Đồ án Nguyên lí hoạt động của biến tần - Nguyễn Đức Thuận

tiểu của dao động. Ta gọi thời gian này là chu kỳ tự nhiên) 
Bước 2: 
Đặt thời gian tích phân bằng chu kỳ tự nhiên. Quan sát chu kỳ dao động mới , nó sẽ tăng thêm khoảng 40~43% của chu kỳ tự nhiên. Nếu chu kỳ dao động lớn hơn mức trên thì cần tăng thời gian tích phân. 
Bước 3: Cuối cùng ta điều chỉnh dải tỷ lệ sao cho độ lệch và thời gian đạt đến ổn định phù hợp với yêu cầu. Nguyên tắc điều chỉnh như sau dải tỷ lệ càng lớn thì độ lệch điều chỉnh càng lớn, thời gian đạt đến ổn định càng ngắn, dải tỷ lệ càng nhỏ thì độ lệch càng nhỏ, thời gian đạt đến ổn định càng dài. 
Mặc dù không có điều kiện thủ nghiệm nhiều cũng như tổng kết kết quả thực nghiệm nhưng phương pháp trên thực sự giúp chúng tôi có được định hướng khi hiệu chỉnh các thông số.
PHẦN II
SƠ ĐỒ KẾT NỐI VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀUKHIỂN BIẾN TẦN CHO BƠM VỚI ÁP SUẤT KHÔNG ĐỔI LÀ 6 BAR
I. SƠ ĐỒ KẾT NỐI
1.Thông số thiết bị
1.1 Phần cứng biến tần ABB
Đặc điểm:
- Dùng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 Pha, 220V/0.3711 kW, 380V/0.3722 kW
- IP20, NEMA 1 (tuỳ chọn); Tần số ra: 0-500 Hz; Hệ số công suất 0.98
- Tương thích công cụ lập trình FlashDrop
- 5 đầu vào số (DI) gồm 1 đầu vào xung (Pulse Train 010kHz), 2 đầu vào tương tự (AI)
- 1 đầu ra rơ le 250VAC/ 30VDC; 1 đầu ra Transistor (1016kHz); 1 đầu ra tương tự (AO)
- Ứng dụng: dùng để điều khiển máy bơm tăng áp, máy bơm chìm, trạm bơm, quạt 
a) sau đây tóm tắc các chức năng chính được hiển thị trên bảng điều khiển tích hợp .
 1. Màn hình LCD – chia thành 5 khu vực: 
a. phía trên bên trái – điều khiển vị trí: 
EXIT ENTER 
LOC: biến tần điều khiển cục bộ điều khiển từ bảng điều khiển . 
REM: biến tần điều khiển từ xa từ tín hiệu I/O của biến tần . 
b. Trên bên phải – đơn vị của giá trị hiển thị . 
c. Giữa – biến ; nói chung, cho thấy các thông số và giá trị tín hiệu. 
các menu hoặc danh sách, ngoài ra nó còn hiển thị báo động và lỗi
d. Giữa và bên trái phía dưới – trạng thái thao tác bảng : 
OUTPUT: kiểu đầu vào 
PAR: kiểu tham số 
MENU: menu chính. 
FAULT : kiểu lổi 
e. Phía dưới bên phải – các chỉ số: 
FWD (chiều thuận) / REV (chiều nghịch): hướng của quay của động cơ 
Nhấp nháy chậm: dừng lại 
 Nhấp nháy nhanh: đang chạy . chưa đạt điểm đặt 
 Không dổi: đang chạy đạt điểm đặt, 
SET : Hiển thị giá trị có thể được sửa đổi (trong tham số hay kiểu tham số). 
2 . RESET/EXIT – Thoát tới mức menu cao hơn mà không lưu giá 
trị thay đổi. những lỗi khởi động lại trong đầu ra và những kiểu lỗi . 
3 MENU/ENTER – Nhập sâu hơn vào menu .ở chế độ thông số , lưu giá trị 
Hiển thị như trên các cài đặt mới. 
4 Up – 
 • Cuộn lên thông qua một trình đơn hoặc danh sách. 
• Tăng giá trị nếu một tham số được chọn. 
• Tăng giá trị tham khảo ở chế độ tham khảo. 
 Giữ phím để thay đổi giá trị nhanh hơn . 
5 Down – 
 • Cuộn xuống thông qua một trình đơn hoặc danh sách. 
 • Làm giảm giá trị nếu một tham số được chọn. 
 • Làm giảm giá trị tham khảo ở chế độ tham khảo. 
 Giữ phím để thay đổi giá trị nhanh hơn. 
6 LOC/REM – Thay đổi giữa kiểm soát cục bộ và kiểm soát từ xa của biến tần 
7 DIR – Thay đổi hướng quay của động cơ 
8 STOP – Dừng biến tần trong kiểm soát cục bộ. 
9 START 1 Tình trạng LED – xanh cho hoạt động bình thường.nếu LED nháy, hoặc 
đỏ, xem chọn LEDs trên trang . 
1.2 Thông số Cảm biến áp suất
M515X-12345P-010BG = 4-20 mA current loop, with a custom pressure port to drawing 12345 (consult factory). 7/16 pressure port, 10 bar gauge
 1.3Thông số kĩ thuật bơm
 Model MD: Bơm ly tâm liền trục 
Bơm ly tâm liền trục được chế tạo theo đúng tiêu chuẩn EN 733 (hoặc DIN 24255)  và được chế tạo bằng gang đúc. Ứng dụng cho bơm tăng áp, hệ thống giải nhiệt, hệ thống điều hoà trung tâm, hệ thống rửa và nhiều ứng dụng khác trong công nghiệp. 
Thông số kỹ thuật:
-         Áp lực hoạt động tối đa: 10bar 
-         Nhiệt độ lưu chất tối đa: 900C 
Vật liệu chế tạo
-         Thân bơm, thân sau buồng bơm được chế tạo bằng gang đúc 
-         Trục bơm được chế tạo bằng thép không gỉ AISI 304
-         Cụm gioăng kín trục được chế tạo bằng Carbon/ Ceramic/NBR  
   Cánh bơm được chế tạo bằng gang đúc và đồng đúc B10 
Phần động cơ điện:
-         Động cơ 2 cực và 4 cực 
-         Cấp cách điện : F
-         Cấp độ bảo vệ IP 55 
- 	      Loại 1 pha công suất hoạt động 230V ± 10%, tần số hoạt động 50Hz, Loại 3 pha công suất hoạt động 230/400V ± 10% tần số hoạt động 50Hz có thể lên đến 4kW, Công suất hoạt động có thể trên 400/690V  ± 10%
 -         Bảo vệ quá tải Cấp sẵn trong động cơ cung cấp do người sử dụng dùng cho loại động cơ 3 pha
2.Sơ đồ kết nối
 Sơ đồ kết nối cảm biến áp suất với biến tần ABB 
 Sơ đồ chân biến tần ABB Sơ đồ khối PID control
II.VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
Cài đặt cho biến tần sử dụng Assistant Control Panel.
Bảng sau đây tóm tắt các chức năng chính và hiển thị trên Assistant 
Control Panel.
1 Tình trạng LED – xanh cho hoạt động bình thường.nếu LED nháy, hoặc 
đỏ, xem chọn LEDs trên trang 306.
2 màn hình LCD – chia làm 3 khu vực chính: 
a. tình trạng biến, tùy thuộc vào phương thức hoạt động, xem phần 
Status line trên trang 80. 
b. biến trung tâm; nói chung , cho thấy tín hiệu và giá trị tham số, menus 
hoặc danh sách. Cũng cho thấy các lỗi và báo động. 
c. line dưới – cho thây chức năng hiện tại của 2 phím mềm và, nếu được, 
kích hoạt ,màn hình hiển thị đồng hồ. 
3 phím mềm 1 – chức năng phụ thuộc thuộc tính.Các văn bản ở góc dưới bên 
trái của màn hình LCD cho thấy các chức năng. 
4 phím mềm 2 – chức năng phụ thuộc thuộc tính.Các văn bản ở góc dưới bên 
phải Của màn hình LCD cho thấy các chức năng 
5 lên – 
• cuộn lên thông qua 1 menu danh sách hiển thị ở trung tâm của màn hình LCD. 
• gia số một giá trị của thâm số đươc chọn. 
• gia số giá trị tham khảo nếu góc trên bên phải được tô đậm. 
Giữ phím xuống thay đổi giá trị nhanh hơn. 
6 Down – 
• cuộn lên thông qua 1 menu danh sách hiển thị ở trung tâm của màn hình LCD 
• gia số một giá trị của thâm số đươc chọn. 
• gia số giá trị tham khảo nếu góc trên bên phải được tô đậm. 
Giữ phím xuống thay đổi giá trị nhanh hơn. 
7 LOC/REM – thay đổi giữa điều khiển cục bộ và kiểm soát từ xa của biến tần. 
Mô tả các thông số được đánh giá tại trung tâm của màn hình hiển thị . 
9 STOP – dừng biến tần trong chế độ kiểm soát cục bộ. 
10 START – khởi động biến tần trong chế độ kiểm soát cục bộ 
8 trợ giúp – hiển thị thông tin ngữ cảnh khi nhấn phím. các thông tin hiển thị – Khởi động biến tần trong kiểm soát cục bộ.. 
Ban đầu, bảng điều khiển ở chế độ đầu ra, nơi bạn có thể 
khởi động, dừng, thay đổi hướng, chuyển đổi giữa kiểm 
soát cục bộ và điều khiển từ xa, sữa đổi các giá trị tham chiếu và màn hình lên đến 3 giá trị thực tế . để làm nhiệm vụ khác, đi tới Main menu và chọn chế độ thích hợp trên menu. 
Cài đặt ngôn ngữ
Cấp nguồn vào biến tần .Đầu tiên bảng điều hiển sẽ hỏi bạn muốn sử dụng hỗ trợ khởi động 
 • Nhấn (khi Yes được đánh dấu) để chạy hỗ trợ khởi động
 • Nhấn nếu bạn không muốn chạy các khởi động trợ giúp
 Nếu bạn quyết định để chạy các hỗ trợ khởi động, sau đó màn hình yêu cầu bạn chọn ngôn ngữ.di chuyển đến ngôn ngữ bạn muốn 
 Nhấn và nhấn để chấp nhận.Và nhấn để Start-up Assistant ngừng lại. 
Cài đặt thông số động cơ
Đi đến Main menu bởi nhấn nếu bạn đang ở chế độ ngõ ra , nếu không nhấn liên tục cho đến khi bạn thấy Main menu ở dưới.
Đi đến chế độ thông số bằng cách chọn PARAMETERS trên menu với phím và nhấn 
Chọn tham số nhóm thích hợp với phím và nhấn 
Nhập dữ lịêu vào biến tần từ bảng thông số motor: 
 • Điện áp danh nghĩa motor (tham số 9905) 
 • Dòng điện danh nghĩa motor (tham số 9906) 
 • Tần số danh nghĩa motor (tham số 9907) 
 • Tốc độ danh nghĩa motor (tham số 9908) 
 • Công suất danh nghĩa motor (tham số 9909)
Lựa chọn ứng dụng macro
Đi đến Main menu bởi nhấn nếu bạn đang ở chế độ ngõ ra , nếu không nhấn liên tục cho đến khi bạn thấy Main menu ở dưới.
Đi đến chế độ thông số bằng cách chọn PARAMETERS trên menu với phím và nhấn 
Chọn tham số nhóm thích hợp với phím và nhấn 
 Chỉ định một giá trị mới cho tham số với các phím nhấn phím một lần gia số hoặc giảm giá trị. Giữ phím xuống thay đổi giá trị nhanh hơn. Nhấn các phím đồng thời thay thế các giá trị hiển thị với giá trị mặc định.
• Lưu giá trị mới , nhấn 
• Hủy các giá trị mới và giữ nguyên bản, nhấn 
Chọn Macro PID Control 
Cài đặt thông số cho PID Control 
Tính toán thông số :
Cảm biến áp suất : 0-10 bar
Ngõ vào Al1 biến tần :0-10 v
 Vậy áp suất ổn định 6 bar tương ứng với 6 v đưa vào ngõ vào Al1đây cũng chính là giá trị tham chiếu
Còn cảm biến áp suất 4-20 mA đưa về ngõ vào Al2 là tín hiệu hồi tiếp đưa về so sánh với giá trị tham chiếu trên ngõ vào Al1 để từ đó xuất tín hiệu điều khiển tốc độ máy bơm để áp suất luôn ổn định là 6 bar.
Cài đặt :
Đi đến Main menu > đến chế độ thông số PARAMETERS > đến nhóm thông số 40 PROCESS PID SET 1 và lần lượt set các thông số:
-tham số 4001 để chọn thông số P = 1
- tham số 4002 để chọn thông số I = 5s
- tham số 4003 để chọn thông số D = 0
 TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Văn Nhờ. Giáo trình điện tử công suất tập 1. Nhà xuất bản đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh , 2005.
[2] Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công và Trần Văn Thịnh. Điện tử công suất. Nhà suất bản khoa học và kỹ thuật.
[3] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải và Trần Trọng Minh. Điện tử công suất. Nhà suất bản khoa học và kỹ thuật, 2007.
[4] Cyril W.Lander. Điện tử công suất và điều khiển động cơ điện. Nhà suất bản khoa học và kỹ thuật, 1997.
[5] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải và Dương Văn Nghi. Điều chỉnh tự động truyền động điện. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2008.
[6] Prof. Ali Keyhani. Lecture 25, Pulse - width modulation (PWM) technique. Department of Electrical and Computer Engineering, The Ohio State University.
[7] Dr. Zainal Salam. Power Electronics and Drivers (Version 2). 2002
[8] Muhammad H.Rashid. Power Electronics Handbooks.
[9] Bimal K.Bose. Model Power Electronics and AC Drivers. Pentice Hall, Inc, 2002.
Các trang web: