Tài liệu biến tần Siemens Sinamic V20 - Hướng dẫn sử dụng bằng Tiếng Việt
Tìm hiểu về mentor ii
1. Đề tài báo cáo:
TÌM HIỂU VỀ
HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ CỦA
CONTROL TECHNIQUE (MENTOR 2)
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Quang Địch
Thành viên: 1. Nguyễn Hùng Anh – CB190054
2. Nguyễn Xuân Đức– CB190058
1
2. Nội dung
I. Đặt vấn đề
II. Giới thiệu về Mentor II
III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
IV.Các thông số cài đặt của Mentor II
V. Kết luận
2
3. I. Đặt vấn đề
3
- Động cơ điện một chiều thực chất là máy điện đồng bộ trong đó suất điện động
xoay chiều được chỉnh lưu thành suất điện động một chiều.
1.1 Giới thiệu về động cơ một chiều
4. I. Đặt vấn đề
4
a. Định nghĩa:
Hệ thống truyền động chỉnh lưu T- Đ, hay hệ Thyristor - Động cơ một
chiều là các mạch chỉnh lưu điều khiển có điện áp ra tải Ud phụ thuộc vào
giá trị của góc điều khiển.
b. Đặc điểm của hệ truyền động T – Đ:
Chỉnh lưu có thể dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc
dòng điện kích thích động cơ, tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà
có thể dùng các sơ đồ chỉnh lưu thích hợp.
Sơ đồ chỉnh lưu
Thyristor hình cầu 1 pha
Sơ đồ chỉnh lưu
Thyristor hình tia 3 pha
Sơ đồ chỉnh lưu
Thyristor hình cầu 3 pha
1.2 Hệ truyền động T – Đ
5. I. Đặt vấn đề
5c. Phân loại :
Hệ thống T-Đ không đảo chiều
Hệ thống T-Đ đảo chiều
Đảo chiều điện áp phần ứng hoặc đảo chiều từ thông kích từ.
6. II. Giới thiệu về Mentor II
6
2.1 Khái niệm
Mentor II là bộ điều khiển động cơ 1 chiều kĩ thuật
số được ứng dụng điều khiển động cơ 1 chiều với:
Công suất thiết kế: từ 7,5 kw cho đến 750 kw.
Điện áp: từ 208 đến 660V.
Đầu ra của dòng điện là 25 đến 1850 A.
7. II. Giới thiệu về Mentor II
7
2.2 Đặc điểm
Có bộ vi xử lý công nghiệp điều khiển động cơ điện 1 chiều.
Phạm vi Mentor II có thể điều khiển tốc độ hoặc mômen động
cơ 1 chiều ở chế độ 1 góc phần tư hoặc 4 góc phần tư :
+ Điều khiển 1 góc phần tư là điều khiển động cơ chỉ quay
theo chiều thuận.
+ Điều khiển 4 góc phần tư là điều khiển động cơ có đảo chiều
quay.
Những thông số của Mentor II được lựa chọn và thay đổi tại
bảng điều khiển hay một giao diện khác thông qua truyền thông
nối tiếp.
Mentor II có tính linh hoạt cao
8. II. Giới thiệu về Mentor II
8
Các ưu điểm của Mentor 2
Điều khiển tốc độ chính xác đến 0,1%, đáp
ứng nhanh, momen ổn định.
Cài đặt các tham số dễ dàng nhờ cấu trúc
menu tham số và phần mềm cài đặt
Mentorsoft.
Các đầu vào ra tương tự và đều có khả năng
lập trình linh hoạt.
Có sẵn cổng truyền thông RS485.
Mở rộng tính năng dễ dàng bằng cách cắm
thêm bộ vi xử lý MD29.
9. II. Giới thiệu về Mentor II
9
2.3 Một số ứng dụng
Sử dụng trong các hệ thống đòi hỏi độ chính xác :
+ Máy đùn nhựa, cao su.
+ Máy bọc dây cáp điện, máy tạo cuộn.
+ Dây chuyền cán thép, máy li tâm đường.
+ Điều khiển máy cắt, máy CNC.
10. II. Giới thiệu về Mentor II
10
Ứng dụng trong luyện gang thép
11. II. Giới thiệu về Mentor II
11
Ứng dụng trong sản xuất giấy
12. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
12
3.1 Đặc tính kĩ thuật
Môi trường làm việc
Yêu cầu nguồn cấpĐiều khiểnTính năng an toàn
Các thành phần mở rộng
Nhiệt độ: 0 – 400C, sau đó dòng
điện bị suy hao 1,5%/0C đến 550C
Độ ẩm 95%
Độ cao: 0-4000m
Không kháng nước
Làm mát bằng không khí
Điện áp 3 pha (208-480 VAC -5%
+10% hoặc 525/575/660 VAC ±10%
tùy chọn cho model từ M350 trở lên
Tần số điện áp: 42 – 62 Hz
Hiệu suất: 98%
Chế độ điều khiển: 1 góc phần
tư và 4 góc phần tư
Phương pháp phản hồi: Điện thế
cảm ứng (0.83V); DC
Tachometer (1%); Encoder
(1%)
Giao tiếp Serial: RS422 / RS485
Bảo vệ mất phản hồi, mất kích
từ, mất pha
Bảo vệ quá tải động cơ, chịu
được 150% quá tải trong vòng
30s
Bảo vệ chống ngắn mạch
Module MD29/MD29AN có thể
thay thế PLC
Có nhiều tùy chọn giao tiếp
mạng CT-Net tốc độ cao
Bộ điều khiển kích từ
Các thiết bị khác
13. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
13
3.1 Đặc tính kĩ thuật Chế độ làm việc
và model
Công suất động cơ
Dòng điện liên
tục cực đại
Góc 1/4 Góc 4/4
Tại 400V Tại 500V
Đầu
vào
Đầu ra
kW HP kW HP Aac Adc
M25 M25R 7.5 10 9 12 21 25
M45 M45R 15 20 19 25 38 45
M75 M75R 30 40 38 50 60 75
M105 M105R 37.5 50 47 63 88 105
M155 M155R 56 75 70 94 130 155
M210 M210R 75 100 94 126 175 210
M350 M350R 125 168 156 209 292 350
M420 M420R 150 201 188 252 350 420
M550 M550R 200 268 250 335 460 550
M700 M700R 250 335 313 420 585 700
M825 M825R 300 402 375 503 690 825
M900 M900R 340 456 425 570 750 900
M1200
M1200
R
450 603 563 755 1000 1200
M1850
M1850
R
750 1005 938 1258 1540 1850
14. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
14
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Model
Kích thước (mm) Khối
lượngH W D
M25, M45, M75 370 250 150 10
M25R, M45R, M75R 370 250 150 11
M105 370 250 197 14
M105R 370 250 197 15
M155, M210, M155R,
M210R
370 250 197 21
M350 405 450 280 22
M350R 405 450 280 23
M420, M550 423 450 280 22
M420R, M550R 423 450 280 23
M700, M825 423 450 280 27
M700R, M825R 423 450 280 30
M900, M1200, M1850 1045 450 510 70
M900R, M1200R,
M1850R
1505 450 510 120
15. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
15
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
16. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
16
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Bảng điều khiển
Các module giao tiếp mạng
Các module MD29, MD29AN
17. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
17
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Điều khiển
Bộ điều tiết từ FMX
Giao diện MentorSoft
I/O Box
Màn hình mở rộng
18. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ nguyên lý
F1+ F2+ A1+ A2+
FELD ANKER
SF
M
*
Sơ đồ nối điện áp phần ứng
và kích từ vào Mentor II
Nguồn cung cấp cho
mạch kích từ
18
19. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ mắc một cầu 3 pha
– chế độ 1 góc phần tư
Sơ đồ mắc hai cầu 3 pha song song ngược
- chế độ 4 góc phần tư
19
20. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ hãm động năng
20
21. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ logic
21
22. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ cấu trúc
22
23. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ nối dây chế độ 1 góc phần tư
23
24. III. Cấu trúc bộ điều khiển Mentor II
3.2 Cấu tạo bộ điều khiển Mentor II
Sơ đồ nối dây chế độ 4 góc phần tư
24
25. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
25
Menu 1: Cài đặt tốc độ.
Menu 2: Độ trễ.
Menu 3: Lựa chọn phản hồi và mạch vòng tốc độ.
Menu 4: Lựa chọn và giới hạn dòng điện.
Menu 5: Mạch vòng dòng điện.
Menu 6: Điều khiển từ thông Mentor 2.
Menu 7: Đầu ra và đầu vào Analog.
Menu 8: Đầu vào Digital.
Menu 9: Đầu ra trạng thái.
Menu 10: Tình trạng logic và chuẩn đoán.
Menu 11: Hỗn hợp.
Menu 12: Ngưỡng lập trình.
Menu 13: Khóa kỹ thuật số.
26. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
26Sơ đồ các bước điều chỉnh bảng điều khiển
28. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
28
Menu 1: Cài
đặt tốc độ
• Lựa chọn lưỡng
cực, đơn cực hay
đảo cực, và tốc độ
lớn nhất và nhỏ
nhất của quay
thuận, quay
ngược,…
29. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
29
Menu 2: Độ trễ
• Độ trễ có thể ngắt
bởi tham số giữa
trễ 02.03
• Giá trị của tốc độ
đặt sau khi qua trễ
được hiển thị bởi
tham số 02.01.
30. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
30
Menu 3: Lựa chọn
phản hồi và mạch vòng
tốc độ.
• Tốc độ được xử lý bởi
hàm PID thành đầu ra
của mạch vòng tốc độ
03.07.
• Tốc độ phản hồi từ máy
phát tốc 03.02. Ngoài ra
còn thông báo tốc độ
(rpm) và thông báo tốc
độ không.
31. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
31
Menu 4: Lựa chọn và
giới hạn dòng điện
• Cho phép giới hạn dòng
điện được sử dụng sau
khi có thời gian trễ.
• Được ứng dụng khi
mômen khởi động cao,
sau đó giảm dần.
32. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
32
Menu 5: Mạch
vòng dòng điện
• Xử lý tốc độ và
mômen và phản hồi
để xác định tín hiệu
góc mở.
• Phản hồi dòng điện
cũng là một hàm
quan trọng để bảo
vệ thiết bị.
33. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
33
Menu 6: Điều
khiển từ
thông
Mentor II
Menu 7: Đầu
ra và đầu vào
analog
• Xác định chức
năng của
chương trình
đầu ra và đầu ra
được lập trình.
Menu 8 : Đầu
vào digital
Menu 09:
Đầu ra trạng
thái
• Xác định chức
năng của các
đầu ra được lập
trình.
34. IV. Các thông số cài đặt Mentor II
34
Menu 10:
Tình trạng
logic và
chuẩn
đoán
Menu 11:
Hỗn hợp
Menu 12:
Ngưỡng
lập trình
• Xác định
lượng hiệu
chỉnh vận tốc
trên một đơn
vị lỗi vị trí.
Menu 13:
Khóa kỹ
thuật số
35. V. Kết luận
35
- Bộ điều khiển Mentor II có khả năng làm việc
linh hoạt do dải công suất, điện áp, dòng điện
lớn
- Bộ điều khiển Mentor II cung cấp nhiều model
khác nhau và nhiều thiết bị mở rộng, đem lại
nhiều giải pháp sử dụng cho doanh nghiệp
- Mentor II có kích thước gọn nhẹ, bố trí dễ dàng
trong mặt bằng sản xuất
- Thao tác cài đặt trên Mentor II rất dễ dàng theo
cấu trúc các bảng thông số
- Để chỉnh lưu suất điện động ta có hai đầu vòng dây được nối với hai phiến góp, có hai chổi điện luôn tỳ sát. Khi roto quay, chổi điện luôn tiếp xúc với phiến góp nối với thanh dẫn. Vì vậy suất điện động xoay chiều trong vòng dây đã được chỉnh lưu ở mạch ngoài thành suất điện động và dòng điện một chiều, nhờ hệ thống vành góp và chổi điện.
- Để suất điện động một chiều giữa các chổi điện có trị số lớn, dây quấn roto thường có nhiều vòng dây nối với nhiều phiến góp làm thành dây quấn phần ứng và có cổ góp điện.
- Board điều khiển MDA1: Tại đây người dùng thao tác trên bộ điều khiển thông qua các nút bấm và theo dõi thông qua các bảng led 7 thanh
- Board giao diện MDA2B: dùng để phục vụ nhiều chế độ làm việc,
- Board nguồn MDA6
- Board lọc tín hiệu dòng điện MDA5
- Bảng điều khiển của Mentor II là nơi điều khiển và truy nhập các tham số của bộ điều khiển qua đó điều khiển động cơ.
Bàn phím gồm có một nút “Reset”, một nút “Mode”, hai nút lựa chọn Menu và hai nút lựa chọn tham số. Bấm nút “Mode” một lần để điều chỉnh tham số
Module mạng này đem lại tốc độ giao tiếp cao sử dụng các mạng và giao thức thông dụng bao gồm: CTNet, Profibus-DP, DeviceNet, Interbus-S
Các module MD29 này bao gồm một bộ vi xử lý tốc độ cao có thể được lập trình bằng ngôn ngữ DPL (Denver Public Library) hoặc SYPT, được sử dụng thay cho một bộ PLC, tích hợp sẵn bộ điều khiển vị trí
Điều khiển vạn năng
Các hộp I/O giúp tăng số chân I/O trên bộ điều khiển: 1 chân Analog 12 bit Input, 4 chân Analog 10 bit input, 3 chân Analog 10 bit output, 8 chân Digital Input, 8 chân Digital Output – có thể kết nối 15 module I/O theo kiểu nối tiếp với phạm vi lên tới 100 m
màn hình hiển thị được kết nối với cổng RS485
Bộ FXM5 dùng cho ứng dụng có điều khiển kích từ thay đổi – điểu khiển hướng trục – cho phép xác định vị trí dừng của trục động cơ liên quan đến dữ liệu của bộ phản hồi vị trí
Tốc độ tỉ lệ thuận với thành phần ứng và tỷ lệ nghịch với từ thông. Momen tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng và từ thông. Chiều quay liên quan tới cực tính của điện áp phần ứng và kích từ.
Đảo chiều quay động cơ theo hai cách, tùy thuộc vào kiểu cầu của thiết bị.
Cách điều khiển đơn giản nhất là dung một cầu ba pha để điều khiển động cơ. Lúc này động cơ không đảo được chiều quay. Vì vậy, muốn đảo chiều ta phải có khóa chuyển đổi. Đây gọi là chế độ 1 góc phần tư.
Ta mắc hai cầu song song ngược. Sơ đồ này có thể điều khiển đầy đủ đảo chiều và hãm ngược, hãm tái sinh mà không cần khóa chuyển đổi. Đây là chế độ làm việc 4 góc phần tư.
Đảo chiều quay động cơ theo hai cách, tùy thuộc vào kiểu cầu của thiết bị.
Cách điều khiển đơn giản nhất là dung một cầu ba pha để điều khiển động cơ. Lúc này động cơ không đảo được chiều quay. Vì vậy, muốn đảo chiều ta phải có khóa chuyển đổi. Đây gọi là chế độ 1 góc phần tư.
Ta mắc hai cầu song song ngược. Sơ đồ này có thể điều khiển đầy đủ đảo chiều và hãm ngược, hãm tái sinh mà không cần khóa chuyển đổi. Đây là chế độ làm việc 4 góc phần tư.
Thay đổi tốc độ động cơ ta có thể thay đổi điện áp phần ứng bằng cách điều khiển góc mở của các thyristor.
Mentor II cho phép người sử dụng điều khiển tự động góc mở cho thyristor. Người sử dụng chỉ cần đặt giá trị tốc độ yêu cầu và truy nhập các tham số của Mentor II sao cho hệ thống làm việc tối ưu nhất.
Trong sơ đồ ta có thấy hai mạch vòng khép kín là mạch vòng tốc độ và mạch vòng dòng điện.
Ở mạch vòng tốc độ, có tín hiệu đặt ở đầu vào. Tín hiệu này được sử dụng đặt tốc độ vào điều khiển động cơ. Trên Mentor II ta có thể đặt tốc độ bằng biến trở hoặc phần mềm. Tín hiệu phản hồi tốc độ được lấy từ máy phát tốc để so sánh với tín hiệu đặt
Ở mạch vòng dòng điện, tín hiệu phản hồi về lấy từ biến dòng 3 pha của nguồn điện vào mentor II.
Để khởi động Mentor 2, đầu tiên ta cần kích hoạt khóa RL1 (khóa này chỉ kích hoạt được khi các dây đấu nối đúng như quy định của NSX) và công tắc Motor blower, sau đó ấn nút START. Cuộn hút của 2 khóa RR và LC có điện và kích hoạt hai công tắc tơ này. Khi LC được kích hoạt, nguồn 3 pha được cấp vào Mentor II. Khi RR được kích hoạt, động cơ quay.
Đối với chế độ làm việc 4 góc phần tư, do động cơ có thể đảo chiều quay nên tại đây có thêm một khóa RL2 – Zero speed. Mục đích là khi muốn đảo chiều động cơ, trước hết ta ấn nút STOP để động cơ ngừng quay (trong khi Mentor II vẫn được duy trì có điện nhờ khóa LC vẫn đóng), sau đó chọn chiều quay đảo và ấn nút START trở lại, động cơ sẽ quay ngược chiều.