Tiểu luận Tìm hiểu biến tần FR - A700 của Mítubishi

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN  ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN: GVHD: PHẠM THÚY NGỌC SVTH: NHÓM 12 LỚP HP: 211402302 TP HCM, THÁNG 01 / 2011 www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 2 DANH SÁCH NHÓM Stt Họ và tên MSSV Ghi chú 1 Nguyễn Phú Toàn 08095341 2 Phạm Thành Việt 08106901 3 Bế Văn Quỳnh 08256081 4 Nguyễn Khắc Tuấn 06701684 5 Đặng Tuấn Mẫn 08113941 www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 3 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN  ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 4 MỤC LỤC  Đề mục Trang LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................... 6 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN FR-A700 1.1 Cấu trúc biến tần FR-A700 .................................................................................................... 8 1.2 Kiểm tra sản phẩm và nhận dạng các bộ phận ........................................................................ 9 1.3 Lắp đặt và nối dây ............................................................................................................... 10 1.3.1 Đấu dây 1.3.1.1 Sơ đồ nối dây 1.3.1.2 Đặc điểm kĩ thuật của các đầu cuối trên mạch chính 1.3.1.3 Đấu mạch điều khiển 1.3.2 Ngắt điện và công tắt tơ điện từ: PHẦN 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ VÀ CÁCH CÀI ĐẶT CÁC THÔNG SỐ 2.1 Các bước điều khiển ............................................................................................................ 18 2.2 Bảng điều khiển hoạt đông .................................................................................................. 20 2.2.1 Các phần của bảng điều khiển hoạt động (FR-DU07) 2.2.2 Hoạt động cơ bản 2.2.3 Hoạt động khóa cho một thời gian dài 2.2.4 Giám sát đầu ra dòng điện và đầu ra điện áp 2.2.5 Ưu tiên đầu tiên của màn hình 2.2.6 Thay đổi giá trị thông số cài đặt 2.2.7 Xóa tham số, xóa tất cả tham số 2.2.8 Các thông số sao chép và các tham số xác minh 2.3 Trước khi hoạt động ............................................................................................................ 26 2.3.1 Bảo vệ quá nhiệt động cơ bằng biến tần(Pr. 9) 2.3.2 Khi tần số động cơ là 50Hz (Pr. 3) 2.3.3 Tăng momen xoắn khởi động (Pr. 0) 2.3.4 Giới hạn tối đa và tối thiểu tần số đầu ra (1 Pr., Pr. 2) 2.3.5 Thay đổi thời gian tăng tốc và giảm tốc (Pr. 7, Pr. 8) 2.4 Khởi động / dừng từ bảng hoạt động (PU operation mode) ................................................. 31 2.4.1 Thiết lập tần số cài đặt để hoạt động (ví dụ: Hoạt động thực tại 30Hz) 2.4.2 Sử dụng quay số cài đặt như một chiết áp để thực hiện thao tác. 2.4.3 Sử dụng thiết bị chuyển mạch để cung cấp cho một lệnh khởi động và một lệnh tần số (đa tốc độ cài đặt) 2.4.4 Thực hiện các cài đặt tần số bằng tín hiệu tương tự (điện áp đầu vào) 2.4.5 Thực hiện cài đặt tần số dạng tương tự (dòng điện đầu vào) 2.5 Thực hiện khởi động và ngừng với đầu bắt dây (hoạt động bên ngoài) ................................. 37 2.5.1 Sử dụng tần số thiết lập theo quy định của bảng điều khiển hoạt động (Pr. 79 = 3) 2.5.2 Sử dụng thiết bị chuyển mạch để cung cấp cho một lệnh bắt đầu, một lệnh tần số (cài đặt đa tốc độ) (Pr. 4 đến Pr. 6) 2.5.3 Thực hiện cài đặt tần số dạng tương tự (điện áp vào) 2.5.4 Thực hiện cài đặt tần số dạng tương tự (dòng điện vào) PHẦN 3: CÁC CỔNG TRUYỀN THÔNG 3.1 Phương pháp kết nối ............................................................................................................ 41 3.1.1 Kết nổi sử dụng đầu nối USB (chỉ FR-A700,E700) 3.1.2 Kết nối sử dụng đầu nối PU 3.1.3 Kết nối nhiều biến tần sử dụng đầu nối RS-485 www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 5 3.1.4 Sự kết nối thông qua GOT ( Tính năng trong suốt FA) 3.2 Kết nối động cơ với bộ mã hóa (điều khiển Vector) ............................................................ 58 PHẦN 4: SOFTWARE CỦA BIẾN TẦN FR-A700 (FR CONFIGURATOR SW2) 4.1 Khởi động FR Configurator ................................................................................................. 69 4.2 Danh sách trình đơn............................................................................................................. 69 4.3 Lưu, Đọc và In tập tin.......................................................................................................... 70 4.3.1 Các loại tập tin 4.3.2 Phương pháp lưu 4.3.3 Đọc tập tin 4.3.4 In ấn 4.4 Giải thích màn hình ............................................................................................................. 73 4.4.1 Thanh công cụ 4.4.2 Danh sách hệ thống 4.4.3 Thanh trạng thái 4.5 Thiết lập chế độ hoạt động của các Biến tần ........................................................................ 77 4.5.1 Thiết lập chế độ hoạt động 4.5.2 Thiết bị thông tin liên lạc thiết lập của máy tính cá nhân 4.6 Thiết lập FR Configurator [Setting] ..................................................................................... 81 4.6.1 Thiết lập hệ thống 4.6.2 Thông tin cài đặt 4.6.3 Thiết lập môi trường 4.7 Cài đặt tham số [Parameter]................................................................................................. 86 4.7.1 Hiển thị tất cả tham số [All List Format] 4.7.2 Hiển thị các thông số chức năng theo chức năng 4.7.3 Đăng ký một tham số đến các nhóm người sử dụng [Individual List Format] 4.7.4 Các thông số cài đặt tự động [Basic Settings] 4.7.5 Bố trí chức năng I / O thiết bị đầu cuối của biến tần [I/O Terminal Allocation] 4.7.6 Chuyển đổi các tham số tự động thay thế của mô hình thông thường [Convert Function] 4.8 Giám sát tình trạng biến tần [Monitor] ............................................................................... 104 4.8.1 Hiển thị dữ liệu theo dõi trên đồng hồ tương tự [Data Display] 4.8.2 Theo dõi tình trạng của I / O của thiết bị đầu cuối [I / O Terminal Monitor] 4.8.3 Giám sát bằng sóng [Oscilloscopes] 4.8.4 Liệt kê các trạng thái biến tần của tất cả các trạm [Status Monitor] 4.9 Kiểm tra lỗi biến tần [Diagnosis] ....................................................................................... 123 4.9.1 Kiểm tra tình trạng mạch chính [VFD Status] 4.9.2 Liệt kê báo động xảy ra [Alarm History] 4.9.3 Kiểm tra các chỉ dẫn thay thế một phần biến tần [Life check] 4.9.4 Đánh giá nguyên nhân của lỗi [Trouble shoot] 4.10 Chạy thử nghiệm ............................................................................................................. 127 4.10.1 Chạy thử nghiệm 4.10.2 Tối đa hóa hiệu suất động cơ [Auto Tuning] TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 130 www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 6 LỜI NÓI ĐẦU Chỉ nhỏ bằng một cuốn từ điển bỏ túi nhưng là thiết bị điều khiển vô cấp tốc độ động cơ không tiếp điểm hiện đại nhất trên thế giới, mang trong mình những tiện ích vượt trội mà bất cứ người sử dụng nào cũng cảm thấy hài lòng. Đó là bộ biến tần bán dẫn, một phương tiện kết nối cả thế giới truyền động, đã và đang làm thay đổi cả một kiểu tư duy trong điều khiển truyền động điện và quản lý điện năng ( Trích lời ks. Kiều Ngọc Hạnh ) Trong thời gian gần đây, bộ biến tần bán dẫn có tỷ lệ tăng trưởng rất nhanh ở Việt Nam. Hiện tại, ở Việt Nam, có một số nhãn hiệu biến tần đang phân phối là Hitachi, Mitsubishi, Danfoss, ABB, Siemens... 1.Việc sử dụng biến tần đem lại cho chúng ta những tiện ích: Điểm đặc biệt nhất của hệ truyền động biến tần - động cơ là bạn có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ. Tức là thông qua việc điều chỉnh tần số bạn có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng. Sử dụng bộ biến tần bán dẫn, cũng có nghĩa là bạn mặc nhiên được hưởng rất nhiều các tính năng thông minh, linh hoạt như là tự động nhận dạng động cơ; tính năng điều khiển thông qua mạng; có thể thiết lập được 16 cấp tốc độ; khống chế dòng khởi động động cơ giúp quá trình khởi động êm ái (mềm) nâng cao độ bền kết cấu cơ khí; giảm thiểu chi phí lắp đặt, bảo trì; tiết kiệm không gian lắp đặt; các chế độ tiết kiệm năng lượng,… Bạn sẽ không còn những nỗi lo về việc không làm chủ, khống chế được năng lượng quá trình truyền động bởi vì từ nay bạn có thể kiểm soát được nó thông qua các chế độ bảo vệ quá tải, quá nhiệt, quá dòng, quá áp, thấp áp, lỗi mất pha, lệch pha,… của biến tần. Đặc biệt, với những bộ biến tần có chế độ điều khiển “Sensorless Vector SLV” hoặc “Vector Control With Encoder Feedback”, bạn sẽ được hưởng nhiều tính năng cao cấp hơn hẳn, chúng sẽ cho bạn một dải điều chỉnh tốc độ rất rộng và mômen khởi động lớn, bằng 200% định mức hoặc lớn hơn; sự biến động vòng quay tại tốc độ thấp được giảm triệt để, giúp nâng cao sự ổn định và độ chính xác của quá trình làm việc; mômen làm việc lớn, đạt 150% mômen định mức ngay cả ở vùng tốc độ 0. 2. Biến tần FR-A700 Mitsubishi Mitsubishi Electric Automation, nhà cung cấp sản phẩm tự động hóa tầm cỡ thế giới cho nhiều ngành công nghiệp mới đây đã cho ra mắt bộ biến tần tính năng cao A700 để điều khiển động cơ từ ½ đến 600 mã lực. A700 sẽ thay thế các dòng biến tần A500 và A500L của công ty cho ra mắt từ năm 1997. FR-A700 là dòng biến tần đầu tiên của Mitsubishi có tích hợp bộ điều khiển khả trình (PLC) và mang trong mình nhiều đặc điểm của công nghệ đặc biệt mà Mitsubishi phát triển cho các sản phẩm truyền động servo. Đặc điểm đáng chú ý như tự động điều chỉnh. Tính năng này giúp tự động bù vào sự thay đổi quán tính tải trọng. Kết quả là mang lại hoạt động trơn tru, thời gian ngưng hoạt động giảm và chi phí hoạt động thấp. “A700 nhanh hơn, thông minh hơn, khỏe mạnh hơn mọi loại biến tần chúng tôi đã giới thiệu trước đây”, ông Chris Cusick, giám đốc marketing của Mitsubishi cho biết. “Với PLC tích hợp trong A700, người sử dụng có thể điều chỉnh thiết bị theo yêu cầu ứng dụng của mình”. Có tốc độ hồi đáp 300 radian/giây, nhanh hơn 10 lần so với các dòng A500, A700 hỗ trợ hầu hết các giao thức thông dụng, gồm Profibus DP, CC-Link, DeviceNet, LonWorks, ControlNet, Modbus RTU, Metasys N2, EtherNet IP và Modbus TCP/IP, tất nhiên, cả giao thức mạng RS485 độc quyền của Mitsubishi. Ngoài ra, A700 còn hỗ trợ mạng kết nối chuyển động sợi quang cho www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 7 phép nó hoạt động tương hợp với hệ truyền động servo J3 mới của hãng và toàn bộ dòng sản phẩm điều khiển chuyển động khác của hãng. Để đi sâu tìm hiểu về loại biến tần FR-A700 và được sự hướng dẫn tận tình của Cô Phạm Thúy Ngọc_GV Khoa Công nghệ Điện_Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM thì nhóm chúng tôi đã thực hiện đề tài “ TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI”. Trong đề tài này thì nhóm chúng tôi trình bày gồm các nội chính như sau: Phần 1: Tổng quan về biến tần FR-A700 Phần 2: Điều khiển động cơ và cách cài đặt các thông số Phần 3: Các cổng truyền thông Phần 4: Software của biến tần FR-A700 (FR Configurator SW2) Trong quá trình thực hiện đề tài cũng không tránh những thiếu sót rất mong sự góp ý của Cô cũng như của bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn!. Nhóm 12 thực hiện www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 8 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN FR-A700 1.1 Cấu trúc biến tần FR-A700 1.1.1 Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f1 cố định thành nguồn điện có tần số fr thay đồi được nhờ các khóa bán dẫn. Phân loại: Biến tần được phân chia làm hai loại: a) Biến tần trực tiếp b) Biến tần gián tiếp Biến tần gián tiếp được chia làm hai loại: biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp. Ứng dụng: Bộ biến tần thường được sừ dụng để điều khiền vận tốc động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên. Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số pha. Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải động cơ ba pha. Bộ biến tần còn dược sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt điện. Bộ biến tần trong trường hợp này cung cấp năng lượng cho lò cảm ứng. 1.1.2 Cấu trúc biến tần FR-A700 Biến tần FR-A700 là biến tần nguồn áp gồm các phần cơ bản: + Bộ chỉnh lưu: Có nhiều dạng khác nhau, mạch tia, mạch cầu một pha hoặc ba pha. Thông thường ta gặp ,mạch cầu ba pha. Thông thường, bộ chỉnh lưu có dạng không điều khiển, bao gồm các diode mắc dạng mạch cầu. Độ lớn điện áp và tần số áp ra của bộ nghịch lưu còn có thể điều khiển thông qua phương pháp điều khiển xung thực hiện trực tiếp ngay trên bộ nghịch lưu. Ở chế độ máy phát của tải (chẳng hạn khi hãm động cơ không đồng bộ), năng lượng hãm được trả ngược về mạch một chiều và nạp cho tụ lọc Cf. Năng lượng nạp về trên tụ làm điện áp nó tăng lên và có thể đạt giá lớn có thể gây quá áp. Để loại bỏ hiện tượng quá điện áp trên tụ Cf, ta có thể đóng mạch xả điện áp trên tụ qua một điện trở mắc song song vơi tụ thông qua công tắc bán dẫn S. + Mạch trung gian một chiều: Có chứa tụ lọc với điện dung khá lớn Cf (khoảng vài ngàn F ) mắc vào ngõ vào của bộ nghịch lưu. Điều này giúp cho mạch trung gian hoạt động như nguồn điện áp. Tụ điện cùng với cuộn cảm Lf của mạch trung gian tạo thành mạch nắn điện áp chỉnh lưu. Cuộn kháng Lf có tác dụng nắn dòng điện chỉnh lưu. Trong nhiều trường hợp, cuộn kháng Lf không xuất hiện trong cấu trúc mạch và tác dụng nắn dòng của nó có thể được thay thế bằng cảm kháng tản máy biến áp cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu. Do tác dụng của diode nghịch đảo bộ nghịch lưu, điện áp đặt trên tụ chỉ có thể đạt các giá trị dương. Tụ điện còn thực hiện chức www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 9 năng trao đổi năng lượng ảo giữa tải của bộ nghịch lưu và mạch trung gian bằng cách cho phép dòng id2 thay đổi chiều nhanh không phụ thuộc vào chiều của dòng id1. + Bộ nghịch lưu áp: Bộ nghịch lưu là thiết bị biến đổi năng lượng điện một chiều thành năng lượng điện xoay chiều. Nghịch lưu có dạng một pha hoặc ba pha. Quá trình chuyển mạch của bộ nghịch lưu áp thường là quá trình chuyển đổi cưỡng bức. Trong trường hợp đặc biệt bộ nghịch lưu làm việc không có quá trình chuyển mạch hoặc với quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài. Từ đó ta có hai trường hợp bộ biến tần với quá trình chuyển mạch độc lậpvà quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài. 1.2 Kiểm tra sản phẩm và nhận dạng các bộ phận Mở bao bì biến tần và kiểm tra các tấm công suất trên bìa đĩa phía trước và đánh giá trên mặt bên biến tần để đảm bảo rằng sản phẩm đồng ý với đơn đặt hàng và biến tầnđược nguyên vẹn.  Inverter Type  Phụ kiện Quạt bao gồm đinh vít cố định (22K hoặc ít hơn) Những con ốc theo tiêu chuẩn Châu Âu www.bientan.hnsv.com SVTH: NHÓM 12 LỚP HP:211402302 ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI Page 10 Công suất Kích cở ốc Số 200V