1
1
Bi
Bi
ế
ế
n t
n t
ầ
ầ
n ALTIVAR
n ALTIVAR
L
L
ự
ự
a ch
a ch
ọ
ọ
n m
n m
ớ
ớ
i cho truy
i cho truy
ề
ề
n
n
đ

đ
ộ
ộ
ng
ng
đ
đ
i
i
ệ
ệ
n xoay chi
n xoay chi
ề
ề
u
u
Simply Smart!
Improving ingenuity
and intelligence for
ease of use in
Automation & Control
TVT.R0.3
2
Nội dung
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ

VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
2
3
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
4
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Điều khiển thang máy, cơ cấu nâng hạ
 Dừng nhanh và chính xác
 Giảm sốc và chấn động cơ khí
t
Tốc độ thang
0.25m/s
ACC DEC
3 s 3 s
3
5
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Điều khiển quá trình sản xuất
 Phố hợp quá trình sản xuất
 Dừng nhanh và chính xác
 Giảm sốc và chấn động cơ khí
6

Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt
 Tiết kiệm năng lượng Æ giảm chi phí vận hành
 Nâng cao chất lượng điều khiển toàn hệ thống
 Giảm sốc và chấn động cơ khí cho các hệ truyền động
4
7
50Hz
25Hz
0Hz
50Hz
25Hz
0Hz
Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
Thí dụ:
Máy nén (vớiápsuất đặt80 psi)
Tiếtkiệm tới 35% điệnnăng
Giảmhaomòncơ khí do khởi động nhiềulần
Tiết kiệm năng lượng với hệ thống HVAC /bơm quạt
8
ATV11: 0.18 tới 2.2 kW
ATV31: 0.37 tới 15 kW
ATS01: 0.75 tới 75 kW
ATV58: 0.37 tới 55 kW
ATV68: 75 tới 630 kW
ATV71: 0.37 tới 500 kW
Drive
Altivar 11
Starter
Altistart 01

Drive
Altivar 31
Cho các ứng dụng đơn giản
Cho các ứng dụng phức tạp, công suất lớn
N
E
W
N
E
W
N
E
W
Drive
Altivar 58/58F
Drive
Altivar 68/68F
Drive
Altivar 71
ATV38: 0.75 tới 315 kW
ATS48: 4 tới 1200 kW
ATV21: 0.37 tới 30 kW
ATV61: 0.37 tới 630 kW
Cho các ứng dụng bơm/quạt
Starter
Altistart 48
Drive
Altivar 38
ALTISTART và ALTIVAR giải pháp cho mọi ứng dụng
Biến tần ALTIVAR

N
E
W
N
E
W
N
E
W
Drive
Altivar 21/61
5
9
ALTISTART và ALTIVAR giải pháp cho mọi ứng dụng
Biến tần ALTIVAR
10
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Cấu tạo biến t
ần
6
11
Cấu tạo biến tần
I> I>I>
M

~
Q1
EMC
Filter
Altivar
L
Vi xử lý/điềukhiển
 Mạch chỉnh lưu
 Mạch một chiều trung gian (DC link)
 Mạch nghịch lưu
 Phần điều khiển
12
Cấu tạo biến tần
Chỉnh
lưu
Mạch một chiều
Trung gian
Nghịch
lưu
7
13
+ VDC bus
513 V
0 V
-VDC bus
Điệnápra(PWM)
Dòng điện động cơ
Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần
Cấu tạo biến tần
14

M
ATV71
U
V
W
ATV71 luôn có sẵn transitor
cho mạch hãm tới công suất
160kW ATV71C16N4
PBPA
L2
L3
L1
PO (+)
PC (-)
Mạch hãm
Cấu tạo biến tần
40:1
≅ 980 RPM
8
15
Cấu tạo biến tần
0 20mA
4-20nA
L1
L2
(L3)
SA
SC
SB
U/T1

V/T2
V/T3
+/PA
-/PB
Tới động
cơ
Tới điện
trở hãm
COM
AIV
+10
AIC
+24
LI1 chạythuận
0-10V
Nguồncấp
ALTIVAR
LI2 Chạy nghịch
LI3 PS2
LI4 PS3
Các đầuvàosố
Các đầura rơ-le
Các đầu vào/ra
Các đầuvào
tương tự
16
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Chọnkiểu
nguồn

Cổng RJ-45
cho ĐK
Các
đầu
nối
cho
điều
khiển
Thí dụ:
Đầunối điềukhiển cho ATV31
9
17
Vitesse préselect 1,2,3
Sortie logique
ATV21
Mod bus
Rơ le
Báo lỗi
Đầu vào số
F = Chạy thuận
R = Tốc độ đặt trước
RES = reset lỗi
Rơ le
Báo đạt tốc độ
Đầu vào tương tự
VIA –tốc độ đặt 0-10V
VIB –chưa gán chức năng
Cấu tạo biến tần
Các đầu vào/ra
Thí dụ:

Đầunối điềukhiển cho ATV21
Đầu ra tương tự
Báo tần số ra
18
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Phương thức đi
ều khiển
10
19
Phương thức điều khiển
Cài đặt
Tham số động cơ
Quản lý vào/ra
Điều khiển
Menu chức năng
Giám sát lỗi
Truyền thông
Hiển thị
Menu lập trình ATV31
20
Phương thức điều khiển
KÊNH tham chiếu/ điều khiển
Điều khiển (Command): Là lệnh gửi tới ALTIVAR
–Chạy thuận, đảo chiều

–Dừng tự do, dừng theo đặc tuyến, dừng nhanh…
Tham chiếu (Reference): Là tín hiệu đặt tốc độ (mômen) cho ALTIVAR
– Đặt tốc độ 200 vòng/phút, 1000 vòng/phút…
KÊNH (Channel): Là nguồn tín hiệu điều khiển và tham chiếu
Các KÊNH tham chiếu/điều khiển ALTIVAR
 Màn hiển thị trên ALTIVAR (LOC hoặc HMI)
 Đầu vào/ra (Terminals)
 Cổng Modbus
 Cổng CANopen
 …
11
21
 Kết hợp:
Tham chiếu và điều khiển kết
hợp trong cùng một kênh
Command Reference
Command Reference
TERMINALS
 Tách biệt:
Tham chiếu và điều khiển tách
biệt ở các kênh khác nhau
CANopen
Digital
reference
CANopen
TERMINALS
-10V
+10v
Phương thức điều khiển
Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp

22
 Chuyển kênh với tham
chiếu/điều khiển kết hợp
 Chuyển kênh với tham chiếu/điều
khiển tách biệt
Command Reference
TERMINALS
-10V
+10v
CANopen
Digital referenceCommand word
CANopen
Command Reference
TERMINALS
-10V
+10v
CANopen
Digital reference
CANopen
Kênh tham chiếu/ điều khiển tách biệt hoặc kết hợp
Phương thức điều khiển
12
23
Command switching
CCS
Command channel 1
Cd1
Terminals
HMI
CANopen

Modbus
Network
Controller
Command channel 2
Cd2
Terminals
HMI
CANopen
Modbus
Network
Controller
LI1 à LI14
C100 à C115
C200 à C215
C300 à C315
C400 à C415
Forward
Reverse
Stop
1.6 : DRIVE MENU
command
Cmd channel 1
1.6 : DRIVE MENU
command
Cmd channel 2
1.6 : DRIVE MENU
command
Switching cmd
Phương thức điều khiển
Chuyển kênh ĐK

24
Applicative
reference
Direct reference
Applicative function
Reference
switch
RFC
Reference channel 1
Fr1 or Fr1b
AI1
AI2
Network
HMI
Controller
Reference channel 2
Fr2
AI1
AI2
network
HMI
Controller
LI1 à LI14
C100 à C115
C200 à C215
C300 à C315
C400 à C415
Speed
reference
1.6 : DRIVE MENU

command
ref. channel 1
1.6 : DRIVE MENU
command
ref. channel ref. 2
1.6 : DRIVE
command
Switching ref. 2
Phương thức điều khiển
Chuyển kênh Tham chiếu
13
25
Phương thức điều khiển
26
Phương thức điều khiển
Điều khiển/tham chiếu tại chỗ
Keypad
Keypad có thể lắp đặt ngoài mặttủđiềukhiển
sử dụng cáp RJ-45 (10m) và bộ gá lắp.
Các phím:
Stop/reset
Run
ESC
Fwd/Rev
F1ÆF4
Núm xoay
Local control
(LOC hoặc HMI)
14
27

Phương thức điều khiển
Điều khiển 2-wire hoặc 3-wire (2C/3C)
Đảo chiều
Chạy thuận
Đảo chiều
Chạy thuận
Dừng
Lậptrình
Vào menu I-O
ChọnLệnh tCC
Chọn: 2C
hoặc 3C
hoặc LOC
28
Phương thức điều khiển
Điều khiển nhiều động cơ
Tốc độ
đặt
L2
L1
L3
Kháng
lọc
Mỗi động cơ phảicórơ-le nhiệt bảovệ
Khi các động cơ có công suất khác nhau,
nên dùng luật điềukhiểnV/F
15
29
Phương thức điều khiển
Điều khiển nhiều động cơ

Config. 1
Config. 2
Config. 3
Lix =
CNF1
Liy =
CNF2
Rx= CNF1 Rz= CNF3Ry= CNF2
30
Phương thức điều khiển
Điều khiển chủ/tớ
AI pulse
or encoder
input
f ref
M
Reference AIx
M
encoder
Master
speed regulator
Slave
speed regulator
f ref
M M
Master
speed regulation
Slave
torgue control
Speed

Reference AIx Torque
Reference
Ao
Chủ/tớ theo tốc độ
Chủ/tớ theo mômen
16
31
Phương thức điều khiển
Điều khiển mạch vòng kín
Encoder
Tốc độ đặt
Phản
hồi
tốc độ
+
-
PID
Tín hiệu
dòng
điềukhiển
Hạnchế
Tốc độ
đặt
32
Phương thức điều khiển
Nối mạng
M
PLC
SCADA
Controller

inside
 Biếntần ATV71 với card “Controller inside” đóng vai trò như mộtbộđiều
khiểnkhả lập trình cho phép điềukhiểnmộttập ứng dụng nhất định.
 Chứcnăng đồng bộ hóa quá trình sảnxuất đượcthựchiện ở mứctrên của
mạng.
17
33
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Các chức năng cơ b
ản
34
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
Thực hành
1. Nối ATV31 với nguồn
L1, L2, L3, N
2. Nối ATV31 với quạt
U, V, W, N
3. Nối dây mạch điều khiển
Tốc độ
đặt
Lệnh
Chạy thuận
18

35
4. Nhập thông số động cơ
Vào Menu DrC-
¾ Điện áp: UnS
¾ Tần số: FrS
¾ Dòng động cơ: nCr
¾ Tốc độ định mức: NsP
¾ Hệ số công suất: Cos
Thực hiện « auto tuning »:
¾ autotuning: Tun = Yes
5. Chọn luật điều khiển
Vào menu DrC-
Chọn thông số: UfT = P cho tải
bơm/quạt
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
Thực hành
36
Đặt bảo vệ nhiệt (quá tải) cho động cơ:
Vào menu Settings: SEt-
¾ Đặt thông số Ith bằng dòng động cơ
6. Đặt các thông số cho biến tần
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
t
n
ACC DEC
3 s 3 s
¾ Đặt thời gian khởi động: ACC
¾ Đặt thời gian dừng: DEC

Đặt thông số khởi động/dừng:
¾ Đặt hạn chế tốc độ dưới: LSP (Hz)
¾ Đặt hạn chế tốc độ trên: HSP (Hz)
Đặt hạn chế tốc độ trên/dưới:
Thực hành
Đặc tính bảo vệ nhiệt
của ALTIVAR
19
37
Các chức năng cơ bản
Điều khiển tốc độ động cơ: Simply Start
Vào menu quản lý I/O: I-O-
7. Đặt các thông số cho biến tần
Kiểm tra kiểu đấu dây 2-wire, 3-wire hay LOC:
¾ Vào sub-menu tCC, chọn kiểu đấu 2C
Chuyển kênh tham chiếu về AI1:
¾ Vào sub-menu Fr1, chọn AI1
8. Kết thúc
Chú ý:
với ATV21, nếu chọn đúng loại động cơ
tiêu chuẩn, sau khi đi dây như các bước 1, 2 và 3
có thể khởi động bơm/quạt ngay mà không cần
Thêm bất cứ bước cài đặt thông số nào.
Bật công tắc cho
động cơ làm việc
Thực hành
Kiểu đấu dây 2C
38
Các chức năng cơ bản
Lưu thông số/ Trở về thông số mặc định/ Bảo vệ truy cập

Vào menu Motor control: DrC-
¾ Vào sub-menu SCS, chọn Str1
Lưu thông số vừa thiết lập vào ALTIVAR:
Lưu thông số
vào EFROM
Vào menu Motor control: DrC-
¾ Vào sub-menu FCS, chọn rEC 1
hoặc chọn InI
Trở về thông số đã lưu hoặc thông số mặc định (Factory settings):
Trả về thông số đã
lưu trong EFROM
Trả về thông số mặc
định của nhà sản xuất
(ALTIVAR)
Vào menu Hiển thị: SUP-
¾ Vào sub-menu COd, chọn On
nhập mã bảo mật XXXX
Bảo vệ ALTIVAR khỏi truy cập vô ý:
Chọn một tập số
mong muốn
20
39
I. Nhu cầu điều chỉnh tốc độ
II. Cấu tạo biến tần
III. Phương thức điều khiển biến tần
IV. Các chức năng cơ bản của biến tần
V. Đặc tính cơ, luật điều khiển
VI. Các chức năng biến tần (tiếp…)
VII. Biến tần trong hệ thống điện
Đặc tính cơ, luật

điều khiển
40
380V
190V
25Hz 50Hz 87Hz
Tốc độ động cơ theo tầnsố:
=
60f
n (1 - s)
p
Mômen sinh ra tỷ lệ vớitừ thông và dòng điện:
T = K.Φ.I.cosϕ
Điềukhiển mômen:
-Duytrìtừ thông không đổi
- Mômen tỷ lệ với dòng điện
Φ = constant
T = f(I)
Φ = L.I
U = Z.I = (ωL).I + R.I
U ~= 2πfLI
(bỏ qua RI)
U ~= 2πf.Φ
Làm thế nào duy trì từ
thông không đổikhitầnsố
thay đổi?
U
Φ =
2πf
Duy trì tỉ số U/f không đổi
Luật điều khiển

21
41
Điện áp động cơ
Tầnsố ra
UFr
UnS
FrS
UnS và FrS định nghĩa các điểmlàmviệccủa động cơ.
UFr là điệnápđưatới động cơ tại0 hz(boost)
Luật điều khiển V/F – duy trì từ thông không đổi
Luật điều khiển
Lưu ý:
Ở vùng tốc độ thấp, không thể bỏ qua thành
phần IR. Do đó đặc tính V/F thường bắt đầu
tại Ufr > 0 để bù lại sụt áp do IR gây ra.
42
F5
Điện áp động cơ
UFr
UnS
F1 F2 F3 F4
U1
U3
U5
U2
U4
Đặc tính V/F 5 điểm
(U1:F1 tớiU5:F5):
cho phép dựng đặc
tính V/F thích hợpvới

đặctínhcơ củatải.
Thí dụ: tránh hiện
tượng cộng hưởng
đặcbiệtvới các động
cơ tốc độ cao.
Luật điều khiển V/F 5 điểm
Luật điều khiển
FrS
22
43
Nguyên lý: chuyển đổihệ phương trình máy điện, chuyểncácđạilượng
vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng.
Trên hệ quy chiếuvớivéctơ từ thông, thành lập đượchệ phương trình:
Từ thông Φr = K
1
.Id
Mômen T = K
2
.Φs.Iq
Id
Từ thông
Mômen
Φ
s
Iq
Động cơ không
đồng bộ
Id, Iq là các thành phầndọctrụcvà
ngang trụccủavéctơ dòng điện.
Bằng cách điềukhiển riêng biệtcác

thành phần Id, Iq sẽ gián tiếp điều
khiển đượctừ thông và mômen.
Điều khiển véc tơ từ thông
Luật điều khiển
44
ĐK véctơ từ thông LuậtV/F
Tựđộng bù
(Rs và s)
Bù thường
(Đặt U0 ban đầu)
T/Tn
FrS FrS
51013
100%
200 %
T/Tn
Điềukhiểnvéctơ có độ chính xác cao hơn, đặcbiệt ở tốc độ thấp, và đáp ứng động
tốthơnso với điềukhiểnvôhướng V/F.
So sánh điều khiển véctơ từ thông và V/F
Luật điều khiển
23
45
f (Hz)
L
n
P
FrS
L:TảiCT, động cơđặcbiệt
n: Điềukhiểnvéctơ từ thông
mạch vòng hở (CT)

P: TảiVT
nLd: Tiếtkiệmnăng lượng
(Làm việcnhư loại P khi
không tảivàloại n khi có tải)
UnS
UFr
Lập trình: Chọnlệnh UFt (trong menu DrC-)
Chọn: L hoặc
P hoặc
n hoặc
nLD
Các luật điều khiển cho biến tần ATV31
Luật điều khiển
46
Tải mômen không đổi
(Constant Torque - CT)
Mômen
0
T
L
Tốc độ
Tốc độ cơ bản
1500 rpm
-Thường gặp trong nhiều ứng dụng
như băng chuyền, cầutrục, thang máy
-Chứcnăng “Motor tuning” giúp biếntần
bù sụt áp, duy trì mômen trong giảitốc
độ thấp
380V
190V

25Hz 50Hz 87Hz
Đặc tính V/F
- Mômen được duy trì theo đặc tính V/F
tuyếntính(cóbùvới “Motor tuning”).
-Trêntốc độ cơ bản (50Hz), điệnápđược
duy trì không đổi(đạtmax)
- Mômen củatải không phụ thuộcvào
tốc độ quay
T
L
= constant
tương ứng P
L
= T
L
ω
= k
ω
Tải cơ
24
47
Tốc độ cơ bản
Mômen
Tốc độ
1500
rpm
2000
rpm
2500
rpm

3000
rpm
-Cácứng dụng vớitốc độ lớn
hơntốc độ cơ bản (trên 50Hz)
-Cácứng dụng hay gặp: Máy cưa,
máy tời/quấn dây, máy kéo
-Mômencủatảitỉ lệ nghịch
vớitốc độ quay
tương ứng
P
L
= T
L
ω
= constant
ω
k
L
T =
Tải công suất không đổi (Constant Power - CP)
Tải cơ
48
Mômen
Tốc độ
T
L
-Cáctải liên quan tớiquạt/bơmlytâm
- Mômen củatảitỷ lệ vớibìnhphương
tốc độ quay củamáy.
T

L
= k
ω
2
,
tương ứng P
L
= T
L
ω
= k
ω
3
-Chỉ cầnmột mômen nhỏđểkhởi động
Biếntầnchoứng dụng VT
tiếtkiệmnăng lượng
Thí dụ: Ở 1/2 tốc độ (25Hz), bơmtiêuthụ
mộtlượng công suấtbằng 1/8 công
suất định mức (50Hz)!
Tải mômen biến thiên (Variable Torque – VT)
Tải cơ
25
49
Tảibơmtrụcvít
Mômen tảitỷ lệ vớitốc độ quay
T
L
= k
ω
tương ứng P

L
= T
L
ω
= k
ω
2
Mômen
Tốc độ
0
T
L
Tải mômen biến thiên (Variable Torque – VT)
Tải cơ
50
- Tải mômen không đổiCT cầnmômen
khởi động lớn lúc ban đầu.
- Dòng khởi động đạttớihơn 150% định mức
trong 1 phút.
-Nếu động cơ không khởi động được, hoặc
dòng khởi động > 150% quá 1 phút, biếntần
sẽ “trip”.
Biếntần báo lỗi:
OLF (Over current
(Torque limit
- ATV31, ATV58, ATV68, ATV71 đượcthiếtkế
chuyên dụng cho các ứng dụng CT
Mômen
t
1 phút

100%
220%
Tải yêu cầu mômen quá tải lớn
Tải cơ