Bài viết

PHẦN 1. Ứng dụng của động cơ

Được sử dụng cho tất cả các ngành công nghiệp, động cơ chuyển đổi từ năng lượng điện sang động năng bằng sự tương tác giữa điện và từ. Nó được sử dụng rộng rãi bởi cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và độ bền và hiệu suất hợp lý. Ngày nay, động cơ đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp tự động hóa toàn cầu. Nó đã được công nhận tuyệt vời trong ngành luyện kim, điện, hóa dầu, than đá, khai thác mỏ, vật liệu xây dựng, công nghiệp sản xuất giấy.

 PHẦN 2. Không thể bỏ qua các lỗi của động cơ không đồng bộ

Động cơ sẽ có nhiều hư hỏng khác nhau như lão hóa cách điện, hư hỏng cơ học do ảnh hưởng của lưới điện và phía phụ tải. Hậu quả của các lỗi động cơ là rõ ràng, chúng có thể làm hỏng hoặc cháy động cơ làm tăng chi phí bảo trì hoặc thậm chí ngừng sản xuất và giảm năng suất. Trong một số trường hợp cực đoan, tai nạn (mất an toàn điện) có thể xảy ra.

Hãy tập trung vào hai lỗi chính của động cơ khi chúng đang chạy, lỗi đối xứng và lỗi không đối xứng. Ngắn mạch 3 pha, quá tải và chết máy, những nguyên nhân này chiếm phần lớn trong các lỗi đối xứng. Khi sự cố xảy ra thì dòng điện 3 pha cân bằng, không có dòng thứ tự nghịch và dòng điện thứ tự không. Nhưng thiệt hại cho động cơ là mang lại hiệu ứng nhiệt do sự tăng lên của dòng điện.

Ngược lại, mất cân bằng 3 pha, một pha trạm đất hoặc ngắn mạch pha với pha là những hiện tượng chính của sự cố không đối xứng. Khi sự cố như vậy xảy ra, không có hiện tượng quá dòng rõ ràng, nhưng dòng điện thứ tự nghịch tăng đáng kể. Vì vậy, hư hỏng của động cơ là ảnh hưởng do dòng điện thứ tự nghịch gây ra, chẳng hạn như quá nhiệt ở cực của động cơ, rung rôto và giảm mô-men xoắn khởi động, v.v.

Phần kết luận:

Nhìn chung, so với các thiết bị cơ khí khác, động cơ là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong ngành sản xuất tự động hóa. Đảm bảo động cơ hoạt động liên tục là ưu tiên hàng đầu của người dùng và các kỹ sư dịch vụ. 

PHẦN 3. Cách bảo vệ động cơ nhanh chóng và tin cậy

Làm thế nào để tìm ra nguyên nhân của các lỗi động cơ và giải quyết các vấn đề để đảm bảo công việc bình thường, gần như là điểm quan trọng và hướng nghiên cứu của ngành. Khi chúng ta xem xét sự lặp lại của các thiết bị điều khiển động cơ trong 2 thập kỷ qua, xu hướng đang phát triển là từ một rơle nhiệt đơn lẻ sang thời đại hệ thống điều khiển số và rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh.

• Rơle nhiệt

Rơle nhiệt là bộ phận bảo vệ quá tải bởi thiết kế đơn giản và tiết kiệm chi phí trong thời gian rất dài. Nhưng hiệu suất và tính nhất quán của rơle nhiệt không ổn định như mong đợi do hạn chế của nguyên liệu thô và quy trình sản xuất, hơn nữa, rơle nhiệt dễ dàng bỏ qua lượng nhiệt tích tụ lớn gây ra bởi lỗi quá tải nhẹ. Về vấn đề này, sự lão hóa của lớp cách điện cuộn dây động cơ sẽ làm hỏng động cơ.

• Bộ bảo vệ analog điện tử

Để thay thế rơle nhiệt, bộ bảo vệ động cơ tương tự điện tử đơn giản đi kèm với bộ vi xử lý. Nó đã giải quyết nhược điểm bảo vệ trễ của rơle nhiệt và tăng chức năng bảo vệ khi mất pha và chạm đất. Nó cũng chứa giao diện truyền thông và hiển thị đơn giản dành riêng cho hộp điều khiển động cơ độc lập.

• Rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh

Ngày nay, rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh tích hợp đang trở thành giải pháp quản lý động cơ tốt nhất. Nó có khả năng chống nhiễu mạnh, độ chính xác đo lường cao, bảo vệ toàn diện, điều khiển có thể lập trình, giao diện HMI thân thiện và nhiều lợi thế về giao diện bus trường truyền thông giúp cho việc quản lý và bảo trì động cơ trở nên thông minh hơn.

Nói chung, sự phát triển của bộ điều khiển động cơ đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của tủ điều khiển. Là ứng dụng của bộ điều khiển động cơ trong tủ điều khiển động cơ (MCC) truyền thống, Các Tủ điều khiển động cơ của nhà mày đã được cải tiến thành Tủ điều khiển động cơ thông minh (iMCC), có nghĩa là loại điều khiển chuyển từ hệ thống dây cứng thông thường sang giao tiếp bus trường thông minh.

PHẦN 4. Thành phần cốt lõi của iMCC --- Rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh

Là thành phần cốt lõi của IMCC, bộ điều khiển động cơ có những ưu điểm sau:

• Tích hợp cao
• Bảo vệ toàn diện
• Lập trình logic linh hoạt
• Hỗ trợ việc quản lý và bảo trì động cơ
• Hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông

Hãy lần lượt đi qua những lợi thế đó

• Tích hợp cao

Đối với mạch động cơ đơn, bộ điều khiển động cơ tích hợp đo lường, điều khiển, quản lý và truyền thông như một đơn vị nhỏ gọn. Nó loại bỏ việc sử dụng các thành phần trung gian, chẳng hạn như I/O mô-đun, đầu dò, rơle, nút bấm và cáp, v.v. Vì lý do này, nó đã giảm tỷ lệ lỗi của tủ MCC và tăng độ tin cậy cũng như duy trì hiệu quả chi phí.

• Bảo vệ toàn diện

Như có thể thấy từ các biểu đồ trước, bộ điều khiển động cơ chứa nhiều chức năng bảo vệ hơn. Việc mở rộng bảo vệ bằng điện (điện áp, dòng điện …) và bảo vệ không điện đóng góp rất lớn cho việc bảo vệ động cơ toàn diện. Đặc biệt, tốc độ thu thập dữ liệu cao và tính toán nhanh giúp xác định tín hiệu sự cố và phản hồi nhanh nhất có thể, đây là điểm khác biệt so với rơle nhiệt thông thường.

• Lập trình logic linh hoạt

Tương tự như PLC, bộ điều khiển động cơ có thể lập trình được, bằng cách này, thiết bị có nhiều ứng dụng khác nhau. Ví dụ: khi định cấu hình logic bảo vệ quá dòng, bạn có thể đặt các tham số tương ứng trong quá trình khởi động hoặc chạy. Ngoài ra, để điều khiển động cơ đảo chiều, bạn có thể chọn điều khiển DI hoặc các thuộc tính chức năng của rơle theo các sơ đồ có liên quan. Việc này sẽ đơn giản hóa quá trình nối dây và chạy thử.

• Quản lý và bảo trì

Giờ đây, thông tin quản lý động cơ không còn bị giới hạn ở các thông số thông thường như trạng thái khởi động/dừng, điện áp, dòng điện, công suất, v.v. Mọi người quan tâm đến chất lượng phân phối điện của mạch động cơ, dạng sóng điện áp và dòng điện khi có sự cố, thống kê tỷ lệ hao mòn của công tắc tơ. Dữ liệu này có thể được thu thập bởi bộ điều khiển động cơ, nó cung cấp khả năng quản lý động cơ đơn giản và chính xác để nâng cao tuổi thọ sử dụng của động cơ.

• Rất nhiều giao diện bus trường

Bộ điều khiển động cơ được trang bị nhiều giao diện bus trường, nó làm cho động cơ trở thành thiết bị cần thiết cho các cảm biến thông minh cho nhà máy kỹ thuật số (nhà máy thông minh). Cùng với thời đại công nghiệp 4.0, giao diện fieldbus thông thường đang phát triển hướng tới Ethernet công nghiệp đặc biệt tại thiết bị điều khiển động cơ.

• Phần kết luận

Bây giờ rõ ràng rằng, như là thành phần cốt lõi của iMCC, bộ Rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh không còn chỉ dành cho mục đích bảo vệ và điều khiển động cơ. Khả năng xử lý mạnh mẽ và nhiều giao diện I/O của nó, không chỉ giải phóng gánh nặng cho PLC mà còn phân tích chất lượng điện năng và trạng thái động cơ trong thời gian thực để quản lý động cơ tốt hơn. Chúng tôi tin rằng khi các công nghệ, tiêu chuẩn và quy định ngày càng mới được áp dụng cho bộ điều khiển động cơ, thì điều đó có thể tốt hơn.

 PHẦN 5. Xu hướng phát triển của Rơ le điều khiển và bảo vệ động cơ thông minh

Ngay cả chức năng của bộ điều khiển động cơ cũng đã hoàn thiện hơn trước. Nó góp phần hoàn thiện việc quản lý và điều khiển động cơ, nhưng đối với các sự cố cơ học bên trong của động cơ như lỗi rôto, lỗi ổ trục, lỗi cuộn dây, bộ điều khiển không thể chẩn đoán chính xác và cũng không thể ước tính tuổi thọ sử dụng cơ học. Làm thế nào để thực hiện giám sát trực tuyến và chẩn đoán lỗi cho thiết bị động cơ đã là hướng nghiên cứu trong nhiều năm, xâm lấn và không xâm lấn là những hướng chính.

Xâm lấn đang theo dõi các thông số như độ rung, tốc độ, mô-men xoắn và tiếng ồn, nhiệt độ trong thời gian thực để tìm ra loại lỗi và vị trí bằng cách lắp đặt trước các cảm biến có liên quan.

Chẩn đoán không xâm lấn các lỗi động cơ bằng phân tích phổ dòng điện hoặc công suất để nắm bắt thành phần lỗi mà không cần cài đặt bất kỳ cảm biến nào mà chỉ truy cập điện áp stator động cơ và tín hiệu dòng điện.

Rõ ràng, Không xâm lấn rất đơn giản và tiết kiệm, nó không yêu cầu bất kỳ hành động khắc phục nào đối với động cơ. Tuyệt vời hơn nữa là phần cứng của bộ điều khiển động cơ có sẵn chức năng đo điện áp stator, dòng điện vận hành. Chỉ bằng thuật toán phần mềm mới có thể thực hiện chẩn đoán lỗi trực tuyến.

Phần kết luận

Chẩn đoán lỗi trực tuyến là nền tảng của việc bảo vệ động cơ, nó có thể phát hiện ra các vấn đề của động cơ ở giai đoạn đầu bao gồm lỗi cơ khí bên trong và lỗi điện. Đó là phần mở rộng của bảo vệ động cơ thông thường. Làm thế nào để kết hợp cả hai là chủ đề nóng và xu hướng phát triển cho bộ điều khiển động cơ.

PHẦN 6. Động cơ khởi động với khởi động mềm hoặc biến tần vẫn cần bộ điều khiển bảo vệ?

Không có câu trả lời duy nhất

Khi chúng ta chỉ đơn giản nhìn vào điều khiển hoặc bảo vệ động cơ, bất kể là bộ khởi động mềm hay bộ biến tần, khi quá trình khởi động trơn tru kết thúc và chuyển sang trạng thái chạy bình thường, thì chức năng bảo vệ bình thường đã có. Về vấn đề này, bộ điều khiển động cơ không còn cần thiết nữa. Nhưng nhà máy kỹ thuật số yêu cầu tiêu chuẩn cao hơn về quản lý và bảo trì thông thường, chẳng hạn như đối với một mạch động cơ cụ thể, dữ liệu tiêu thụ năng lượng, dữ liệu chất lượng điện năng, dòng cực trị khởi động/chạy lịch sử, dạng sóng khởi động/dừng, v.v. Dữ liệu này dành cho phân tích tốt hơn để quản lý thiết bị. Bộ điều khiển động cơ cung cấp dữ liệu đó. Vì vậy, ngay cả mạch động cơ đã có bộ khởi động mềm hoặc bộ biến tần, nó vẫn có thể lắp đặt rơ le điều khiển và bảo vệ thông minh.