6SE6440-2UD41-1FA1 – Biến tần MM440 3-phase 110kW Siemens

Download tài liệu biến tần MM440

➢ Sinamics MM440 Catalogue

6SE6440-2UD41-1FA1 MM440 3-phase 110kW, một kiệt tác công nghệ truyền động điện từ Siemens, mang đến khả năng điều khiển động cơ không đồng bộ mạnh mẽ và linh hoạt tuyệt vời, mở ra một kỷ nguyên mới về hiệu suất và độ tin cậy cho mọi ứng dụng công nghiệp tại Việt Nam, từ những dây chuyền sản xuất phức tạp đến các hệ thống bơm quạt đòi hỏi sự ổn định cao.

Với sự đồng hành tận tâm và chuyên nghiệp từ thanhthienphu.vn, việc tiếp cận, lựa chọn và triển khai giải pháp bộ biến đổi tần số 110kW tiên tiến này trở nên thuận lợi và hiệu quả hơn bao giờ hết.

1. Khám Phá Cấu Tạo Bên Trong Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1

• Khối Chỉnh Lưu (Rectifier Unit): Đây là cửa ngõ đầu tiên của nguồn điện xoay chiều (AC) ba pha từ lưới điện. Khối này sử dụng các Diode công suất cao hoặc Thyristor (trong một số thiết kế) để biến đổi dòng điện xoay chiều AC thành dòng điện một chiều DC. Quá trình này tạo ra một điện áp DC ổn định trên tụ điện của liên kết DC (DC Link). Đối với model 110kW, khối chỉnh lưu được thiết kế để chịu được dòng điện lớn và các biến động từ lưới điện, đảm bảo cung cấp nguồn DC ổn định cho khối nghịch lưu.
• Liên Kết DC (DC Link) hay Mạch Trung Gian DC: Bao gồm các tụ điện công suất lớn có nhiệm vụ lưu trữ năng lượng điện một chiều đã được chỉnh lưu và làm phẳng gợn sóng điện áp DC. Dung lượng của tụ điện ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đáp ứng tải đột ngột và chất lượng điện áp DC cung cấp cho khối nghịch lưu. Trong model 6SE6440-2UD41-1FA1, các tụ điện chất lượng cao được sử dụng để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất.
• Khối Nghịch Lưu (Inverter Unit): Đây là trái tim của biến tần. Khối này sử dụng các linh kiện bán dẫn công suất như IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) được điều khiển bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation). Các IGBT này đóng cắt ở tần số cao (kHz) để tái tạo lại dạng sóng điện áp xoay chiều ba pha có tần số và biên độ mong muốn cung cấp cho động cơ. Công nghệ IGBT tiên tiến giúp giảm tổn thất chuyển mạch, tăng hiệu suất và cải thiện dạng sóng đầu ra, giúp động cơ vận hành êm ái hơn.
• Mạch Điều Khiển (Control Unit): Bộ não của biến tần, chứa vi xử lý (microprocessor) hoặc DSP (Digital Signal Processor) mạnh mẽ. Mạch này nhận tín hiệu từ người dùng (qua BOP/AOP, ngõ vào analog/digital, truyền thông), các cảm biến (nếu có), và thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp (V/f, FCC, SLVC, VC) để tạo ra tín hiệu PWM điều khiển các IGBT trong khối nghịch lưu. Nó cũng giám sát các thông số vận hành, thực hiện các chức năng bảo vệ cho biến tần và động cơ.
• Bộ Hãm Tích Hợp (Integrated Braking Chopper): Model 6SE6440-2UD41-1FA1 được tích hợp sẵn bộ hãm (braking chopper). Khi động cơ giảm tốc hoặc hãm, nó hoạt động như một máy phát, trả năng lượng về liên kết DC. Nếu năng lượng này quá lớn, điện áp DC Link sẽ tăng cao. Bộ hãm sẽ kết nối một điện trở hãm (braking resistor – lắp ngoài) vào DC Link để tiêu tán năng lượng dư thừa này dưới dạng nhiệt, bảo vệ biến tần và cho phép hãm động cơ nhanh chóng.
• Bộ Lọc EMC (EMC Filter): Tích hợp sẵn bộ lọc EMC Class A giúp giảm nhiễu điện từ phát ra từ biến tần, đảm bảo tương thích điện từ trong môi trường công nghiệp và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.
• Hệ Thống Tản Nhiệt: Với công suất lớn 110kW, lượng nhiệt phát sinh trong quá trình hoạt động là đáng kể. Biến tần được trang bị hệ thống tản nhiệt hiệu quả, bao gồm các khối tản nhiệt nhôm lớn và quạt làm mát công suất cao, đảm bảo các linh kiện công suất hoạt động trong giới hạn nhiệt độ cho phép, tăng độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị.
• Vỏ Máy và Cổng Kết Nối: Vỏ máy đạt cấp bảo vệ IP20, bảo vệ các linh kiện bên trong khỏi bụi và vật thể rắn. Các cổng kết nối được bố trí khoa học, dễ dàng cho việc đấu nối dây động lực và dây điều khiển.

2. Khai Phá Các Tính Năng Chính Vượt Trội Của Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1

• Điều Khiển Vector Không Cảm Biến (Sensorless Vector Control – SLVC): Đây là một trong những tính năng đắt giá nhất của dòng MM440. SLVC cho phép điều khiển chính xác mô-men và tốc độ động cơ ngay cả ở tần số thấp mà không cần đến cảm biến encoder phản hồi từ động cơ. Điều này giúp giảm chi phí lắp đặt, tăng độ tin cậy của hệ thống (do loại bỏ được một thành phần dễ hỏng hóc là encoder) và đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng đòi hỏi mô-men khởi động lớn và đáp ứng động học cao như băng tải nặng, máy nghiền, máy trộn.
• Chức Năng Tự Động Dò Thông Số Động Cơ (Automatic Motor Identification – Auto-tuning): Để đạt được hiệu suất điều khiển tối ưu, đặc biệt là với SLVC, biến tần cần có thông tin chính xác về các thông số của động cơ (điện trở stator, điện cảm…). Tính năng Auto-tuning cho phép biến tần tự động thực hiện các bài kiểm tra khi động cơ đứng yên hoặc quay, từ đó xác định chính xác các thông số này và tự động tối ưu hóa bộ điều khiển. Điều này giúp tiết kiệm thời gian cài đặt và đảm bảo hiệu suất cao nhất ngay từ lần vận hành đầu tiên.
• Điều Khiển Dòng Từ Thông (Flux Current Control – FCC): Cải thiện đáng kể đáp ứng động học của động cơ và giảm tổn hao năng lượng, đặc biệt khi động cơ hoạt động ở chế độ non tải hoặc tải nhẹ. FCC giúp duy trì từ thông tối ưu trong động cơ, đảm bảo động cơ luôn sẵn sàng đáp ứng nhanh với sự thay đổi của tải.
• Tích Hợp Sẵn Bộ Hãm Động Năng (Integrated 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 động năng tích hợp cho phép kết nối trực tiếp với điện trở hãm (braking resistor) để tiêu tán năng lượng dư thừa này dưới dạng nhiệt, giúp quá trình giảm tốc diễn ra nhanh chóng và an toàn, bảo vệ biến tần khỏi tình trạng quá áp DC link. Điều này đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng có quán tính lớn hoặc yêu cầu dừng nhanh.
• Chức Năng Tiết Kiệm Năng Lượng Tự Động: Biến tần MM440 có khả năng tự động tối ưu hóa điện áp đầu ra dựa trên tải thực tế của động cơ. Khi động cơ chạy non tải, biến tần sẽ giảm điện áp để giảm tổn hao từ và tổn hao sắt, từ đó tiết kiệm điện năng đáng kể. Theo Siemens, tính năng này có thể giúp tiết kiệm từ 5% đến 20% năng lượng tùy thuộc vào ứng dụng.
• Đa Dạng Chế Độ Điều Khiển V/f: Ngoài V/f tuyến tính cơ bản, MM440 còn hỗ trợ V/f đa điểm (cho phép tùy chỉnh đường đặc tính V/f theo yêu cầu cụ thể của tải) và V/f bình phương (thường dùng cho bơm, quạt để tối ưu hóa năng lượng).
• Khả Năng Lập Trình Linh Hoạt với Các Khối Chức Năng Tự Do (Free Function Blocks – FFB): Cho phép người dùng tạo ra các logic điều khiển phức tạp ngay bên trong biến tần mà không cần đến PLC bên ngoài, ví dụ như điều khiển PID tích hợp, các hàm logic AND, OR, Timer… giúp giảm chi phí hệ thống và tăng tính linh hoạt.
• Bảo Vệ Toàn Diện Cho Biến Tần và Động Cơ: Bao gồm bảo vệ quá dòng, quá áp, thấp áp, quá nhiệt biến tần, quá nhiệt động cơ (qua cảm biến PTC/KTY hoặc mô hình nhiệt I2t), chạm đất, mất pha đầu vào/đầu ra… đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho toàn bộ hệ thống.
• Giao Tiếp Mạng Mạnh Mẽ: Với cổng RS485 tích hợp hỗ trợ giao thức USS và khả năng mở rộng với các module truyền thông phổ biến như Profibus DP, DeviceNet, CANopen, biến tần 6SE6440-2UD37-5FA1 dễ dàng tích hợp vào các hệ thống điều khiển giám sát SCADA hoặc DCS.

3. Hướng Dẫn Chi Tiết Quy Trình Kết Nối Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1 Với Phần Mềm

Bước 1: Kết Nối Phần Cứng An Toàn

• Đảm bảo nguồn điện chính của biến tần (mạch lực) đã được ngắt để an toàn. Nguồn điều khiển có thể vẫn bật để giao tiếp.
• Kết nối cáp USB-RS485 với máy tính. Cài đặt driver cho cáp nếu cần.
• Kết nối đầu RS485 của cáp với cổng giao tiếp X300 trên biến tần MM440. Thông thường, chân 3 (RxD/TxD-P) và chân 8 (RxD/TxD-N) trên cổng D-sub 9 chân của MM440 được sử dụng cho giao tiếp USS. Tham khảo tài liệu kỹ thuật của biến tần và cáp để đấu nối chính xác.
• Lưu ý về điện trở đầu cuối (terminating resistor): Nếu biến tần là thiết bị cuối cùng trên bus RS485, hãy đảm bảo điện trở đầu cuối được kích hoạt (thường có switch hoặc jumper trên biến tần hoặc phải đấu nối ngoài).

Bước 2: Cài Đặt Giao Diện PG/PC Trong STARTER

1. Mở phần mềm STARTER trên máy tính.
2. Vào menu Options -> Set PG/PC Interface....
3. Trong cửa sổ Set PG/PC Interface, chọn Access Point of the Application là S7ONLINE (STEP 7).
4. Trong phần Interface Parameter Assignment Used, chọn giao diện tương ứng với cáp USB-RS485 của bạn (ví dụ: PC Adapter (PPI) hoặc tên driver của cáp bạn đang dùng).
5. Nhấn Properties để cấu hình chi tiết cho giao diện đã chọn (tốc độ baud, địa chỉ trạm…). Đối với USS trên MM440, các thông số phổ biến là: Baud rate: Thường là 9600 bps hoặc 19200 bps (P2010 trên MM440). Address: Địa chỉ của biến tần trên mạng USS (P2011 trên MM440, mặc định thường là 0).
6. Nhấn OK để lưu cài đặt.

Bước 3: Tạo Dự Án Mới và Kết Nối Với Biến Tần

1. Trong STARTER, tạo một dự án mới (File -> New) hoặc mở dự án hiện có.
2. Trong cây dự án, nhấp chuột phải và chọn Insert single drive unit.
3. Chọn dòng biến tần là MICROMASTER 440 và phiên bản firmware tương ứng.
4. Sau khi thêm biến tần vào dự án, nhấp chuột phải vào biểu tượng biến tần và chọn Target device -> Connect online.
5. STARTER sẽ cố gắng thiết lập kết nối với biến tần. Nếu thông số PG/PC Interface và thông số truyền thông trên biến tần (P2009-P2014) khớp nhau, kết nối sẽ thành công.
6. Nếu không kết nối được, kiểm tra lại cáp, cài đặt PG/PC Interface và các thông số truyền thông trên biến tần. Có thể sử dụng chức năng Accessible Nodes để quét tìm thiết bị.

Bước 4: Tải Thông Số (Upload) và Bắt Đầu Cấu Hình

1. Sau khi kết nối thành công, bạn có thể tải (upload) toàn bộ thông số từ biến tần lên máy tính bằng cách chọn biến tần và nhấn nút Load from drive unit to PG.
2. Giờ đây, bạn có thể truy cập vào danh sách thông số (parameter list), sử dụng các trình hướng dẫn cấu hình (wizards), giám sát trạng thái hoạt động, thực hiện chẩn đoán lỗi và lưu trữ cấu hình một cách dễ dàng.

4. Hướng Dẫn Cách Lập Trình Các Thông Số Cơ Bản Cho Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1

A. Các nhóm thông số cơ bản và cách cài đặt:

Bước 1: Reset về mặc định nhà sản xuất (Khuyến nghị cho lần cài đặt đầu tiên)

• P0010 = 30 (Factory Reset)
• P0970 = 1 (Start factory reset)
• Sau khi reset, biến tần sẽ khởi động lại với các giá trị mặc định.

Bước 2: Nhập thông số động cơ (Motor Data) Đây là bước cực kỳ quan trọng để biến tần điều khiển động cơ một cách tối ưu.

• P0003 = 2 hoặc 3 (User access level – Standard hoặc Expert) để cho phép thay đổi thông số.
• P0100 = 0 (Europe/Asia, kW, 50Hz) hoặc 1 (North America, hp, 60Hz) tùy theo động cơ và lưới điện.
• P0304: Điện áp định mức của động cơ (V) – Lấy từ nhãn động cơ.
• P0305: Dòng điện định mức của động cơ (A) – Lấy từ nhãn động cơ.
• P0307: Công suất định mức của động cơ (kW hoặc hp tùy P0100) – Lấy từ nhãn động cơ.
• P0308: Hệ số công suất (cosφ) của động cơ – Lấy từ nhãn động cơ (ví dụ 0.85).
• P0310: Tần số định mức của động cơ (Hz) – Thường là 50Hz hoặc 60Hz.
• P0311: Tốc độ định mức của động cơ (RPM) – Lấy từ nhãn động cơ.
• Sau khi nhập xong, cần thực hiện Motor Identification.

Bước 3: Thực hiện nhận dạng động cơ (Motor Identification / Autotuning) Giúp biến tần “hiểu” rõ hơn về các đặc tính điện của động cơ để tối ưu hóa thuật toán điều khiển.

• P1910 = 1 (Motor data identification with standstill test) hoặc 3 (Complete identification including rotating test – cần tháo tải cơ khí).
• Sau khi đặt P1910, cấp lệnh chạy (RUN) cho biến tần. Biến tần sẽ tự động thực hiện các phép đo. Quá trình này mất vài phút.
• Lưu ý an toàn: Đảm bảo không có ai ở gần động cơ khi thực hiện rotating test.
• Sau khi hoàn tất, P1910 sẽ tự động trả về 0.

Bước 4: Cài đặt lệnh điều khiển (Command Source) Xác định tín hiệu nào sẽ dùng để Start/Stop biến tần.

P0700[0] (Source of command):

• 1: BOP (điều khiển bằng phím RUN/STOP trên màn hình).
• 2: Terminal (điều khiển bằng các ngõ vào số Digital Inputs).
• 5: USS/Modbus on COM link (điều khiển qua truyền thông RS485).
• Ví dụ, để điều khiển bằng công tắc ngoài nối vào DI1: P0700[0] = 2.

Nếu P0700[0] = 2, cần cấu hình chức năng cho các ngõ vào số. Ví dụ:

• P0701[0] (Function of DI1): 1 (ON/OFF1 – Lệnh chạy/dừng).
• P0702[0] (Function of DI2): 2 (ON reverse/OFF1 – Lệnh chạy ngược/dừng).

Bước 5: Cài đặt nguồn đặt tốc độ (Setpoint Source) Xác định tín hiệu nào sẽ dùng để đặt tốc độ cho động cơ.

P1000[0] (Source of frequency setpoint):

• 1: MOP setpoint (điều khiển tốc độ bằng phím mũi tên lên/xuống trên BOP/AOP).
• 2: Analog setpoint (tốc độ đặt bằng tín hiệu analog từ biến trở hoặc PLC 0-10V, 4-20mA).
• 3: Fixed frequency (chạy ở một tần số cố định).
• 5: USS/Modbus on COM link (tốc độ đặt qua truyền thông RS485).
• Ví dụ, để điều khiển tốc độ bằng biến trở nối vào AI1: P1000[0] = 2.

Nếu P1000[0] = 2, cần cấu hình ngõ vào analog:

• P0756[0] (Type of analog input 1): 0 (0-10V) hoặc 2 (0-20mA) hoặc 3 (4-20mA).
• P0757[0] (Scaling X1 value for AI1): Ví dụ 0V.
• P0758[0] (Scaling Y1 value for AI1): Ví dụ 0 Hz.
• P0759[0] (Scaling X2 value for AI1): Ví dụ 10V.
• P0760[0] (Scaling Y2 value for AI1): Ví dụ 50 Hz (tần số max mong muốn).

Bước 6: Cài đặt giới hạn tần số và thời gian tăng/giảm tốc

• P1080: Tần số tối thiểu (Min. frequency) (Hz).
• P1082: Tần số tối đa (Max. frequency) (Hz) – Thường đặt bằng tần số định mức của động cơ (P0310).
• P1120: Thời gian tăng tốc (Ramp-up time) (giây) – Thời gian từ 0 Hz lên Max. frequency.
• P1121: Thời gian giảm tốc (Ramp-down time) (giây) – Thời gian từ Max. frequency về 0 Hz.
• P1135: Thời gian hãm (OFF3 ramp-down time) (giây) – Thời gian dừng khẩn cấp (nếu dùng).

Bước 7: Chọn phương pháp điều khiển (Control Mode)

P1300[0] (Control mode selection):

• 0: V/f control with linear characteristic (phù hợp cho tải momen không đổi).
• 2: V/f control with FCC (Flux Current Control – cải thiện đáp ứng).
• 3: V/f control with quadratic characteristic (cho bơm, quạt – tiết kiệm năng lượng).
• 20: Sensorless vector control (SLVC) (cho các ứng dụng đòi hỏi momen và độ chính xác tốc độ cao hơn).

Nếu chọn SLVC (P1300[0]=20), cần đảm bảo đã thực hiện chính xác Motor Identification (P1910).

B. Ví dụ ứng dụng cho bơm ly tâm (tải moment thay đổi theo bình phương tốc độ):

1. Reset biến tần (P0010=30, P0970=1).

2. Nhập thông số động cơ (P0100, P0304, P0305, P0307, P0308, P0310, P0311).

3. Thực hiện Motor Identification (P1910=1 hoặc 3).

4. Điều khiển Start/Stop bằng công tắc ngoài nối vào DI1: P0700[0]=2, P0701[0]=1.

5. Điều khiển tốc độ bằng tín hiệu 4-20mA từ cảm biến áp suất (ví dụ) vào AI1: P1000[0]=2.

• P0756[0]=3 (4-20mA for AI1).
• P0757[0]=4.0 (mA for X1).
• P0758[0]=0.0 (Hz for Y1).
• P0759[0]=20.0 (mA for X2).
• P0760[0]=50.0 (Hz for Y2 – tần số max của bơm).

6. Cài đặt thời gian tăng/giảm tốc phù hợp cho bơm để tránh sốc thủy lực: P1120=10s, P1121=10s.

7. Chọn phương pháp điều khiển V/f cho bơm: P1300[0]=3 (V/f with quadratic characteristic).

8. Cài đặt tần số max/min: P1082=50Hz, P1080=20Hz (ví dụ, để bơm luôn hoạt động trong dải hiệu quả).

5. Khắc Phục Một Số Lỗi Thường Gặp Trên Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1

6. Liên Hệ Ngay Thanh Thiên Phú Để Sở Hữu Giải Pháp Biến Tần 6SE6440-2UD41-1FA1

Bạn là kỹ sư điện tâm huyết, một kỹ thuật viên lành nghề, một quản lý kỹ thuật đầy trách nhiệm hay một chủ doanh nghiệp luôn tìm kiếm sự tối ưu? Bạn đang trăn trở về hiệu suất chưa cao, chi phí vận hành tốn kém, hay những rủi ro tiềm ẩn từ hệ thống điều khiển động cơ cũ kỹ? Đã đến lúc bạn khám phá và sở hữu biến tần Siemens 6SE6440-2UD41-1FA1 – một giải pháp công nghệ đỉnh cao, một khoản đầu tư chiến lược mang lại lợi ích bền vững cho hoạt động sản xuất và kinh doanh của bạn.

Tại sao nên chọn thanhthienphu.vn làm đối tác?

• Sản phẩm chính hãng, chất lượng đảm bảo: Cam kết 100% sản phẩm Siemens chính hãng, đầy đủ chứng từ CO/CQ.
• Giá cả cạnh tranh: Mang đến mức giá hợp lý, tối ưu chi phí đầu tư cho bạn.
• Tồn kho sẵn có: Đảm bảo khả năng cung ứng nhanh chóng, đáp ứng kịp thời tiến độ dự án.
• Tư vấn kỹ thuật chuyên sâu: Đội ngũ kỹ sư am hiểu sản phẩm và ứng dụng, sẵn sàng hỗ trợ bạn lựa chọn, cài đặt và vận hành.
• Hỗ trợ tận tâm: Đồng hành cùng bạn từ khâu tư vấn, lắp đặt đến bảo trì, xử lý sự cố.

Nhấc máy và gọi ngay cho chúng tôi qua Hotline: 08.12.77.88.99 để được các chuyên gia của thanhthienphu.vn tư vấn trực tiếp và hoàn toàn miễn phí. Hoặc ghé thăm chúng tôi tại: Địa chỉ: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh. Website: thanhthienphu.vn

Hãy để Thanh Thiên Phú trở thành đối tác tin cậy, đồng hành cùng bạn trên con đường nâng cao hiệu quả sản xuất và chinh phục thành công.

Thanh Thiên Phú là đại lý Siemens tại Việt Nam cung cấp các dòng sản phẩm PLC Siemens, HMI Siemens, biến tần Siemens, bộ nguồn Siemens, công tắc ổ cắm Siemens, thiết bị điện Siemens, thiết bị đo lường Siemens, động cơ Siemens chính hãng, luôn có các chương trình khuyến mãi cho các sản phẩm Siemens.

• 6SE6440-2UD37-5FA1
• 6SE6440-2UC17-5AA1
• 6SE6440-2UD33-7EA1
• 6SE6440-2AD23-0BA1