1. Giới thiệu
Máy chạy bộ là thiết bị dùng để đi bộ hoặc chạy tại chỗ. Đây là thiết bị phổ biến trong các trung tâm thể hình và kiểm tra y tế tại bệnh viện, với hệ thống băng tải được điều khiển bằng động cơ, giúp người dùng có thể đi bộ hoặc chạy thụ động ở các tốc độ khác nhau. Bên cạnh đó, người dùng còn có thể trải nghiệm các điều kiện chạy khác nhau như: đường bằng, lên dốc hoặc thay đổi tốc độ để đạt các mục đích tập luyện khác nhau, thông qua thiết bị điện tử hỗ trợ trên máy chạy bộ.
Trước đây, phần lớn máy chạy bộ sử dụng động cơ DC chổi than. Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là tỉ lệ hỏng hóc cao ở bộ chổi than và cổ góp, chi phí bảo trì lớn và mô-men xoắn thấp ở tốc độ thấp. Do đó, hầu hết các nhà sản xuất hiện nay đã chuyển sang sử dụng động cơ AC kết hợp với biến tần để khắc phục những điểm yếu kể trên.
Biến tần GD20 là dòng biến tần vector mini đa năng, thuộc phân khúc sản phẩm hiệu suất cao cho công suất nhỏ. GD20 sử dụng thuật toán điều khiển vector tiên tiến theo tiêu chuẩn quốc tế, có thể áp dụng cho các ứng dụng như máy chạy bộ, máy móc ngành nhựa, in ấn – đóng gói, thiết bị môi trường, thiết bị gốm, máy chế biến gỗ…
Các tính năng chính của biến tần GD20 như sau:
- Nguồn 1 pha 220V: 0.4kW đến 2.2kW
- Nguồn 3 pha 380V: 0.75kW đến 2.2kW
- Hỗ trợ lắp tường hoặc gắn ray
- Điều khiển vector không cảm biến
- Tích hợp sẵn bộ hãm
- Cổng HDI/Y1
- Thiết kế mini: kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt
- Giao diện: RS485 tiêu chuẩn, nhiều cổng I/O, hỗ trợ bàn phím ngoài
- Tích hợp đến 25 chế độ bảo vệ lỗi: quá mô-men, quá dòng, quá áp, thấp áp, quá nhiệt, mất pha,…
2. Cách máy chạy bộ hoạt động
Sơ đồ hệ thống máy chạy bộ như sau, với các đặc điểm:
- Một máy chạy bộ có hai động cơ: một cho chức năng nâng độ dốc, một cho băng tải. Chỉ động cơ băng tải được điều khiển bằng biến tần GD20.
- Biến tần GD20 dòng điện áp thấp có khả năng phản ứng tức thời với từng bước chân, vận hành êm trong toàn dải tốc độ, và mô-men khởi động cao, giao tiếp với vi điều khiển thông qua lệnh khởi động/dừng gửi đến cổng S1 và 24V; cổng PW và COM được nối tắt; tần số được điều chỉnh qua AI2 và COM.
- Tần số GD20 được đặt theo vận tốc km/h và tính toán tốc độ vòng quay dựa vào điện áp tham chiếu đến đầu vào analog.
3. Thông tin hiện trường và cấu hình biến tần
Trường hợp Health and Fitness, Mumbai
Công ty Health and Fitness được thành lập năm 2000, là nhà sản xuất, cung cấp và xuất khẩu thiết bị thể hình có diện tích 1500 ft², với sản lượng khoảng 40 máy mỗi tháng.
Bảng sau liệt kê một số ứng dụng và cấu hình biến tần INVT:
| Ứng dụng | Điện áp | Công suất | Mã biến tần INVT |
|---|---|---|---|
| Máy chạy bộ (bệnh viện) | 230V | 1.5kW | GD20-1R5G-S2 |
| GYM | 230V | 2.2kW | GD20-2R2G-S2 |
Danh sách thông số cài đặt như sau:
| Mã chức năng | Tên thông số | Mô tả | Giá trị cài đặt |
|---|---|---|---|
| P00.00 | Chế độ điều khiển | 0: V/F, 1: Vector không cảm biến, 2: Mô-men | 1 |
| P00.01 | Nguồn lệnh chạy | 0: Bàn phím, 1: Cổng, 2: Truyền thông | 1 |
| P00.03 | Tần số tối đa | 10.00~400.00Hz | 110.00Hz |
| P00.04 | Giới hạn tần số trên | Từ P00.05 đến P00.03 | 110.00Hz |
| P00.06 | Nguồn lệnh tần số A | 0: Bàn phím, 1: AI1, 2: AI2,… | 2 |
| P00.11 | Thời gian tăng tốc 0 | 0.1~3600.0s | 5.0s |
| P00.12 | Thời gian giảm tốc 0 | 0.1~3600.0s | 5.0s |
| P00.14 | Tần số sóng mang | 1.0~15.0kHz | 15kHz |
| P02.01 | Công suất định mức động cơ | 0.4~900.0kW | 3.7 |
| P02.02 | Tần số định mức động cơ | 0.01Hz~P0.03 | 50.00Hz |
| P02.03 | Tốc độ định mức động cơ | 0~36000rpm | 960 |
| P02.04 | Điện áp định mức động cơ | 0~800V | 415 |
| P02.05 | Dòng điện định mức động cơ | 0.8~6000.0A | 8.8 |
| P03.00 | Hệ số tỉ lệ ASR Kp1 | 0~100 | 10 |
| P03.03 | Hệ số tỉ lệ ASR Kp2 | 0~100 | 10 |
| P5.01 | Chức năng cổng S1 | 1: Chạy thuận | 1 |
| P5.02 | Chức năng cổng S2 | 2: Chạy ngược | 2 |
| P05.39 | Giới hạn trên của AI2 | Từ P05.37 ~ 10.00V | 5 |
| P08.40 | Chế độ PWM | 0: PWM 1, 1: PWM 2 | 0 |
Sau khi thiết lập các thông số theo bảng trên, biến tần GD20 đã vận hành ổn định liên tục trong 3 tháng.
4. Kết luận
Kinh nghiệm thực tế cho thấy biến tần INVT dòng GD20 có hiệu suất điều khiển tốt và ổn định khi ứng dụng cho máy chạy bộ. Cho đến hiện tại, cả hai OEM đều hài lòng với hiệu suất hoạt động của GD20.
Tài liệu tham khảo
[1] Sách hướng dẫn vận hành biến tần INVT GD20 – Công ty TNHH Điện INVT Thâm Quyến