6SE7021-3TB51 Biến tần Simovert

6SE7021-3TB51 Simovert Masterdrives: Giải pháp truyền động đỉnh cao, khơi nguồn cảm hứng vận hành cho hệ thống công nghiệp của bạn, mang đến hiệu suất vượt trội và sự ổn định dài lâu được cung cấp bởi thanhthienphu.vn.

Khám phá ngay bộ biến đổi tần số mạnh mẽ này để nâng tầm quy trình sản xuất, tối ưu hóa năng lượng và kiến tạo tương lai bền vững cho doanh nghiệp, một thiết bị điều khiển động cơ tiên tiến, giải pháp truyền động hiệu quả.

1. Thông tin chi tiết về sản phẩm 6SE7021-3TB51

2. Khám phá cấu tạo chi tiết của bộ biến đổi tần số 6SE7021-3TB51

• Khối Chỉnh Lưu (Rectifier Unit): Đây là cửa ngõ tiếp nhận nguồn điện xoay chiều (AC) 3 pha từ lưới điện (380V-480V). Nhiệm vụ chính của khối này là biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều (DC) thông qua hệ thống Diode công suất hoặc Thyristor (SCR) chất lượng cao. Siemens lựa chọn các linh kiện bán dẫn có khả năng chịu dòng và áp đỉnh lớn, đảm bảo sự ổn định và an toàn ngay cả khi điện lưới có dao động.
• Liên Kết DC (DC Link): Khối này bao gồm các tụ điện công suất lớn và cuộn kháng DC (DC choke). Các tụ điện đóng vai trò như một bể chứa năng lượng, làm phẳng điện áp DC sau chỉnh lưu, cung cấp nguồn năng lượng ổn định cho khối nghịch lưu. Cuộn kháng DC giúp giảm sóng hài bậc cao phản hồi ngược về lưới điện, cải thiện chất lượng nguồn điện và giảm nhiễu điện từ (EMI), một yếu tố quan trọng đối với các hệ thống nhạy cảm. Theo nghiên cứu của IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), việc sử dụng DC choke hiệu quả có thể giảm tổng độ méo hài dòng điện (THDi) xuống dưới mức tiêu chuẩn quốc tế.
• Khối Nghịch Lưu (Inverter Unit): Đây là trái tim của biến tần, nơi biến đổi điện áp DC từ DC Link thành điện áp xoay chiều (AC) 3 pha với tần số và biên độ có thể điều chỉnh được để cung cấp cho động cơ. Khối này sử dụng các linh kiện chuyển mạch công suất cao như IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Siemens nổi tiếng với công nghệ IGBT tiên tiến, cho phép tần số đóng cắt cao (thường từ 2kHz đến 16kHz), giúp giảm tiếng ồn động cơ, tạo ra dạng sóng sin gần chuẩn hơn, và đặc biệt là cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp như Vector Control với độ chính xác vượt trội.
• Khối Điều Khiển (Control Unit): Bộ não của biến tần, thường dựa trên vi xử lý (microprocessor) hoặc DSP (Digital Signal Processor) mạnh mẽ. Khối này nhận tín hiệu từ người dùng (qua bàn phím, tín hiệu ngoài), từ các cảm biến (nếu có), thực thi các thuật toán điều khiển (V/f, Vector Control), tạo tín hiệu điều khiển đóng cắt cho IGBT ở khối nghịch lưu, giám sát hoạt động của biến tần và động cơ, xử lý lỗi và thực hiện các chức năng bảo vệ. Firmware của Siemens được tối ưu hóa để đảm bảo tốc độ đáp ứng nhanh và điều khiển chính xác moment, tốc độ động cơ.
• Khối Hãm (Braking Unit): Tích hợp sẵn trong model 6SE7021-3TB51, khối này bao gồm một Transistor hãm và mạch điều khiển. Khi động cơ hoạt động ở chế độ hãm (giảm tốc hoặc tải có quán tính lớn đẩy ngược năng lượng về biến tần), năng lượng dư thừa trên DC Link sẽ làm tăng điện áp. Khối hãm sẽ kích hoạt Transistor để tiêu tán năng lượng này qua một điện trở xả (braking resistor) gắn bên ngoài, giữ cho điện áp DC Link ở mức an toàn, tránh lỗi quá áp (Overvoltage).
• Giao Diện Người Dùng và Truyền Thông: Bao gồm màn hình hiển thị (nếu có, thường là tùy chọn AOP/BOP), các cổng kết nối cho tín hiệu điều khiển (DI/DO, AI/AO), và cổng truyền thông (RS485 hỗ trợ USS protocol). Thiết kế cho phép dễ dàng mở rộng khả năng giao tiếp qua các module tùy chọn như PROFIBUS-DP, PROFINET IO, CANopen, phù hợp với xu hướng tích hợp hệ thống tự động hóa hiện đại.
• Hệ Thống Tản Nhiệt: Siemens rất chú trọng đến việc tản nhiệt hiệu quả để đảm bảo tuổi thọ linh kiện. Biến tần 6SE7021-3TB51 thường sử dụng quạt làm mát tốc độ cao và thiết kế các khe thông gió tối ưu để luồng không khí lưu thông hiệu quả qua các bộ tản nhiệt (heatsink) gắn trên các linh kiện công suất (Diode, IGBT).

3. Những tính năng ưu của biến tần 6SE7021-3TB51

• Điều khiển Vector hiệu suất cao (High-Performance Vector Control): Đây là trái tim của khả năng điều khiển chính xác. 6SE7021-3TB51 hỗ trợ cả chế độ điều khiển Vector vòng hở (SLVC) và vòng kín (VC – yêu cầu card encoder). Chế độ Vector Control cho phép điều khiển độc lập mô-men và tốc độ động cơ với độ chính xác cực cao, ngay cả ở tốc độ thấp (gần 0 Hz). Điều này mang lại lợi ích to lớn cho các ứng dụng đòi hỏi mô-men khởi động lớn, đáp ứng tải nhanh và điều chỉnh tốc độ chính xác như máy công cụ CNC, cần trục, thang máy, máy kéo dây, máy đùn nhựa.
• Khả năng chịu quá tải vượt trội: Như đã nêu trong thông số kỹ thuật, biến tần có thể chịu quá tải 150% trong 60 giây và lên đến 200% trong 3 giây. Khả năng này cực kỳ quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp nặng, nơi thường xuyên xảy ra các đỉnh tải đột ngột hoặc yêu cầu mô-men lớn trong thời gian ngắn để vượt qua quán tính hoặc ma sát. Nó giúp tránh dừng máy không cần thiết và đảm bảo tính liên tục của sản xuất.
• Tích hợp sẵn bộ hãm động năng (Built-in Braking Chopper): Khi động cơ giảm tốc hoặc bị tải kéo nhanh hơn tốc độ đặt, nó sẽ hoạt động như một máy phát, trả năng lượng về biến tần. Bộ hãm tích hợp cho phép kết nối trực tiếp điện trở hãm (braking resistor) để tiêu tán năng lượng tái sinh này dưới dạng nhiệt, ngăn ngừa lỗi quá áp DC bus (F002) và cho phép giảm tốc nhanh, an toàn. Điều này đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng có quán tính lớn hoặc chu trình làm việc dừng/chạy liên tục.
• Chức năng tiết kiệm năng lượng thông minh: Biến tần tự động tối ưu hóa điện áp và tần số cấp cho động cơ dựa trên tải thực tế (ví dụ qua chế độ điều khiển V/f ECO). Trong các ứng dụng tải biến đổi như bơm và quạt, tính năng này có thể giúp giảm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ so với các phương pháp điều khiển truyền thống (như dùng van tiết lưu), mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt và góp phần bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng biến tần cho bơm, quạt có thể tiết kiệm từ 20% đến 50% năng lượng.
• Khả năng giao tiếp mạng linh hoạt: Ngoài cổng RS485 tích hợp sẵn hỗ trợ giao thức USS của Siemens, 6SE7021-3TB51 thuộc dòng Masterdrives có thiết kế module, cho phép dễ dàng lắp thêm các card truyền thông tùy chọn như Profibus DP, Profinet IO, DeviceNet, CANopen… Điều này giúp tích hợp biến tần vào các hệ thống điều khiển tự động hóa cấp cao (PLC, SCADA, HMI) một cách liền mạch, cho phép giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu tập trung, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành nhà máy.
• Chức năng an toàn tích hợp (Tùy chọn/Yêu cầu module phù hợp): Dòng Masterdrives có thể hỗ trợ các chức năng an toàn như STO (Safe Torque Off), giúp ngắt mô-men động cơ một cách an toàn mà không cần dùng contactor phụ, đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn máy móc quốc tế (ví dụ ISO 13849-1, IEC 62061). Điều này nâng cao mức độ an toàn cho người vận hành và thiết bị, giảm thiểu rủi ro tai nạn lao động.
• Dễ dàng cài đặt và vận hành: Giao diện người dùng thân thiện thông qua Bảng điều khiển cơ bản (BOP – Basic Operator Panel) hoặc Bảng điều khiển nâng cao (AOP – Advanced Operator Panel – tùy chọn) cho phép truy cập và hiệu chỉnh các thông số một cách trực quan. Bên cạnh đó, phần mềm DriveMonitor hoặc STARTER trên máy tính cung cấp giao diện đồ họa, giúp việc cấu hình, sao lưu/phục hồi thông số, chẩn đoán lỗi trở nên nhanh chóng và thuận tiện hơn rất nhiều.

4. Hướng dẫn từng bước kết nối biến tần 6SE7021-3TB51 với phần mềm

Bước 1: Cài đặt phần mềm và Driver:

• Chạy file cài đặt STARTER và làm theo hướng dẫn trên màn hình.
• Nếu sử dụng cáp USB-to-RS232 hoặc PC Adapter USB, cài đặt driver tương ứng đi kèm với thiết bị hoặc tải từ trang web của nhà sản xuất cáp/adapter. Đảm bảo driver được cài đặt thành công và cổng COM ảo (Virtual COM Port) hoặc giao diện PC Adapter được nhận diện trong Device Manager của Windows.

Bước 2: Kết nối phần cứng:

• Kết nối một đầu cáp (RS232 hoặc qua PC Adapter) vào cổng tương ứng trên biến tần 6SE7021-3TB51 (X300).
• Kết nối đầu còn lại của cáp vào cổng USB hoặc COM trên máy tính.
• Đảm bảo kết nối chắc chắn.

Bước 3: Khởi động phần mềm STARTER và cấu hình giao diện kết nối:

Mở phần mềm STARTER.

Trên thanh menu, chọn Options -> Set PG/PC Interface....

Trong cửa sổ Set PG/PC Interface hiện ra:

Ở mục Interface Parameter Assignment Used, chọn giao diện kết nối bạn đang sử dụng. Ví dụ:

• Nếu dùng cáp USB-to-RS232, chọn Serial cable (USS) hoặc một tên tương tự liên quan đến cổng COM ảo đã tạo. Nhấn Properties để chọn đúng cổng COM và cài đặt tốc độ Baud (thường là 9600 hoặc 19200 cho USS trên Masterdrives, kiểm tra thông số P070, P701-P703 trên biến tần).
• Nếu dùng PC Adapter USB, chọn PC Adapter (USS) hoặc PC Adapter (PROFIBUS) hoặc PC Adapter (MPI) tùy thuộc vào cổng và giao thức bạn muốn kết nối. Nhấn Properties để cấu hình thêm nếu cần.

Nhấn OK để lưu cài đặt.

Bước 4: Tạo dự án mới hoặc mở dự án có sẵn (Tùy chọn):

Bạn có thể tạo một dự án mới (File -> New) hoặc làm việc trực tuyến mà không cần dự án (Accessible Nodes).

Bước 5: Dò tìm thiết bị (Go Online):

• Nhấp vào biểu tượng Accessible Nodes (hình cái phích cắm và mạng) trên thanh công cụ hoặc chọn Project -> Connect Online (nếu đã có đối tượng biến tần trong dự án).
• STARTER sẽ quét mạng hoặc cổng đã chọn để tìm kiếm các biến tần tương thích.
• Nếu kết nối thành công, biến tần 6SE7021-3TB51 sẽ xuất hiện trong danh sách Accessible Nodes hoặc cây dự án sẽ chuyển sang trạng thái Online. Địa chỉ mặc định của Masterdrives trên USS thường là 0.

Bước 6: Tải thông số từ biến tần lên (Upload):

• Chuột phải vào biểu tượng biến tần vừa tìm thấy và chọn Upload device to PG/PC. Quá trình này sẽ đọc toàn bộ cấu hình và thông số hiện tại từ biến tần và hiển thị trong phần mềm STARTER.
• Bây giờ bạn đã sẵn sàng để xem, chỉnh sửa thông số, giám sát trạng thái, chẩn đoán lỗi…

5. Bí quyết lập trình và tối ưu hóa hiệu suất cho 6SE7021-3TB51

A. Nguyên tắc cơ bản:

• Hiểu rõ ứng dụng: Xác định loại tải (bơm, quạt, băng tải, máy nén, nâng hạ…), yêu cầu về tốc độ, moment, độ chính xác, thời gian tăng/giảm tốc, chế độ dừng…
• Có tài liệu kỹ thuật: Luôn tham khảo Compendium (sổ tay thông số) và Hướng dẫn vận hành của 6SE7021-3TB51. Đây là nguồn thông tin chính xác và đầy đủ nhất.
• Sao lưu thông số gốc: Trước khi thay đổi bất kỳ thông số nào, hãy sao lưu bộ thông số mặc định của nhà sản xuất hoặc bộ thông số đang chạy ổn định (qua phần mềm hoặc AOP).
• Thay đổi từng bước: Không nên thay đổi quá nhiều thông số cùng lúc. Thay đổi từng nhóm thông số liên quan, kiểm tra hoạt động rồi mới tiếp tục.
• An toàn là trên hết: Đảm bảo động cơ và tải được cách ly an toàn trước khi chạy thử sau khi thay đổi thông số.

B. Các nhóm thông số quan trọng cần cài đặt:

1. Thông số động cơ (Motor Parameters – thường bắt đầu bằng P1xx):

• P100 (Motor Type): Chọn loại động cơ (Thường là 1: Động cơ không đồng bộ – Induction Motor).
• P101 (Rated Motor Voltage): Điện áp định mức của động cơ (ghi trên nhãn động cơ).
• P102 (Rated Motor Current): Dòng điện định mức của động cơ.
• P103 (Rated Motor Frequency): Tần số định mức của động cơ (thường là 50Hz hoặc 60Hz).
• P104 (Rated Motor Speed): Tốc độ định mức của động cơ (vòng/phút).
• P105 (Rated Motor Power): Công suất định mức của động cơ (kW hoặc HP).
• P109 (Motor Connection Type): Kiểu đấu dây động cơ (Sao/Tam giác).
• P115 (Motor Identification): Chạy chế độ nhận dạng động cơ (Motor ID run). Rất quan trọng, đặc biệt với điều khiển Vector. Biến tần sẽ tự động đo các thông số điện trở, điện kháng của động cơ để tối ưu hóa thuật toán điều khiển. Cần thực hiện khi động cơ nguội và không tải. Có 2 chế độ: Standstill (đo khi đứng yên) và Rotating (đo khi quay – cần tháo tải).

2. Thông số điều khiển (Control Parameters – P2xx, P3xx, P4xx…):

P071 (Parameter Access): Cấp độ truy cập thông số (Standard, Extended, Expert).

P300 (Control Mode): Lựa chọn phương pháp điều khiển:

• 0: V/f control with linear characteristic (Điều khiển V/f tuyến tính – phù hợp tải moment không đổi như băng tải).
• 1: V/f control with FCC (Flux Current Control – cải thiện đáp ứng V/f).
• 2: V/f control with quadratic characteristic (Điều khiển V/f đặc tính bậc 2 – phù hợp tải bơm/quạt).
• 3: V/f control for Textile applications.
• 4: V/f control with independent voltage setpoint.
• 20: Sensorless Vector Control (SLVC – Điều khiển Vector không cần cảm biến tốc độ, yêu cầu chạy P115). Cho moment và độ chính xác tốt hơn V/f.
• 21: Vector Control with sensor (VC – Điều khiển Vector có cảm biến tốc độ Encoder/Resolver, yêu cầu bo mạch phản hồi và cài đặt P151, P130…). Cho độ chính xác và đáp ứng cao nhất.

P452/P453 (Ramp-up/Ramp-down Time): Thời gian tăng tốc/giảm tốc (tính bằng giây). Điều chỉnh phù hợp với quán tính tải để tránh quá dòng hoặc quá áp.

P462/P464 (Rounding Time): Thời gian làm mềm góc cong của đường dốc tăng/giảm tốc, giúp vận hành mượt mà hơn.

P220-P234 (Speed Setpoint Source): Chọn nguồn đặt tốc độ (qua BOP/AOP, Analog Input, Fixed Speed, USS, Profibus…).

P554-P570 (Command Source): Chọn nguồn lệnh điều khiển (Start/Stop, Jog, Reverse…) từ Terminal, BOP/AOP, USS, Profibus…

P253/P254 (Minimum/Maximum Speed): Giới hạn tốc độ hoạt động của động cơ.

P263-P266 (Current Limits): Cài đặt giới hạn dòng điện cho động cơ và biến tần.

P350-P38x (Protection Settings): Cài đặt các ngưỡng bảo vệ (quá nhiệt động cơ I2t, nhiệt độ qua PTC/KTY…).

PID Controller (P470-P495): Nếu sử dụng chức năng điều khiển PID tích hợp (ví dụ: điều áp, điều lưu lượng), cần cài đặt các thông số Kp, Ti, Td, nguồn tín hiệu phản hồi, giá trị đặt…

3. Thông số I/O (Input/Output Parameters – P550-P6xx):

• Cấu hình chức năng cho các ngõ vào số (Digital Inputs – DI): Start/Stop, Lỗi ngoài, Chạy thuận/nghịch, Jog, Chọn tốc độ cố định…
• Cấu hình chức năng cho các ngõ ra số (Digital Outputs – DO) và Relay: Báo trạng thái Run, Ready, Fault, Đạt tốc độ…
• Cấu hình thang đo và chức năng cho các ngõ vào/ra tương tự (Analog Inputs/Outputs – AI/AO): Đặt tốc độ, Phản hồi PID, Hiển thị tốc độ/dòng điện…

4. Thông số giao tiếp (Communication Parameters – P7xx):

• Cấu hình địa chỉ, tốc độ baud, format dữ liệu cho giao tiếp USS (P701-P704).
• Cấu hình thông số cho các module bus trường (Profibus, DeviceNet…) nếu có.

C. Ví dụ tối ưu hóa cho ứng dụng cụ thể:

Ứng dụng Bơm/Quạt:

• Chọn P300 = 2 (V/f quadratic).
• Đặt thời gian tăng/giảm tốc (P452/P453) phù hợp để tránh sốc áp lực đường ống.
• Kích hoạt chức năng Bắt tốc độ động cơ đang quay (Flying restart – P089) nếu cần khởi động lại khi động cơ còn đang quay tự do.
• Sử dụng bộ điều khiển PID (P470-P495) để điều chỉnh lưu lượng/áp suất ổn định dựa trên tín hiệu cảm biến phản hồi.

Ứng dụng Băng tải/Máy trộn (Moment không đổi):

• Chọn P300 = 0 (V/f linear) hoặc P300 = 20 (SLVC) để có moment tốt hơn ở tốc độ thấp.
• Chạy Motor ID (P115) nếu dùng SLVC.
• Cài đặt giới hạn dòng (P263-P266) phù hợp với yêu cầu tải.
• Sử dụng chức năng hãm DC (P390-P394) để dừng nhanh và giữ tải nếu cần.

Ứng dụng Nâng hạ/Cẩu trục:

• Chọn P300 = 21 (Vector Control with sensor) để đạt độ chính xác và khả năng giữ tải ở tốc độ zero.
• Cần có Encoder và bo mạch phản hồi tương ứng. Cài đặt P151 (Encoder Type), P130 (số xung encoder).
• Chạy Motor ID (P115).
• Cài đặt chức năng điều khiển phanh cơ khí (Brake Control – P515-P519).
• Đảm bảo sử dụng điện trở hãm (Braking Resistor) và kích hoạt bộ hãm (P072, P095).

6. Khắc phục nhanh chóng một số lỗi thường gặp trên 6SE7021-3TB51

7. Liên hệ thanhthienphu.vn để nhận tư vấn chuyên sâu

Đừng để những thiết bị lạc hậu kìm hãm sự phát triển của doanh nghiệp bạn. Đã đến lúc đầu tư vào công nghệ truyền động tiên tiến, tạo ra bước đột phá về năng suất và chất lượng. 6SE7021-3TB51 Simovert Masterdrives chính là lựa chọn đầu tư thông minh, mang lại giá trị bền vững và hiệu quả kinh tế lâu dài.

Thanhthienphu.vn, với uy tín và kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực cung cấp thiết bị điện công nghiệp và tự động hóa, tự hào là đối tác đáng tin cậy mang đến cho bạn sản phẩm 6SE7021-3TB51 Simovert Masterdrives chính hãng Siemens cùng dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp nhất. Chúng tôi hiểu rằng, việc lựa chọn một thiết bị quan trọng như biến tần cần sự cân nhắc kỹ lưỡng và tư vấn chuyên sâu.

Liên hệ ngay với đội ngũ chuyên gia của thanhthienphu.vn để được:

• Tư vấn miễn phí: Giải đáp mọi thắc mắc về sản phẩm 6SE7021-3TB51 và các giải pháp truyền động khác.
• Hỗ trợ lựa chọn: Giúp bạn chọn đúng cấu hình biến tần phù hợp nhất với ứng dụng và ngân sách.
• Báo giá cạnh tranh: Cung cấp mức giá tốt nhất thị trường cùng các chính sách ưu đãi hấp dẫn.
• Hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu: Đồng hành cùng bạn trong quá trình lắp đặt, cài đặt và vận hành.
• Dịch vụ hậu mãi chu đáo: Cam kết bảo hành chính hãng và hỗ trợ khắc phục sự cố nhanh chóng.

Gọi ngay Hotline: 08.12.77.88.99. Hoặc truy cập website của chúng tôi: thanhthienphu.vn. Hoặc ghé thăm văn phòng giao dịch tại: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.

Thanhthienphu.vn – Đồng hành cùng thành công của bạn trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0.

Download tài liệu SINAMICS SIMOVERT

➢ SINAMICS SIMOVERT Catalogue

• 6SE7021-8EB51

• 6SE7023-8ED61

• 6SE7090-0XX84-0FJ0

• 6SE7021-3TB61