TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 1 PHẦN 1: HÖ TRUYÒN §éNG §IÖN §éNG C¥ MéT CHIÒU Cã §¶O CHIÒU A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Truyền động cho một máy, một dây chuyền sản xuất mà dùng năng lượng điện thì gọi là truyền động điện (TĐĐ). Hệ truyền động điện là một tập hợp các thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực phục vụ cho việc biến đổi điện năng thành cơ năng cung cấp cho cơ cấu chấp hành trên các máy sản xuất, đồng thời có thể điều khiển dòng năng lượng đó theo yêu cầu công nghệ của máy sản xuất. 2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU a. Đặc điểm chung Truyền động điện một chiều sử dụng cho các máy có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ và mômen. Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn so với các loại động cơ khác, không những nó có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lưọng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng. b. Phương trình đặc tính cơ Phương trình đặc tính cơ biểu thị mối quan hệ ω = f(M) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập như sau: M K RR K U p 2 )( − − φ φ ω + −= Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác: ω = ω 0 - ∆ω Trong đó: ω φ 0 = U K − gọi là tốc độ không tải lý tưởng. M K RR p 2 )( − φ ω + =∆ gọi là độ sụt tốc độ Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểu diễn trên hệ tọa độ M0ω là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt trục tung 0ω tại điểm có tung độ: ω φ 0 = U K − . Tốc độ ω 0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởng khi không có lực cản nào cả. Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ở chế độ động cơ vì không bao giờ xảy ra trường hợp MC = 0. Khi phụ tải tăng dần từ M C = 0 đến M C = M đm thì tốc độ động cơ giảm dần từ ω 0 đến ω đm . Điểm A(M đm ,ω đm ) gọi là điểm định mức. TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 2 Rõ ràng đường đặc tính cơ tự nhiên có thể vẽ được từ 2 điểm ω 0 và A. Điểm cắt của đặc tính cơ với trục hoành 0M có tung độ ω = 0 và có hoành độ suy từ phương trình đặc tính cơ: M = M nm = Kφ đm − R U dm = Kφ đm .I nm o M 0 ω ω A ω ®m M ®m M nm c. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều có các phương pháp điều chỉnh tốc độ: - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng. - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch rôto. - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông kích từ. d. Đảo chiều động cơ Chiều từ lực tác dụng vào dòng điện được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Khi đảo chiều từ thông hay đảo chiều dòng điện thì từ lực có chiều ngược lại. Vậy muốn đảo chiều quay của động cơ điện một chiều ta có thể thực hiện một trong hai cách: - Hoặc đảo chiều từ thông (bằng cách đảo chiều dòng điện kích từ). - Hoặc đảo chiều dòng điện phần ứng. I I + u E § KT§ kt R p R kt - u I E + KT§ § p R - R kt I kt Hình 1 - Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ đi ệ n m ộ t chiều kích từ đ ộ c l ập Hình 2 - Sơ đồ nối dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi đảo chiều từ thôn g ho ặ c khi đảo chiều d òn g đi ệ n p hần ứn g TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 3 Đối với động cơ công suất lớn ít đảo chiều ta có thể chọn phương pháp đảo chiều dòng điện kích từ. Đối với động cơ công suất nhỏ ít đảo chiều có thể dùng phương pháp đổi chiều dòng điện phần ứng bằng 2 bộ côngtắctơ thuận ngược khoá chéo. Đối với động cơ công suất vừa và lớn có tần số đảo chiều cao thường dùng hai bộ biến đổi nguồn đảo chiều dòng điện phần ứng. e. Hãm điện động cơ điện một chiều Hãm điện là trạng thái mà động cơ điện sinh ra mômen điện từ ngược với chiều quay của rôto. Động cơ điện một chiều có 3 trạng thái hãm chính: - Hãm tái sinh (Hãm có hoàn trả năng lượng về lưới). - Hãm ngược. - Hãm động năng. Đặc điểm chung của cả 3 trạng thái hãm điện là động cơ đều làm việc ở chế độ máy phát, biến cơ năng mà hệ TĐĐ đang có qua động cơ thành điện năng để hoặc hoàn trả về lưới (hãm tái sinh) hoặc tiêu thụ thành dạng nhiệt trên điện trở hãm (hãm ngược, hãm động năng). Mômen để quay động cơ ở chế độ máy phát sẽ là mômen hãm đối với hệ TĐĐ. B. TÌM HIỂU BÀN THÍ NGHIỆM Bàn thí nghiệm có kết cấu gồm các phần sau: • Mạch nguồn động lực • Các panel thí nghiệm 514C, panel đo lường và điều khiển. • Thiết bị đo dòng điện, điện áp, tốc độ quay (vòng/phút), mômen, máy hiện sóng, đồng hồ vạn năng. • Động cơ DC và khối tạo tải: máy phát điện DC , hộp tải thuần trở. 1. Mạch động lực: a, Nguồn cung cấp: • Nguồn AC ba pha 380/220V có: Aptômát đóng cắt, cầu chì bảo vệ quá tải, nút dừng (cắt nguồn) khẩn cấp (EMG). • Chuyển mạch và Vôn kế kiểm tra điện áp dây, pha đầu vào, 3 Ampe kế đo dòng điện sơ cấp biến áp ba pha. • Máy biến áp hạ áp ba pha 380/220-87/50V cách ly. • Nguồn AC 220V. • Nguồn DC cung cấp cho mạch điều khiển. b. Mạch công suất chỉnh lưu: Bài thí nghiệm này chúng ta sử dụng thiết bị điều khiển động cơ điện một chiều 514C của hãng Eurother Drives. Đây là thiết bị điều khiển khá hoàn hảo, có thuật toán điều khiển PID, cũng như các biện pháp bảo vệ, tương thích trường điện từ EMC… Mạch động lực điều khiển động cơ điện một chiều có đảo chiều gồm hai mạch chỉnh lưu cầu một pha đối xứng có điều khiển (khóa chéo), nối ngược nhau như hình 3. Mạch chỉnh lưu cầu TH1…TH4 cấp nguồn cho động cơ theo chiều thuận, và mạch chỉnh lưu cầu TH5…TH8 cấp nguồn cho động cơ theo chiều ngược. Điện áp ra định mức: 90VDC khi đầu vào là 110/120VAC, 180VDC khi đầu vào là 220/240VAC, 320VDC khi đầu vào 380/415VAC. Dòng điện cực đại là 8A. TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 4 Điện áp xoay chiều từ 110- 480V (AC) được đưa vào điểm giữa của các chỉnh lưu cầu. Khi có tín hiệu điều khiển động cơ theo chiều thuận, ứng với nửa chu kỳ dương của nguồn AC, khi có tải, TH1 và TH4 mở, nửa chu kỳ sau thì TH2 và TH3 mở và cứ tiếp tục như thế làm cho điện áp trên động cơ phân cực thuận. Nguồn ngược bị khóa. Động cơ quay theo chiều thuận. Khi có tín hiệu điều khiển động cơ theo chiều ngược, ứng với nửa chu kỳ dương của nguồn AC, khi có tải, TH5 và TH8 mở, nửa chu kỳ sau thì TH6 và TH7 mở và cứ tiếp tục như thế làm cho điện áp trên động cơ phân cực ngược. Nguồn thuận bị khóa. Động cơ quay theo chiều ngược. Shunt 20A-75mV để nối với đồng hồ A đo dòng điện phần ứng, điện áp đặt vào phần ứng được đo bằng đồng hồ V , Tốc độ quay rôto và mômen quay được đo bằng các đồng hồ tương ứng phía trên giá panel thí nghiệm. Điện trở RH là điện trở hãm động năng khi động cơ cắt nguồn đầu vào AC của bộ điều khiển. Mạch điều khiển, tầng công suất được nối với nguồn AC và tín hiệu điều khiển thông qua phích cắm 14 chân. 2. Mạch điều khiển Sơ đồ khối mạch điều khiển chỉnh lưu đảo chiều động cơ DC trên hình 4. Như trên đã đề cập mạch điều khiển sử dụng thiết bị điều khiển 514C/8. Bộ điều khiển 514C được dùng cho môi trường công nghiệp, nó cần được gắn trong hộp kín để bảo vệ bộ điều khiển và người sử dụng. Bộ điều khiển cần được nối đất cố định. Bộ điều khiển 514C được thiết kế để điều khiển tốc độ động cơ DC kích từ song song hoặc nam châm vĩnh cửu. Nó sẽ đảm bảo điều khiển tốc độ động cơ ở cả 4 góc 1/4 trong quá trình hoạt động. Bộ điều khiển 514C được thiết kế để làm việc với nguồn cung cấp chính 1pha AC trong dải 110/220VAC tần số 50 hoặc 60Hz. Cần đến nguồn phụ như máy phát và công tắc tơ nguồn chính Tốc độ động cơ DC được điều chỉnh trong hệ vòng lặp kín tuyến tính lấy tín hiệu phản hồi từ máy phát tốc hoặc điện áp phần ứng, nguồn phản hồi có thể chọn bằng chuyển mạch. -+ u AC u DC H ×nh 3 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch c«ng suÊt chØnh l−u cÇu mét pha ®¶o chiÒu TI LIU TH NGHIM TRUYN NG IN B mụn TH, Khoa in. Trang 5 Mt mch lp in ỏp kốm theo vũng lp tc cng khng nh rng cỏc mc iu khin dũng in c ỏp dng trong ng c, cỏc mc hin ti cú th chia nh thụng qua cỏc chuyn mch lp trỡnh c. ng c c bo v bng mt mch in phỏt hin khng ch lm vic cú th ct mch iu khin ra khi ng c trong vũng 60s. B iu khin c bo v bng mt b iu khin ngt mach nu xy ra quỏ dũng tc thi khi ngn mch em g on off aptomat f 1 f 2 f 3 l 1 l 2 l 3 220V 220V 220V a cm v 220v ac aa khối điều khiển tải hộp tải máy phát Khối đóng cắt đầu ra so 4000 - 1a - vso 1008 - 1b - v khối công suất khối mạch logic đảo chiều và hãm tái sinh so 1002 - 1b - vso 6000 - 1a - v khối ổn định tốc độ và bảo vệ khối tạo tín hiệu điều khiển và điều chỉnh tốc độ so 1005 - 1b - v Va so 5001 - 1a - v đo tốc độ so 5001 - 1c - v đo momen SO 7008 -3a - V SO 7009 -3C - V SO 7009 -3D - V SO 2005 - 1a - V SO 8000 - 1A -V SO 3009 - 1B - V tốc độ mô men khối đặt tốc độ khối điều chỉnh tốc độ khối điềuchỉnh dòng điện đặt "pid" theo tốc độ đặt "pid" theo dòng điện khối logic đảo chiều khối so sánh và tạo xung điều khiển khối logic thuận khối logic nghịch khối tacho khối khuyếch đại cách ly"n" khối khuyếch đại cách ly "t" khối đồng bộ khối điện áp kích từ khối tín hiệu dòng tải pi ip tỷ lệ dấu +/- tacho so 1005 - 1b - v H ình 4 - Sơ đồ khối mạch điều khiển chỉnh lu đảo chiều Hỡnh 5 - S bn thớ nghim TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 6 C. THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG TỰ ĐỘNG ĐẢO CHIỀU I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU - Giúp người học làm quen với cách điều khiển truyền động điện một chiều. Trên cơ sở thực nghiệm củng cố phần lý thuyết đã học và tiếp tục phát triển các ứng dụng cơ bản. - Sinh viên cần nắm chắc lý thuyết cơ sở, hiểu rõ mục đích thí nghiệm, nắm vững cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền động điện. Vẽ các đường đặc tính cơ lý thuyết và thực nghiệm. - Lập bảng dữ liệu, làm báo cáo, phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra các kết luận chính. II. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: TN xây dựng đặc tính cơ của động cơ DC CHÚ Ý: Khi chưa được phép của giáo viên hướng dẫn, tất cả các áptômát, công tắc nguồn đặt ở vị trí tắt (OFF). a. CHUẨN BỊ 1- Các áptômát và công tắc nguồn ở vị trị tẳt (OFF). 2- Tìm hiểu sơ đồ khối mạch công suất chỉnh lưu cầu một pha trên Panel. 3- Chuẩn bị dụng cụ đo: Đồng hồ vạn năng, dây đo. 4- Nối cáp 14 chân từ khối nguồn sang khối mạch bảo vệ. 5- Nối cáp 14 chân từ khối mạch bảo vệ sang khối đảo chiều và từ khối đảo chiều sang khối điều khiển và từ khối điều khiển sang khối công suất và cáp từ khối công suất sang khối động cơ 1 chiều. 6- Nối đồng hồ V (chú ý cực +,-) trên giá Panel để đo điện áp và nối tải thuần trở R vào cực + và - của khối chỉnh lưu. 7- Nối cực đồng hồ A trên giá Panel để đo dòng điện tải. 8- Nối hộp tải vào cực nguồn của máy phát DC. Chuyển mạch tải ở vị trí tắt. 9- Đặt chiết áp điều chỉnh tốc độ trên Panel mạch điều khiển về vị trí tận cùng bên trái. 10- Trên Panel đảo chiều đặt núm đảo chiều về chiều thuận. 11- Bật công tắc phản hồi ở trạng thái đóng. 12- Báo cáo giáo viên hướng dẫn về công tác chuẩn bị. Khi được phép mới tiếp tục các bước sau. b. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Xây dựng đặc tính cơ khi không có phản hồi tốc độ và phản hồi dòng điện 1- Cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch công suất Thyristor chỉnh lưu. 2- Bật công tắc hồi tiếp tốc độ và hồi tiếp dòng điện về vị trí OFF. 3- Từ từ xoay chiết áp điều chỉnh tốc độ trên Panel khối điều chỉnh sang phải và dừng ở vị trí 2/3 dải điều chỉnh. 4- Quay chiết áp tải sang vị trí 1 (min), 2, 3, 4, 5 (max). 5- Mỗi lần thay đổi tải, đọc một bộ gồm các giá trị điện áp và dòng điện phần ứng trên V và A và chỉ số mômen, tốc độ quay rôto trên các đồng hồ tương ứng, ghi vào bảng sau: TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 7 Mức tải U (V) I (A) n (v/ph) M (Nm) 0 1 2 3 4 5 6- Cắt tải máy phát. Tắt các công tắc nguồn, dừng thí nghiệm. 7- - Vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên theo tính toán lý thuyết. Số liệu của động cơ: U đm = V, I đm = A, P đm = W, n đm = v/ph. 8- Vẽ quan hệ đặc tính cơ của động cơ n = f(M) trong trường hợp không có phản hồi tốc độ, dòng điện trên cùng một đồ thị với đặc tính cơ theo lý thuyết. *TRẢ LỜI CÂU HỎI: Nhận xét về kết quả thí nghiệm? n (v/ph) M (Nm) TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 8 PHẦN 2: HÖ TRUYÒN §éNG BIÕN TÇN - §éNG C¥ K§B 3 pha R¤TO LåNG SãC A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA Động cơ không đồng bộ 3 pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sở dĩ như vậy là do động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha. Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lạichiếm tỷ lệ rất nhỏ, đó là do việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ một chiều. Trong thời gian gần đây, do phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, động cơ KĐB mới được khai thác các ưu điểm của mình. Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều. Khác với động cơ một chiều, động cơ KĐB được cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt. Từ thông động cơ cũng như mômen động cơ sinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ KĐB là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh. Trong định hướng xây dựng hệ truyền động động cơ KĐB, người ta có xu hướng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ 1 chiều. Phương trình đặc tính cơ của động cơ KĐB có dạng:         +         + = 2 2 2 10 2 2 1 3 nm ph X s R Rs RU M ' ' ω U 1 : Điện áp pha nguồn đặt vào dây quấn stato ω o : Tốc độ đồng bộ R 1 , R 2 / , X nm là thông số dây quấn stato và rôto. s : Hệ số trượt của động cơ. Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB: - Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Thyristor. - Điều chỉnh điện trở Rôto bằng bộ biến đổi xung Thyristor. - Điều chỉnh công suất trượt P s . - Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số Thyristor hay Tranzistor. 2. ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Điều khiển tần số là một phương pháp điều khiển hiện đại cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB trơn, rộng và hiệu quả. Bộ biến tần (BBT) là thiết bị biến đổi năng lượng điện từ tần số công nghiệp (50Hz) sang nguồn có tần số thay đổi cung cấp cho động cơ điện xoay chiều. Bộ biến tần chia làm hai loại: Biến tần trực tiếp (cycloconverter) và biến tần gián tiếp (có khâu trung gian một chiều). Bộ biến tần trực tiếp sử dụng ở các hệ thống công suất cao. TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 9 Bộ biến tần gián tiếp hoạt động theo nguyên lý sau: Điện áp xoay chiều tần số công nghiệp (50Hz) được chỉnh lưu thành nguồn một chiều nhờ bộ chỉnh lưu (CL) không điều khiển hoặc bộ chỉnh lưu điều khiển, sau đó được lọc và qua bộ nghịch lưu (NL) sẽ biến đổi thành nguồn điện áp xoay chiều 3 pha có tần số biến đổi cung cấp cho động cơ. Bộ biến tần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị tốc độ đặt mong muốn. + Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trì từ thông khe hở không đổi trong vùng điều chỉnh mômen không đổi. + Có khả năng cung cấp dòng điện định mức ở mọi tần số. Cũng như các mạch chỉnh lưu, nghịch lưu, trong mạch điều khiển hệ truyền động điện động cơ KĐB, người ta cũng thường sử dụng các van bán dẫn như Thyristor, Tranzitor, IGBT, trong các bộ biến tần. Các bộ biến tần ngày nay người ta thường sử dụng các mạch điều khiển độ rộng xung (PWM) có kết hợp với các mạch vi điều khiển để thay đổi góc mở của IGBT làm thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơ KĐB. Mô hình động tổng quát của động cơ KĐB là một phương trình không gian trạng thái bậc sáu, đầu vào stato là điện áp và tần số, đầu ra có thể là tốc độ quay của rôto, vị trí của rôto, mômen điện từ, từ thông móc vòng của stato hay rôto, từ thông từ hóa, dòng stato, dòng rôto Chúng ta biết rằng nếu như sử dụng hệ trục toạ độ gắn với vectơ không gian của từ thông từ hóa, từ thông stato hoặc từ thông rôto thì biểu thức xác định mômen điện từ của động cơ KĐB sẽ tương tự như biểu thức xác định mômen điện từ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Như vậy mômen điện từ có thể được điều khiển bằng cách điều khiển riêng rẽ hai thành phần: Thành phần tạo từ thông và thành phần tạo mômen của dòng điện stato. Điều này cũng tương tự như điều khiển riêng rẽ mạch điện phần ứng và mạch kích từ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Điều khiển vectơ có thể được thực hiện với cả hệ thống động cơ KĐB - biến tần nguồn áp hoặc động cơ KĐB - biến tần nguồn dòng lẫn độngcơ KĐB - biến tần trực tiếp. Bằng phương pháp điều khiển vectơ chúng ta có thể xây dựng được một hệ thống truyền động điện có chất lượng điều khiển rất cao ở cả 4 góc phần tư. Hiện nay phương pháp điều khiển tần số bằng phương pháp vectơ không gian được áp dụng trong các bộ biến tần do các hãng Lenze, Walt, Siemens chế tạo được sử dụng rất hiệu quả. Các bộ biến tần này cho phép người sử dụng lập trình điều khiển động cơ tùy theo dạng đặc tính cơ của hệ truyền động. B. TÌM HIỂU BÀN THÍ NGHIỆM Bàn thí nghiệm có kết cấu gồm các phần sau: • Mạch nguồn AC cung cấp. • Panel thí nghiệm biến tần. • Các panel thao tác, đo lường điều khiển. • Thiết bị đo dòng điện, điện áp, tốc độ quay (vòng/phút), mômen. • Động cơ KĐB và khối tạo tải: máy phát điện DC, hộp tải thuần trở. 1. MẠCH ĐỘNG LỰC a. Nguồn cung cấp • Nguồn AC một pha 220V có: Aptômát đóng cắt, cầu chì bảo vệ quá tải, nút dừng (cắt nguồn) khẩn cấp (EMG) TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 10 • Chuyển mạch và Vôn kế kiểm tra điện áp dây, pha đầu vào, 3 Ampe kế đo dòng điện sơ cấp biến áp ba pha. • Máy biến áp hạ áp ba pha 380/220-87/50V cách ly • Nguồn AC 220V b. Mạch công suất chỉnh lưu: Bài thí nghiệm này chúng ta sử dụng thiết bị điều khiển biến tần Vectơ SO3636- 5D của hãng LUCAS-NULLE. Đây là thiết bị điều khiển khá hoàn hảo, với thuật toán điều khiển PID, cũng như các biện pháp bảo vệ. Mạch điều khiển biến tần ĐC KĐB dùng mạch nghịch lưu cầu từ nguồn vào: Nguồn AC 230V chỉnh lưu thành nguồn DC, rồi từ DC qua nghịch lưu thành nguồn ra AC ba pha tần số thay đổi, tầng công suất ra dùng 6 IGBT: V1…V6, được điều khiển bằng khối biến tần Lenze. Mạch điều khiển biến tần Lenze được nối với tầng công suất nối với nguồn AC và tín hiệu điều khiển trên panel thí nghiệm biến tần. 2. PANEL THÍ NGHIỆM BIẾN TẦN Panel thí nghiệm biến tần trong hệ điều khiển truyền động ĐC KĐB ba pha như hình 1. Đây là panel thí nghiệm với công nghệ hiện đại, theo tiêu chuẩn Quốc tế. Thiết bị biến tần SO3636-5D, được sử dụng để điều chỉnh trơn tốc độ ĐC KĐB ba pha, rất mềm dẻo có thể lập trình được. Thiết bị này còn kết hợp sử dụng bộ biến tần công nghiệp của hãng Lenze, Seri 8200 Vectơ, với các đầu vào ra (I/O) chuẩn. Nhờ có bộ vi xử lý mà có thể thay đổi các phương pháp điều khiển như: Điều khiển vectơ, điều khiển các đặc tính U/f. Bên cạnh đó các bộ vi điều khiển PID tích hợp và kết hợp với Trasistor (VB) ở chế độ khóa để thực hiện hãm tái sinh theo một mômen quán tính yêu cầu (khi đầu ra điện áp Hình 1 - Panel thí nghiệm biến tần. 6 5 2 3 10 [...]... TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN C NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 1 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU + Giúp người học làm quen với các điều khiển truyền động điện một chiều Trên cơ sở thực nghiệm củng cố phần lý thuyết đã học và tiếp tục phát triển các ứng dụng cơ bản + Sinh viên cần nắm chắc lý thuyết cơ sở, thu thập đúng kết quả thí nghiệm + Lập bảng dữ liệu, làm báo cáo, phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra các kết luận chính 2 THÍ NGHIỆM... Điểm kiểm tra điện áp +UG -UG: Điểm kiểm tra điện áp -UG U V W: Các đầu ra cho động cơ ba pha T1/T2: Đầu vào số để bộ điều khiển cho phép mức thông qua chuyển mạch nhiệt độ trên động cơ Chức năng đầu vào có thể lập trình Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 11 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN b CÁCH ĐẤU NỐI, THAO TÁC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC 1 Trước hết nối biến tần với động cơ, kiểm tra thiết bị, điện áp cung... thiết bị sẽ được tìm thấy: 8200V100 PDB Inverter 820x Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 14 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN • Hướng dẫn sử dụng phần mềm H×nh 2 - ThiÕt lËp ban ®Çu cho bé biÕn tÇn H×nh 3 - Giao diÖn ®iÒu khiÓn biÕn tÇn - Chọn loại động cơ: 0.37kW, 50Hz, 230V, 1398 1/min - Có thể khởi động động cơ bằng nút Start (hoặc F8), dừng động cơ bằng nút Stop (hoặc F9) - Có thể nhấn vào nút Control... bảng sau: R1 R2 R3 n (1/min) M (Nm) Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 16 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN n (v/ph) M (Nm) 3 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM - Làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu quy định - Lập bảng, vẽ các đường cong đặc tính cơ n =f(M) thực nghiệm ứng với các trường hợp thay đổi tần số khác nhau trên cùng một hệ trục NHẬN XÉT: Có nhận xét gì khi thay đổi tần số của động cơ KĐB khi thay đổi tần số theo... Điều chỉnh giới hạn dùng bằng cách giảm tỉ số V/f (hay U/f) Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 12 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Khối thao tác để điều khiển và điều chỉnh tham số có bộ nhớ để truyền các thiết lập tham số, có các bộ cắm trực tiếp Chú ý: - Trước khi nối hoặc tháo các đầu nối thí nghiệm, nhất thiết phải cắt nguồn ra khỏi bàn thí nghiệm Cần nối dây PE bảo vệ - Tần số sử dụng tùy thuộc vào... Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 15 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Nếu thiết bị làm việc bình thường thì hệ thống không báo lỗi, các thông số chính được hiển thị trên các giao diện tương ứng - Trong các trường hợp ta có thể đo tần số đầu ra của bộ biến tần bằng điện áp tương tự ở đầu ra Output 62, mức 10VDC tương ứng với fmax H×nh 3 - Giao diÖn th«ng sè tr¹ng th¸i bé biÕn tÇn • Thao tác thí nghiệm. .. số động cơ Trạng thái của truyền thông LECOM A/B ứng với các LED xanh, vàng, vàng LED xanh Vcc LED vàng RxD LED vàng TxD Module truyền thông Đang nhận tín hiệu Đang phát tín hiệu Nháy chưa khởi tạo telegram telegram Module truyền thông Sáng nối sai nguồn Module truyền thông Không trả lời phát chưa có nguồn cung Không nhận telegram Tắt telegram cấp Bộ môn TĐH, Khoa Điện Trang 13 TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN...TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN dây >400V) Nếu cần tăng hãm tái sinh từ bên ngoài ta nối thêm điện trở RB vào vị trí 5, 6 trên panel Có ba phương pháp điều chỉnh tần số: • Điều chỉnh bằng chiết áp, thay đổi điện áp tham chiếu analog • Từ bàn phím kết hợp với hiển thị tinh thể lỏng "LCD-Keypad" • Từ máy tính... hệ thống - Khi sử dụng chức năng đảo chiều CW/CCW, một phanh được đấu nối, hoặc một lỗi của điện áp điều khiển có thể dẫn đến sự thay đổi đột ngột vài vòng quay rôto d HƯỚNG DẪN THIẾT LẬP THAM SỐ VÀ MỘT SỐ CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA BIẾN TẦN * Cách thiết lập tham số bằng môđun truyền thông LECOM-A/B (RS232) Module truyền thông LECOM-A/B (RS232) nối bộ điều khiển vào một máy chủ (PC) bằng kết nối RS232 Các... đầu vào E4 nối nguồn 10 Các đáp ứng khởi động và phanh (tăng tốc khởi động và hãm giảm tốc) được thiết lập tại nhà máy Những việc này có thể thay đổi bằng bàn phím hoặc phần mềm PC c THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BIẾN TẦN 8200 VECTƠ Các đại lượng điện định mức • Công suất: 750W/1.6kVA • Điện áp vào: 230V (+15%, -20%) • Điện áp ra: 0…230V • Tần số đầu ra: 0…480 Hz • Dòng điện đầu ra: 0…4A • Hệ số quá tải: 150% . 1. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Truyền động cho một máy, một dây chuyền sản xuất mà dùng năng lượng điện thì gọi là truyền động điện (TĐĐ). Hệ truyền động điện. 5 - S bn thớ nghim TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 6 C. THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG TỰ ĐỘNG ĐẢO CHIỀU I. MỤC ĐÍCH, YÊU