Ứng dụng biến tần trong điều khiển tự động

Sử dụng biến tần trong điều khiển động cơ có lợi ích gì?

Khi thiết bị chẩn đoán, giám sát từ xa và kết nối mạng từ xa ngày càng phổ biến thì các giải pháp liên lạc cho biến tần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Thế hệ biến tần mới cung cấp các giải pháp liên lạc tích hợp sẵn rất tiên tiến giúp người sử dụnglắp ráp các ứng dụng có mức độ tích hợp cao kết nối biến tần với quá trình sản xuất thông qua các mạng mở. Như vậy tiết kiệm được không gian panel so với giải pháp sử dụng card liên lạc tách biệt gắn bên ngoài biến tần. Cùng với môđun liên lạc bên trong cho phép kết nối trực tiếp với các mạng sàn máy chuẩn, thế hệ biến tần ngày nay còn có thể tích hợp thông suốt với mọi quá trình sản xuất...

Biến tần ý nghĩ tới đầu tiên là một thiết bị tự động hóa, thiết bị này giống như một quyển từ điển đa năng nó 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.


Theo PGS,TS. Lê Tòng - chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực truyền động Việt Nam đánh giá thì bộ biến tần có tỷ lệ tăng trưởng rất nhanh ở Việt Nam trong những năm gần đây, hứa hẹn một thị trường đầy tiềm năng.


Tiện ích sử dụng của biến tần

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 và có thể điều chỉnh tốc độ động cơ thay đổi theo ý muốn trong một dải rộng.

Sử dụng biến tần, 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.


 

Phạm vi sử dụng

Các bộ biến tần bán dẫn dùng để khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ điện xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc. Có nhiều kích cỡ công suất khác nhau phù hợp với từng loại công suất động cơ.

Tất cả các hãng biến tần hiện nay đều phát triển 2 dãy dòng sản phẩm khác nhau phù hợp với nhiều dạng ứng dụng khác nhau.


Một số điều lưu ý khi sử dụng biến tần

+ Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn bộ biến tần cho phù hợp, theo cách đó bạn sẽ chỉ phải trả một chi phí thấp mà lại đảm bảo độ tin cậy làm việc.

+ Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhậy cảm với điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn bạn phải chắc chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hoá, phù hợp với môi trường khí hậu Việt Nam.

+ Bạn phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.

Các bộ biến tần không thể làm việc ở ngoài trời, chúng cần được lắp đặt trong tủ có không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thông gió), vị trí đặt tủ là nơi khô ráo trong phòng có nhiệt độ nhỏ hơn 500oC, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn, độ cao nhỏ hơn 1000m so với mặt nước biển.

+ Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, nếu không hiểu hoặc không chắc chắn thì không tự ý mắc nối hoặc thay đổi các tham số thiết đặt.

+ Nhờ các chuyên gia kỹ thuật của hãng cung cấp biến tần cho bạn hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có được chế độ vận hành tối ưu cho ứng dụng của bạn.

+ Khi biến tần báo lỗi hãy tra cứu mã lỗi trong tài liệu và tìm hiểu nguyên nhân gây lỗi, chỉ khi nào khắc phục được lỗi mới khởi động lại.

+ Mỗi bộ biến tần đều có một cuốn tài liệu tra cứu nhanh, bạn nên ghi chép chi tiết các thông số đã thay đổi và các lỗi mà bạn quan sát được vào cuốn tài liệu này, đây là các thông tin rất quan trọng cho các chuyên gia khi khắc phục sự cố cho bạn.

Cuối cùng, ngày nay bộ biến tần không còn là một thứ xa xỉ tốn kém chỉ dành cho những người có tiền, những tiện ích mà bộ biến tần mang lại cho bạn nhiều hơn rất nhiều so với chi phí bạn phải trả, nên bạn đừng ngần ngại đầu tư mua biến tần cho các hệ truyền động của bạn có thể ứng dụng được biến tần. Đó là một sự đầu tư đúng đắn, một chiến lược đầu tư tổng thể và dài hạn.

Hầu hết các loại biến tần hiện nay đều cung cấp cấu trúc phần cứng/điều khiển mở và linh hoạt kết hợp với nhiều lựa chọn fieldbus môđun mang lại nhiều lựa chọn cho nhà thiết kế và người sử dụng trong việc tích hợp biến tần với các loại máy móc và thiết bị khác.

Xét trên phương diện chức năng cơ bản thì biến tần AC dường như không khác mấy so với một thập kỷ trước. Chúng điều khiển tốc độ và mômen động cơ, bảo vệ động cơ, và cho phép người sử dụng điều chỉnh các thông số hoạt động như thời gian tăng giảm tốc. Tuy nhiên, nhờ vào bộ vi xử lý siêu nhỏ, biến tần ngày càng thông minh, dễ tương tác và trở thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Hầu hết các loại biến tần hiện nay đều cung cấp cấu trúc phần cứng/điều khiển mở và linh hoạt kết hợp với nhiều lựa chọn fieldbus môđun mang lại nhiều lựa chọn cho nhà thiết kế và người sử dụng trong việc tích hợp biến tần với các loại máy móc và thiết bị khác

Nối mạng và truy cập từ xa

Khi thiết bị chẩn đoán, giám sát từ xa và kết nối mạng từ xa ngày càng phổ biến thì các giải pháp liên lạc cho biến tần trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Thế hệ biến tần mới cung cấp các giải pháp liên lạc tích hợp sẵn rất tiên tiến giúp người sử dụnglắp ráp các ứng dụng có mức độ tích hợp cao kết nối biến tần với quá trình sản xuất thông qua các mạng mở. Như vậy tiết kiệm được không gian panel so với giải pháp sử dụng card liên lạc tách biệt gắn bên ngoài biến tần
Cùng với môđun liên lạc bên trong cho phép kết nối trực tiếp với các mạng sàn máy chuẩn, thế hệ biến tần ngày nay còn có thể tích hợp thông suốt với mọi quá trình sản xuất. Bên cạnh đó còn có các bộ chuyển đổi RS232 hỗ trợ biến tần, cung cấp khả năng liên lạc trực tiếp tới PC. Với dải hỗ trợ rộng như vậy, người sử dụng có thể cài đặt, chẩn đoán, giám sát và phân tích hoạt động của toàn bộ quá trình. Khi nhiều biến tần kết nối trên cùng một mạng, người sử dụng có thể giám sát cũng như cấu hình toàn bộ biến tần từ một điểm.

Lập trình thông minh

Hệ điều hành thời gian thực nhúng trong các bộ biến tần ngày nay chạy trên các bộ vi xử lý mạnh mẽ với bộ nhớ flash hỗ trợ tải và lưu chương trình người sử dụng. Ngoài ra, còn có thư viện khối chức năng toàn diện, trong đó gồm: PID, filter, counter, timer, latch, và khối chức năng macro cấp độ cao như điều khiển độ dãn nở…
Biến tần AC được lập trình thông mình có thể tự động điều chỉnh tốc độ khi điện áp sụt và khôi phục khi điện áp trở lại bình thường. Với khả năng khởi động đồng bộ, biến tần tự động xác định tốc độ quay của động cơ trong thời gian sụt điện áp và điện áp trở lại bình thường.

Điều khiển phân tán

Thế hệ biến tần thông minh mới mang lại cho người sử dụng giải pháp “PLC trong biến tần” hiệu quả mà không cần PLC hay bộ điều khiển độc lập khác. Môđun điều khiển chứa đựng trí tuệ nhúng có thể lắp đặt vào biến tần và nó cung cấp nền tảng kinh tế cho nhân viên thiết kế hệ thống để viết ra những chương trình ứng dụng chuyên biệt, do vậy đạt được khả năng điều khiển peer-to-peer thời gian thực ở tốc độ cao.
Điều khiển phân tán kết hợp tiến bộ của công nghệ CPU nhúng tốc độ cao nhưng giá thành thấp tạo nên một hệ thống có khả năng mở rộng linh hoạt hơn với chi phí thấp hơn. Rất nhiều ứng dụng tự động hóa như dây chuyền xử lý dựa trên công nghệ web, vận chuyển hàng hóa và hệ thống băng chuyền… là môi trường lý tưởng cho kiểu điều khiển này