Biến tần -Động cơ Servo-Bộ điều khiển Yaskawa

CÁC ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN CỦA BIẾN TẦN

tháng 9 11, 2017

Biến tần ngày càng được sử dụng phổ biến.Trong ngành công nghiệp,Biến tần giúp điều khiển và vận hành thiết bị một cách linh hoạt chính xác và an toàn.Khả năng đáp ứng của biến tần cũng linh hoạt hơn so với các thiết bị đóng ngắt thông thường khác

Các ứng dụng thực tế của biến tần trong công nghiệp:

1.Máy khuấy trộn, quay ly tâm:

-Biến tần điều khiển động cơ xoay chiều để trộn vật liệu ở tốc độ thích hợp trong thời gian mong muốn.Hỗn hợp sẽ được pha trộn theo tỉ lệ hợp lý.

-Biến tần rất thích hợp để điều khiển tốc độ của rô-to ly tâm tùy theo yêu cầu ứng dụng, tối ưu hóa chế độ hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện.

2.Máy nén khí:

-Chế độ điều khiển cung cấp khí thông thường theo phương thức đóng/cắt. Chế độ này kiểm soát không khí đầu vào qua van cửa vào. Khi áp suất đạt đến giới hạn trên, van cửa vào đóng và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động không tải, khi áp suất đạt dưới hạn dưới, van cửa vào mở và máy nén sẽ đi vào trạng thái hoạt động có tải. Công suất định mức của motor được chọn theo nhu cầu max và thông thường được thiết kế dư tải, dòng khởi động lớn, motor hoạt động là liên tục khi không tải làm tiêu tốn một lượng lớn điện năng.

-Chế độ điều khiển tốc độ quay motor bằng biến tần: lượng cung cấp khí chỉ cần đáp ứng đủ lượng khí tiêu dùng., hệ thống cung cấp khí có thể đạt được hiệu quả cao nhất và tiết kiệm điện.

3.Bơm nước

Đây là giải pháp ứng dụng phổ biến nhất của biến tần:

3.1.Biến tần cho bơm cấp 2 ( Điều khiển lưu lượng):

-Trong hệ thống truyền thống, áp lực và lưu lượng bơm được điều khiển bởi: Động cơ nhiều tốc độ, van ra/vào hoặc hệ thống hồi lưu. Tất cả các phương pháp này đều hao phí năng lượng nhiều, gây sốc cơ khí, giảm tuổi thọ hệ thống và tăng tổn thất đường ống.

-Biến tần được sử dụng để điều tốc độ của bơm, có thể chạy ở lưu lượng/áp suất tùy chọn, qua đó giúp tăng hiệu suất, tiết kiệm năng lượng. Hệ thống vận hành êm, trơn, giảm chi phí bảo trì, sữa chữa, giảm tổn thất đường ống, tăng tuổi thọ hệ thống.

3.2.Cấp nước cho nhà cao tầng

-Giải pháp truyền thống là bơm nước lên tháp nước trên mái để phân phối cho toàn nhà, điều chỉnh áp lực từng tầng bằng các thiết bị điều hòa và giảm áp. Nhược điểm của hệ thống này là: Tăng kết cấu tòa nhà, tiêu hao năng lượng lớn, tổn hao nhiều bởi các thiết bị giảm áp, yêu cầu cao với hệ thống ống...

-Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ để cung cấp theo đúng yêu cầu của phụ tải sẽ t iết kiệm điện rất lớn và giảm các chi phí đầu tư do việc không phải xây dựng tháp nước.

3.3.Biến tần cho bơm cấp 1 ( Không điều khiển lưu lượng):

-Bơm cấp 1 thường điều khiển theo phương pháp đóng cắt đơn giản. Thông thường công suất bơm được chọn rất lớn so với nhu cầu của hệ thống. Trong rất nhiều trường hợp bơm thường chạy non tải, áp lực và thất thoát đường ống tăng, gây sốc khi vận hành …Để khắc phục ít nhiều các nhược điểm này người ta thường mở van xả hoặc gọt cánh bơm… các phương pháp này chỉ nhằm khắc phục việc quá áp đường ống mà không khắc phục được các nhược điểm khác.

-Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng tùy chọn, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

4.Quạt hút/đẩy:

-Các quạt hút đầy sử dụng phổ biến trong công nghiệp: Hút bụi, quạt lò, thông gió ….Để điều khiển lượng gió cần thiết người ta thường sử dụng hệ thống điều khiển động cơ nhiều cấp, các van khống chế … Nhược điểm tương tự như hệ thống bơm.

-Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng.

5.Máy ép phun:

-Đối với các máy ép phun truyền thống sử dụng các bơm thủy lực cố định công suất thường tính ở điều kiện tải max, van điều chỉnh được sử dụng để thay đổi lưu lượng và áp suất tiêu thụ, một tỉ lệ lớn năng lượng bị tiêu hao qua van dưới dạng áp suất chênh lệch bởi dòng tràn. Vì vậy năng lương tiêu hao vô công rất lớn.

-Nếu hệ thống điều khiển với biến tần có thể tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ bơm dầu theo yêu cầu tải thực tế (áp suất và lưu lượng) phù hợp với từng giai đoạn thì năng lượng t iêu thụ sẽ đạt mức thấp nhất.

6.Băng tải:

-Hệ truyền động băng tải có momen khởi động rất lớn. Biến tần có thể tạo momen khởi động cao nhưng vẫn đảm bảo dòng điện khởi động trong giới hạn cho phép của lưới. Khả năng khởi động và dừng nhẹ nhàng được thực hiện bằng cách điều khiển thời lượng cần thiết để tăng/giảm tốc.

-Cho phép điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với yêu cầu quy trình sản xuất. -Năng lượng được tiết kiệm khi chạy động cơ ở tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải , hệ số công suất của động cơ cao. Hơn nữa trong trường hợp băng tải có đoạn chạy quán tính (dốc xuống), cơ năng của băng tải có thể chuyển hóa thành năng lượng điện để trả về lưới với biến tần hãm tái sinh.

-Khi nhiều động cơ được sử dụng, tốc độ có thể được đồng bộ và tải có thể được chia sẻ giữa các động cơ.

-Có thể bù trượt tốc độ, phát hiện quá mômen, dò tìm tốc độ cộng với chức năng tăng mômen động cơ khi mômen tải tăng giúp tốc độ băng tải luôn luôn ổn định

-Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác trên hệ thống băng tải

7.Thiết bị nâng hạ:

-Hệ thống nâng hạ trong XD và CN thường gặp những vấn đề công nghệ mà trong quá trình thiết kế truyền thống chưa đáp ứng tốt: Khó kiểm soát được tốc độ chạy, chỉ chạy ở một tốc độ cố định và thấp. Tăng/ giảm tốc dễ dẫn đến hiện tượng sốc cơ khí, dừng không chính xác khi tải thay đổi, thiếu an toàn …

- Biến tần có điều khiển định vị, mô-men xoắn và hãm giúp các ứng dụng như cần trục và pa-lăng khả thi bằng cách sử dụng động cơ xoay chiều. Với biến tần giành cho thiết bị nâng hạ có hệ thống hãm tái sinh, tra năng lượng về lưới, an toàn và tiết kiệm.

-Trong hệ thống cẩu trục di chuyển các cấu kiện nặng. Hệ thống điều khiển gồm 2 phần chính: Điều khiển nâng hạ và điều khiển di chuyển dầm cẩu. Điều khiển di chuyển dầm cẩu được thực hiện bởi 02 motor cùng nguồn điện và đóng/cắt đồng thời, đặt ở chân dầm cẩu . Khi các motor hoạt động gây tác hại : Tạo xu hướng bị vặn xoắn dầm;

- Tiêu hao nhiều năng lượng do dòng điện khi khởi động cao, gây sụt áp lưới khi khởi động. -Giải pháp để khắc phục là : “ Sử dụng biến tần để điều khiển 2 motor di chuyển dầm cẩu”. Giải pháp này mang đến những lợi ích thiết thực : Khởi động mềm, chất lượng mạng điện ổn định;

- Tổn hao nhiệt trên dây dẫn giảm.Khắc phục được hiện tượng sụt áp trên lưới điện;

-Quá trình khởi động và dừng tải êm, tiếng ồn giảm, tăng tuổi thọ của motor, kết cấu cơ khí;

- Tăng tính an toàn;

- Tiết kiệm năng lượng.

8.Máy cán kéo:

-Trong SX thép các máy cán thông thường sử dung động cơ xoay chiều, máy cán thuận nghịch dùng

động cơ một chiều, việc điều khiển chính xác tốc độ động cơ theo yêu cầu công nghệ là đòi hỏi cần thiết. Máy kéo dây truyền thống thường không điều chỉnh tốc độ theo lực căng, dẫn tới sản phẩm có thể không đảm bảo chất lương khi lực kéo thay đổi.

-Sử dụng biến tần điều khiển động cơ các máy cán kéo sẽ đáp ứng đầy đủ và chính xác yêu cầu truyền động của công nghệ sản xuất. Biến tần AC cho các động cơ AC và các converter DC cho động DC

9.Máy cuốn/nhả

-Yêu cầu lớn nhất với các loai máy này là phải ổn định sức căng, đảm bảo việc cuốn/nhả đều đặn.

Đặc biệt yêu cầu chính xác với các vật liệu cuốn /nhả dạng sợi , màng, tấm … ( Kéo dây, đánh cuộn, in , tráng…)

-Việc sử dung biến tần đảm bảo việc đồng tốc 2 động cơ cuộn - nhả, ổn định sức căng giữa 2 đầu. Chủ động điều chỉnh tốc độ khi cần sử dụng các chế độ cuốn nhả khi có thay đổi kích thước vật liệu, yêu cầu sức căng.

10.Hệ thống HVAC

-Hệ thống điều nhiệt và thông gió nhìn chung bao gôm các động cơ cho bơm tuần hoàn, máy nén, quạt. Các động cơ này đều yêu cầu điều khiển lưu lượng, các giải pháp điều khiển truyền thống như điều khiển các loại bơm , quạt đã nêu ở phần trên.

-Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực, lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hoạt động của động cơ, tiết kiệm điện năng lượng .. thỏa mãn yêu cầu điều nhiệt và thông gió.

11.Thay thế cho việc sử dụng các cơ cấu điều khiển vô cấp truyền thống trong máy công tác:

-Trong các hệ thống máy móc cũ thường điều khiển vô cấp bằng các cơ cấu, ly hơp cơ khí hoặc ly

hợp điện từ. Các nhược điểm: Trong quá trình hoạt động, motor luôn ở tốc độ định mức mặc dù tốc độ của máy công tác thay đổi, dẫn đến lãng phí năng lượng, khởi động và thay đổi tốc độ không êm, không có các chức năng bảo vệ motor, bảo vệ mất pha, không cải thiện được hệ số công suất của motor, không tích hợp các chức năng nâng cao, hiệu suất hệ thống giảm bởi thêm có bộ điều khiển…

-Giải pháp: Sử dụng biến tần và động cơ không đồng bộ 3 pha. Ưu điểm : Thiết bị công tác sẽ được điều chỉnh vô cấp, tiết kiệm được một lượng điện năng lớn, cải thiện hệ số công suất của motor, có khả năng tăng tốc động cơ lên rất cao , tích hợp nhiều chế độ điều khiển, có chức năng hãm, bảo vệ motor với việc phát hiện lỗi như: Quá áp, thấp áp, mất pha, quá tải, quá dòng, chạm đất…Nâng cao truyền thông, tự động hóa
.

12.Cải thiện khả năng điều khiển của các hộp số:

-Hầu hết máy công cụ, công tác đều sử dung hộp số để điều khiển có cấp tốc độ của thiết bị. Trong nhiều trường hợp, do yêu cầu công nghệ, sự thay đổi của vật liệu đầu vào hay yêu cầu của sản phẩm đầu ra cần tốc độ chính xác nhưng không nằm trong cấp tốc độ đã thiết kế thì giải pháp điều khiển này không đáp ứng được.

-Trong trường hợp này, giải pháp tốt nhất là sử dụng biến tần điều khiển động cơ để mở rộng tốc độ máy. Ưu điểm: Tổ hợp, điều khiển đơn giản, đáp ứng mọi đòi hỏi công nghệ về tốc độ, chi phí không cao.

Đọc thêm »

Biến tần Yaskawa G7 Series

tháng 7 24, 2017 Biến tần Yaskawa

Ứng dụng của biến tần hãm tái sinh năng lượng Yaskawa U1000	Thiết bị chuyển động: Cần cẩu, móc nâng hạ, băng tải, thang máy, automated warehourses, thang cuốn, hệ thống tự động hệ thống lưu trữ thẳng đứng, hệ thống giao thông vận tải, hệ thống đỗ xe tự động. Robot, máy dệt, máy đùn ép, máy ly tâm, máy trộn thực phẩm, thiết bị y tế,HVAC, quạt và bơm, hệt thống điều hoà không khí, làm mát toà nhà, máy nén, sản xuất giấy và máy in, máy công cụ,...
Nguồn cấp	3P, 200 to 240Vac, 380 to 480Vac (− 15% to +10%) 50/60 Hz (± 5%)
Công suất	2.2-500 kW
Dải dòng	22-248 A (200 V), 9.6-930 A (400V)
Dải tần số	0.01-400Hz
Mô men khởi động	150%-200% tùy theo phương pháp điều khiển
Khả năng quá tải	Tải thường 120% trong 60 giây, tải nặng 150% trong 60 giây
Phương pháp điều khiển	V/f, V/f có phản hồi tốc độ, véc tơ vòng hở, véc tơ vòng kín có phản hồi tốc độ, véc tơ vòng hở cho động cơ đồng bộ, véc tơ vòng kín cho động cơ đồng bộ, véc tơ vòng hở cao cấp.
Phanh hãm	Biến tần 30kW trở lên tích hợp mạch điều khiển hãm động năng giúp dừng nhanh khi kết hợp với điện trở hãm
Ngõ vào	Ngõ vào số đa chức năng, ngõ vào tần số tham chiếu, ngõ vào an toàn
Ngõ ra	Ngõ ra cách ly quang đa chức năng, báo lỗi rơ le, ngõ ra số đa chức năng, ngõ ra giám sát, ngõ ra giám sát an toàn
Chức năng bảo vệ	Động cơ, quá dòng tức thời, quá tải, quá áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, quá nhiệt điện trở phanh, ngăn chặn sụt, bảo vệ chạm đất, sạc LCD.
Chức năng chính	Chức năng tự động dò tốc độ động cơ khi mất nguồn sử dụng cảm biến tốc độ Chức năng KEB giữ động cơ hoạt động ổn định khi mất nguồn dùng năng lượng tái sinh Có khả năng điều khiển sensorless (điều khiển vị trí động cơ IPM mà không cần phản hồi từ động cơ (encorder) và không cần thêm bộ điều khiển). Cung cấp nhiều tính năng giúp thiết lập và vận hành biến tần dễ dàng như: chế độ tự chỉnh auto-tuning... Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID
Truyền thông	Hỗ trợ các chuẩn truyền thông RS422/RS485 (mặc định), PROFIBUS - DP, DeviceNet, CC-Link, CANopen, LONWORKS, MECHATROLINK -2, MECHATROLINK-3
Thiết bị mở rộng	Màn hình vận hành LCD, Card tham chiếu tốc độ, card truyền thông, card giám sát, card điều khiển tốc độ máy phát
Cấp bảo vệ	IP00 (Mở nắp biến tần), IP20 (Đóng nắp)

Đọc thêm »

Biến tần Yaskawa F7

tháng 7 24, 2017

Ứng dụng của biến tần Yaskawa F7	Tải thường: Quạt, bơm, HVAC Tải nặng: cầu trục và các máy nâng hạ, băng chuyền, máy nén khí, máy đùn ép, máy cuộn, máy công cụ…
Nguồn cấp	3 pha 200V, 3 pha 400V, (− 15% tới +10% ) 50-60Hz (± 5%)
Công suất	0.4-110kW (200V), 0.4-300kW (400V)
Dòng điện	3.2-415A (200V), 1.8-675A (400V)
Dải tần số	0.01 to 150 Hz (CT selected.), 0.01 to 400 Hz (VT selected)
Mô men khởi động	120-150% tùy theo phương pháp điều khiển
Khả năng quá tải	Tải thường 150% trong 60 giây, tải nặng 120% trong 60 giây
Phương pháp điều khiển	V/f, V/f có phản hồi tốc độ, véc tơ vòng hở.
Phanh hãm	Tích hợp cho biến tần từ 18,5kw trở xuống
Ngõ vào	Ngõ vào số đa chức năng, ngõ vào tần số tham chiếu, ngõ vào an toàn
Ngõ ra	Ngõ ra cách ly quang đa chức năng, báo lỗi rơ le, ngõ ra số đa chức năng, ngõ ra giám sát, ngõ ra giám sát an toàn
Chức năng bảo vệ	Động cơ, quá dòng, cầu chì, quá áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, ngăn chặn sụt
Chức năng chính	Chức năng tự động dò tốc độ động cơ khi mất nguồn không sử dụng cảm biến tốc độChức năng KEB giữ động cơ hoạt động ổn định khi mất nguồn dùng động năng tái sinh Tích hợp sẵn bộ điều khiển PID và cổng truyền thông RS422/RS485. Các tính năng đặc biệt cho bơm quạt: thiết lập cho các ứng dụng bơm quạt cài đặt trước, khả năng phát hiện sự cố mô men cao hoặc thấp, giữ động cơ hoạt động ngay cả khi mất tín hiệu cài đặt tần số, giám sát công suất và điện năng tiêu thụ.
Truyền thông	Hỗ trợ các chuẩn truyền thông RS422/RS485 (mặc định), PROFIBUS - DP, DeviceNet, CC-Link, CANopen, LONWORKS, MECHATROLINK -2, MECHATROLINK-3
Thiết bị mở rộng	Màn hình vận hành LCD, cuộn kháng xoay chiều, cuộn kháng một chiều, bộ phanh, điện trở phanh, lọc nhiễu... Card tham chiếu tốc độ, card truyền thông, card giám sát, card điều khiển tốc độ máy phát
Cấp bảo vệ	IP00 (Mở lắp biến tần), IP20 (Đóng lắp)

Đọc thêm »

Bộ điều khiển động cơ servo Yaskawa SGDV Mechatrolink-II AC Sigma

tháng 7 24, 2017

Nguồn cấp

- Mạch chính: 1 pha 100-115V AC, 1 pha 200-230V AC, 3 pha 200-230V AC, 3 pha 380-480V AC

- Mạch điều khiển: 1 pha 100-115V AC, 1 pha 200-230V AC, 24V DC

Công suất

- 1 pha 100-115V AC: 0.05~0.4 kW

- 1 pha 200-230V AC: 0.05~1.5 kW

- 3 pha 200-230V AC: 0.05~15 kW

- 3 pha 380~480V AC: 0.5~15 kW

Phương pháp điều khiển

Chỉnh lưu toàn sóng IGBT PWM , điều khiển sóng sin

Phản hồi

- Rotary Servomotors: 13 bit (bộ mã hoá vòng quay tương đối), 17 bit (bộ mã hoá vòng quay tương đối/tuyệt đối), 20 bit (bộ mã hoá vòng quay tương đối/tuyệt đối)

- Linear Servomotors: tuỳ thuộc seri bộ chuyển đổi hoặc dữ liệu

Thông số chung

- Dải điều khiển tốc độ: 1:5000

- Tải cho phép: 0% to 100% load: ±0.01% max. (với tốc độ định mức)

- Điện áp cho phép: ±10% : 0% (với tốc độ định mức)

- Nhiệt độ: 25 ± 25°C : ±0.1% max. (với tốc độ định mức)

- Sai số điều khiển mômen (độ lặp lại): ±1%

- Cài đặt thời gian khởi động mềm: 0 to 10 s (có thể cài đặt riêng cho quá trình tăng tốc và giảm tốc)

Hiển thị

Led cam hiển thị nguồn cho mạch chính

Tín hiệu vào/ra

Xung ra bộ mã hoá vòng quay: Pha A, pha B, pha C (đầu raline driver)

Tỉ lệ chia xung có thể cài đặt được

Bảo vệ

Bảo vệ quá dòng, quá áp, thấp áp, quá tải, lỗi tái sinh

Truyển thông

RS-422A, USB

Tiêu chuẩn

UL 508C
EN50178, EN55011 class A group 1, EN61800-3, EN61800-5-1

Phụ kiện

Card encorder cho điều khiển vòng kín (tuỳ chọn)

Đọc thêm »

Động cơ servo Yaskawa SGMJV 5 Sigma

tháng 7 24, 2017

Nguồn cấp	200 V AC
Công suất	50~750 W
Mômen xoắn	0.159~2.39 Nm
Dòng điện định mức	0.61~4.7 A
Dải tốc độ	3000 min-1 (Max. 6000 min-1)
Thông số chung	- Thời gian hoạt động: liên tục - Cấp độ rung: V15 - Điện trở cách điện: 500V DC, 10M Ω min. - Kích từ: nam châm vĩnh cửu - Điện áp chịu đựng: 1500 VAC trong 1 phút
Phương pháp điều khiển	Điều khiển trực tiếp
Ứng dụng	Phù hợp với ngành thiết bị bán dẫn, máy gắn chíp, máy khoan PCB, robot, máy vận chuyển vật liệu, máy chế biến thực phẩm
Cấp bảo vệ	IP65 (trừ khi mở trục)

Đọc thêm »

Động cơ servo Yaskawa SGM7G Sigma 7

tháng 7 24, 2017

Nguồn cấp	200 V AC
Công suất	300 W - 1.8 kW
Mômen xoắn	1.96 - 11.5 Nm
Dòng điện định mức	2.8 ~ 16.7 A
Dải tốc độ	1500 min-1 (Max. 3000 min-1)
Thông số	-Thời gian hoạt động: liên tục - Cấp độ rung: V15 - Điện trở cách điện: 500V DC, 10M Ω min. - Kích từ: nam châm vĩnh cửu - Điện áp chịu đựng: 1500V AC/phút - Kiểu lắp đặt: mặt bích
Phương pháp điều khiển	Điều khiển trực tiếp
Ứng dụng	Thiết bị semicondutor, máy chế biến kim loại, máy chế biến thực phẩm,…
Tiêu chuẩn	IP67 (trừ khi mở trục)

Đọc thêm »

Cách mạng công nghiệp 4.0

tháng 7 03, 2017 Tin tức

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư được cho là đã bắt đầu từ vài năm gần đây, tập trung chủ yếu vào sản xuất thông minh dựa trên các thành tựu đột phá trong công nghệ thông tin, công nghệ sinh học, công nghệ nano.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất được khởi xướng với sự ra đời của đầu máy hơi nước và quá trình cơ khí hóa các công việc chân tay vào thế kỷ 18. Sự điện khí hóa quy trình sản xuất hàng loạt đã tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai đầu thế kỷ 20.

Cuộc cách mạng lần thứ 3 diễn ra trong vài thập kỷ gần đây với sự phát triển của công nghệ điện tử và máy tính trong tự động hóa sản xuất. Và hiện nay, khi thế giới thực và thế giới ảo bắt đầu hợp nhất trong sản xuất, người ta cũng bắt đầu nói đến “Industrie 4.0” - cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

quá trình phát triển cách mạng công nghiệp

Dự án “Industrie 4.0” với tầm nhìn hướng tới tương lai là một phần trong chiến lược phát triển công nghệ cao của Chính phủ Đức. Mục tiêu của Industrie 4.0 là phát triển một chiến lược đi trước đón đầu, nhằm chuẩn bị sẵn sàng cho nền công nghiệp sản xuất của Đức trong kỷ nguyên Internet. Các yếu tố then chốt bao gồm:
• Sự tích hợp theo chiều ngang toàn bộ quá trình xây dựng giá trị nhờ vào sự hỗ trợ mạnh mẽ của công nghệ thông tin
• Sự tích hợp nhuần nhuyễn tất cả các công cụ kỹ thuật trong toàn bộ chuỗi xây dựng giá trị
• Các hệ thống sản xuất được kết nối và tích hợp theo chiều dọc
Từ Dữ liệu lớn tới Dữ liệu thông minh
Sự phát triển của công nghệ số và công nghệ mạng đang thay đổi toàn bộ chuỗi sản xuất công nghiệp và lượng dữ liệu trên toàn thế giới đang bùng nổ rất nhanh. Năm 2005, tổng lượng dữ liệu trên toàn thế giới là 130 exa-byte, và con số này đã đạt mức 462 exa-byte vào năm 2012. Các chuyên gia dự báo, lượng dữ liệu trên sẽ tiếp tục tăng tới mức 14.996 exa-byte vào năm 2020 (tương đương khoảng 15 nghìn tỷ giga-byte). Để có thể phân tích và sử dụng hiệu quả lượng dữ liệu khổng lồ như vậy, trước tiên chúng ta cần phát triển các hệ thống có khả năng phân tích và giúp chúng ta hiểu được nội dung của lượng dữ liệu này. Để thực hiện điều này, chúng ta cần biết được cách thức vận hành của các thiết bị và các hệ thống cũng như các loại công nghệ cảm biến và đo lường nào có thể giúp truy cập được các dữ liệu quan trọng nhất. Đó chính là các dữ liệu thông minh.
Sản xuất dựa trên dữ liệu
Các nhà nghiên cứu thị trường dự đoán rằng, nhờ vào tự động hóa công nghiệp, doanh số bán hàng toàn cầu trong lĩnh vực này sẽ tăng từ 160 tỉ € vào năm 2013 tới xấp xỉ 195 tỉ € vào năm 2018. Riêng ngành công nghiệp của Đức sẽ đầu tư xấp xỉ 40 tỉ € mỗi năm vào các ứng dụng Industrie 4.0, tính đến năm 2020. Tại Đức, thị phần của công nghiệp trong tổng nền kinh tế thường cao gấp đôi so với Anh, Pháp hoặc Mỹ. Quá trình số hóa sẽ ảnh hưởng quyết định đến sự thành công hay thất bại của nền công nghiệp Đức trong tương lai.

Phần mềm PLM của Siemens đã được NASA sử dụng trong toàn bộ quá trình phát triển và kiểm tra robot khám phá sao hỏa Cusiosity

Nhanh hơn, linh hoạt hơn và hiệu quả hơn
Với sự phát triển của Industrie 4.0 trong tương lai, hàng tỉ máy móc, hệ thống và các cảm biến trên toàn thế giới sẽ kết nối và chia sẻ thông tin với nhau. Điều này không chỉ giúp quá trình sản xuất của các công ty trở nên hiệu quả hơn, mà còn mang lại cho họ sự linh hoạt rất lớn để đáp ứng những nhu cầu thay đổi liên tục và khắt khe trên thị trường.
Sự hợp nhất của các thế giới
Với Industrie 4.0, thế giới thực sẽ hợp nhất với thế giới ảo. Phần mềm Quản lý Vòng đời Sản phẩm (PLM) của Siemens là một minh chứng rõ ràng cho phương thức này. Phần mềm được sử dụng để phát triển và thử nghiệm các sản phẩm mẫu trong môi trường ảo, thậm chí trước cả khi một con ốc vít được đưa vào sản xuất. Với công nghệ này, sản phẩm sẽ tiếp cận thị trường với thời gian nhanh hơn 50% so với dòng sản phẩm cùng chất lượng mà không sử dụng phần mềm PLM. Thành công này có được là nhờ vào quá trình mô phỏng ảnh ảo của sản phẩm, cho phép việc lắp đặt và thử nghiệm các thiết kế khác nhau của từng phụ kiện trong toàn bộ chuỗi phát triển sản phẩm trong môi trường ảo. Phương thức này đã được sử dụng để mô phỏng quá trình đổ bộ xuống sao Hỏa của tàu Curiosity vào năm 2012. Quá trình đổ bộ của tàu Curiosity đã được kiểm tra 8.000 lần trước đó bằng cách sử dụng phần mềm PLM.
Các nhà máy với khả năng tự tổ chức và sắp xếp
Công nghệ thông tin, truyền thông và sản xuất đang dần hợp nhất do các phương tiện sản xuất đang ngày càng trở nên tự động hóa. Tuy nhiên không thể hình dung chính xác các nhà máy thông minh trong tương lai sẽ như thế nào. Có thể hình dung ra một viễn cảnh sẽ xảy ra trong các nhà máy tương lai: máy móc sẽ tự tổ chức với mức độ cao, các chuỗi cung ứng sẽ tự lắp ráp, và các yêu cầu sẽ trực tiếp chuyển đổi sang dạng thông tin sản xuất và truyền sang quá trình sản xuất. Con người sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng trong Industrie 4.0 - với vai trò là nhà lãnh đạo sáng tạo và là người ra quyết định, sử dụng trí thông minh của mình để xây dựng tất cả các quá trình và thủ tục, từ đó viết các phần mềm để truyền tải các thông tin đó tới máy móc.
Hiện thực sẵn có
Dù là các phương thức lập kế hoạch số, công nghệ in 3D hay các robot hạng nhẹ, các công nghệ mới dành cho Industrie 4.0 đã sẵn sàng trở thành hiện thực. Nhà máy của Siemens sản xuất các thiết bị điều khiển công nghiệp ở thành phố Bavarian thuộc Amberg hiện được coi là nhà máy tiên tiến nhất trên thế giới của công ty. Tại đó, các sản phẩm và máy móc có thể kết nối với nhau, cho phép các sản phẩm có thể tự điều khiển quá trình sản xuất của chúng. Nhờ vậy, với cùng một không gian sản xuất và cùng một số lượng nhân viên, năng lực sản xuất của nhà máy đã tăng gấp 8 lần trong vòng 20 năm. Năng suất của con người và máy móc cũng tăng gấp 8 lần so với 20 năm trước.
Siemens là nhà cung cấp duy nhất danh mục sản phẩm toàn diện bao gồm các thành phần cốt lõi như: phần mềm Digital Enterprise Software Suite, mạng truyền thông công nghiệp, tự động hóa bảo mật, và các dịch vụ công nghiệp đặc thù cho từng lĩnh vực kinh doanh. Siemens hiện là một đối tác giàu kinh nghiệm cho quá trình chuyển đổi bền vững hướng tới Industrie 4.0, cho phép khách hàng tin tưởng đầu tư vào các giải pháp khả thi trong tương lai ngay từ hôm nay.
Xem thêm Quá trình diễn ra Cách mạng công nghiệp 4.0

Đọc thêm »

Cấu tạo bên trong Biến tần

tháng 6 30, 2017 Tin tức

Trong công nghiệp ,biến tần là thiết bị được sử dụng nhiều nhất.Biến tần đóng vai trò như bộ phận đóng ngắt an toàn đảm bảo độ chính xác cao.
Cấu tạo Biến tần bao gồm các bộ phận có chức năng nhận điện áp đầu vào cố định (với tần số cố định) và biến điện áp/tần số đó thành điện áp/tần số biến thiên ba pha để điều khiển tốc độ động cơ)

Cách thức hoạt động của Biến tần

Cách thức hoạt động cơ bản của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Chủ yếu qua 2 công đoạn sau:

Công đoạn 1: Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần số cố định.
Công đoạn 2: Điện áp một chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Mới đầu, điện áp Một chiều được tạo ra sẽ được trữ trong giàn tụ điện. Điện áp một chiều này ở mức rất cao. Tiếp theo, thông qua trình tự kích hoạt thích hợp bộ biến đổi IGBT (IGBT là từ viết tắt của Tranzito Lưỡng cực có Cổng Cách điện hoạt động giống như một công tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của Biến tần) của Biến tần sẽ tạo ra một điện áp Xoay chiều ba pha bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển (khi cần tăng hoặc giảm tốc độ của động cơ)

Các bộ phận cơ bản của biến tần

Thông qua quá trình hoạt động của biến tần, ta có thể rút ra cấu tạo biến tần gồm mạch chỉnh lưu, mạch một chiều trung gian (DC link), mạch nghịch lưu và phần điều khiển (hình vẽ)

Từ đó, ta có thể cụ thể hóa thành 6 bộ phận chính như sau:

1/ Bộ chỉnh lưu

Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thành đầu ra mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu. Điều này đạt được bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt sóng toàn phần.
Bộ chỉnh lưu cầu đi-ốt tương tự với các bộ chỉnh lưu thường thấy trong bộ nguồn, trong đó dòng điện xoay chiều một pha được chuyển đổi thành một chiều. Tuy nhiên, cầu đi-ốt được sử dụng trong Biến tần cũng có thể cấu hình đi-ốt bổ sung để cho phép chuyển đổi từ điện xoay chiều ba pha thành điện một chiều.
Các đi-ốt chỉ cho phép luồng điện theo một hướng, vì vậy cầu đi-ốt hướng dòng electron của điện năng từ Dòng Xoay chiều (AC) thành Dòng Một chiều (DC).

2/ Tuyến dẫn Một chiều

Tuyến dẫn Một chiều là một giàn tụ điện lưu trữ điện áp Một chiều đã chỉnh lưu. Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn, nhưng sắp xếp chúng theo cấu hình Tuyến dẫn Một chiều sẽ làm tăng điện dung.
Điện áp đã lưu trữ sẽ được sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khi IGBT tạo ra điện năng cho động cơ.

3/ IGBT

Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh. Trong biến tần, IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp Tuyến dẫn Một chiều được trữ trong tụ điện.
Bằng cách sử dụng Điều biến Độ rộng Xung hoặc PWM, IGBT có thể được bật và tắt theo trình tự giống với sóng dạng sin được áp dụng trên sóng mang.
Trong hình bên dưới, sóng hình tam giác nhiều chấm biểu thị sóng mang và đường tròn biểu thị một phần sóng dạng sin.

Nếu IGBT được bật và tắt tại mỗi điểm giao giữa sóng dạng sin và sóng mang, độ rộng xung có thể thay đổi.
PWM có thể được sử dụng để tạo đầu ra cho động cơ giống hệt với sóng dạng sin. Tín hiệu này được sử dụng để điều khiển tốc độ và mô-men xoắn của động cơ.

4/ Bộ điện kháng Xoay chiều

Bộ điện kháng dòng Xoay chiều là cuộn cảm hoặc cuộn dây. Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ra trong cuộn dây và chống thay đổi dòng điện.

Bộ điện kháng dòng giúp giảm méo sóng hài, tức là nhiễu trên dòng xoay chiều. Ngoài ra, bộ điện kháng dòng Xoay chiều sẽ giảm mức đỉnh của dòng điện lưới hay nói cách khách là giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều. Giảm dòng chồng trên Tuyến dẫn Một chiều sẽ cho phép tụ điện chạy mát hơn và do đó sử dụng được lâu hơn.
Bộ điện kháng dòng Xoay chiều có thể hoạt động như một bộ hoãn xung để bảo vệ mạch chỉnh lưu đầu vào khỏi nhiễu và xung gây ra do bật và tắt các tải điện cảm khác bằng bộ ngắt mạch hoặc khởi động từ.
Có vài nhược điểm khi sử dụng bộ điện kháng, như chi phí tăng thêm, cần nhiều không gian pa-nen hơn và đôi khi là giảm hiệu suất.
Trong các trường hợp hiếm gặp, bộ điện kháng dòng có thể được sử dụng ở phía đầu ra của Biến tần để bù cho động cơ có điện cảm thấp, nhưng điều này thường không cần thiết do hiệu suất hoạt động tốt của công nghệ IGBT.

5/ Bộ điện kháng Một chiều

Bộ điện kháng Một chiều giới hạn tốc độ thay đổi dòng tức thời trên tuyến dẫn Một chiều. Việc giảm tốc độ thay đổi này sẽ cho phép bộ truyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy ra hỏng hóc và ngắt bộ truyền động ra.
Bộ điện kháng Một chiều thường được lắp đặt giữa bộ chỉnh lưu và tụ điện trên các bộ Biến tần 7,5 kW trở lên. Bộ điện kháng Một chiều có thể nhỏ và rẻ hơn Bộ điện kháng Xoay chiều.
Bộ điện kháng Một chiều giúp hiện tượng méo sóng hài và dòng chồng không làm hỏng tụ điện, tuy nhiên bộ điện kháng này không cung cấp bất kỳ bảo vệ chống hoãn xung nào cho bộ chỉnh lưu.

6/ Điện trở Hãm

Tải có lực quán tính cao và tải thẳng đứng có thể làm tăng tốc động cơ khi động cơ cố chạy chậm hoặc dừng. Hiện tượng tăng tốc động cơ này có thể khiến động cơ hoạt động như một máy phát điện.
Khi động cơ tạo ra điện áp, điện áp này sẽ quay trở lại tuyến dẫn Một chiều.
Lượng điện thừa này cần phải được xử lý bằng cách nào đó. Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừa này được tạo ra bởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thành nhiệt.
Nếu không có điện trở, mỗi lần hiện tượng tăng tốc này xảy ra, bộ truyền động có thể ngắt do Lỗi Quá áp trên Tuyến dẫn Một chiều.

Đọc thêm »

Biến tần -Động cơ Servo-Bộ điều khiển Yaskawa

Latest Post

CÁC ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN CỦA BIẾN TẦN

Biến tần Yaskawa G7 Series

Biến tần Yaskawa F7

Bộ điều khiển động cơ servo Yaskawa SGDV Mechatrolink-II AC Sigma

Động cơ servo Yaskawa SGMJV 5 Sigma

Động cơ servo Yaskawa SGM7G Sigma 7

Cách mạng công nghiệp 4.0

Cấu tạo bên trong Biến tần

Biểu mẫu liên hệ