Tìm hiểu về biến tần trung thế – ASEATEC-PLC| Biến tần| Thiết bị đo| TB đóng cắt Siemens

Mục tiêu:
Bài báo cáo sẽ cung cấp cho chúng ta cái nhìn tổng quan về dòng biến tần trung thế dòng Sinamic Perfect Harmony của siemens từ nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của dòng biến tần này trong công nghiệp. Thông qua đó để giúp người đọc đặc biệt là các kỹ sư có thể biết cách ra mã đặt hàng biến tần để đáp ứng yêu cầu cho ứng dụng của mình.

Nội dung chính gồm 3 phần :

I. Giới thiệu tổng quan về dòng biến tần trung thế và dòng biến tần Sinamic Perfect Harmony Driver

II. Thiết kế và nguyên lý hoạt động của biến tần

III. Ví dụ phân tích thông số của một mã biến tần

Nội dung chi tiết

I. Tổng quan biến tần trung thế

Họ biến tần trung thế

SINAMICS
PERFECT HARMONY
GH180

SINAMICS GM150
(IGBT/IGCT)

SINAMICS SM150
(IGBT/IGCT)

SINAMICS GL150

SINAMICS SL150

Dải công suất

150 kW to 60 MW

700 kW to 17 MW

2.8 MW to 30.6 MW

6 MW to 120 MW

3 MW to 36 MW

Ứng dụng

Phổ thông

Phổ thông

Có độ phức tạp cao

Phổ thông

Có độ phức tạp cao

Loại động cơ

Động cơ đồng bộ và không đồng bộ

Động cơ đồng bộ và không đồng bộ

Động cơ đồng bộ và không đồng bộ

Động cơ đồng bộ

Động cơ đồng bộ và không đồng bộ

Trả năng lượng về lưới

Không

Không

Hỗ trợ nhiều động cơ

Không

Không

Không

Không

Công nghệ bán dẫn

LV-IGBT
(cell-type topology)

HV-IGBT/IGCT
(NPC topology)

HV-IGBT/IGCT
(NPC topology)

Thyristor
(LCI topology)

Thyristor
(cycloconverters)

Ứng dụng điển hình

Bơm, quạt, máy nén, máy đúc, máy trộn, máy nghiền, máy khuấy, hệ thống băng tải,  máy ép

Bơm, quạt, máy nén, máy đúc, máy trộn, máy nghiền, máy khuấy

Máy cán, băng tải

Máy nén, bơm quạt, truyền động tàu thủy, lò cao

Máy cán, máy nâng, máy xúc, máy nghiền

 Nói về biến tần trung thế, siemen là số 1 không bị cạnh tranh trong lĩnh vực này không chỉ cả về dải công suất của sản phẩm cũng như thị phần. Dải công suất của biến tần trung thế là độc nhất trên thế giới.

– Điện áp đầu vào từ 2.3 đến 13.8 KV

– Dải hiệu suất liên tục từ 150KW tới 120MW

Có biến tần cho một động cơ và hệ thống cho nhiều động cơ

– Hệ thống kiểm soát và điều chỉnh sóng hái với động cơ đồng điệu vầ không đồng điệu
– Tốc độ động cơ từ 10 tới 15000 vòng / phút ở dải megawat

Dòng biến tần sinamics Perfect harmony Drive

1. Lợi ích khi sử dụng

+ Giảm thiểu ngân sách hoạt động giải trí
+ Điều khiển quy trình đúng mực
+ Giảm thiểu ngân sách bảo trì
+ Tăng hiệu suất cao sản xuất
+ Độ an toàn và đáng tin cậy cao
+ Giao diện người dùng trực quan
Với những ưu điểm trên làm cho Sinamics Perfect Hamony trở thành sự lựa chọn cung ứng được độ đáng tin cậy ở mức cao nhất, độ chinh xác, dịch vụ trọn đời .
Ứng dụng điển hình nổi bật trong ngành dầu khí, nước sạch, giải quyết và xử lý nước thải và sản xuất giấy .

2. Miêu tả tông quan

Họ biến tần SINAMICS PERFECT HARMONY có đặc trưng cấu trúc tự các Cell điện áp thấp được nối với nhau để tạo nên điện áp trung thế đầu ra của mạng lưới hệ thống. Với phong cách thiết kế Cell như thế này, đầu ra của biến tần hoàn toàn có thể thay chỉnh định theo dải rộng của điện áp và hiệu suất đầu ra .
SINAMICS PERFECT HARMONY gồm có hai dòng biến tần là GH150 và GH180. Hai dòng biến tần này ngoài mang những đặc thù của họ Sinamic Perfect harmorny thì còn có những lợi thế riêng của từng dòng .
Đối với dòng biện tần GH 150 với phong cách thiết kế module và năng lực chuyển sang chính sách by pass bất kỳ module nào bị lỗi trong quy trình hoạt động giải trí và vẫn giữ được điện áp đầu ra, GH 150 mang lại tính sẵn sàng chuẩn bị cao nhất cho ứng dụng. Thiết kế molude cũng giúp cho chúng sự linh động lan rộng ra và năng lực tích hợp. Một số đặc tính độc nhất của nó như là phong cách thiết kế máy biến áp rời, khoang tinh chỉnh và điều khiển rời linh động trong lắp ráp tại xí nghiệp sản xuất ..
Trong khi đó, GH 180 thì lại có phong cách thiết kế module tích hợp máy biến áp có hai phong cách thiết kế làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng nước .

Xin trình bày chi tiết về Biến tần GH 180

SINAMCIS PERFECT HARMONY GH 180 DRIVES có hai phiên bản làm mát bằng không khí và làm mắt bằng chất lỏng. Các phiên bản cung ứng đầu dải đầu ra khác nhau

   biến tần trung thế
Dải công suất 180 to 7040 kVA 3500 to 16000 kVA
Điện áp đầu ra 2.4 to 7.2 kV 2.4 to 8.0 kV
Điện áp đầu vào 2.4 to 13.8 kV, 50/60 Hz 2.4 to 13.8 kV (standard), up to 33 kV (optional), 50/60 Hz
Loại làm mát Air-cooled Liquid-cooled
Dòng định mức của cell công suất 40, 70, 100, 140, 200 or 260 A at 750 V 3 AC
315, 375, 500 or 660 A at 690 V 3 AC
720 A at 630 V 3 AC
880 or 1250 A at 750 V 3 AC

Ứng dụng

GH 180 thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp yên cầu độ an toàn và đáng tin cậy và chất lượng. Ví dụ như
+ Quạt và bơm công nghiệp
+ Bơm dầu khí, máy nén trong tàu lặn và máy nén vận tốc cao .
+ Quạt cho máy phát
+ Bơm nước sạch và nước thải
+ Ứng dụng đồng điệu nhiều động cơ trong ngành dầu khí

II. Thiết kế và nguyên lý hoạt động của biến tần trung thế :

. Đầu ra của biến tần trung thế là điện áp cao trải qua nhiều cell ( biến tần ) hiệu suất điện áp thấp mắc tiếp nối đuôi nhau. Các cell hiệu suất điện áp thấp được sản xuất trong nhiều năm với số lượng lớn với các mức dòng, áp khác nhau và hoàn toàn có thể sửa chữa thay thế được .
Đối với điện áp đầu ra cao hơn hoàn toàn có thể lên tới 5 ( 6SR4 … ) hoặc 6 ( 6SR3 … ) cell hiệu suất hoàn toàn có thể được tiếp nối đuôi nhau với nhau trong một pha. Số lượng cuộn dây thứ cấp của biến áp nguồn vào được tích hợp trong biến tần cũng tăng lên theo đó .
Mỗi Một cell hiệu suất có năng lực nhận hiệu suất nguồn vào ở 750VAC 3 – phase, 50/60 Hz ( 6SR4 … ) or 690 V AC ( 6SR3 … ) và chuyển hiệu suất đó tới một pha của tải ở tần số biến hóa tới tần số đầu ra max của biến tần .

Máy biến áp

Máy biến áp là một phần tích hợp của biến tần và không hề tách biệt riêng rẽ. Nó được phong cách thiết kế công phu trải qua nhiều quy trình tiến độ tăng trưởng để hoạt động giải trí một cách hài hòa và hợp lý với SINAMICS PERFECT HARMONY GH 180 drive .
Máy biến áp loại khô thông gió cưỡng bức được phong cách thiết kế đặc biệt quan trọng với loại biến tần riêng có thừ 9 tới 18 cuộn dây thứ cấp hình sao đã được lan rộng ra. Dòng thứ cấp thường có nhiều sóng hài trong khi dòng sơ cấp lại gần như là hình sin nên máy biến áp này có 1 số ít sự kiểm soát và điều chỉnh quan trọng về cuộn dây để phân phối được tiêu chuẩn IEC 60076 – 11 : 2004

IGBTS

IGBTs chính là xương sống của biến tần SINAMICS PERFECT HARMONY GH180. Công nghệ IGBT đã sống sót hơn một thập kỷ và IGBT được sản xuất với số lượng lớn ship hàng trong mọi ngành công nghiệp. Sự không thay đổi và an toàn và đáng tin cậy của IGBT bảo vệ vòng đời lâu hơn và tính sẵn sàng chuẩn bị cao .

Cell điện áp thấp

Đối với biến tần SINAMICS PERFECT HARMONY GH180, một họ các cell điện áp thấp được link với nhau để tạo ra điện áp trung thế đầu ra. Cấu hình module này tạo cho biến tần rất nhiều lợi thế về bảo trì, độ an toàn và đáng tin cậy hoạt động giải trí. Quan trọng hơn, biến tần còn nâng cao tính sẵn sàng chuẩn bị trải qua lựa chọn cell bypass .

Advanced cell bypass

Biến tần SINAMICS PERFECT HARMONY GH180 được phong cách thiết kế để chống lại hỏng hóc mà các biến tần thường không hề xử lý được chính do tính năng dự trữ cell đã được thêm vào mạng lưới hệ thống. Do vậy, thông số kỹ thuật cell sẽ tối đa thời hạn hoạt động giải trí và đơn giản hóa sửa chữa thay thế .
Thông qua tinh chỉnh và điều khiển bypass hoàn toàn có thể tách riêng từng cell hiệu suất, SINAMICS PERFECT HARMONY GH180 bảo vệ rằng một cell hiệu suất bị lỗi sẽ được tự động hóa bypass trong thời hạn ít hơn 500 ms .
Do các cell mắc tiếp nối đuôi nhau trong mỗi pha của biến tần, việc bypass một cell sẽ không tác động ảnh hưởng tới dòng đầu ra của thiết bị, tuy nhiên điện áp đầu ra sẽ bị giảm. Thường thì điện áp động cơ nhu yếu tỉ lệ với vận tốc, do đo vận tốc tối đa mà biến tần hoàn toàn có thể phân phối được sẽ giảm .
Vì thế, việc làm thế nào để nâng điện áp đầu ra biến tần khi một hoặc nhiều cell bị bypass là rất quan trọng. Sơ đồ dưới đây minh họa một biến tần có 5 cell tiếp nối đuôi nhau mỗi pha .

 Overview về bo mạch điều khiển

Bo mạch chính tiêu chuẩn gồm có :
+ 20 đầu vào số 24 V DC or 120 V AC
+ 16 đầu ra số 24 V DC or 120 V AC
+ 3 đầu vào tương tự như 4 … 20 mA or 0 … 10 V DC
+ 2 đầu ra tựa như 4 … 20 mA

Overview về panel điều khiển

Panel tinh chỉnh và điều khiển của GH 180 có những đặc thù và công dụng sau :
+ Màn hình LCD hiển thị nhiều dòng cả text và thông số kỹ thuật biến tần
+ Hỗ trợ 5 ngôn từ : Anh, Đức, Trung, Nga, Bồ hòn đảo nha
+ Led hiển thị trạng thái hoạt động giải trí
+ Bàn phím số nhập giá trị
+ Đặt được mật khẩu
Các thông số kỹ thuật hoàn toàn có thể giám sát được :

+ Input voltage in V
+ Input voltage harmonics (consecutively)
+ Input current in A
+ Input current harmonics (consecutively)
+ Input power factor
+ Input power in kW
+Input reactive power in kVAr
+ Input energy in kWh
+ Input phase sequence
+ Loss of phase
+ Low voltage
+Transformer overload
+ Output power in kW
+ Output energy in kWh
+ Output current in A
+ Output voltage in V
+ Drive efficiency
+ Motor torque in Nm
+ Motor speed in rpm
+ Motor slip in %
+ Drive output frequency in Hz
+ Magnetizing current in A
+ Torque current in A
+ Motor flux in Wb

Các chức năng của biến tần

Điều khiển vòng kín Biến tần được điều khiển bởi thuật toán điều khiển vec tơ không có hoặc có encoder (option)
Tự động điều chỉnh Tự động tính toán tham số động cơ cần thiết cho việc điều khiển động cơ. Điều này được thực hiện thông qua hai giai đoạn. Ở giai đoạn 1, xác định điện trở và điện cảm của động cơ mà không cần quay. Sang giai đoạn 2, tính toán dòng không tải và momen quán tính có yêu cầu động cơ quay.
Tự động khởi động lại Chức năng này khởi động lại biến tần sau khi có lỗi phần công suất hoặc lỗi chung chung nào đó và tăng tốc tới điểm đặt tốc độ hiện tại
Tiết kiệm năng lượng Tiết kiệm năng lượng cho phép giảm tổn thất của động cơ, cải thiện hiệu suất, khi tải động cơ yêu cầu thấp. Biến tần sẽ điều chỉnh từ thông của động cơ phụ thuộc vào từng loại tải động cơ
Khởi động khi động cơ   đang quay Chức năng này cho phép kết nối mềm mại biến tần tới động cơ đang quay.
Chuẩn đoán lỗi Tự chuẩn đoán lỗi phần cứng điều khiển
Bộ nhớ duy trì cho chuẩn đoán lỗi khi sập nguồn

Giám sát IGBT với thông báo riêng rẽ cho từng cell

Hiển thị số

Người dùng có thế chọn hiển thị tốc độ, điện áp, dòng điện, công suất vào ra, và hiệu suất trên panel vận hành.
Nút dừng khẩn cấp Tiếp điểm của  nút dừng khẩn cấp có thể kết nối song song tới cầu đấu vì vậy chúng có thể tích hợp vào hệ thống bảo vệ nhà máy.
Giám sát cách điện Một tín hiệu đầu ra được cung cấp theo option để tiến hành bảo vệ
Giám sát vào ra Tín hiệu vào ra cho phép tùy biến người dùng của hệ thống và người dùng có thể giám sát từ xa.
Bảo vệ quá nhiệt Dựa trên tín hiệu đầu ra của biến tần, mô hình động cơ nhiệt sẽ được tính toán. Thuật toán bảo vệ quá nhiệt động cơ ngăn cản quá nhiệt độ vượt quá giới hạn.

 

Phân biệt hai kiểu mã biến tần GH 180

SINAMICS PERFECT HARMONY GH180 được phong cách thiết kế với dải điện áp từ 2.4 tới 6.6 KV và dải hiệu suất từ 180 tới 7040 KVA. Các cell hiệu suất sẵn có với các mức dòng định mức từ 40 tới 720 A .

Mã 6SR4.. Mã 6SR3..
Bán dẫn công suất IGBTs, diodes IGBTs, diodes
Chỉnh lưu lưới 18 tới 30 xung 24 tới 36 xung
Nghịch lưu phía động cơ Truyền động nhiều cấp với IGBT Truyền động nhiều cấp với IGBT
Cell công suất 40,70,100,140,200,260 at 750V 3AC 315,375,500,660 at 690V 3AC ( 720 at 630V 3AC on request)
Dải điện áp đầu vào      KV 2.4 tới 13.8 2.4 tới 13.8
Dung sai điện áp ±10% điện áp định mức bình thường ±10% điện áp định mức bình thường
Tần số đầu vào              Hz 50/60 ± 5% 50/60 ± 5%
Hệ số công suất ≥0.95 nếu trên 10% tải ≥0.95 nếu trên 10% tải
Sóng hài đầu vào ≤5% TDD ≤5% TDD
Điện áp đầu ra               KV 2.4, 3.3, 4.0/4.16, 6.0, 6.6 4.16, 4.8, 6.0, 6.6
Tần số đầu và độ trôi     Hz 0.5 … 330 ± 0.5 %
10 … 167 ở momen định mức (hoạt động ở 2 góc phần tư)
0.5 … 330 ± 0.5 %
10 … 167 ở momen định mức (hoạt động ở 2 góc phần tư)
Vi phân điện áp đầu ra theo thời gian                        V/ms < 3000 < 1000
Dải công suất                kVA 180 … 2970 2200 … 7040
Phương pháp làm mát Cưỡng bức bằng không khí Cưỡng bức bằng không khí
Điều khiển NXGII NXGII
Điều khiển động cơ • Động cơ không đồng bộ
• Động cơ đồng bộ
• Động cơ nam châm vĩnh cửu
• Động cơ rotor dây quấn
• Động cơ không đồng bộ
• Động cơ đồng bộ
• Động cơ nam châm vĩnh cửu
• Động cơ rotor dây quấn

Có thể bạn quan tâm
© Copyright 2008 - 2016 Dịch Vụ Bách khoa Sửa Chữa Chuyên nghiệp.
Alternate Text Gọi ngay