT. DEFEAT ON/OFF
Khi On, nó hạn chế thành phân I trong
bộ điều khiên PI và chỉ cho phép thành
phân K hoạt động.
SPEED FBK FILTER 0-1
Một bộ lọc đơn giản dùng đê tăng tôc
độ phản hồi và giảm nhiễu bởi các
encoder hoặc tachos. Khi giá trị đặt
băng 0 thì lọc không có tác dụng, khi
giá trị đặt băng 1 thì có thê gây mất ổn
định bộ điều khiên, một giá trị đươc đề
nghị là từ 0,5 đến 0,75. Thời gian lọc có
thê tính băng công thức:
44
Với α là giá trị cua SPD FBK FILTER.
Giá trị 0,5 tương đương với thời gian
lọc cua 4.8ms, 0,8 là 14.7ms, và 0,9 là
31.2ms
MODE
Chọn tín hiệu ngăt tôc độ
0 : DISABLED
1 : SPD FBK DEP phụ thuộc vào tôc
độ phản hồi
2 : SPD ERR DEP phụ thuộc vào báo
lôi tôc độ
3 : CUR DMD DEP phụ thuộc vào đáp
ứng dòng điện
SPEED FBK STLECT
Lưa chọn phương pháp đo tôc độ phản
hồi:
0 : ARM VOLTS FBK
1 : ANALOG TACH
2 : ENCODER
3 : ENCODER/ANALOG - for
Parker SSD Drives use
45
Hình 3.13. Sơ đồ khối nguyên lý vong điều khiển tốc độ
e) Ramps va cai đặt
Các chân phục vụ cài đặt Ramps
46
Tên gọi Chưc năng
A1, A4, B3, B4 Cài đặt Ramp cho vòng điều khiên tôc độ.
Đôi với trường hơp 1 chiều:
Đôi với trường hơp có đảo chiều:
A7, A8 Đâu ra tương tư. A7 đâu ra tương tư giá trị tôc độ phản hồi. -10-
> +10V. A8 đâu ra tương tư giá trị tôc độ đặt.
Thông số Giá trị Ý nghĩa
RAMP ACCEL TIME 1 – 600s Thời gian sườn lên đạt giá trị đặt hoàn
toàn
RAMP DECEL TIME 1 – 600S Thời gian sườn xuông hoàn toàn
RAMP HOLD ON/OFF Khi on thì giá trị ram out đươc giữ ở
giá trị cuôi cùng
RAMP INPUT -105% - 105% Giá trị đâu vào
%S-RAMP 0% - 100% Độ cong cua đường dôc
47
f) Các chân IO cân thiết khi sử dụng
Trong Packer đươc cấu hình sẵn các cổng input và output nhăm mục đích tăng tính
tùy chọn sử dụng cho người dùng, các chân IO này đươc cấu hình băng cách sử dụng
phân mềm.
B5, B6, B7 Các chân đâu ra logic.
A2, A3, C8 Chân đâu vào tín hiệu tương tư.
g) Tuning
Hệ thông cua Packer cho phép người dùng tiến hành nhân dạng động cơ thông qua
việc Tune động cơ đê xác định tham sô cho mạch vòng điều chỉnh dòng điện, bao gồm
3 thông sô PID. Tuy nhiên hệ thông này lại không cung cấp khả năng nhân dạng xác định
tham sô mạch vòng tôc độ mà chỉ cho phương pháp xác định tham sô PI cua nó.
Các bước tiến hành tune:
Chuyên trạng thái cua chân START/RUN ở trạng thái LOW (0V),
Vào MENU → CONFIGURE DRIVE → AUTOTUNE. Nhấp mũi tên xuông .
48
Sau đó chuyên trạng thái chân START/RUN sang trạng thái High. Sau khi hoàn
thành việc Autotune thì thoát ra chọn mục PARAMETER SAVE đê lưu bộ tham sô vừa
tìm đươc. Có thê xem các tham sô bộ điều khiên băng cách vào: SETUP
PARAMETERS::CURRENT LOOP.
Tiếp theo là phương pháp xác định bộ điều khiển PI cho mạch vòng tốc độ.
- Set hệ sô Kp lên giá trị lớn nhất (0-200) và Ki băng 0.
- Điều chỉnh Kp sao cho quá điều chỉnh cua tôc độ động cơ không vươt quá 4% thì
đươc, như hình.
- Sau đó điều chỉnh dân Ki tăng lên, đến luc đồ thị quá độ bám sát vào giá trị đặt là
đươc.
3.3.4. Vân hanh thiết bị
Có 2 chế độ điều khiên: Remote Control Mode và Local Control Mode. Ở chế độ
RCM Packer đươc điều khiên băng máy tính thông qua cáp từ xa, còn ở chế độ LCM
packer đươc điều khiên trưc tiếp băng keypad.
Các chân kiểm soát hệ thống
Tên gọi Chưc năng
C9 Chân nguồn 24V
B8, B9, C9 Dừng chương trình, Dừng khân cấp. Một rơle đươc bô trí như hình
dưới.
C5, C9 Phải đươc kết nôi với nhau đê Driver có thê hoạt động. Chính là
chân Enable.
C3, C9 Đươc kết nôi với 1 công tăc, đây chính là công tăc Start/run.
49
C1, C2 Đây là chân đâu vào ngăt và luôn thường đóng, do đó khi không sử
dụng thì cân phải đươc nôi với nhau
C1, B6 Chân đâu ra cho biết chế độ hoạt động cua Driver, chân này hoạt
động ở điện áp 24VDC khi không có lệnh Start nào đươc tác động
ra.
3.4. CÁC BÀI THỰC HÀNH
3.4.1. Bài thưc hành 1
Điều khiển ổn định tốc độ (chọn kiểu đo tốc độ ARM VOLTS FBK), quá trình
cai đặt được thưc hiện trên Keypad.
Bước 1: Kết nối dây trên bàn thí nghiệm
PARKER +590P
L1
L2
L3
0V
EXT TRIP
START
ENABLE
+24V
SW1
SW2
C1
C2
C3
C5
C9
F+
F-
A+
A-
Co STOP B9
Pr STOP B8
-10V REF B4
+10V REF B3
0V B1
ANIN3 A4
ANIN4 A5
ANIN5 A6
SW6
SW7
Vr
+ Thưc hiện đóng các công tăc SW1 (Enable), SW6 (Co Stop), SW7 (Pr Stop) đê
chuyên trạng thái chân ENABLE, Pr STOP, Co STOP sang trạng thái High
Bước 2: Cấp nguồn bàn thí nghiệm
Bước 3: Reset các tham số về giá trị mặc định
+
50
+ Sau đó tiến hành lưu các tham sô
MENU
LEVEL
PARAMETER
SAVESAVE
Bước 4: Cai đặt các tham số
Cai đặt tham số động cơ
Trước khi cài đặt tham sô động cơ phải chọn CONFIGURE ENABLE là DISABLED
Sơ đồ cài đặt như hình dưới, trong đó các tham sô khác cua Menu CONFIGURE
DRIVE đê giá trị mặc định.
MENU
LEVEL
CONFIGURE
DRIVE
CONFIGURE
ENABLE DISABLED
NOM MOTOR
VOLTS220
ARMATURE
CURRENT11.5
FIELD
CURRENT0.4
Sau đó tiến hành lưu các tham sô
51
Cụ thê quá trình cài đặt như sau:
Keypad Mô tả
Press Display
Màn hình thể hiện tên thiết bị và Menu chính
Màn hình hiển thị tiêu đề cấp 1 của menu
Hiển thị tiêu đề CONFIGURE DRIVE
Đây là tham số CONFIGURE ENABLE. Nhấn chọn tiếp để sửa các tham số.
Nhấn để chọn ENABLED. Lúc này tất cả các đèn LED trên màn hình hiển thị sẽ nhấp nháy. Drive sẽ không hoạt động trừ khi CONFIGURE ENABLE được chọn là DISABLED.
Nhấn để thoát.
Cài đặt giá trị điện áp phần ứng
Cài đặt giá trị dòng điện phần ứng
Cài đặt giá trị dòng điện kích từ
Cài đặt chế độ điều khiển từ thông
Cài đặt điện áp kích từ. Mặc định 90%
Cài đặt phương pháp đo tốc độ phản hồi
52
- Bỏ qua nếu không sử dụng Encoder
Nhập số xung encoder trên một vòng
- Bỏ qua nếu không sử dụng Encoder
Nhập tốc độ tối đa; tương ứng với tốc độ 100%
Chọn DISABLED để sửa tham số
Cai đặt mạch vòng dòng điện
+ Cài đặt tham sô bộ điều khiên PI cho mạch vòng dòng điện
MENU
LEVEL
SETUP
PARAMETERS
CURRENT
LOOPPROP.GAIN = 24.85
INT.GAIN = 5.11
+ Các tham sô khác đê giá trị mặc định
Cai đặt mạch vòng tốc độ
+ Cài đặt tham sô bộ điều khiên PI cho mạch vòng tôc độ
MENU
LEVEL
SETUP
PARAMETERSSPEED LOOP SPD.PROP.GAIN = 30
SPD. INT.GAIN = 10
SPEED FBK SELECT = 0
(ARM VOLTS FBK)
+ Các tham sô khác đê giá trị mặc định
Bước 5: Vân hành
Vân hành chế độ LOCAL
53
Nhấn chọn chế độ LOCAL, sau đó sử dụng các phím trên Keypad đê cài đặt tôc độ
đặt và vân hành. Tham khảo thêm phân chưc năng cac phim bấm ở phân trên.
Vân hành chế độ REMOTE
Nhấn chọn chế độ REMOTE. Sau đó đóng công tăc SW2 (Start) đê chạy động cơ,
xoay biến trở Vr đê điều chỉnh tôc độ đặt và điều khiên thuân/ngươc động cơ.
3.4.2. Bai thưc hanh 2
Điều khiển ổn định tốc độ (chọn kiểu đo tốc độ ARM VOLTS FBK), quá trình
cai đặt được thưc hiện trên phân mềm DSELite.
Bước 1: Kết nôi dây trên bàn thí nghiệm: Kết nôi tương tư bài 1
+ Thưc hiện đóng các công tăc SW1 (Enable), SW6 (Co Stop), SW7 (Pr Stop) đê
chuyên trạng thái chân ENABLE, Pr STOP, Co STOP sang trạng thái High
Bước 2: Cấp nguồn bàn thí nghiệm
Bước 3: Reset các tham số về giá trị mặc định
+ Sau đó tiến hành lưu các tham sô
Bước 4: Cai đặt các tham số thông qua phân mềm Parker +590P
+ Thưc hiện quá trình kết nôi máy tính với Parker +590P
54
+ Mở phân mềm DSELite, chọn cổng kết nôi. Phía dưới cua phân Scratch Pad
hiện thông tin trạng thái cua thiết bị “590P Version 8.9 (NOT running)”.
+ Tạo mới file cài đặt
55
Khối Configure Driver
Ở khôi Configure Driver, nhấp đup vào và cài đặt các thông sô như ở trên.
Khối Current Loop
+ Cài đặt các tham sô cho khôi mạch vòng dòng điện
56
Khối Speed Loop
+ Cài đặt các tham sô chokhôi mạch vòng tôc độ: Kp=30, Ti=10s.
Cai đặt chương trình cho Parker +590P
57
Nhấn chọn biêu tương Install trên thanh công cụ đê dowload chương trình.
Sau khi cài đặt chương trình hoàn tất. Bât chế độ ONLINE đê quan sát đặc tính
cua động cơ, băng cách nhấn chọn biêu tương trên thanh công cụ.
Di chuyên con trỏ chuột tới một chân bất kỳ cua khôi Speed loop (con trỏ hiện dấu
x), sau đó nhấp phải chuột và chọn Get all đê đọc tất cả các thông sô cua khôi Speed
loop. Lúc này tại khôi Speed loop giá trị cua các tham sô chuyên sang màu xanh. Sau đó
di chuyên con trỏ chuột tới chân SPEED FEEDBACK và nhấp chuột phải tại chân đó
rồi chọn Chart.
Một cửa sở Chart View xuất hiện, hiên thị đường đặc tính tôc độ phản hồi cua
động cơ (đường màu đỏ).
58
Tương tư tại chân SPEED SETPOINT chọn Chart đê quan sát đặc tính động cơ
tôc độ đặt (đường màu xanh).
Điều chỉnh biến trở VR hoặc thay đổi phân trăm trên bộ PACKKER đê điều chỉnh
tôc độ về giá trị nhỏ nhất.
59
Bước 5: Vân hanh va quan sat đặc tính
Tiến hành chạy động cơ. Thay đổi tôc độ đặt và quan sát đặc tính giữa tôc độ đặt,
tôc độ thưc.
3.4.3. Bai thưc hành 3
Điều khiển ổn định tốc độ (chọn kiểu đo tốc độ ANALOG TACH), quá trình
cai đặt được thưc hiện trên phân mềm DSELite.
Cac bước thưc hiện tương tư như cac bai thưc hành 1, 2. Về bộ điều khiển tốc
độ, các tham số phải hiệu chỉnh lại. Tham số tham khảo và kết quả tham khảo như
hình dưới.
60
3.4.4. Bai thưc hanh 4
Điều khiển ổn định tốc độ (chọn kiểu đo tốc độ ANALOG TACH), thưc hiện
việc lưa chọn tham số các bộ điều khiển dòng điện và bộ điều khiển tốc độ.
Các tham số bộ điều khiển dòng điện và tốc độ được thiết lâp như sau:
Lưa chọn tham số bộ điều khiển của mạch vòng dòng điện phân ưng
Chọn AUTOTUNE cho bộ điều khiên dòng điện phân ứng ARMATURE
Keypad Mô tả
Press Display
Màn hình đầu tiên của Drive
Màn hình hiển thị Menu đầu tiên
Màn hình hiển thị CONFIGURE DRIVE
Chọn CONFIGURE DRIVE.
Nhấn để sửa tham số
Nhấn để chọn ARMATURE.
3. Sau đó chuyên trạng thái chân START/RUN sang trạng thái HIGH, qua việc
đóng công tăc SW2
4. Quá trình AUTOTUNE tư động tính toán và cài đặt các tham sô:
a. SETUP PARAMETERS::CURRENT LOOP::PROP. GAIN
b. SETUP PARAMETERS::CURRENT LOOP::INT. GAIN
c. SETUP PARAMETERS::CURRENT LOOP::DISCONTINUOUS
5. Tiến hành lưu các tham sô cua bộ điều khiên dòng điện (SAVE PARAMETERS)
khi hoàn tất quá trình AUTOTUNE.
Lưa chọn tham số bộ điều khiển của mạch vòng tốc độ
Sử dụng máy tính đê giám sát tôc độ đặt và tôc độ thưc cua động cơ. Sau đó thưc
hiện các bước sau:
- Set hệ sô Kp lên giá trị lớn nhất (0.0-200.0) và Ki băng 0.
61
Di chuyên con trỏ chuột tới chân PROP.GAIN cua khôi Speed Loop (con trỏ hiện
dấu x), sau đó nhấp phải chuột và chọn SET đê cài đặt tham sô thông sô.
- Điều chỉnh Kp sao cho quá điều chỉnh cua tôc độ động cơ không vươt quá 4% thì
đươc, như hình.
- Sau đó điều chỉnh dân Ki tăng lên, đến luc đồ thị quá độ bám sát vào giá trị đặt là
đươc.
62
BÀI 5 VÀ BÀI 6
BÀN THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA
1. MỤC ĐÍCH
- Giúp sinh viên hiểu được:
- Cách đấu nối hệ thống truyền động biến tần – động cơ không đồng bộ 3 pha.
- Cài đặt tham số biến tần điều khiển động cơ đồng bộ trong trương hợp co và không
co cảm biến.
2. CÁC THIẾT BỊ TRÊN BÀN THỰC HÀNH
STT Tên thiết bị Kí hiệu Đặc tính
1 Aptomat CB 3pha 50A
2 Contactor MC 22A
3 Rơ le nhiệt OL 22A
4 Biến dòng
CT1
CT2
CT3
50/5A
5 Đèn báo
Đ1
Đ2
Đ3
Chỉ thị nguồn
6 Đồng hồ chỉ thị sô EM383 Hiện thị U, I, cosϕ
7 Động cơ không đồng bộ
rotor lồng sóc M
Công suất 2.2kW, tôc độ định mức
1410v/ph, điện áp 220/380.
8 Nút bấm
START
STOP
EMS
Ø22
63
E
AVI ACI AUI
ACM
RC1 RA2
DFM1
DFM2 DCM
RA1 RB1
RC2
AFM1
ACM
AFM2
SG+
SG-
R/L1 S/L2
U/T1 V/T2 W/T3
+2 +1/DC+ DC- B1 B2
VFD - C200
Analog Signal Common
0~10V/ 0~20mA 0/4~20mA/ 0~10V
-10 ~ +10V
+10V/20mA
T/L3
MI1 MI2 MI3 MI4 MI5 MI6 MI7 MI8
+24V COM FWD REV
DCM
64
BIẾN TẦN VFD-C200
Nguồn 24VDC cấp nguồn điều khiên cho các thiết bị ngoại vi : encoder … nguồn
24V đươc nôi với chân COM là chân chung cua các đâu vào DI (digital input) : FWD,
REV, MI1 MI7
65
- MI7, MI8 : dung làm cổng kết nối encoder
- DCM (digital common) : chân 0V chung của đầu vào DI
- AVI (analog voltage input) : đầu vào tương tự
- ACM (analog common) : chân 0Vchung của đầu vào AI
Hình ảnh biến tân C200 cua hãng Delta
66
PANEL VẬN HÀNH
1 Hiển thị trạng thái
2 Màn hình hiển thị LED
3 Triết áp
Dùng khi điều chỉnh tân sô
4 UP and DOWN Key
Cài đặt các tham sô và thay đổi giá trị các tham sô, có thê dùng đê tăng giảm tân
sô.
Màn hình hiển thị Mô tả
Hiên thị tân sô hoạt động
67
Hiên thị tân sô đâu ra thưc tế tại U/T1, V/T2, và W/T3.
U = F x Pr.00.05
Hiên thị dòng điện thưc tại U/T1, V/T2, và W/T3.
Hiện thị trạng thái điều khiên động cơ chạy thuân
Hiện thị trạng thái điều khiên động cơ chạy ngươc
Giá trị đếm (C).
Lưa chọn tham sô cài đặt
Hiên thị giá trị thưc cua các tham sô
Lôi ngoài
Hiên thị “End” cho khoảng một giây nếu tín hiệu vào đươc
chấp nhân bởi key
Sau khi giá trị tham sô đươc thiết lâp, các giá trị mới đươc tư
động lưu trữ vào bộ nhớ. Đê thay đổi giá trị các tham sô, sử
dụng key và .
Báo lôi
Sử dụng Digital Keypad
Chú ý: Trong khi lưu chọn chế độ, nhấn đê cài đặt các tham sô.
68
Chú ý:Khi cài đặt các tham sô, có thê nhấn đê thoát ra khỏi chế độ cài đặt.
CÁC THAM SỐ CÀI ĐẶT CƠ BẢN
IM: Induction Motor; PM: Permanent Magnet Motor
Tham
số
Mô tả Cai đặt Cai đặt
nhà máy
00-00 Xác định loại động cơ 2:230V, 04kW
4: 230V, 1HP
5: 460 V, 1HP
6: 230V,2HP
7: 460 V, 2HP
8: 230V, 3HP
9: 460 V, 3HP
10: 230V, 5HP
11: 460 V, 5HP
12: 230V, 7.5HP
Chỉ đọc
69
13: 460 V, 7.5HP
14: 230V, 10HP
15: 460V, 10HP
93: 460V, 5HP(4kW)
00-01 Hiên thị dải dòng điện Display by models Chỉ đọc
00-02 Reset tham sô 0: No function
1: Chỉ đọc
9: Tất cả các tham sô đặt về giá trị
mặc định (tân sô là 50Hz)
10: Tất cả các tham sô đặt về giá trị
mặc định (tân sô là 60Hz)
0
00-03 Lưa chọn màn hình hiên
thị
0: F (Tân sô đặt)
1: H (Tân sô đâu ra)
2: U (các lưa chọn khác, xem Pr.00-
04)
3: A (Dòng điện ra)
0
00-04 Các chế độ hiện thị 0: Display output current (A)
1: Display counter value (c)
2: Display actual output frequency
(H.)
3: Display DC-BUS voltage (v)
4: Display output voltage (E)
5: Display output power angle (n)
6: Display output power in kW (P)
7: Display actual motor speed rpm
(r)
8: Display estimate output torque %
(t)
9: Reserved
….
3
00-05 Coefficient Gain in
Actual Output Frequency 0~160.00 0
00-10 Chế độ điều khiên 0: Điều khiên tôc độ
1: Điều khiên momen
0
00-11 Phương pháp điều khiên
tôc độ
0: VF (IM V/f control)
1: VFPG (IM V/f control+ Encoder)
2: SVC (IM Sensorless vector
control)
3: FOCPG (IM FOC vector control+
encoder)
6: PM Sensorless (PM field oriented
sensorless vector control)
00-20 Nguồn đặt tân sô 0: Digital keypad
1: Truyền thông RS-485
2: Đâu vào Analog (Pr.03-00)
3: Key UP/DOWN trên màn hình
0
70
điều khiên
7: Biến trở trên màn hình điều khiên
00-21 Nguồn điều khiên hoạt
động
0: Digital keypad
1: Đâu vào DI
2: Truyền thông RS-485.
0
01-00 Tân sô lớn nhất 0.00~600.00Hz 60.00/50.00
01-01 Tân sô đâu ra biến tân
đặt vào động cơ
0.00~600.00Hz 60.00/50.00
01-02 Điện áp đặt vào động cơ 230V: 0.0V~255.0V
460V: 0.0V~510.0V
200.0
400.0
01-07 Tân sô nhỏ nhất 0.00~600.00Hz 0.00
01-12 Thời gian tăng tôc 0.00~600.00 second 10.00
01-13 Thời gian giảm tôc 0.00~600.00 second
10.00
Các tham số cai đặt cho cac đâu vào số và analog
Tham
số
Mô tả Cai đặt Cài đặt
nhà máy
02-01 Multi-function Input
Command 1 (MI1)
0: No function
1: Multi-step speed command
1/multi-step position
command 1
2: Multi-step speed command
2/multi-step position
command 2
3: Multi-step speed command
3/multi-step position
command 3
4: Multi-step speed command
4/multi-step position
command 4
5: Reset
1
02-02 Multi-function Input
Command 2 (MI2)
2
02-03 Multi-function Input
Command 3 (MI3)
3
02-04 Multi-function Input
Command 4 (MI4)
4
02-05 Multi-function Input
Command 5 (MI5)
0
02-06 Multi-function Input
Command 6 (MI6)
0
02-07 Multi-function Input
Command 7 (MI7)
0
02-08 Multi-function Input
Command 8 (MI8)
0
03-00 Analog Input Selection
(AVI)
0: No function 1
03-01 Analog Input Selection
(ACI)
1: Frequency command
(torque limit under torque
0
71
control mode)
03-02 Analog Input Selection
(AUI)
2: Torque command (torque
limit under speed mode)
0
Cai đặt nhiều cấp tốc độ
Tham
số
Mô tả Cai đặt Cai đặt
nhà máy
04-00 1st Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-01 2nd Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-02 3rd Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-03 4th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-04 5th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-05 6th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-06 7th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-07 8th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-08 9th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-09 10th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-10 11th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-11 12th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-12 13th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-13 14th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
04-14 15th Step Speed Frequency 0.00~600.00Hz 0
72
Các tham số cai đặt động cơ
Tham số
Mô tả Cài đặt Cài đặt nhà máy
05-01 Dòng điện định mức 10~120% dải dòng của biến tần #.##
05-02 Công suất động cơ (kW) 0~655.35kW #.##
05-03 Tốc độ định mức động cơ (rpm) 0~65535
1710(60Hz 4poles) ; 1410(50Hz 4 poles)
1710
05-33 Loại động cơ 0: Induction Motor
1: Permanent Magnet Motor 0
Các tham số cai đặt cho Encoder
Tham số
Mô tả Cài đặt Cài đặt nhà máy
10-01 Cài đặt số xung Encoder 1~20000 600
10-02 Thiết lập đầu vào cho Encoder
(MI7=A, MI8=B)
0: Vô hiệu hóa 1: Phase A leads in a forward run command and phase B leads in a reverse run command 2: Phase B leads in a forward run command and phase A leads in a reverse run command 3: Phase A is a pulse input and phase B is a direction input. (low input=reverse
0
73
direction, high input=forward direction) 4: Phase A is a pulse input and phase B is a direction input. (low input=forward direction, high input=reverse direction) 5: Single-phase input
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ
4.1. Phương phap V/F
Phương pháp điều chỉnh V/F là phương pháp điều chỉnh tôc độ đơn giản nhất cua
biến tân, lấy tín hiệu đặt từ bên ngoài và thay đổi tân sô cũng như điện áp cấp cho động
cơ băng cách duy trì tỷ sô V/F theo luât định trước. Phương pháp này cho độ chính xác
không cao nhưng lại phù hơp với các hệ truyền động máy bơm ly tâm hay quạt gió .. là
hệ truyền động chu yếu làm việc ở vùng tôc độ cao và yêu câu chất lương điều chỉnh
thấp, phạm vi điều chỉnh cua các hệ thông truyền động điện biến tân điều chỉnh U/f hẹp
(khoảng 10/1).
Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa momen và điện áp theo tần số theo luật điều
khiển V/F=const
74
4.2. Phương phap điều khiển sensorless vector
Sensorless vector control với bộ bù độ trươt có tác dụng cải thiện chất lương điều
khiên cua biến tân, tôc độ đâu ra cua động cơ bám với giá trị đặt hơn. Bộ ước lương
momen có nhiệm vụ ước lương giá trị dòng điện đâu ra tương ứng với giá trị điện áp đặt
từ đó cấp cho động cơ dòng điện tạo ra momen xấp xỉ với momen tải.
Tín hiệu đặt vào bộ điều chỉnh điện áp ngoài giá trị độ lớn cua điện áp đặt còn có
giá trị là góc lệch giữa điện áp và dòng điện, điều này giúp biến tân điều khiên đươc
dòng điện tạo từ thông trong động cơ thông qua bộ tước lương dòng tạo moment (Torque
Current Estimator). Điều khiên đươc góc lệch biến tân sẽ có chất lương điều khiên tôc
độ và moment cua động cơ tôt hơn ở vùng tôc độ thấp, momen khởi động cao.
4.3. Phương phap điều khiển V/F +Encoder
75
4.3. Phương phap điều khiển tưa tư thông rotor FOC +Encoder
5. CÁC BÀI THỰC HÀNH
Cac bước cai đặt biến tân:
76
Bước 1: Reset tất cả các tham sô về chế độ cài đặt ban đâu cua nhà máy (00-02)
Bước 2: Cài đặt tham sô động cơ: Công suất, dòng điện định mức, tôc độ định mức, …
(05-01, 05-02, 05-03, …)
Bước 3: Cài đặt nguồn điều khiên hoạt động (00-21)
Bước 4: Cài đặt nguồn đặt tân sô (00-20)
Bước 5: Cài đặt phương pháp điều khiên tân sô (00-11)
+ Nếu chọn phương pháp điều khiên tân sô là VFPG (IM V/f control+ Encoder) hoặc
FOCPG (IM FOC vector control+ encoder) thì cài đặt tham sô encoder 10-01, 10-02.
5.1. Thưc hanh lắp đặt va vân hanh hệ truyền động trong chế độ điều khiển tốc độ
không dùng cảm biến đo tốc độ
Sơ đồ nguyên lý
Điều khiên động cơ quay thuân quay ngươc băng 2 contact nôi với đâu vào DI cua
biến tân : FWD và REV. Tôc độ cua động cơ đươc điều chỉnh băng núm vặn trên màn
hình điều khiên cua biến tân
Bước 1: Reset tất cả tham sô cài đặt cua biến tân về chế độ cài đặt ban đâu cua nhà
máy (factory setting) [ 00-02 : 9 – all parameters are reset to factory settings ]
Bước 2: cài đặt tham sô động cơ :
Dong điện định mức (05-01): 5.22
Công suất (05-02): 2.2
Tốc độ định mức (05-03): 1430
IM
U
V
W
MI7
MI8
+24V
COM
FWD
REV
DCM
R/L1
S/L2
U/T1
V/T2
W/T3
380 VAC
VFD - C200
S1
S2
T/L3
77
Cai đặt biến tân chạy ở chế độ U/f:
Cài đặt các tham sô:
Tham số Chưc năng Giá trị
00-10 Chế độ điều khiên 0: điều khiên tôc độ
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 0: VF
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô
0: bàn phím màn hình
điều khiên biến tân
2: thông qua cổng AI
7: thông qua núm vặn
trên man hình điều
khiển
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
Cai đặt biến tân chạy ở chế độ sensorless vector:
78
Sơ đồ điều khiển sensorless vector
Cai đặt các tham số:
Tham số Chưc năng Giá trị
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 2: IM Sensorless
vector control
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: Bàn phím màn hình
điều khiên biến tân
2: Thông qua cổng AI
7: Thông qua núm vặn
trên màn hình điều
khiên
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
79
5.2. Thưc hanh lắp đặt va vân hanh hệ truyền động trong chế độ điều khiển tốc độ
không dùng cảm biến đo tốc độ, đặt gia trị đâu vao tư đâu vao AI (analog input)
AVI
ACI
AUI
ACM
RC1
RA2
DFM1
DFM2
DCM
RA1
RB1
RC2
AFM1
ACM
AFM2
SG+
SG-
R/L1
S/L2
U/T1
V/T2
W/T3
+2 +1/DC+ DC- B1 B2
VFD - C200
Analog Signal Common
0~10V/ 0~20mA
0/4~20mA/ 0~10V
-10 ~ +10V
+10V/20mA
T/L3
MI1
MI2
MI3
MI4
MI5
MI6
MI7
MI8
+24V
COM
FWD
REV
DCM
E
Chế độ này ta không nhâp trưc tiếp tân sô đặt từ bàn phím cua biến tân mà nhâp
thông qua đâu vào AI (analog input) cua biến tân băng 1 biến trở.
Ta nôi biến tân như hình vẽ.
Tham số Chưc năng Giá trị
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 0: VF (IM V/f control)
2: SVC(IM sensorless
vector control)
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 2: thông đâu vào AI
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
80
00-23 Hướng điều khiên 0: quay thuân và quay
ngươc
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
01-02 Điện áp đặt vào động cơ 380
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
03-00 Cài đặt tham sô cho đâu vào tương tư (AI) 1: cài đặt tân sô
5.3. Thưc hanh lắp đặt va vân hanh hệ truyền động trong chế độ điều khiển tốc độ
dùng cảm biến đo tốc độ (encoder)
Sơ đồ nguyên lý
- Điều khiển động cơ quay thuận quay ngược băng 2 contact nối vơi đầu vào DI của
biến tần : FWD và REV
- Tốc độ của động cơ được điều chỉnh băng núm vặn trên màn hình điều khiển của biến
tần
- Tốc độ phản hồi từ encoder qua 2 đầu vào DI là MI7 & MI8
Cai đặt biến tân chạy ở chế độ “V/F + encoder”
IM
U
V
W
MI7
MI8
+24V
COM
FWD
REV
DCM
R/L1
S/L2
U/T1
V/T2
W/T3
380 VAC E
B
A Z
VFD - C200
S1
S2
T/L3
81
Bộ “tính toán dòng điện” (current resolver) có nhiệm vụ tính toán từ thông và dòng
sinh ra momen trong động cơ
Bộ điều chỉnh dòng điện thay thế cho bộ giới hạn dòng điện giúp việc điều khiên trở
nên chính xác hơn
Bộ điều khiên cân tín hiệu phản hồi tôc độ từ động cơ do vây đòi hỏi phải lăp thêm
1 bộ encoder đồng thời phải năm rõ thông tin về động cơ. Điều này khiến hệ điều khiên
trở nên phức tạp hơn và khó áp dụng với nhiều loại động
Phương pháp điều khiên này cải thiện đáp ứng động cua biến tân nâng cao chất
lương điều khiên tôc độ và momen cua động cơ
Tham số Chưc năng Giá trị
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 1: VFPG
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 7: Thông qua núm vặn
trên màn hình điều
khiên
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
01-02 Điện áp đặt vào động cơ 380
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
10-01 Cài đặt sô xung encoder 360
10-02 Thiết lâp đâu vào cho encoder (MI7=A, MI8=B) 1
82
Cai đặt biến tân chạy ở chế độ “FOC vector control+ encoder”
Tham số Chưc năng Giá trị
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 3: FOCPG (IM FOC
vector control+
encoder)
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: Bàn phím màn hình
điều khiên biến tân
2: Thông qua cổng AI
7: Thông qua núm vặn
trên màn hình điều
khiên
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
83
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
5.4. Thưc hanh lắp đặt va vân hanh hệ biến tân điều khiển với cac cấp tân số cố định
Tham số Chưc năng Giá trị
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 0: V/F
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: Digital keypad
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
1: đâu vào DI : FWD
và REV
01-00 Tân sô max 50
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 50
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
04-00 đến
04-14
Cấp tân sô thứ 01 đến cấp tân sô 15
Tiến hành vân hành như hình dưới đây.
84
BÀI 7
BÀN THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
ĐỒNG BỘ BA PHA
1. Mục đich:
- Giúp sinh viên hiểu được:
- Cách đấu nối hệ thống truyền động biến tần – động cơ đồng bộ 3 pha.
- Cài đặt tham số biến tần điều khiển động cơ đồng bộ trong trương hợp co và không
co cảm biến
2. Cac thiết bị ban thưc hanh:
STT Tên thiết bị Kí hiệu Đặc tính
1 Aptomat CB 3pha 50A
2 Contactor MC 22A
3 Rơ le nhiệt RN 22A
4 Biến dòng CT1
CT2
CT3
50/5A
5 Đèn báo Đ1
Đ2
Đ3
Chỉ thị nguồn
6 Đồng hồ chỉ thị sô EM383 Hiện thị U, I, cosϕ
7 Động cơ đồng bộ M Công suất 3kW, tôc độ định mức
3000v/ph, điện áp 380V
8 Nút bấm START
STOP
EMS
Ø22
85
E
AVI
ACI
AUI
ACM
RC1
RA2
DFM1
DFM2
DCM
RA1
RB1
RC2
AFM1
ACM
AFM2
SG+
SG-
R/L1
S/L2
U/T1
V/T2
W/T3
+2 +1/DC+ DC- B1 B2
VFD - C2000
Analog Signal Common
0~10V/ 0~20mA
0/4~20mA/ 0~10V
-10 ~ +10V
+10V/20mA
T/L3
MI1
MI2
MI3
MI4
MI5
MI6
MI7
MI8
+24V
COM
FWD
REV
DCM
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý bàn thực hành
86
87
3. Thưc hanh vân hanh biến tân đồng bộ
a. Chuân bị :
- Kiểm tra trạng thái các thiết bị : CB, Đ, EMS
- Đong CB cấp điện cho bàn thí nghiệm, đồng hồ MFM383A
- Ấn nút Start, đèn Đ sáng, cấp nguồn cho biến tần (quạt quay, màn hình điều khiển biến
tần sáng)
- Xác định thông số động cơ
Nhân dạng động cơ bằng cách dùng chế độ turning mode [Parameter 05-xx ]
B1: reset tất cả tham sô cài đặt cua biến tân về chế độ cài đặt ban đâu cua nhà máy
(factory setting) [ 00-02 : 9 – all parameters are reset to factory settings ]
B2: cài đặt tham sô động cơ :
+ Loại động cơ (05-33) : 1: động cơ đồng bộ
+Công suất (05-35) ( chọn 3 )
+ Dòng điện định mức (05-34) (chọn 4.5)
+ Tôc độ định mức (05-36) (chọn 3000)
+ Sô cưc (05-37) (chọn 8)
B3: nhân dạng động cơ (turning) (parameter 05-00 chọn 5) sau khi nhân dạng xong, tăt
nguồn cấp cho biến tân
88
B4: nhân dạng góc ban đâu cua encoder (offset angle)
+ nhâp tham sô cua encoder : 10 -00 (loại encoder) :2 , 10 - 01 (sô xung encoder):
2500, 10 -03(thiết lâp đâu vào encoder) : 1
+ chọn 05 -00: 4 : xác định góc ban đâu cua encoder
Cài đặt vân hành biến tân:
Vân hanh biên tân điêu khiên đông cơ không cam biên tốc đô (sensorless):
Cấu truc điều khiên cua biến tân trong chế độ sensorless
Tham sô
cài đặt Chức năng Giá trị
00-00 Xác định loại biến tân 11: 460v, 3.7kw
00-03 Tham sô hiên thị trên màn hình điều khiên lúc khởi
động 0: F (tân sô đặt)
00-10 Chế độ điều khiên 0: điều khiên tôc độ
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 6:PM sensorless
00-16 Tải 0: tải thường
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: bàn phím
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
89
00-23 Hướng điều khiên 0: quay thuân và quay
ngươc
01-00 Tân sô max 200
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 200
01-02 Điện áp đặt vào động cơ 380
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
07-24 Tham sô bộ lọc thời gian cua đáp ứng momen 0.001~10
07-26 Hệ sô bộ bù momen 0~10
Vân hanh biên tân điêu khiên đông cơ co cam biên:
Hình 2. Cấu trúc điều khiển của biến tần trong chế độ co encoder
Tham sô
cài đặt Chức năng Giá trị
00-00 Xác định loại biến tân 11: 460v, 3.7kw
00-03 Tham sô hiên thị trên màn hình điều khiên lúc khởi
động 0: F (tân sô đặt)
00-10 Chế độ điều khiên 0: điều khiên tôc độ
00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 4:FOCPG
00-16 Tải 0: tải thường
90
00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: bàn phím
00-21 Chọn nơi điều khiên hoạt động cua biến tân
(Run/Stop)
0: bàn phím
1: đâu vào DI : FWD
và REV
00-23 Hướng điều khiên 0: quay thuân và quay
ngươc
01-00 Tân sô max 200
01-01 Tân sô đâu ra biến tân đặt vào động cơ 200
01-02 Điện áp đặt vào động cơ 380
01-07 Tân sô điện áp min đặt vào động cơ 0
07-24 Tham sô bộ lọc thời gian cua đáp ứng momen 0.001~10
07-26 Hệ sô bộ bù momen 0~10
BÀI 8
NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
91