ĐIỀU KHIỂN VECTOR TRONG BIẾN TẦN ABB ACS580

I.Chế độ điều khiển vector trong biến tần

Điều khiển vector trong biến tần là chế độ điều khiển động cơ dành cho các ứng dụng cần độ chính xác điều khiển cao. Nó cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn trên toàn bộ phạm vi tốc độ, đặc biệt là trong các ứng dụng cần tốc độ chậm với mô-men xoắn cao. Nó đòi hỏi một nhận dạng chạy khi khởi động. Điều khiển vectơ không thể được sử dụng trong tất cả các ứng dụng, ví dụ:khi các bộ lọc sin đang được sử dụng hoặc có nhiều động cơ được kết nối với một biến tần.

Ở biến tần ACS580 không có hỗ trợ encoder, vì thế chế độ điều khiển vector trong biến tần ACS580 là chế độ vector vòng hở.

1.Hoạt động của điều khiển vector

- Biến tần điều khiển tốc độ của một động cơ AC bằng cách thay đổi tần số đưa ra motor. Tốc độ động cơ phụ thuộc vào tần số được áp dụng nhưng trong một số trường hợp tải đặc biệt. Nó cần kiểm soát cả điện áp đưa ra motor để đảm bảo từ thông trên motor được chính xác.

- Để tối ưu hiệu suất của động cơ, giá trị chính xác của từ thông phải được kiểm soát với sự đáp ứng vị trí của rotor cũng như dòng điện tải. Điều này có nghĩa là dòng điện stator phải được kiểm soát cả biên độ và pha – Số lượng vector.

-Để điều khiển phase với tham chiếu từ rotor thì cần phải biết được vị trí của rotor. Vì vậy đối với “điều khiển vector” encoder phải được sử dụng giống như một bộ chuyển đổi để báo cho biến tần (driver) biết được vị trí của rotor. Tuy nhiên có rất nhiều ứng dụng không cần thiết và bắt buộc phải có encoder để xác định vị trí. Đối với điều khiển vector vòng hở, biến tần ACS580 đã tự giả lập các thuộc tính của bộ encoder bằng phần mềm tính toán và mô phỏng chính xác vị trí, tốc độ cũng như các thuộc tính của động cơ.

-Để làm được điều này cần phải:

+ Giám sát chính xác giá trị dòng điện đầu ra.

+ Tính toán hoặc đo đạc các thông số motor (rotor, rò rỉ điện cảm của stator)

+ Tính toán môn hình hóa đặc tuyến nhiệt

+ Điều chỉnh các thông số khác nhau phù hợp với điều kiện hoạt động của motor.

+ Có khả năng thực hiện tính toán nhanh chóng.

2. Khi nào sử dụng  chế độ vector

Nó được sử dụng để cung cấp:

- Điều khiển tốc độ tốt với tự bù trượt

- Mô-men xoắn lớn ở tốc độ thấp mà cần boost lớn.

- Hoạt động ổn đinh - đáp ứng tốt hơn với các loại tải

- Hoạt động ổn định với động cơ lớn.

- Nâng cao hiệu quả chống trượt tại dòng điện giới hạn.

Trường hợp nào không được sử dụng chế độ vector

 - Động vơ đồng bộ hoặc không chổi than

 - Biến tần điều khiển nhiều động cơ cùng lúc

 - Động cơ có công suất nhỏ hơn một nửa công suất biến tần.

 - Động cơ công suất lớn hơn công suất của biến tần.

(đối với các trường hợp ở trên thì buộc phải sử dụng điều khiển v/f)

3.Chú ý khi sử dụng chế độ vector

Tốc độ động cơ được điều khiển trong trường hợp này và tần số hiển thị trên màn hình chính là tốc độ động cơ (tốc độ rotor) được tính toán chứ không phải là tần số đầu ra của biến tần. Tốc đầu đầu ra của biến tần (Tần số) sẽ cao hơn tốc độ tốc độ của motor bởi vì đặc tính trượt motor. Vối với các chế độ khác, tần số đầu ra được hiển thị.

Nếu biến tần không thể tính toán vị trí chính xác vị trí của rotor, biến tần sẽ báo fault.

II.Ứng dụng của điều khiển vector trên ACS 580

Đối với một số loại tải có momen không ổn định mà thay đổi liên tục ví dụ như nâng hạ thì chế độ điều khiển vector vòng hở sẽ có ý nghĩa quan trọng trong việc điều khiển động cơ, trong trường hợp này biến tần sẽ sử dụng chế độ điều khiển vector để kiểm soát tốc độ của động cơ nếu cảm thấy vẫn chưa đủ điện áp và dòng điện để nâng vật lên thì biến tần sẽ tự động bù vào để đảm bảo quá trình nâng hạ được diễn ra một cách bình thường.

Ngoài ra chế độ điều khiển vector vòng hở còn ứng dụng ở một số loại máy bóc, ép gỗ giúp cho động cơ chính chạy với tốc độ chính xác cao hơn.

III. Các thông số cơ bản cần cài đặt biến tần ACS 580 chạy chế độ vector

Sau đây công ty ASITEC xin đưa ra các thông số cơ bản để cài đặt cho biến tần ABB chạy chế độ điều khiển vector

Trước khi đi vào chế độ vector ta phải cài 2 thông số:

99.04 Chế độ điều khiển động cơ : chọn chế độ điều khiển Vector

99.03 Yêu cầu nhận dạng động cơ (ID run) , cài đặt ở Standstill

Trong hầu hết các ứng dụng, không cần thực hiện chạy ID riêng. Chạy ID nên được chọn nếu:

- Chế độ điều khiển vector được sử dụng (tham số 99.04 Chế độ điều khiển động cơ được cài đặt  Vector)

- Động cơ nam châm vĩnh cửu (PM) được sử dụng (tham số 99.03 Loại động cơ được cài đặt thành Động cơ nam châm vĩnh cửu : Permanent magnet motor )

-Tốc độ hoạt động gần điểm không.

-Vận hành ở dải mô-men xoắn trên mô-men xoắn danh nghĩa của động cơ, trên dải tốc độ rộng và không cần bất kỳ phản hồi tốc độ đo nào.

Ở chế độ vector thì tham số điều khiển ở nhóm 22. Lựa chọn tham chiếu tốc độ, còn ở chế độ Scalar thì vào nhóm 28

19.01 Chế độ hoạt động thực tế: chọn Speed hoặc Torque .

Nhóm 23 thời gian tăng giảm tốc

30.11 Tốc độ nhỏ nhất (Động cơ hoạt động ở chế độ speed)

30.12 Tốc độ lớn nhất (Động cơ hoạt động ở chế độ speed)

30.19 Momen xoắn nhỏ nhất 1 (Động cơ hoạt động ở chế độ Torque)

30.20 Momen xoắn lớn nhất 1 (Động cơ hoạt động ở chế độ Torque)