Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại, ngành Điện - Điện tử đóng vai trò chủ lực phục vụ quá trình vận hành của các nhà máy, xí nghiệp và các ngành kinh tế mũi nhọn. Động cơ điện, đặc biệt là động cơ không đồng bộ xoay chiều, là đối tượng điều khiển trung tâm trong hầu hết các dây chuyền truyền động. Tuy nhiên, các hệ thống truyền động biến tần truyền thống sử dụng bộ chỉnh lưu không điều khiển (diode) hoặc chỉnh lưu có điều khiển (thyristor) luôn tồn tại nhược điểm lớn: không thể tái sử dụng nguồn năng lượng sinh ra trong quá trình hãm động cơ hoặc quá trình tải mang tính thế năng sinh công. Năng lượng này thường bị tiêu tán vô ích dưới dạng nhiệt trên các bộ điện trở hãm, gây lãng phí điện năng và làm giảm hiệu suất vận hành của toàn hệ thống.

Sự phát triển của kỹ thuật điện tử công suất đã cho ra đời hệ truyền động bốn góc phần tư (4Q) với cấu trúc chỉnh lưu tích cực PWM (Active Front End). Hệ thống này cho phép biến tần trao đổi dòng công suất hai chiều giữa lưới điện và động cơ, hỗ trợ tái tạo năng lượng trả trực tiếp về lưới xoay chiều với hệ số công suất cao và giảm thiểu sóng hài. Mặc dù mang lại hiệu quả vận hành lớn, nhưng tại thị trường Việt Nam, các dòng sản phẩm biến tần 4Q công nghiệp (tiêu biểu là dòng Sinamics S120 của hãng Siemens) vẫn còn gây nhiều khó khăn cho kỹ sư và người vận hành trong quá trình cấu hình phần cứng, thiết lập tham số và vận hành thực tế do tính chất module hóa phức tạp.

Đề tài đồ án thiết kế tốt nghiệp được thực hiện nhằm giải quyết các yêu cầu nghiên cứu cụ thể sau:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, mô hình hóa và thuật toán điều khiển của hệ truyền động sử dụng biến tần 4Q.
  2. Tìm hiểu cấu trúc phần cứng, phương pháp cấu hình tham số trên phần mềm STARTER và quy trình vận hành thực nghiệm hệ thống biến tần 4Q Sinamics S120.

Đối tượng nghiên cứu trọng tâm là cấu trúc mạch lực bộ biến đổi nối lưới 3 pha, các chiến lược điều khiển chỉnh lưu tích cực (tập trung vào phương pháp điều khiển tựa điện áp lưới - VOC) và hệ thống thiết bị biến tần đa trục Sinamics S120 Booksize công suất 16 kW của Siemens. Đồ án được thực hiện tại Bộ môn Tự động hóa công nghiệp, Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, hoàn thành vào tháng 6 năm 2021 dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Quang Địch.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và mô hình toán học

  • Phân loại biến tần công nghiệp: Hệ thống biến tần trực tiếp (Cycloconverter) và hệ thống biến tần gián tiếp qua khâu trung gian một chiều (DC-link).
  • Nguyên lý biến tần 4Q: Mạch lực gồm hai bộ biến đổi cầu ba pha dùng van IGBT mắc dựa lưng (back-to-back), liên kết với nhau qua tụ điện DC-link $C$ và nối với lưới điện qua khối cuộn kháng lọc $L$.
  • Mô hình toán học của bộ biến đổi nối lưới (Active Line Module):
    • Mô hình trên hệ tọa độ tự nhiên $abc$: Mô tả điện áp dây, điện áp pha và cân bằng dòng điện tại điểm nút DC theo trạng thái đóng cắt logic $(S_a, S_b, S_c)$ của các nhánh van IGBT.
    • Mô hình trên hệ tọa độ cố định $\alpha\beta$: Sử dụng phép biến đổi Clarke bảo toàn công suất để chuyển đổi hệ đại lượng 3 pha sang 2 pha vuông góc cố định.
    • Mô hình trên hệ tọa độ quay đồng bộ $dq$: Áp dụng phép biến đổi Park với góc pha $\theta = \omega t = \gamma_{UL}$ bám theo vector điện áp lưới. Các phương trình vi phân dòng điện và biểu thức công suất tác dụng $p = u_d i_d + u_q i_q$, công suất phản kháng $q = u_q i_d - u_d i_q$ được thành lập để phục vụ điều khiển độc lập $p$ và $q$.
  • Chiến lược điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực: Khảo sát 4 cấu trúc điều khiển vector chính bao gồm VOC (Voltage Oriented Control - điều khiển tựa điện áp lưới), DPC (Direct Power Control - điều khiển trực tiếp công suất), VFOC (Virtual Flux Oriented Control - điều khiển tựa từ thông ảo) và VF-DPC (Virtual Flux Direct Power Control - điều khiển trực tiếp công suất theo từ thông ảo).

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp mô hình hóa và thiết kế giải tích: Thiết lập hàm truyền mạch kín cho mạch vòng dòng điện (khử tương hỗ xen kênh $d-q$) và mạch vòng điện áp một chiều $U_{dc}$; chuẩn hóa hàm truyền về dạng khâu dao động bậc hai để tính toán thông số các bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI).
  • Phương pháp cấu hình và thực nghiệm kỹ thuật: Khảo sát sơ đồ nối dây thực tế; thiết lập kết nối truyền thông công nghiệp (Profibus, Ethernet, mạng Driver-CLiQ); sử dụng phần mềm chuyên dụng STARTER để cấu hình tự động, thiết lập tham số BICO và vận hành thử nghiệm trên bàn thí nghiệm Sinamics S120.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu kỹ thuật, sơ đồ chân và tập lệnh tham số từ tài liệu hướng dẫn chuẩn của hãng Siemens; các công thức giải tích giải mã vector không gian; dữ liệu thông số nhãn động cơ và biến tần trên bàn thực hành tại phòng thí nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan hệ biến tần trong truyền động điện

Chương này phân loại chi tiết các cấu trúc biến tần ứng dụng cho động cơ không đồng bộ:

  • Biến tần trực tiếp (Cycloconverter): Biến đổi trực tiếp điện áp và tần số từ nguồn lưới mà không qua khâu trung gian DC bằng cách ghép song song ngược các bộ chỉnh lưu Thyristor. Cấu trúc yêu cầu số lượng linh kiện rất lớn (18 van với sơ đồ tia 3 pha, 36 van với sơ đồ cầu 3 pha), dải tần số đầu ra bị giới hạn dưới $1/3 \div 1/2$ tần số lưới điện và sinh ra nhiều sóng hài bậc cao. Cấu trúc này hiện chỉ ứng dụng cho các hệ truyền động công suất cực lớn (có thể lên tới 16 MW) nhưng dải tốc độ thấp như máy cán thép, máy nghiền bi, lò quay xi măng để loại bỏ hộp số giảm tốc.
  • Biến tần gián tiếp: Phân tích 4 dạng cấu trúc chính:
    1. Chỉnh lưu Thyristor có điều khiển kết hợp nghịch lưu áp: Cấu trúc đơn giản nhưng hệ số công suất $\cos\varphi$ giảm sâu khi điện áp ngõ ra thấp, biên độ sóng hài lớn.
    2. Chỉnh lưu diode kết hợp bộ băm xung áp một chiều: Nâng cao hệ số công suất đầu vào nhưng mạch lực cồng kềnh và sóng hài ngõ ra động cơ vẫn cao.
    3. Chỉnh lưu diode và nghịch lưu điều chế độ rộng xung (PWM): Sử dụng linh kiện đóng cắt hoàn toàn (IGBT, GTO), điều chế độ rộng xung để đồng thời điều khiển biên độ và tần số sóng cơ bản, khắc phục được nhược điểm của các bộ biến tần Thyristor cũ.
    4. Biến tần điều khiển vector (FOC): Áp dụng nguyên lý định hướng từ trường của F. Blaschke (Siemens, 1971) và P. Clark, biến đổi các đại lượng xoay chiều sang hệ tọa độ quay $dq$ tựa theo từ thông rotor để điều khiển độc lập từ thông và mô-men như động cơ một chiều.

Chương 2: Hệ biến tần 4Q trong truyền động điện

Chương 2 tập trung phân tích cấu trúc và nguyên lý của bộ biến đổi nối lưới 4 góc phần tư:

  • Hạn chế của giải pháp xả hãm truyền thống: Chỉnh lưu diode chỉ cho phép năng lượng chạy một chiều; năng lượng hãm tái sinh từ động cơ buộc phải tiêu hao qua điện trở xả ($R_h$) đóng ngắt bởi transistor ($Tr$), gây tổn thất nhiệt và khó chế tạo ở dải công suất lớn. Giải pháp dùng hai bộ Thyristor song song ngược cho hiệu suất trả lưới thấp ($50% \div 70%$) và việc chuyển đổi chế độ điều khiển rất phức tạp.
  • Cấu tạo mạch lực biến tần 4Q: Sử dụng bộ chỉnh lưu tích cực cầu H 3 pha bằng IGBT mắc dựa lưng với bộ nghịch lưu, kết hợp cuộn cảm 3 pha $L$ ở ngõ vào lưới và tụ điện $C$ trên thanh cái DC.
  • Điều kiện vận hành của bộ chỉnh lưu tích cực:
    • Điện áp DC-link tối thiểu phải lớn hơn giá trị đỉnh của điện áp dây lưới để khóa các diode ngược: $U_{dc} > \sqrt{2} U_{L(dây)}$.
    • Với phương pháp điều chế SinPWM: $U_{dc} \ge \frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{3}} U_{L(dây)} \approx 1{,}663 U_{L(dây)}$; thực tế chọn $U_{dc} > (15 \div 20)%\sqrt{2}U_{L(dây)}$.
    • Điều kiện cảm kháng đầu vào: $L < \frac{\sqrt{U_{dc}^2 / 3 - E_m^2}}{\omega i_c}$ nhằm tránh nhấp nhô dòng điện mà không làm suy giảm vùng làm việc của bộ chỉnh lưu.
  • So sánh 4 chiến lược điều khiển bộ chỉnh lưu PWM:
Tiêu chí Điều khiển tựa điện áp (VOC) Điều khiển tựa từ thông ảo (VFOC) Điều khiển trực tiếp công suất (DPC) Điều khiển trực tiếp công suất theo từ thông ảo (VF-DPC)
Đại lượng điều khiển Dòng điện $i_d, i_q$ Dòng điện $i_d, i_q$ Công suất $p, q$ Công suất $p, q$
Cảm biến điện áp lưới Bắt buộc (qua PLL) Không bắt buộc Bắt buộc Không bắt buộc (tích phân điện áp)
Mạch vòng dòng điện Có (bộ điều khiển PI) Có (bộ điều khiển PI) Không (dùng bộ băng trễ) Không (dùng bộ băng trễ)
Tần số đóng cắt van Cố định (qua SinPWM) Cố định (qua SinPWM) Thay đổi Thay đổi
Thiết kế bộ lọc LC Dễ dàng Dễ dàng Phức tạp (do tần số thay đổi) Phức tạp (do tần số thay đổi)
Yêu cầu vi xử lý Trung bình Trung bình Cao (tần số lấy mẫu lớn) Rất cao
  • Thiết kế chi tiết bộ điều khiển VOC:
    • Sử dụng khâu khóa pha PLL để xác định góc pha $\gamma_{UL}$ giữa vector điện áp lưới và trục $\alpha$.
    • Thực hiện các phép biến đổi tọa độ thuận và nghịch giữa $abc$, $\alpha\beta$ và $dq$.
    • Mạch vòng dòng điện: Sử dụng 2 bộ điều khiển PI cho trục $d$ và $q$, có khâu bù xen kênh $(\omega L i_{Lq}, \omega L i_{Ld})$ và áp đặt $i_{Lq}^* = 0$ để triệt tiêu công suất phản kháng ($q = 0$), đưa hệ số công suất $\cos\varphi = 1$ (chế độ tiêu thụ) hoặc $\cos\varphi = -1$ (chế độ trả lưới).
    • Mạch vòng điện áp: Sử dụng bộ điều khiển PI cân bằng năng lượng trên tụ $C$ để ổn định điện áp thanh cái một chiều $U_{dc}$.

Chương 3: Tìm hiểu hệ biến tần Sinamics S120

Chương này khảo sát chi tiết hệ thống Sinamics S120 của hãng Siemens:

  • Phân loại dòng sản phẩm SINAMICS: SINAMICS G (cho tải thông thường) và SINAMICS S (cho truyền động đa trục, độ chính xác cao, động cơ đồng bộ/không đồng bộ, tích hợp hãm tái sinh). Kích cỡ phần cứng gồm Booksize, Blocksize và Chassis size (đồ án nghiên cứu loại Booksize 16 kW).
  • Các module chức năng chính:
    • Active Interface Module (AIM): Tích hợp bộ lọc đường dây (Line Filter) và cuộn kháng (Line Reactor) giúp chống xung áp đột ngột, lọc sóng hài và tạo kho từ tích trữ năng lượng.
    • Active Line Module (ALM): Module chỉnh lưu tích cực IGBT duy trì DC Bus ổn định và trả năng lượng 2 chiều về lưới điện.
    • Motor Module: Khối nghịch lưu đơn (Single Motor Module) hoặc kép (Double Motor Module) cấp nguồn cho động cơ.
    • Control Unit (CU320-DP): Khối điều khiển trung tâm tích hợp cổng Profibus (X126), cổng LAN Ethernet (X127), cổng nối tiếp (X140), 8 đầu vào số (DI), 8 đầu vào/ra số (DI/DO) và các cổng Driver-CLiQ (X100 $\div$ X103).
    • Sensor Module & Terminal Module: Module kết nối encoder và mở rộng cổng vào/ra ngoại vi.
  • Chuẩn truyền thông Driver-CLiQ: Giao thức truyền thông số hóa nối tiếp tốc độ cao của Siemens.
    • Quy tắc bắt buộc: Tối đa 14 nút trên một nhánh cáp; tối đa 8 module nghịch lưu trên một CU; không kết nối dạng vòng (loop); không nối cáp kép song song giữa 2 khối; chỉ có 1 CU trong một cấu trúc mạng.
    • Quy tắc đấu nối đề xuất: ALM nối trực tiếp vào cổng X100; thiết bị ngoại vi nối vào cổng X103; encoder của khối nghịch lưu thứ nhất trong Double Motor Module nối vào X202, khối thứ hai nối vào X203.
  • Công nghệ BICO (BICO Parameters) trên phần mềm STARTER:
    • Tham số giám sát: Ký hiệu chữ cái r (Read Only), ví dụ r722.0 (trạng thái đầu vào số DI0).
    • Tham số cài đặt: Ký hiệu chữ cái p (Read/Write), ví dụ p1070 (tham số đặt tốc độ).
    • Kiểu dữ liệu liên kết: CI (Connector Input - dữ liệu Word), CO (Connector Output - dữ liệu Word), BI (Binary Input - dữ liệu Bit/logic 0-1), BO (Binary Output - dữ liệu Bit).

Chương 4: Thực nghiệm hệ biến tần Sinamics S120

Chương này trình bày toàn bộ quy trình thiết lập và vận hành trên bàn thí nghiệm:

  • Cấu trúc phần cứng bàn thí nghiệm: Sơ đồ đấu nối dây động lực 3 pha qua Aptomat, contactor đến Active Interface Module, sang Active Line Module (ALM 16 kW), cấp nguồn DC Bus sang Single/Double Motor Module và động cơ thử nghiệm.
  • Quy trình cấu hình hệ thống trên phần mềm STARTER:
    1. Thiết lập kết nối Ethernet: Đặt địa chỉ IP tĩnh trên máy tính PC (169.254.11.21) và cấu hình IP cho khối CU320 (169.254.11.22) thông qua hộp thoại Set PG/PC Interface và công cụ Edit Ethernet Node.
    2. Khởi tạo và nhận diện thiết bị: Tạo Project mới, thực hiện quét phần cứng Accessible Nodes, khôi phục cấu hình mặc định của nhà sản xuất (Factory Settings).
    3. Cấu hình tự động (Automatic Configuration): Sử dụng mạng Driver-CLiQ để phần mềm tự động đọc và nhận dạng chủng loại module chỉnh lưu, nghịch lưu và module đo tốc độ encoder.
    4. Cấu hình thông số động cơ: Lựa chọn chế độ điều khiển (V/f, Vector, Servo), nhập thông số kỹ thuật theo nhãn máy của động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ, cài đặt kiểu phanh hãm và cấu hình chuẩn encoder.
    5. Vận hành qua Control Panel: Kích hoạt quyền điều khiển từ máy tính (Assume control priority), thiết lập tốc độ đặt (Speed Setpoint), chiều quay và giám sát các thông số dòng điện, điện áp, tốc độ phản hồi trực tiếp trên giao diện đồ họa.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống kỹ thuật được tác giả thiết lập dựa trên kiến trúc module phần cứng Sinamics S120 kết hợp với phần mềm chuyên dụng STARTER theo các đặc tính kỹ thuật:

                 [Active Interface Module (AIM)]
                 (Line Filter + Line Reactor)
                  (Chỉnh lưu tích cực IGBT)
          [Motor Module 1]     [Motor Module 2]
          (Single / Double)    (Single / Double)
              [Động cơ 1]          [Động cơ 2]
               (Encoder)           (Encoder)
                     [Control Unit CU320]
                     (X100 - X103, X127)
                        (Ethernet/LAN)
                     [Máy tính PC / STARTER]
  • Đặc tả cấu hình mạng truyền thông Driver-CLiQ bàn thí nghiệm:
    • Cổng X100 của CU320 kết nối trực tiếp đến khối Active Line Module (ALM).
    • Các khối Motor Module được kết nối tiếp nối trên đường truyền dữ liệu số.
    • Tín hiệu phản hồi từ Sensor Module (Encoder SMC/SMI) của động cơ được gán cố định về cổng X202 (với khối nghịch lưu đơn hoặc nhánh 1 của khối kép) và X203 (nhánh 2 của khối kép).
  • Cấu hình tham số điều khiển BICO cơ bản:
    • Tham số nhận tốc độ đặt: p1070[0] được liên kết với nguồn dữ liệu cố định p1002 hoặc dữ liệu truyền thông từ PLC/PC.
    • Tín hiệu kích hoạt chế độ chạy nhấp (Jog): Tham số p1055 được gán nhận tín hiệu nhị phân từ tiếp điểm số phần cứng r722.0 (chân DI0 của CU320).

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Thiết lập hoàn chỉnh hệ phương trình toán học giải tích mô tả trạng thái bộ biến đổi nối lưới 4Q trên 3 hệ tọa độ ($abc$, $\alpha\beta$, $dq$).
  • Xác định tường minh điều kiện biên kỹ thuật của điện áp một chiều $U_{dc} > (15 \div 20)%\sqrt{2}U_{L(dây)}$ và giới hạn điện cảm đầu vào $L$ để bộ chỉnh lưu PWM hoạt động ổn định không méo dạng sóng.
  • Thiết kế hoàn chỉnh cấu trúc điều khiển tựa điện áp lưới (VOC) với 2 mạch vòng kín: mạch vòng trong điều khiển dòng điện $i_d, i_q$ có khâu khử xen kênh, mạch vòng ngoài điều khiển điện áp $U_{dc}$.
  • Triển khai thành công quy trình kết nối, nhận dạng tự động qua Driver-CLiQ, cài đặt tham số BICO và vận hành động cơ bằng phần mềm STARTER trên bàn thí nghiệm Sinamics S120 Booksize 16 kW.

Đóng góp của đề tài

  • Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết về biến tần 4 góc phần tư và so sánh định tính/định lượng giữa 4 giải pháp điều khiển bộ biến đổi nối lưới (VOC, VFOC, DPC, VF-DPC).
  • Xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết về cấu hình phần cứng, nguyên tắc đi dây Driver-CLiQ chuẩn công nghiệp và quy trình tham số hóa biến tần Sinamics S120 phục vụ công tác nghiên cứu, học tập tại phòng thí nghiệm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án tập trung đi sâu vào thuật toán điều khiển VOC và triển khai cài đặt trên bàn thí nghiệm sẵn có với biến tần Sinamics S120 Booksize 16 kW; chưa tiến hành thực nghiệm đối chứng trên phần cứng thực tế đối với phương pháp điều khiển tựa từ thông ảo (VFOC) hoặc điều khiển trực tiếp công suất (VF-DPC).
  • Hướng phát triển:
    • Tiếp tục nghiên cứu, lập trình mô phỏng và ứng dụng giải pháp điều khiển VFOC để nâng cao khả năng chống nhiễu trong điều kiện điện áp nguồn lưới không lý tưởng.
    • Ứng dụng hệ thống Sinamics S120 vào các bài toán truyền động đa trục đồng bộ phức tạp (máy in, máy dệt, máy đóng gói CNC) và đo kiểm định lượng hiệu suất tái tạo năng lượng trả về lưới điện trong chu trình làm việc thực tế.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Điện: Tham khảo phương pháp xây dựng mô hình toán học giải tích cho bộ chỉnh lưu tích cực PWM và thuật toán thiết kế bộ điều khiển dòng điện/điện áp theo phương pháp VOC ở Chương 2.
  • Kỹ sư vận hành, bảo dưỡng hệ thống truyền động công nghiệp: Sử dụng trực tiếp quy chuẩn đấu nối mạch lực, quy tắc đi dây tín hiệu số Driver-CLiQ, kỹ thuật gán tham số BICO và các bước thao tác trên phần mềm Siemens STARTER ở Chương 3 và Chương 4 để ứng dụng vào việc lắp đặt, cấu hình và khắc phục sự cố các hệ biến tần Sinamics S120 trong nhà máy.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến tần 4Q khác biến tần thông thường ở điểm cốt lõi nào khi thực hiện hãm động cơ?

Biến tần thông thường sử dụng chỉnh lưu diode một chiều, khi động cơ hãm tái sinh, năng lượng thừa không thể quay về lưới mà buộc phải đốt thành nhiệt trên điện trở xả ($R_h$), gây tổn thất lớn. Biến tần 4Q thay khối chỉnh lưu bằng bộ cầu IGBT có điều khiển (Active Line Module), cho phép dòng công suất đảo chiều linh hoạt, biến động năng hãm thành điện năng xoay chiều hình sin trả trực tiếp về lưới điện với hệ số công suất cao.

2. Điều kiện tối thiểu về điện áp DC-link để bộ chỉnh lưu tích cực hoạt động chính xác với điều chế SinPWM là gì?

Để các diode ngược luôn bị phân cực âm và điều chế SinPWM không bị méo dạng dòng điện, điện áp thanh cái một chiều $U_{dc}$ phải lớn hơn giá trị đỉnh của điện áp dây lưới điện. Về mặt tính toán lý thuyết, $U_{dc} \ge \frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{3}} U_{L(dây)} \approx 1{,}663 U_{L(dây)}$, và trong thiết kế thực tế phải chọn $U_{dc} > (15 \div 20)%\sqrt{2} U_{L(dây)}$.

3. Tại sao phương pháp điều khiển VOC được lựa chọn thiết kế chi tiết thay vì phương pháp DPC?

Mặc dù phương pháp DPC có đáp ứng động học rất nhanh và không cần mạch vòng dòng điện, nhưng nhược điểm lớn của nó là tần số đóng cắt van không cố định (do sử dụng bộ điều khiển băng trễ), gây khó khăn cho việc thiết kế bộ lọc sóng hài và đòi hỏi vi điều khiển phải lấy mẫu ở tần số rất cao. Phương pháp VOC sử dụng bộ điều chế SinPWM với tần số đóng cắt cố định, giúp dễ dàng thiết kế mạch lọc LC/LCL và giảm chi phí phần cứng xử lý.

4. Các quy tắc bắt buộc khi kết nối mạng truyền thông Driver-CLiQ trên Sinamics S120 là gì?

Một đường truyền Driver-CLiQ chỉ được kết nối tối đa 14 nút; số lượng khối nghịch lưu tối đa nối về một khối điều khiển (CU) không vượt quá 8; không được đấu nối các module thành mạch vòng tròn (closed loop); không nối cáp kép song song giữa hai khối thành phần; và trong một cấu trúc mạng chỉ được phép có duy nhất một khối điều khiển CU.

5. Trong cấu trúc tham số của Sinamics S120, các ký hiệu r, p, CI, CO, BI, BO có ý nghĩa gì?

  • rxxxx: Tham số giám sát (Read Only), ví dụ r722 hiển thị trạng thái đầu vào số.
  • pxxxx: Tham số cài đặt (Read/Write), ví dụ p1002 dùng để đặt tốc độ.
  • CI / CO: Connector Input / Connector Output, đại diện cho cổng nhận và xuất dữ liệu dạng Word (chữ số thập phân).
  • BI / BO: Binary Input / Binary Output, đại diện cho cổng nhận và xuất dữ liệu dạng Bit logic (nhị phân 0 hoặc 1).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu hệ truyền động 4Q dùng biến tần Sinamics S120" của tác giả Nguyễn Anh Quân đã giải quyết toàn diện bài toán từ cơ sở lý thuyết, mô hình hóa giải tích của bộ chỉnh lưu tích cực PWM đến quy trình thực nghiệm phần cứng trên thiết bị công nghiệp. Đề tài đã làm rõ nguyên lý trao đổi năng lượng hai chiều giúp tái sinh năng lượng hãm trả về lưới điện, đồng thời xây dựng chi tiết bộ điều khiển vector tựa điện áp (VOC) cho bộ biến đổi nối lưới. Kết quả cấu hình và vận hành thành công trên hệ thống Sinamics S120 Booksize 16 kW qua phần mềm STARTER mang lại tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao cho đào tạo chuyên ngành và ứng dụng truyền động tự động hóa công nghiệp.