Để đo tốc độ vòng quay động cơ hoạt động chúng ta có khá nhiều giải pháp khác nhau từ đo bằng encoder, cảm biến tiệm cận loại điện từ, đo dòng tải của motor, đo điện áp điều khiển trên dây động lực… Trong bài viết này tôi sẽ chia sẻ các cách đo tốc độ động cơ được dùng phổ biến trong thực tế.

Máy Đo tốc độ vòng quay động cơ mà bạn phải biết

Để đo tốc độ vòng quay của motor chúng ta cần phải có thiết bị đo phù hợp. Trong đó, cách đo truyền thống là dùng encoder hoặc cảm biến đo tốc độ xung để đưa về Counter trên PLC. Tuy nhiên, mỗi cách đo đều có ưu nhược điểm riêng của nó. Chúng ta cùng xem các phương pháp đo tốc độ motor sau đây.

Đo tốc độ vòng quay động cơ AC/DC bằng Encoder

Đo tốc độ vòng quay bằng Encoder khá đơn giản với các Motor DC bởi trục động cơ nhỏ và khoản cách truyền khá ngắn bởi các Motor servo để định lượng. Trong các Motor dạng AC thì việc dụng Encoder để đo số vòng quay của Motor khá hạn chế bởi các động cơ lớn có trục rất lớn gây khó khan cho việc lắp đặt thực tế. Một điều quan trọng nữa là tín hiệu xung truyền vể từ Encoder không thể truyền đi xa quá 5m bởi nhiễu tín hiệu nếu truyền đi xa.

Tín hiệu ngõ ra của Encoder là dạng xung vuông TTL. Để truyền tín hiệu xung vuông TTL này đi xa thì chúng ta phải dùng thêm bộ chuyển đổi tín hiệu xung ra 4-20mA hoặc 0-10V. Bộ chuyển đổi tín hiệu xung ra 4-20mA đọc được tất cả các loại xung từ nhiều thiết bị truyền về trong đó có các Encoder.

Đo tốc độ động cơ AC bằng cảm biến tiệm cận điện từ

Phương pháp đo tốc độ động cơ bằng cơ khí đơn giản nhất thông qua cảm biến tiệm cận có tín hiệu ngõ ra dạng xung với tần số cao. Cảm biến tiệm cận sẽ đo tốc độ của bánh rang hoặc trục cam để đưa tín hiệu xung về. Một tí hiệu xung sẽ tương ứng với một vòng quay, động cơ có tốc độ 1200 vòng/ phút tương ứng với tần số 50Hz.

Như vậy, công năng của bộ chuyển đổi tín hiệu xung là chuyển đổi tần số xung 0-50Hz thành tín hiệu analog 4-20mA hoặc 0-10V vào PLC. Đây là phương pháp được xem là tối ưu nhất khi muốn đo tốc độ vòng quay của các máy phát điện hay động cơ máy tàu có công suất lớn.

Cách dùng cảm biến tiệm cận đo tốc độ xung được sử dụng cho các máy phát ra nguồn điện & cần kiểm soát công suất cực đại của máy phát cũng như giám sát điều khiển công suất hoạt động của máy phát.

Đo tốc độ vòng quay bằng điện áp thông qua biến tần

Ở bài viết này tôi không nói biến tần là gì nữa bởi nó quá phổ biến và quen thuộc với mọi người. Các Motor tải dù lớn hay nhỏ đều khởi động và điều khiển thông qua biến tần để tránh sốc áp cũng như giúp động cơ hoạt động êm ái hơn. Bộ chuyển đổi tín hiệu nguồn 380Vac ra 4-20mA giúp chúng ta kiểm soát được điện áp phát ra từ biến tần thay vì đo tốc độ xung của Biến Tần phát ra.

Việc đo điện áp giải quyết tận gốc vấn đề sử dụng nhiều thiết bị trung gian dẩn đến sai số thậm chí gây nguy hiểm cho người sử dụng. Tín hiệu áp được đo trực tiếp ngay trên dây động lực của biến tần tới motor ngay trong tủ điện giúp hạn chế sai số sụt áp đi xa. Tín hiệu ngõ ra 4-20mA hoặc 0-10V truyền ngay vào PLC trong tủ điện với khả năng cách ly chống nhiễu của chính bộ chuyển đổi Z202-H.

Thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111

Bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 có khả năng nhận nhiều loại tín hiệu xung khác nhau cũng như đa năng tín hiệu ngõ ra. Chúng ta cùng xem thông số kỹ thuật của bộ chuyển đổi tín hiệu xung Z111 ra analog 4-20mA hoặc 0-10V.

Các thông số quan trọng bạn phải biết

• Nguồn cấp : loại đa năng 10…40Vdc hoặc 19…28Vac / 50-60Hz
• Chống nhiễu 1.500Vac giữa tín hiệu ngõ vào , tín hiệu ngõ ra và nguồn cấp
• Sai số 0.3%
• Cài đặt đơn giản bằng DIP switch
• Lắp đặt kiểu DIL Rail lắp tủ điện

Tín hiệu Input đầu vào

• Contact / Reed
• PNP 2 dây / 3 dây
• NPN 3 dây
• Namur
• Photoelectric
• Cảm biến Hall effect
• Xung Encoder dạng TTL
• Xung áp 24V
• Tần số max 10Khz

Chỉ với 6 terminal 7 – 8- 9- 10 -11 -12 kết nối cho input ngõ vào bộ chuyển đổi tín hiệu xung có thể nhận tất cả các loại xung khác nhau từ các thiết bị khác như : Flowmetter , Encoder TTL , Hall , PNP , NPN , Namur , Var , Photo electronic, 24V, turbine ..

Tín hiệu ngõ ra Output

• Ngõ ra dạng dòng : 4-20mA , 0-20mA
• Ngõ ra dạng áp : 0-1V , 0-5V, 0-10V, 2-10V

Hướng dẩn cài đặt nhanh bộ chuyển đổi xung Z111

Chúng ta có 3 núm xoay 100’s , 10’s ,1’s và multiplier dùng để cài đặt tín hiệu xung đầu vào. Giả sử ngõ vào là xung vuông có tần số 1234 chúng ta cày như sau :

100’s set số 1 , 10’s set số 2 , 1’s set số 3 và Tại SW6 chọn 2 ON , 3 OFF , 4 ON tương ứng với nhân tỉ lệ 10.

Thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi tín hiệu nguồn áp 380V

Bộ chuyển đổi tín hiệu nguồn AC với các điện áp 0-500Vac được cài đặt một cách đơn giản thông qua DIP Switch. Đối với các khu vực có điện thế cao trên 380V thì gây nhiễu thiết bị, hiểu được điều này bộ chuyển đổi nguồn áp Z202-H có khả năng chống nhiễu cao tới 4000Vac cho các ngõ vào, ngõ ra và nguồn cấp. Chúng ta cùng tìm hiểu về bộ chuyển đổi tín hiệu Z202-H.

Thông số kỹ thuật chung

• Nguồn cấp : 110 – 220vac
• Cách ly chống nhiễu tại 4000Vac cho ngõ vào , ngõ ra , nguồn cấp
• Thời gian đáp ứng 0.1s
• Sai số : 0.25%
• Cài đặt bằng DIP Switch
• Lắp đặt trên DIL Rail tủ điện

Input đầu vào bộ chuyển đổi nguồn Z202-H :

Chúng ta có một rừng lựa chọn cho ngõ vào điện áp AC sang 4-20mA hoặc 0-10V. Trong điện điện áp thường được sử dụng nhiều nhất chúng là 220V , 380V , 480V. Chúng ta cùng xem các lựa chọn ngõ vào trong bảng sau đây :

Điện áp thấp nhất 0-10Vac và điện áp cao nhất 0-490Vac có thể đưa thẳng trực tiếp vào bộ chuyển đổi Z202-H mà không cần mắc thêm các thiết bị phụ trợ khác.

Tín hiệu ngõ ra output

• Tín hiệu dòng : 0-20mA , 4-20mA
• Tín hiệu áp : 0-1V, 0-5V, 0-10V , 2-10V

Hướng dẩn kết nối

Mỗi một điện áp khác nhau sẽ được kết nối với các chân input khác nhau. Chính vì thế chúng ta phải kết nối cho đúng để đảm bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng.

Chúng ta cần kết nối chân theo hướng dẩn của nhà sản xuất :

• Terninal 8 + 10 phù hợp cho điện áp nhỏ từ 10-130Vac
• Terninal 8 + 101phù hợp cho điện áp nhỏ từ 140-230Vac
• Còn Terninal 9 + 11 phù hợp cho điện áp nhỏ từ 240-370Vac
• Terninal 9 + 12 phù hợp cho điện áp nhỏ từ 380-490Vac

Hướng dẩn cài đặt inpu đầu vào

Bộ chuyển đổi tín hiệu điện áp sang 4-20mA 0-10V có hể nhận được tới 42 loại điện áp đầu vào chính vì thế chúng ta phải hiệu chỉnh từng dải đo phù hợp với từng loại điện áp trên thực tế.

Cách cài đặt bằng Switch theo hệ số nhị phân giúp chúng ta đơn giản trong quá trình cài đặt với các bit từ 1111 ….1000 được thể hiện ngay trên thân của bộ chuyển đổi. Việc in trực tiếp trên thiết bị giúp chúng ta có thể nhanh chóng xem và cài đặt mà không cần dùng tới các hướng dẩn trên file mềm đi kèm của hãng.

Để chọn đúng thiết bị & công năng sử dụng của từng loại sản phẩm chúng ta cần phải hiểu rõ bản chất của từng loại thiết đang sử dụng. Nếu các bạn còn thắc mắc hoặc cần tư vấn thêm về cách đo tốc độ vòng quay của động cơ. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn & đưa ra giải pháp tối ưu nhất cho khách hàng.

Kỹ sư Cơ Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Mobi : 0978 79 55 66

Mail : [email protected]