Dùng biến tần để ngăn ngừa việc dừng máy hoặc hư hỏng nặng trên động cơ

1. Khái quát về biến tần

Biến tần là sản phẩm công nghệ, thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được. Bạn muốn tiết kiệm điện năng, chống hư hỏng động cơ, dây chuyền sản xuất, gia tăng khả năng sản xuất hay điều khiển máy móc hoạt động ở tốc độ thích hợp, biến tần có thể giúp bạn làm được điều này một cách dễ dàng.

Hình 1. Một số loại biến tần phổ biến hiện nay

2. Ứng dụng biến tần để ngăn ngừa việc dừng máy hoặc hư hỏng nặng trên cơ

2.1. Phản xạ tín hiệu điều biến độ rộng xung đầu ra của biến tần

Biến tần được tích hợp công nghệ điều biến độ rộng xung (PWM) để điều khiển điện áp cũng như tần số cấp cho động cơ. Hiện tượng phản xạ xuất hiện khi có sự không phù hợp về trở kháng giữa nguồn và tải.

Hình 2. Công nghệ điều biến độ rộng xung (PWM) trên biến tần

Sự không phù hợp trở kháng có thể xuất hiện như kết quả của việc thiết kế hoặc lắp đặt không thích hợp, lựa chọn thành phần thiết bị không phù hợp hoặc do sự xuống cấp thiết bị theo thời gian. Trong mạch động cơ, đỉnh của tín hiệu điện áp phản xạ có thể tương đương với mức điện áp DC bus.

Hình 3. Hình ảnh điện áp sau khi băm xung

2.1.1. Tác động

Sự phá hủy cách điện dây quấn động cơ dẫn đến việc dừng máy không mong muốn ngoài kế hoạch.

2.1.2. Thiết bị đề xuất

2.1.2.1. Thiết bị: Fluke MDA550-Motor Driver Analyzer (Máy phân tích biến tần Fluke MDA-550)
– MDA-550 là máy kiểm tra phân tích biến tần cầm tay chuyên nghiệp, giúp xác định và khắc phục sự cố trên các hệ thống biến tần động cơ một cách an toàn, đồng thời sử dụng các phép đo có hướng dẫn từng bước giúp người dùng dễ dàng phân tích hơn bao giờ hết.
 
– MDA-550 giúp người dùng dễ dàng thiết lập và kết nối với các biến tần hơn bao giờ hết nhờ kiểm tra có hướng dẫn với sơ đồ kết nối điện áp và dòng điện từng bước. Các hồ sơ đo thiết lập sẵn thu thập dữ liệu dựa trên quy trình kiểm tra đã chọn và giảm nhu cầu cấu hình phức tạp.
 
– Dễ dàng tạo các báo cáo khắc phục sự cố biến tần trước và sau khi thao tác chuyên nghiệp nhờ khả năng soạn báo cáo tích hợp sẵn Cài đặt kiểm tra theo hướng dẫn trực quan, và các phép đo biến tần tự động cung cấp kết quả đo tin cậy, ổn định, chính xác giúp đơn giản hóa việc khắc phục sự cố biến tần phức tạp.
 
 
 
Hình 4. Máy phân tích biến tần Fluke MDA-550
2.1.2.2. Các tính năng chính

– Đo các thông số biến tần quan trọng bao gồm dòng điện, điện áp, mất cân bằng điện áp và dòng điện, mức điện áp Bus DC và gợn điện áp AC, và sóng hài (MDA-550), biến điệu điện áp (modulation) và điện áp trục động cơ (MDA-550).

– Tiến hành các phép đo sóng hài mở rộng phục vụ xác định ảnh hưởng của bậc sóng hài thấp và cao trên hệ thống điện của bạn.

– Thực hiện các phép đo có hướng dẫn dành cho các phép đo đầu vào biến tần, bus DC, đầu ra biến tần, đầu vào động cơ và đo trục động cơ (MDA-550) với sơ đồ kết nối điện áp và dòng điện từng bước một.

– Sử dụng thiết lập phép đo đơn giản với các cấu hình phép đo thiết lập sẵn để tự động kích hoạt thu thập dữ liệu dựa trên phép đo đã chọn.

– Tạo báo cáo hoàn hảo một cách dễ dàng và nhanh chóng để lập hồ sơ ghi chú khắc phục sự cố và cộng tác với người khác.

– Đo các thông số điện bổ sung với dao động ký 500 Mhz đầy đủ, máy đo và khả năng ghi recording giá trị đo điện và điện tử trên các hệ thống công nghiệp.

Hình 5. Hình ảnh thực tế của máy phân tích biến tần Fluke MDA-550.

Để hiểu rõ hơn về cách sử dụng máy phân tích biến tần Fluke MDA-550 mời các bạn tham khảo link video sau:

 

2.2. Dòng Sigma

Dòng Sigma có thể được xem như dòng chạy quanh quẩn trong hệ thống. Dòng sigma được sinh ra từ các tín hiệu tần số, mức điện áp, dung kháng và cảm kháng trong phần dẫn. Những dòng tuần hoàn này có thể tìm đường đi thông qua hệ thống bảo vệ nối đất gây ra trip hệ thống hoặc một số trường hợp gây ra quá nhiệt trong dây quấn.

Dòng sigma có thể trong cáp động cơ và là tổng dòng của ba pha tại bất cứ thời điểm nào. Trường hợp lý tưởng, tổng dòng ba pha bằng 0 (giá trị Zero). Nói cách khác, dòng trả về biến tần sẽ bằng dòng từ biến tần. Dòng sigma cũng có thể hiểu là các tín hiệu bất đối xứng trong nhiều dây dẫn tạo dòng điện dung vào dây nối đất.

Hình 6. Dòng sigma được sinh ra trong hệ thống

2.2.1. Tác động

Những hiện tượng trip mạch điện một cách bí ấn thường gây ra bởi dòng chạm đất.

2.2.2. Thiết bị đề xuất

Thiết bị: Fluke MDA550- Motor Driver Analyzer (cần sử dụng thêm phụ kiện).

Tính năng và công dụng như trên mục 2.1.2.

2.3. Hoạt động quá tải

Quá tải động cơ xuất hiện khi động cơ hoạt động với tải vượt mức. Triệu chứng đầu tiên đi cùng với việc một động cơ bị quá tải là dòng tải vượt mức, momen xoắn không đủ đáp ứng và quá nhiệt.

Quá nhiệt động cơ là một nguyên nhân chính gây ra sự hư hỏng động cơ.

Trong trường hợp động cơ quá tải , các thành phần động cơ bao gồm vòng bị-bạc đạc, dây quấn động cơ và các thành phần khác có thể vẫn hoạt động bình thường nhưng động cơ sẽ tiếp tục hoạt động kèm theo phát nóng . Do vậy, hoạt động xử lý vấn đề sự cố sớm thông qua việc kiểm tra quá tải động cơ là rất cần thiết. Theo thống kê, 30% các sự cố hư hỏng động cơ đều gây ra bởi việc quá tải ⇒ Rất quan trọng để hiểu cách đo và xác định quá tải động cơ.

Hình 7. Động cơ đang bị quá tải

2.3.1. Tác động

Hiện tượng mòn sớm trên động cơ các thành phần điện và cơ khí dễ dẫn đến việc hư hỏng hoàn toàn.

2.3.2. Thiết bị đề xuất

2.3.2.1. Thiết bị: Fluke 289 Digital multimeter (Đồng hồ vạn năng  Fluke 289)
– Đồng hồ vạn năng Fluke 289 được thiết kế để giải quyết các vấn đề phức tạp một cách nhanh hơn. Fluke 289 được cải tiến với chức năng chuẩn đoán mới để tối đa hóa năng suất trong nhà máy.
 
– Fluke 289 là đồng hồ vạn năng có chức năng ghi công nghiệp hiệu suất cao, thế hệ mới được thiết kế để giải quyết các sự cố phức tạp trong thiết bị điện tử, tự động hóa nhà máy, phân phối điện và thiết bị điện cơ.
 
– Chức năng ghi bằng TrendCapture có thể ghi lại các thông số quá trình hoặc hệ thống hoặc giám sát tự động trong khi người dùng đang thực hiện các thao tác khác.
 
– Sử dụng TrendCapture tích hợp, Fluke 289 cho phép người dùng có thể xem số đo đã ghi lại bằng biểu đồ mà không cần máy tính. 
 
 
Hình 8. Đồng hồ vạn năng  Fluke 289

2.3.2.2. Các tính năng chính

  • Độ chính xác của dòng điện DC cơ bản 0,025%.
  • Dải tần AC 100 kHz.
  • Điện áp và dòng điện AC hiệu dụng thực giúp đo chính xác các tín hiệu phức tạp hoặc tải phi tuyến.
  • Đo tới 10A (20 A trong 30 giây; 10A liên tục).
  • Dải đo điện dung 100 mF.
  • Chức năng đo nhiệt độ.
  • Chế độ tương đối để loại bỏ điện trở que đo khỏi phép đo điện dung hoặc điện trở thấp.
  • Lấy giá trị đỉnh để ghi lại điện áp quá độ trong chỉ 250 μs.
  • Que đo và kẹp cá sấu cao cấp đi kèm.
  • Màn hình lớn ¼ VGA, 50.000 Count, với đèn nền trắng. Nhiều nhóm thông tin đo lường có thể hiển thị đồng thời tại cùng thời điểm.
  • Ghi nhiều phiên hoặc ghi dữ liệu liên tục trong hơn 200 giờ.
  • Phần mềm FlukeView forms tùy chọn cho phép bạn ghi dữ liệu, lưu trữ và phân tích từng số đo hoặc một chuỗi các phép đo, sau đó chuyển đổi chúng thành tài liệu chuyên nghiệp.
Hình 9. Hình ảnh thực tế của đồng hồ vạn năng Fluke 289.

Để hiểu rõ hơn về cách sử dụng của đồng hồ vạn năng Fluke 289 mời các bạn tham khảo link video sau:

error: Real Group - Efficiency Projects