Chế tạo Biến tần - Made in Viet Nam

[AT007]

Trong đó:

Khối 1: Bảo vệ đầu vào, có chức năng:

- Bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho mạch nắn điện, khối nguồn điều khiển, bằng cầu chì
- Lọc nhiễu nguồn cấp.

Khối 2: Nắn, lọc, bảo vệ nguồn DC, có chức năng:

- Nạp điện chậm cho tụ nguồn động lực, tránh quá tải mạch nắn và nguồn cấp.
- Nối nguồn động lực vào bộ nắn điện.
- Lọc phẳng nguồn DC sau nắn bằng cuộn cảm và tụ.
- Bảo vệ ngắn mạch, quá tải khối Động lực nghịch lưu, bằng cầu chì.
- Cấp nguồn ra Ngõ xả năng lượng thừa (BR+).
- Cảnh báo bằng led khi tụ đang tích trữ năng lượng.

Khối 3: Chuyển mạch động lực:

- Đóng cắt các ngõ ra U, V, W với nguồn DC bằng IGBT, tạo dòng 3 pha cung cấp cho động cơ.
- Đóng cắt ngõ ra (BR-) xả bỏ năng lượng thừa khi motor chạy ở chế độ máy phát do quán tính hay thế năng …
- Loại bỏ điện áp đỉnh nhọn, bảo vệ IGBT quá áp.
- Báo nhiệt độ của tản nhiệt IGBT về Trung tâm điều khiển.

Khối 4: Nguồn điều khiển

- Cung cấp tất cả các nguồn DC cách ly cho toàn bộ hoạt động của biến tần.
- Điều khiển nguồn cấp cho quạt giải nhiệt toàn bộ biến tần.
- Xả năng lượng tích trữ trên khối 2 (nắn, lọc) nhanh chóng đến mức an toàn.

Khối 5: Kiểm soát nguồn

- Điều khiển khối 2 (nắn lọc) đóng điện khi tụ lọc nguồn được nạp chậm đến 60% điện áp nguồn, tránh quá tải mạch nắn và sụt áp nguồn cấp.
- Đo dòng tiêu thụ và điện áp nguồn động lực và báo về trung tâm điều khiển.
- Điều khiển khối 3 (chuyển mạch động lực) để đóng cắt ngõ xả năng lượng thừa (BR-).

Khối 6: Trung tâm điều khiển:

- Hiển thị giao diện với người dùng, trạng thái hoạt động của biến tần.
- Cho phép thay đổi các thông số của biến tần thông qua các nút nhấn, giao tiếp nối tiếp RS232, RS485.
- Lưu trữ các thông số cài đặt, lỗi và thời điểm xẩy ra lỗi.
- Đếm thời gian hoạt động của biến tần.
- Tiếp nhận các tín hiệu ngoại vi từ khối 8 (Giao tiếp ngoại vi) bao gồm:
+ Các tín hiệu ngõ vào AIN, DS, DR, D1, D2, D4, D8, A+,B-.
+ Nhiệt độ giải nhiệt khối 3 (Chuyển mạch động lực).
+ Tiếp nhận lỗi phản hồi từ khối 7 (Lái động lực nghịch lưu).
+ Tiếp nhận các giá trị đo của khối 5 (Kiểm soát nguồn) để biết tình trạng của nguồn cấp và dòng tiêu thụ.
- Xuất tín hiệu Ready, Brake, Analog Output thông qua khối 8.
- Điều khiển khối 7 (Lái động lực nghịch lưu) để điều khiển khối 3 (Động lực nghịch lưu) cấp dòng sin 3 pha ra U, V, W.

Khối 7: Lái động lực nghịch lưu.

- Nhận tín hiệu điều khiển từ khối 6 (trung tâm điều khiển) để điều khiển đóng cắt khối 3 (Động lực nghịch lưu).
- Bảo vệ quá dòng cho khối 3.
- Báo lỗi về khối 6 (trung tâm điều khiển).

Khối 8: Giao tiếp ngoại vi

- Cách ly các ngõ vào với khối 6 bằng “Opto” để bảo đảm an toàn.
- Tạo các ngõ ra Ready, Brake, Analog Output.
- Chuyển mạch chọn các kiểu ngõ vào/ra (PNP/NPN), (nguồn dòng/nguồn áp).
- Nhận và truyền dữ liệu giữa các khối khác đến Trung tâm điều khiển.

Khối 9: Giải nhiệt: Các quạt làm mát Khối 3 và toàn bộ biến tần.

Khối 10: Chuyển đổi RS485 sang Rx/Tx.
-Giao tiếp nối tiếp giữa khối 6 (trung tâm điều khiển) và máy tính.

[AT007]

Các ngõ vào/ra (I/O) của biến tần:

[AT007]

Trong đó:

Ngõ động lực:

L1,L2,L3: Nguồn cung cấp cho biến tần loại 3 pha.
N, L : Nguồn cung cấp cho biến tần loại 1 pha.

B+ : Cực dương nguồn DC sau nắn điện.

B - : Cực âm nguồn DC sau nắn điện.

B/2 : Điểm giữa của nguồn DC sau nắn điện (biến tần dùng nguồn 220VAC không có chân này).

PE : Điểm nối đất.

U, V, W: Nguồn ra 3 pha cấp cho động cơ.

BR+, BR- : Ngõ ra nối đến điện trở xả.

Ngõ điều khiển:

AGND: 0V của tín hiệu Analog.

AIN: Ngõ vào Analog, dùng điều khiển tần số tuyến tính hoặc đầu dò nhiệt độ để bảo vệ động cơ, hoặc tín hiệu tuyến tính điều khiển kiểu PID.

S2_AI-SW : Chuyển mạch chọn kiểu ngõ vào AIN.
0~20mA : nguồn dòng từ 0 đến 20mA.
0~5V : nguồn áp từ 0 đến 5V.

VR : Nguồn cấp ra (khoảng 5V) cho biến trở điều chỉnh hoặc đầu dò nhiệt độ.

24V : Nguồn cấp 24V cho điều khiển. (Cách ly với nguồn động lực).

DS : Ngõ vào “số” khởi động (Digital Start).

DR : Ngõ vào chạy ngược (Digital Reverse).

D1 : Ngõ vào “số” 1.

D2 : Ngõ vào “số” 2.

D4 : Ngõ vào “số” 4.

D8 : Ngõ vào “số” 8.

S3_DI-SW : Chuyển mạch chọn kiểu ngõ vào số của DS,R,1,2,4,8.
POS : Kiểu ngõ vào là PNP +24V.
BID : Kiểu ngõ vào là PNP +24V hoặc nối 0V (NPN) đều là mức cao.

A+ : Giao tiếp nối tiếp RS485 (+).

B - : Giao tiếp nối tiếp RS485 (-).

DGND: 0V của ngõ vào Digital và giao tiếp nối tiếp.

Ready_COM: Điểm chung của tiếp điểm Ready.

Ready_NC: Tiếp điểm thường đóng của Ready.

Ready_NO: Tiếp điểm thường hở của Ready.
Khi biến tần sẵn sàng làm việc thì COM nối với NO.
Khi biến tần báo lỗi thì COM nối với NC.

Brake_COM: Điểm chung của tiếp điểm thắng (hãm) từ.

Brake _NC: Tiếp điểm thường đóng của thắng (hãm) từ.

Brake _NO: Tiếp điểm thường hở của thắng (hãm) từ.
Khi tần số biến tần lớn hơn “tần số tắt” thì COM nối với NO.
Khi tần số biến tần không lớn hơn “tần số tắt” thì COM nối với NC.

Output: Ngõ ra Analog dùng cho hiển thị từ xa bằng cách xuất ra điện áp hoặc dòng điện cho đồng hồ lắp bên ngoài để hiển thị dòng tiêu thụ của động cơ hoặc tần số của biến tần.

S1_AO-SW: Chuyển mạch chọn Output là nguồn áp hay nguồn dòng.
0~20mA : chọn là nguồn dòng từ 0 đến 20mA.
0~5V : chọn là nguồn áp từ 0 đến 5V.

GND : 0V của ngõ ra Output.

RV2 : Dùng tinh chỉnh nguồn dòng cho ngõ ra Analog.

[AT007]

Thiết kế và đặt mạch in:

I/O board:


Fuse-Driver board: Bảo vệ ngõ vào bằng cầu chì - Lái IGBT phía cao áp.


AVM-Driver board: Kiểm soát nguồn - Lái IGBT phía thấp áp.


PS board: Nguồn cấp toàn bộ biến tần.

[AT007]

CAP board: Điều khiển nạp chậm tụ lọc nguồn, lọc nguồn bằng tụ, cảnh báo tụ vẫn còn điện sau khi ngắt nguồn bằng led.



IGBT board: Nghịch lưu

[AT007]

IO board sau khi ráp và tét OK:


Fuse-Driver board:


AVM-Driver board:


PS board:


CAP board:


IP board:

[AT007]

Đặc điểm của các board mạch:

- Các board mạch được thiết kế dạng module, liên kết với nhau qua các jack cắm trực tiếp, nên việc thay thế dễ dàng, gọn gàng, giảm thiểu các dây nhợ lòng thòng.

- Các I/O điều khiển dùng jack cắm với đầu vít phù hợp với vít thử điện của người thợ, giúp việc lắp ráp dễ dàng. Khi thay thế cái khác lại càng dễ dàng, vì chỉ cần rút jack và cắm lại đầu jack, không cần phài nhớ thứ tự các đầu dây, ngoại trừ phần động lực.

- Bộ nguồn (PS-board) được thiết kế để hoạt động trong dãy điện áp rất rộng: từ 700Vdc đến 55Vdc. Có tác dụng hoạt động cho cả nguồn cấp 380Vac và 220Vac, đến khi mất nguồn cấp thì nó hoạt động đến 55Vdc để xả điện áp đang tích tụ trên các tụ lọc nhanh chóng về mức điện áp an toàn.

- Mạch nghịch lưu dùng IGBT rời nên việc sửa chữa sẽ dễ dàng và ít tốn kém.