TDD C5 BientanVecto.pdfhyyssssssssssssss
- 1. Điều khiển vector động cơ dị bộ Chọn biến tần TS. Lê Quang Đức
- 2. • Động cơ dị bộ tốt hơn động cơ ĐC về giá cả, độ bền, kích thước Điều khiển vector? • DC motor dễ điều khiển hơn, từ thông và dòng điện phần ứng riêng biệt – Đáp ứng nhanh, điều khiển đơn giản • ĐKVT chuyển đổi động cơ AC thành mô hình dễ điều khiển bằng cách tách rời từ thông và dòng điện
- 3. Nguyên lý ĐK động cơ DC Current in Current out a f Te = k If Ia
- 4. Nguyên lý điều khiển vector động cơ AC a b b’ c’ c Dòng điện Is stator tạo ra từ thông stator s r Tác động tương hỗ từ thông rotor và từ thông stator tạo ra moment Góc lệch giữa từ thông rotor và stator thay đổi theo tốc độ và tải Từ thông Stator tạo ra dòng điện rotor
- 5. Điều khiển vector Phương trình moment: s s e i 2 p 2 3 T s r r m e i L L 2 p 2 3 T Trong hệ trục d-p đứng yên: ) i i ( L L 2 p 2 3 T sd rq sq rd r m e
- 7. Chọn hệ trục quay theo từ thông rotor, đơn giản hóa r rd r 0 r rq s i qs ds r dr qr r sd i r sq i ) . 0 ( 2 2 3 sd sq rd r m e i i L L p T Trong hệ trục tọa độ quay -Từ thông có thể tính được theo dòng điện - ) . ( 2 2 3 sq sd r m e i i K L L p T
- 8. Điều khiển trực tiếp vector dòng điện T* r* 2/3 isq* isd* ia* ib* ic* CC VSI TC FC ir sq* ir sd* ej Te r Hệ trục quay Hệ trục đứng Chuyển đổi hệ trục đứng - xoay • Tính dòng điện Isd, Isq • Tính từ thông Chuyển đổi hệ trục Xoay – đứng
- 9. 9 Điều khiển tốc độ theo cấu trúc nối tầng
- 10. 10 Giá trị dòng điện trong quá trình quá độ Điều khiển vector Dòng điện tăng tỷ lệ với moment, cho phép điều khiển tốt và hiệu quả. 50% In 1.5 In 2 In Moment "Id" = Từ thông 100% 162% 220% 0.5 In 0% Ví dụ Id = 50% of In Motor I magn (Id) Torque at I=150% Torque at I=200% >= 750 kW 30% 153% 207% >= 400 kW 40% 157% 213% >= 150 kW 50% 162% 222% >= 1kW 60% 172% 239% >= 0.2 kW 70% 185% 261% Ví dụ động cơ điển hình Điều khiển V/f = const Không điều khiển dòng điện, giá trị dòng điện không tỷ lệ với moment. Có thể cao đến 6 lần so với giá trị định mức trong quá trình quá độ
- 11. 11 So sánh các luật điều khiển
- 12. ĐK véctơ từ thông Luật V/F Tự động bù (Rs và s) Bù thường (Đặt U0 ban đầu) T/Tn FrS FrS 5 10 1 3 100% 200 % T/Tn Điều khiển véctơ có độ chính xác cao hơn, đặc biệt ở tốc độ thấp, và đáp ứng động tốt hơn so với điều khiển vô hướng V/F. So sánh điều khiển véctơ từ thông và V/F So sánh luật điều khiển ở theo tốc độ làm việc
- 13. 1 – Chế độ dài hạn, động cơ tự làm mát 2 – Chế độ dài hạn – động cơ làm mát ép buộc 3 – Chế độ quá tải ngắn hạn – 2 min 4 – Chế độ quá tốc độ định mức ------- Chế độ chống kẹt máy cca 1 sec Đặc tính khai thác của biến tần + động cơ theo tốc độ ở các chế độ làm việc
- 14. Tải mômen không đổi (Constant Torque - CT) Mômen 0 TL Tốc độ Tốc độ cơ bản 1500 rpm - Thường gặp trong nhiều ứng dụng như băng chuyền, cầu trục, thang máy... - Chức năng “Motor tuning” giúp biến tần bù sụt áp, duy trì mômen trong giải tốc độ thấp 380V 190V 25Hz 50Hz 87Hz Đặc tính V/F - Mômen được duy trì theo đặc tính V/F tuyến tính (có bù với “Motor tuning”). - Trên tốc độ cơ bản (50Hz), điện áp được duy trì không đổi (đạt max) - Mômen của tải không phụ thuộc vào tốc độ quay TL = constant tương ứng PL = TLw = kw Chọn biến tần theo tải ở chế độ làm việc dài hạn
- 15. Tốc độ cơ bản Mômen Tốc độ 1500 rpm 2000 rpm 2500 rpm 3000 rpm - Các ứng dụng với tốc độ lớn hơn tốc độ cơ bản (trên 50Hz) - Các ứng dụng hay gặp: Máy cưa, máy tời/quấn dây, máy kéo... - Mômen của tải tỉ lệ nghịch với tốc độ quay tương ứng PL = TLw = constant w k L T Tải công suất không đổi (Constant Power - CP) Chọn biến tần theo tải ở chế độ làm việc dài hạn
- 16. Mômen Tốc độ TL - Các tải liên quan tới quạt/bơm ly tâm - Mômen của tải tỷ lệ với bình phương tốc độ quay của máy. TL = kw2 , tương ứng PL = TLw = kw3 - Chỉ cần một mômen nhỏ để khởi động Biến tần cho ứng dụng VT tiết kiệm năng lượng Thí dụ: Ở 1/2 tốc độ (25Hz), bơm tiêu thụ một lượng công suất bằng 1/8 công suất định mức (50Hz)! Tải mômen biến thiên (Variable Torque – VT) Chọn biến tần theo tải ở chế độ làm việc dài hạn
- 17. Tải bơm trục vít Mômen tải tỷ lệ với tốc độ quay TL = kw tương ứng PL = TLw = kw2 Mômen Tốc độ 0 TL Tải mômen biến thiên (Variable Torque – VT) Tải cơ
- 18. - Tải mômen không đổi CT cần mômen khởi động lớn lúc ban đầu. - Dòng khởi động đạt tới hơn 150% định mức trong 1 phút. - Nếu động cơ không khởi động được, hoặc dòng khởi động > 150% quá 1 phút, biến tần sẽ “trip”. Biến tần điều khiển vector Ví dụ: Schneider Electtric... - ATV31, ATV58, ATV68, ATV71 được thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng CT Mômen t 1 phút 100% 220% Tải yêu cầu mômen quá tải lớn Chọn biến tần theo tải ở chế độ làm việc ngắn hạn
- 19. Mômen t 1 phút 100% 110% Tải bơm/quạt chỉ cần mômen quá tải nhỏ -Khởi động chậm -Các nhà sản xuất cung cấp các biến tần chuyên dụng cho ứng dụng bơm, quạt ly tâm -- BIẾN TẦN U/F Ví dụ: Schneider Electric Biến tần ATV21, ATV61 được thiết kế chuyên dụng cho các loại tải bơm/quạt. Tải yêu cầu mômen quá tải nhỏ Chọn biến tần theo tải ở chế độ làm việc ngắn hạn