MỤC LỤC...6 Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 1)...

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


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)





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.






Uưđm

It (A)

n (vòng/phút)

( / )rad s

M (Nm)

12





- 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).


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.





- Bảng dữ liệu thí nghiệm

Ikt (A)

It (A)

n (vòng/phút)

( / )rad s

M (Nm)






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 ).


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









Uư (V)

It (A)

n (vòng/phút)

( / )rad s

M (Nm)






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.


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






It (A)

n (vòng/phút)

( / )rad s

M (Nm)


đồng bộ, sau đó nhấn STOP 4 đê ngăt hãm động năng , ngăt aptomat CB2 đê ngăt




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.


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


15

It (A)

n (vòng/phút)

( / )rad s

M (Nm)


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.


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


điện áp nguồn cấp


điện trở phía rotor


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.

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



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


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


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


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


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


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.


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


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


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



command 2



command 3



command 4

5: Reset

1


Command 2 (MI2)

2


Command 3 (MI3)

3


Command 4 (MI4)

4


Command 5 (MI5)

0


Command 6 (MI6)

0


Command 7 (MI7)

0


Command 8 (MI8)

0

03-00 Analog Input Selection

(AVI)

0: No function 1


(ACI)

1: Frequency command

(torque limit under torque

0

71

control mode)


(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












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:


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


2: Thông qua cổng AI

7: Thông qua núm vặn

trên màn hình điều

khiên


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV




79


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


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.


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


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV

80

00-23 Hướng điều khiên 0: quay thuân và quay

ngươc



01-02 Điện áp đặt vào động cơ 380


03-00 Cài đặt tham sô cho đâu vào tương tư (AI) 1: cài đặt tân sô


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


00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 1: VFPG

00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 7: Thông qua núm vặn


khiên


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV





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”


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


2: Thông qua cổng AI

7: Thông qua núm vặn


khiên


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV



83


5.4. Thưc hanh lắp đặt va vân hanh hệ biến tân điều khiển với cac cấp tân số cố định


00-11 Chế độ điều khiên tôc độ 0: V/F

00-20 Nơi đặt giá trị tân sô 0: Digital keypad


(Run/Stop)


và REV




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:


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


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

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)


00-11 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


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV

89


ngươc





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)


00-11 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


(Run/Stop)

0: bàn phím


và REV


ngươc





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

MỤC LỤC...6 Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 1)...

Documents

Transcript of MỤC LỤC...6 Hình 1.3.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển bàn thí nghiệm (phần 1)...