Mã bài : 31-07 Giới thiệu :
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dòng điện khởi động lớn, gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng Momen mở máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an toàn cho động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn định hơn không gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.
Mục tiêu :
- Nhận dạng được cổng vào, cổng ra ở bộ khởi động mềm.
- Kết nối được mạch động lực cho bộ khởi động mềm.
- Khởi động và thực hiện dừng mềm cho động cơ.
- Nhận dạng được các loại hình khởi động mềm sử dụng trong xưởng trường, ngoài doanh nghiệp điển hình.
1.Khái quát chung về bộ khởi động mềm Mục tiêu:
Trình bầy được khái quát chung về bộ khởi động mềm 1.1.Khái niệm khởi động mềm, dừng mềm
Động cơ không đồng bộ 3 pha dùng rộng rãi trong công nghiệp, vì chúng có cấu trúc đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng có nhược điểm dòng điện khởi động lớn, gây ra sụt áp trong lưới điện. Phương pháp tối ưu hiện nay là dùng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng Momen mở máy một cách hợp lý, vì vậy các chi tiết của động cơ chịu độ dồn nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm việc an toàn cho động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn làm cho điện áp nguồn ổn định hơn không gây ảnh hưởng xấu đến các thiết bị khác trong lưới.
Phương pháp khởi động được áp dụng ở đây là cần hạn chế điện áp ở đầu cực động cơ, tăng dần điện áp theo một chương trình thích hợp để điện áp tăng tuyến tính từ một giá trị xác định đến điện áp định mức. Đó là quá trình khởi động mềm (ramp) toàn bộ quá trình khởi động được điều khiển đóng mở thyristor bằng bộ vi sử lý 16 bit với các cổng vào ra tương ứng, tần số giữ không đổi theo tần số điện áp lưới. Ngoài ra còn cung cấp cho chúng ta những giải pháp tối ưu nhờ nhiều chức năng như khởi động mềm và dừng mêm, dừng đột ngột, phanh dòng trực tiếp, tiết kiệm năng lượng khi non tải. Có chức năng bảo vệ động cơ như bảo vệ quá tải, mất pha chức năng bảo vệ động cơ như bảo vệ quá tải, mất pha ..
1.2.Ứng dụng và các thông số kỹ thuật
Những ứng dụng điển hình của bộ khởi động mềm - Động cơ điện cho chuyên chở vật liệu.
- Động cơ bơm.
- Động cơ vân hành non tải lâu dài.
- Động cơ có bộ chuyển đổi (ví dụ hộp số, băng tải ..)
- Động cơ có quán tính lớn (quạt, máy nén, bơm, băng truyền, thang máy, máy nghiền, máy ep, máy khuấy, máy dệt …
* Những đặc điểm khác:
- Bền vững tiết kiệm không gian lắp đặt.
- Có chức năng điều khiển và bảo vệ.
- Khoảng điện áp sử dụng 220 – 690 V, tần số 45 – 65 Hz.
- Có phần mềm chuyên dụng đi kèm.
- Lắp và đặt chức năng dễ dàng.
Thông số kỹ thuật
- Công suất: Từ 18KW đến 300KW.
- Điện áp: 3P – 220VAC; 3P – 380VAC; 3P - 690VAC.
- Dòng điện: 40A – 630A
- Mức điều chỉnh điện áp khởi động: 30% - 100%.
- Mức điều chỉnh công suất khởi động: 50% - 100%.
- Bảo vệ mất pha điện áp.
- Bảo vệ đặc tính khởi động.
- Bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
- Bảo vệ quá nhiệt động cơ.
- Công nghệ mạch điện tử kỹ thuật số.
- Mạch bán dẫn công suất, phi tiếp điểm.
2.Kết nối mạch động lực Mục tiêu:
Trình bầy được các bước kết nối mạch động lực 2.1.Sơ đồ khối của khởi động mềm
Hình 7-1. Sơ đồ khối của bộ khởi động mềm STV 1312.
Việc điều khiển nhờ vi điều khiển. Với hai bộ nhớ EPROM và EEPROM.
Các thiết bị đầu cuối của bộ khởi động mềm:
1-2 K1 Rơ le báo lỗi, mở ra khi có lỗi hoặc dừng động cơ.
3-4 K2 Rơ le 5 Chân 0V
6-7-8 Run, Stop, Com 9 Reset
Nguồn cấp cho bộ khởi động mềm là nguồn xoay chiều 3 pha 400V.
Để cài đặt các thông số cho bộ khởi động mềm ta cài đặt trên màn hình cài đặt như sau:
Led 7 đoạn cho phép ta xem các thông số hiển thị.
Nút ấn MODE/MEM được sử dụng để chuyển đổi các thiết lập chế độ, cũng được sử dụng để lưu trữ các cài đặt.
Nút ấn lên cho phép tăng các địa chỉ và giá trị của địa chỉ.
Nút ấn @ dùng để di chuyển nội dung của địa chỉ và ngược lại.
Điểm sáng ở cạnh led 7 đoạn cho phép người dùng phân biệt giữa đọc và chương trình cài đặt.
Truy cập vào các phím được thực hiện bằng cách loại bỏ vỏ hoặc là một tuốc nơ vít nhựa.
2.2.Sơ đồ kết nối tới động cơ.
Hình 7-2. Sơ đồ kết nối tới động cơ.
Cấp ngồn cho bộ điều khiển Cài đặt các hàm cho STV 1312
Khởi động động cơ ta ấn Run, dừng động cơ ta ấn Stop, nút Reset dùng để Reset lại bộ điều khiển.
3.Khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm, hạn chế dòng khởi động
Mục tiêu:
Trình bầy được các bước khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm, hạn chế dòng khởi động.
3.1.Khởi động mềm.
Mạch lực của hệ thống khởi động mềm gồm 3 cặp thyristor đấu song song ngược cho 3 pha. Vì Momen động cơ tỉ lệ với bình phương điện áp, dòng điện tỉ lệ với điện áp, Momen gia tốc và dòng điện khởi động được hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng của điện áp. Quy luật điều chỉnh này trong khi khởi động và dừng nhờ điều khiển pha (kích, mở 3 cặp thyristor song song ngược) trong mạch lực. Như vậy, hoạt động của bộ khởi động mềm hoàn toàn dựa trên việc điều khiển điện áp khi khởi động và dừng, tức là trị số hiệu dụng của điện áp là thay đổi.
Nếu dừng động cơ, mọi tín hiệu kích mở thyristor bị cắt và dòng điện dừng tại điểm qua không kế tiếp của điện áp nguồn.
Giải thích:
IA – Dòng điện ban đầu khi khởi động trực tiếp.
IS – Dòng điện bắt đầu có ramp điện áp.
In – Dòng điện định mức của động cơ.
Us – Điện áp bắt đầu ramp.
Un – Điện áp định mức của động cơ.
tr - Thời gian ramp.
n - Tốc độ động cơ.
Nếu phát hiện động cơ đạt tốc độ yêu cầu trước khi hết thời gian đặt của bộ khởi động mềm, điện áp vào lập tức được tăng lên 100% điện áp lưới, đó chính là chức năng phát hiện tăng tốc.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các địa chỉ và nội dung được quy định dưới đây, các khu vực bóng mờ tương ứng với các "nhà máy cài đặt":
A7: 0 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa không bị giam Một động cơ nhiệt đã được phê duyệt Rotor đã bị khoá 2 xác nhận
3 nhiệt động cơ cánh quạt bị khóa xác nhận
A8: 0 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / không bị giam 1 Không souspuissance xác nhận
2 Không quá mức cần thiết xác nhận
3 Các khiếm khuyết trong quá mức cần thiết / xác nhận TO: 0 Nhà nước
1 Dòng tiêu thụ 2 Công suất tiêu thụ AE: 0 Tổng lỗi
1 Một động cơ thúc đẩy nhà nước 2 Công suất động cơ
3 Động cơ khởi động
4 Cảnh báo quá mức cần thiết 5 Báo souspuissance
Các bước Tác động bàn phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển (môđul)
Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển
đến địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị
@
Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100%
Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ
Mã số 7
Lưu trữ
MODE/MEM. Khi cài đặt không được
lưu, điểm nhấp nháy Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%
Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @
Nội dung của A3 là C.
Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%
Thiết lập các giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300%
A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Thiết lập chế độ, không có hành động trên bàn phím trong khoảng ba phút, màn hình sẽ tự động trở về chế độ cài lại.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A) Công suất (W)
1 2 3 4 5
3.2.Dừng mềm
Nếu điện áp cấp bị cắt trực tiếp, động cơ chạy theo quán tính cho tới khi dừng trong khoảng thời gian xác định. Thời gian dừng với mômen quán tính nhỏ có thể rất ngắn, cần tránh trường hợp này đề phòng sự phá huỷ về cơ và sự dừng tải đột ngột không mong muốn.
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển (môđul)
Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển đến
địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị @
Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100%
Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ
Mã số 7
Lưu trữ
MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%
Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @
Nội dung của A3 là C. Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%
Thiết lập các giới hạn đến 300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300% A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành cắt nguồn điện động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A) Công suất (W)
1 2 3 4 5
3.3.Hạn chế dòng khởi động
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển (môđul)
Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển
đến địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị
@
Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100%
Thiết lập danh nghĩa hiện hành động cơ
Mã số 7
Lưu trữ
MODE/MEM. Khi cài đặt không được
lưu, điểm nhấp nháy Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%
Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @
Nội dung của A3 là C.
Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
địa chỉ @
Chuyển sang địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%
Thiết lập các giới hạn đến
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300%
300% A4 là mã 8
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A)
Công suất (W)
Tốc độ (rpm) Momen (Nm) 1
2 3 4 5
4.Hãm động năng Mục tiêu:
Trình bầy được các bước hãm động năng
Bước 1: Nối dây theo sơ đồ đấu nối, kiểm tra và cấp nguồn cho STV 1312.
Bước 2: Thiết lập các tham số cho bộ khởi động mềm theo bảng tham số:
Các bước Tác động bàn phím Hiển thị Giải thích
Bộ điều khiển (môđul)
Màn hình hiển thị để cài đặt lại của bộ điều khiển sáng
Chuyển sang
cài đặt MODE/MEM. Bộ biến đổi di chuyển đến
địa chỉ số A1 Chuyển đến
giá trị
@
Nội dung của A1 là C.
Trên bảng tương quan, các mã C tương ứng với 100%
Thiết lập danh nghĩa
hiện hành động cơ
Mã số 7
Lưu trữ
MODE/MEM. Khi cài đặt không được lưu, điểm nhấp nháy
Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang
địa chỉ A2 Chuyển đến
giá trị @ Nội dung của A2 là 6,
tương ứng với 200%
Thiết lập các
% giá trị 150%
Trên tương quan điều chỉnhđến 150% của A2 là mã 4
Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang
địa chỉ A3 Chuyển sang
nội dung @
Nội dung của A3 là C. Mã C tương ứng với thời gian 20s
Thiết lập thời gian đường
nối tới 10s
Về mối tương quan thiết lập 10s của A3 là mã 5 Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang địa chỉ @ Chuyển sang
địa chỉ A4 Chuyển sang
nội dung @ Nội dung của A4 là F,
tương ứng với 400%
Thiết lập các giới hạn đến
300%
Trên bẳng tương quan, một thiết lập của 300%
A4 là mã 8 Lưu trữ MODE/MEM.
Chuyển sang
chế độ cài lại MODE/MEM.
Bước 3: thực hiện cho khởi động động cơ, sau khi khởi động xong ta tiến hành thực hiện hãm động năng. Lập bảng quan sát dòng điện và điện áp động cơ.
STT Điện áp (V) Dòng điện (A)
Công suất (W)
Tốc độ (rpm) Momen (Nm) 1
2 3 4
CÂU HỎI ÔN TẬP 1.Trình bầy khái quát chung về bộ khởi động mềm?
2.Trình bầy các bước kết nối mạch động lực?
3.Trình bầy các bước khảo sát các chức năng: khởi động mềm, dừng mềm, hạn chế dòng khởi động?
4.Trình bầy các bước hãm động năng?