Chương 7: Các sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động điển hình

CH¦¥NG 7 7 7 7 C¸CC¸CC¸CC¸C S¥S¥S¥S¥ §å§å§å§å HÖHÖHÖHÖ THèNG CH¦¥NG CH¦¥NG CH¦¥NG KHIÓN THèNG §IÒU§IÒU§IÒU§IÒU KHIÓN KHIÓN KHIÓN THèNG THèNG TRUYÒN §éNG§éNG§éNG§éNG §IÖN§IÖN§IÖN§IÖN §IÓN§IÓN§IÓN§IÓN H H H H××××NHNHNHNH TRUYÒN TRUYÒN TRUYÒN

* Quy ước các ký hiệu trong bài giảng: X(y) : Phần tử hoặc tiếp ñiểm X ở dòng thứ y.

X (y) : Phần tử X ở hàng thứ y ñang có ñiện (cuộn dây) hoặc tiếp ñiểm X ở hàng y tác

ñộng.

X (y) : Phần tử X ở hàng thứ y mất ñiện (cuộn dây) hoặc tiếp ñiểm X ở hàng y mở ra.

* Các loại chuyển ñộng của máy GCKL: Trên máy GCKL có 2 loại chuyển ñộng chủ yếu: Chuyển ñộng cơ bản và chuyển ñộng phụ. + Chuyển ñộng cơ bản: Là sự chuyển ñộng tương ñối của dao cắt so với phôi ñể thực hiện

quá trình cắt gọt. Chuyển ñộng này chia ra: Chuyển ñộng chính và chuyển ñộng ăn dao.

- Chuyển ñộng chính: Hay còn gọi là chuyển ñộng làm việc là chuyển ñộng ñưa dao

cắt ăn vào chi tiết.

- Chuyển ñộng ăn dao: Là các chuyển ñộng xê dịch lưỡi dao hoặc phôi ñể tạo ra một

lớp phoi mới.

+ Chuyển ñộng phụ: Là những chuyển ñộng không liên quan trực tiếp ñến quá trình cắt gọt, chúng cần thiết khi chuẩn bị gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng gia công, hiệu chỉnh máy .v.v.. Ví dụ như di chuyển nhanh bàn dao hoặc phôi (trong máy tiện), nới – siết xà trên trụ (trong máy khoan cần), nâng hạ xà dao (trong máy bào giường), bơm dầu của hệ thống bôi trơn, bơm nước làm mát, .v.v..

7 - 1. TRANG BỊ ðIỆN - ðIỆN TỬ MÁY DOA

7.1.1 ðặc ñiểm làm việc, yêu cầu về truyền ñộng ñiện và trang bị ñiện

Máy doa dùng ñể gia công chi tiết với các nguyên công: khoét lỗ trụ, khoan lỗ, có thể dùng ñể phay. Thực hiện các nguyên công trên máy doa sẽ ñạt ñược ñộ chính xác và ñộ bóng cao.

Máy doa ñược chia thành 2 loại chính: Máy doa ñứng và máy doa ngang. Máy doa ngang

dùng ñể gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng.

Chuyển ñộng chính là chuyển ñộng quay của dao doa (trục chính). Chuyển ñộng ăn dao có thể là chuyển ñộng ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay chuyển ñộng dọc trục của trục chính mang ñầu dao. Chuyển ñộng phụ là chuyển ñộng theo chiều thẳng ñứng của ụ dao và chuyển ñộng của các ñộng cơ truyền ñộng bơm dầu của hệ thống bôi trơn và ñộng cơ bơm nước làm mát.

Yêu cầu về truyền ñộng và trang bị ñiện máy doa: a) Truyền ñộng chính: Yêu cầu cần phải ñảo chiều quay, phạm vi ñiều chỉnh tốc ñộ D =

100÷1 ñối với máy doa ngang; D = 250÷1 ñối với máy doa tọa ñộ; ñộ trơn ñiều chỉnh ϕ = 1,26.

Hệ thống truyền ñộng chính cần phải hãm dừng nhanh.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 113

Hệ truyền ñộng chính của máy doa thường sử dụng hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng

cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc một hoặc nhiều tốc ñộ.

Trong máy doa cỡ nặng và máy doa tọa ñộ thường dùng hệ truyền ñộng một chiều (hệ F- ð; KðT-ð; MðKð-ð hoặc T-ð), ñiều chỉnh tốc ñộ trong phạm vi rộng, ñộ trơn ñiều chỉnh cao. Nhờ vậy có thể ñơn giản cơ cấu cơ khí, hạn chế ñược mômen ở vùng tốc ñộ thấp bằng phương pháp ñiều chỉnh hai vùng.

1. Bệ máy; 2. Trụ sau; 3. Giá ñỡ trục dao; 4. Bàn gá chi tiết gia công; 5. Trụ chính; 6. Trụ trước.

b) Truyền ñộng ăn dao: Phạm vi ñiều chỉnh của truyền ñộng ăn dao là D = 1500÷1.

Lượng ăn dao ñược ñiều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph; khi di chuyển nhanh, có

thể ñạt tới 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao (mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu ñược giữ

không ñổi khi tốc ñộ trục chính thay ñổi.

ðặc tính cơ cần có ñộ cứng cao, với ñộ ổn ñịnh tốc ñộ < 10%. Hệ thống truyền ñộng ăn dao phải ñảm bảo ñộ tác ñộng nhanh cao, dừng máy chính xác, ñảm bảo sự liên ñộng với truyền ñộng chính khi làm việc tự ñộng.

Ở những máy doa cỡ trung bình và nặng, hệ thống truyền ñộng ăn dao sử dụng hệ thống

khuếch ñại máy ñiện - ñộng cơ ñiện một chiều hoặc hệ thống T-ð.

7.1.2 Sơ ñồ truyền ñộng chính máy doa ngang 2620

+ Các thông số kỹ thuật:

- ðường kính trục chính: 90mm. - Kích thước của bàn: (1120 x 900) mm - Công suất ñộng cơ truyền ñộng trục chính: 10 kW. - Tốc ñộ quay của trục chính: 12,5 ÷ 1600 vòng/phút. - Công suất ñộng cơ truyền ñộng ăn dao: 2,1kW.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 114

+ Máy doa ngang 2620 ñược trang bị các máy ñiện sau:

- 01 ñộng cơ truyền ñộng trục chính là ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc hai cấp

tốc ñộ kiểu A61-4/2; Pñm = 7,5/10kW; nñm = 1460/2890 vòng/phút.

- 01 ñộng cơ truyền ñộng bơm dầu bôi trơn kiểu ДΠT-21/4; Pñm = 0,26kW; nñm =

1400 vòng/phút.

- 01 ñộng cơ truyền ñộng cơ cấu ăn dao là ñộng cơ ñiện một chiều kích từ ñộc lập mã

hiệu ΠЂCT-42; Pñm = 1,6kW; Uñm = 220V; nñm = 1500 vòng/phút.

- Một máy ñiện khuếch ñại từ trường ngang MðKð. Ngoài ra còn có một số ñộng cơ

không ñồng bộ truyền ñộng các cơ cấu phụ khác.

+ Hệ truyền ñộng chính của máy doa 2620: ðược thể hiện như trên hình vẽ. Sơ ñồ mạch gồm hai phần: Mạch ñộng lực và mạch ñiều khiển. Trên mạch ñộng lực gồm 2 ñộng cơ: - ðộng cơ ðB dùng ñể bơm dầu thủy lực. - ðộng cơ ð là ñộng cơ quay của truyền ñộng chính, là ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng

sóc hai cấp tốc ñộ. Mỗi pha của ñộng cơ ð có 2 cuộn dây, mục ñích ñể nối ∆ khi chạy với tốc

ñộ n = 1480v/p, nối YY khi tốc ñộ là n = 289v/p.

Trên mạch ñiều khiển:

Việc chuyển ñổi tốc ñộ từ thấp ñến cao tương ứng với chuyển ñổi từ nối ∆ thành YY và

ngược lại ñược thực hiện bởi tay gạt cơ khí 2KH(5) liên quan ñến thiết bị chuyển ñổi tốc ñộ. Nếu tiếp ñiểm 2KH(5) hở, dây quấn ñộng cơ ñấu tương ứng với tốc ñộ thấp. Tiếp ñiểm 2KH(5) kín, dây quấn ñộng cơ ñược ñấu YY tương ứng tốc ñộ cao. Tiếp ñiểm, 1KH liên quan ñến thiết bị chuyển ñổi tốc ñộ trục chính, nó ở trạng thái hở trong thời gian chuyển ñổi tốc ñộ và chỉ kín khi ñã chuyển ñổi xong.

a) Khởi ñộng:

Giả sử muốn ñộng cơ quay thuận: Ấn vào nút nhấn MT(1) -> cuộn dây T1 (1) -> tiếp

T1 (1,2) + KB (2) tạo thành mạch duy trì cho nút nhấn MT.

ñiểm T1 (1,2) -> cuộn dây KB (2) -> tiếp ñiểm KB (2).

Tiếp ñiểm KB (4) -> Cuộn dây Ch (4) + cuộn dây rơle thời gian RTh (7) -> Sau thời gian

chỉnh ñịnh, tiếp ñiểm thường kín mở chậm RTh (4) -> cuộn dây Ch (4); ñồmg thời tiếp ñiểm

(6). thường mở ñóng chậm RTh (5) -> cuộn dây Nh1 (5) -> tiếp ñiểm Nh1 (6) -> cuộn dây Nh2

Như vậy kết quả của việc ẩn nút MT làm: KB , T1 , Ch .

. Sau một thời gian chỉnh ñịnh: KB , T1 , Ch , Nh1 , Nh2

- Khi KB -> ðộng cơ ðB quay.

- Khi T1 + Ch -> ðộng cơ ð quay thuận, nối ∆.

-> ðộng cơ ð nối YY (Y kép). - Sau một thời gian chỉnh ñịnh: T1 , Nh1 , Nh2

(5) : ðộng cơ ð không nối ñược YY. * Khi KH2

(4) : Mạch lực ở giai ñoạn chuẩn bị, chưa làm việc. * Khi KH1

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 115

b) Chế ñộ hãm máy: Người ta sử dụng rơle kiểm tra tốc ñộ RKT nối trục với ñộng cơ ð (không thể hiện trên

hình vẽ), các phần tử của nó thì có.

RKT

Rơle RKT làm việc theo nguyên tắc ly tâm, khi tốc ñộ lớn hơn 10% tốc ñộ ñịnh mức, nếu

1−

2−

(8), nếu quay ngược thì (11). quay thuận thì tiếp ñiểm

RKT

RTh ,

(tùy vào 1KH, 2KH), Giả sử ñộng cơ ð ñang quay thuận: T1 , KB , Ch và Nh1 + Nh2

1−

(8), cuộn dây RTr (10) => Dẫn ñến: cuộn dây RH1 (8) -> RH1 (13,14).

Khi hãm: ấn vào D(1) -> cuộn dây T1 (1), KB (2) -> tiếp ñiểm KB (4) -> các cuộn dây

Ch + Nh1

+ RTh -> tiếp ñiểm Ch (13) + tiếp ñiểm RTh (13) (ñóng lại) -> cuộn dây + Nh2

RKT

(14) => ðảo 2 trong 3 pha của ñộng cơ ð, ñộng cơ ð thực hiện chế ñộ hãm ngược, tốc ñộ

1−

(8) -> gảim dần. Khi tốc ñộ giảm xuống dưới 10% tốc ñộ ñịnh mức thì (8) -> RH1

RH1

(14) -> ðộng cơ chạy tự do về tốc ñộ 0. (13,14) -> cuộn dây N2

Do dòng ñiện hãm lớn nên trong quá trình hãm người ta ñưa thêm ñiện trở phụ Rf vào.

c) Chế ñộ thử máy: - Là chế ñộ không duy trì (ñối với nút nhấn). - ðộng cơ chạy ở tốc ñộ thấp.

Giả sử muốn thử thuận: Nhấn nút thử thuận TT(12) -> T2 (12) -> ðộng cơ ð ñược nối ∆

và trong mạch có ñiện trở phụ Rf -> tốc ñộ thấp.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 116

1CC

2N 2T 1N 1T 2N

2T 1T

1N 1N 1T 2N 2T

2CC

1RN

1Nh

2RN

1Nh

2Nh

1RN 2RN

1KH

RTh

2KH

1Nh

RTh

1Nh

2Nh

RTh

RTr

2RH

RKT-1

1RH

2RH

RTr

RKT-2

2RH

1RH

2RH

RTh

1RH

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

ðB

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 117

7-2. TRANG BỊ ðIỆN - ðIỆN TỬ MÁY TIỆN

7.2.1 ðặc ñiểm công nghệ

Nhóm máy tiện rất ña dạng gồm các máy tiện ñơn giản, Rơvonve, máy tiện vạn năng, chuyên dùng, máy tiện cụt, máy tiện ñứng... Trên máy tiện có thể thực hiện ñược nhiều công nghệ tiện khác nhau: Tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiện mặt ñầu, tiện côn, tiện ñịnh hình. Trên máy tiện cũng có thể thực hiện doa, khoan và tiện ren bằng các dao cắt, dao doa, tarô ren... Kích thước gia công trên máy tiện có thể từ vài milimet ñến hàng chục met (máy tiện ñứng).

Chuyển ñộng chính: Là chuyển ñộng quay chi tiết với tốc ñộ góc ωct. Mômen tỉ lệ nghịch

. Người ta ñiều chỉnh sao cho khi tốc ñộ bé ω < ωgh thì giữ cho mômen

1 ω

không ñổi (M = const), còn khi ω > ωgh thì mômen biến ñổi theo ñúng quy luật M ~

1 ω

với tốc ñộ: M ~

dọc theo chi tiết (tiện dọc) hoặc vuông góc với trục chi tiết (tiện ngang). Mômen M=const.

Chuyển ñộng ăn dao: Là chuyển ñộng di chuyển của dao. Bàn dao chuyển ñộng tịnh tiến

ở máy tiện nhỏ thường truyền ñộng ăn dao ñược thực hiện từ ñộng cơ truyền ñộng chính, còn ở những máy tiện nặng thì truyền ñộng ăn dao ñược thực hiện từ một ñộng cơ riêng là ñộng cơ một chiều cấp ñiện từ máy ñiện khuếch ñại hoặc bộ chỉnh lưu có ñiều khiển.

7.2.2 Sơ ñồ ñiều khiển truyền ñộng chính của máy tiện 1A660

Máy tiện nặng 1A660 ñược dùng ñể gia công các chi tiết bằng gang hoặc bằng thép có trọng lượng dưới 250KN, ñường kính chi tiết lớn nhất có thể gia công trên máy là 1,25m. Công suất của ñộng cơ truyền ñộng chính: 55KW. Truyền ñộng ăn dao ñược thực hiện từ ñộng cơ truyền ñộng chính.

7.2.2.1 Mạch ñộng lực Truyền ñộng chính ñược thực hiện từ hệ thống F-ð. ðiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ bằng cách

RCB

thay ñổi dòng kích từ của ñộng cơ, còn sức ñiện ñộng của máy phát ñược giữ không ñổi.

F

§

RG1

RD1

§G

Trên sơ ñồ mạch ñộng lực, ñộng cơ ð ñược cấp ñiện từ máy phát F. ðể ñộng cơ ð có ñiện

thì tiếp ñiểm của rơle ðG phải ñóng lại và tiếp ñiểm K2 mở ra ( G§ + 2K ).

ðoạn mạch gồm hai tiếp ñiểm K2 và ñiện trở Rh là mạch hãm ñộng năng. RC là Rơle dòng ñiện dùng ñể bảo vệ quá dòng. Khi dòng ñiện trong ñộng cơ nhỏ hơn giá trị giới hạn cho phép thì Rơle RC ở mạch ñộng lực chưa tác ñộng, do ñó tiếp ñiểm thường kín

RC ở dòng số 9 của mạch ñiều khiển vẫn ở trạng thái ñóng ( RC (9)). Khi dòng trong ñộng cơ

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 118

vượt quá giá trị giới hạn thì rơle RC tác ñộng, mở tiếp ñiểm thường kín RC (9), cắt nguồn cấp

cho các nhánh số 9, 10, 11 của mạch ñiều khiển.

RCB và RH là hai rơle áp, giá trị tác ñộng của hai rơle này khác nhau: Utñ.RCB = UF.ñm,

Utñ.RH = 10%UF.ñm. Trong ñó UF.ñm là giá trị ñịnh mức của ñiện áp máy phát.

RG1 và RD1 là hai cuộn dòng của các rơle RG và RD, cuộn áp tương ứng là RG2 và RD2. Mỗi rơle RG và RD có hai cuộn dây là cuộn dòng và cuộn áp nối nối tiếp nhau. Khi cuộn áp có ñiện thì sức từ ñộng của nó sinh ra lực hút làm tiếp ñiểm của rơle tương ứng ñóng lại. Nếu dòng ñiện phần ứng vượt quá giá trị cho phép thì sức từ ñộng của cuộn dòng ñiện tạo ra lực ñẩy ñủ lớn thắng lực hút của cuộn áp làm tiếp ñiểm của rơle tương ứng nhả ra.

7.2.2.2 Mạch kích từ

a- Mạch kích từ ñộng cơ Trong mạch kích từ ñộng cơ, CKð là cuộn kích từ cho ñộng cơ ð. RNT là rơle dòng ñiện

bảo vệ thiếu từ thông, ñảm bảo không cho φð ~ 0 sẽ làm cho tốc ñộ ñộng cơ quá lớn. Giá trị tác ñộng của RNT nhỏ hơn dòng kích từ nhỏ nhất ñể tạo ra tốc ñộ lớn nhất của ñộng cơ.

CK§ RNT RT

§KT

R®

§G

Ví dụ: Giả sử tốc ñộ lớn nhất cho phép của ñộng cơ là ωmax = 2.ωñm , dòng ñiện kích từ ñịnh mức của ñộng cơ là ICKð ñm = 10A thì dòng ñiện kích từ ñể tạo ra ωmax sẽ là ICKð = 5A, khi ñó giá trị tác ñộng của RNT phải là Itñ.RNT < ICKð, trong trường hợp này có thể là Itñ.RNT=4,9A.

Tiếp ñiểm của RNT trên mạch ñộng lực là RNT(9), khi RNT tác ñộng thì RNT (9). RT là Rơle dòng ñiện, có giá trị tác ñộng bằng ICKð ñm. ðKT là biến trở ñiều chỉnh dòng kích từ ñộng cơ, khi ñiều chỉnh tăng RðKT thì φð giảm,

dẫn ñến ωð tăng và ngược lại.

b- Mạch kích từ máy phát Trong mạch kích từ máy phát, cuộn CKF là cuộn kích từ của máy phát F, có thể ñảo chiều

nhờ cầu tiếp ñiểm T(2)+N(2). ñảo chiều ñiện áp máy phát sẽ ñảo chiều quay ñộng cơ. T (2) sẽ

làm ñộng cơ quay thuận và N (2) sẽ làm ñộng cơ quay ngược.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 119

RD2

RG2

§G

CKF

K1 §G

7.2.2.3 ðiều kiện ñể máy làm việc Máy chỉ có thể làm việc, tức là ñộng cơ chỉ có thể khởi ñộng ñược khi tất cả các ñiều kiện

liên ñộng sau ñược ñảm bảo:

1CTC (14), dẫn ñến

- ðủ dầu bôi trơn: Tiếp ñiểm DBT(16) kín, làm cho công-tắc-tơ K4(16) có ñiện. - Chế ñộ làm việc của máy ñã ñược chọn: Tiếp ñiểm CTC1 hoặc CTC2 kín.

§RL1

• Chọn chế ñộ quay thuận: Gạt tay gạt trên mặt máy ñể cho

2CTC (15), dẫn ñến

(14), làm cho (3)+ (3,4).

§RL2

• Chọn chế ñộ quay ngược: Gạt tay quay trên mặt máy cho

(4) + (3,4).

(15), làm cho - Trị số tốc ñộ ñặt ñã ñược chọn: Tiếp ñiểm Tð(10).

- ðủ từ thông kích từ cho ñộng cơ: RNT (1) dẫn ñến RNT (9).

KBR

(21), - Các bánh răng trong hộp tốc ñộ ñã ăn khớp hoàn toàn: Các tiếp ñiểm KBR

(21), KBR 4 (21). (21), KBR 3

7.2.2.4 Khởi ñộng

TL§ (10), dẫn ñến cuộn dây 1K (10), sẽ làm cho tiếp ñiểm 1K (3) và tiếp ñiểm

TL§ (5), do ñó tiếp TL§ (3), ñiểm nên cuộn dây T (3), dẫn ñến tiếp ñiểm T (11), làm cho cuộn dây G§ (11), do ñó tiếp ñiểm G§ (12) và ñiều này dẫn ñến cuộn dây 2K (12).

Giả sử muốn ñộng cơ quay thuận, ấn nút M1(5) làm cho cuộn dây

G§ , 2K .

Như vậy, kết quả của việc ấn nút M1(5) sẽ dẫn ñến các cuộn dây sau ñây có ñiện: 1K , T ,

Lưu ý: Cuộn hút LðT(5) không ñược duy trì bởi nút nhấn M1. Cuộn dây K1(10) ñược duy

trì bởi cặp tiếp ñiểm nối tiếp nhau K1(10)+K2(10).

Khi ấn nút M1(5), trên mạch ñộng lực tiếp ñiểm thường mở ðG ñóng lại và các tiếp ñiểm

thường kín K2 mở ra, do ñó ñộng cơ ð ñược cấp ñiện.

Ở mạch kích từ của ñộng cơ lúc này ta có: Do cuộn dây 2K (12) nên tiếp ñiểm 2K (1) nối tắt loại ñiện trở Rñ ra khỏi mạch kích từ ñộng cơ. Ngoài ra, do cuộn dây G§ (11) nên tiếp ñiểm G§ (1) và do cuộn dây 3K (13) lúc này chưa ñược cấp ñiện nên tiếp ñiểm thường kín 3K (1),

làm cho ñiện trở ðKT cũng bị nối ngắn mạch. Vì vậy, dòng ñiện ñi qua cuộn dây kích từ của

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 120

ñộng cơ CKð lúc này sẽ bằng dòng kích từ ñịnh mức (ICKð=ICKð.ñm) nên từ thông kích từ cho ñộng cơ lúc này bằng giá trị ñịnh mức (φð=φðñm).

2K (12) nên tiếp ñiểm 2K (2) và do cuộn dây T (3)

Ở mạch kích từ máy phát: Do cuộn dây

2K (2) và T (2) sẽ làm cho cuộn áp của rơle RG có ñiện: RG (2) (lúc này

RD (2) do 1K ), nên tiếp ñiểm RG (2) làm nối tắt ñiện trở Rf. Vì vậy dòng ñiện ñi qua cuộn

nên tiếp ñiểm T (2).

kích từ CKF của máy phát bằng ñịnh mức ( ICKF = ICKF.ñm) nên từ thông kích từ cho máy phát bằng giá trị ñịnh mức (φF=φFñm). ðiện áp máy phát nhanh chóng tiến ñến giá trị ñịnh mức và ñộng cơ ñược khởi ñộng với giá trị ñịnh mức. Việc khởi ñộng cưỡng bức này làm cho tốc ñộ ñộng cơ tăng nhanh nhưng dòng ñiện qua ñộng cơ Ið sẽ rất lớn, do vậy cần phải có biện pháp hạn chế ñể Ið không vượt quá giá trị giới hạn cho phép Ighð.

Nếu dòng Ið tăng ñến giá trị vượt quá giới hạn cho phép: Ið ≥ Ighð thì cuộn dòng của rơle

RG sẽ sinh ra lực ñẩy ñủ lớn làm cho tiếp ñiểm RG (2), do ñó ñiện trở Rf ñược nối tiếp với

cuộn kích từ máy phát CKF làm dòng kích từ ICKF giảm nên từ thông kích từ máy phát φF giảm làm ñiện áp máy phát giảm (UF = KφFωF), do ñó dòng ñiện Ið giảm xuống.

Khi dòng ñiện Ið giảm về dưới giá trị giới hạn : Ið < Ighð thì lực ñẩy do cuộn dòng của rơle

RG sinh ra không ñủ lớn nên tiếp ñiểm RG (2), Rf bị nối tắt làm dòng kích từ máy phát ICKF lại tăng lên dẫn ñến φF tăng làm ñiện áp máy phát tăng, do ñó dòng ñiện qua ñộng cơ Ið tăng. Quá trình ñược lặp lại.

Việc ñóng mở của rơle RG ñể cho dòng Ið không thể vượt quá giá trị cho phép như trên gọi là hạn chế dòng ñiện theo nguyên tắc rung. Mặc dù có sự biến thiên dòng ñiện trong quá trình rung nhưng tốc ñộ ñộng cơ vẫn cứ tăng do quán tính.

Khi dòng ñiện Ið ñã tiến ñến giá trị ổn ñịnh thì chấm dứt quá trình rung, tiếp ñiểm RG (2)

và tốc ñộ ñộng cơ tăng ñến giá trị ñịnh mức.

3K (13) ñược cấp ñiện, làm

Khi ñiện áp máy phát bằng giá trị ñịnh mức (UF = UFñm) thì rơle RCB trên mạch ñộng lực

3K (1), biến trở ðKT ñược nối tiếp với cuộn CKð do ñó dòng kích từ của ñộng cơ

tác ñộng (Utñ.RCB = UFñm), làm tiếp ñiểm RCB (13) nên cuộn hút tiếp ñiểm

giảm xuống, làm φð giảm và tốc ñộ ñộng cơ tăng trên tốc ñộ cơ bản (ωð>ωñm). ðể ñiều chỉnh tốc ñộ của ñộng cơ ta ñiều chỉnh dòng kích từ của ñộng cơ bằng cách dịch chuyển biến trở ðKT.

7.2.2.5 Mạch thử máy

Phân tích thử thuận: ðể thử máy theo chiều thuận ta nhấn nút TT giữa dòng 3 và 4: TT (3,4), dẫn ñến cuộn dây T (3) làm ñóng tiếp ñiểm T (11), do ñó cuộn dây G§ (11) làm ñóng tiếp ñiểm G§ (12), do ñó cuộn dây 2K (12).

G§ , 2K .

Như vậy kết quả của việc nhấn nút TT (3,4) sẽ làm các cuộn dây sau ñây có ñiện: T ,

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 121

1M (5) thì việc nhấn nút TT (3,4) sẽ không cấp ñiện cho cuộn dây K1 do ñó không duy trì cho K3(13). Khi thử máy thì các công tắc tơ LðT hoặc LðN không có ñiện nên T hoặc N chỉ có ñiện khi ấn nút TT hoặc NN.

Như vậy so với việc nhấn nút

2K , ñộng cơ ñược

Lúc này trên mạch ñộng lực tiếp ñiểm G§ và tiếp ñiểm thường kín

phép làm việc.

2K (1) nên ñiện trở Rð bị nối ngắn mạch, và G§ (1) 3K (13) nên 3K (1) làm ðKT bị nối ngắn mạch. Kết quả là dòng qua cuộn kích từ cùng với ñộng cơ bằng ñịnh mức, do ñó rơle dòng ñiện RT(1) tác ñộng làm RT (13) cùng với việc 3K nên biến trở ðKT bị nối tắt, từ thông ñộng cơ luôn 1K (13) nên cuộn dây

3K (13). Vì

Trên mạch kích từ của ñộng cơ,

ñược giữ bằng ñịnh mức trong quá trình thử máy, tốc ñộ ñộng cơ không thể vượt quá giá trị ñịnh mức.

2RG (2), làm ñiện trở Rf bị nối tắt, dòng kích từ của máy phát bằng giá trị ñịnh mức, do ñó ñiện áp máy phát UF = UFñm, ñộng cơ ñược khởi ñộng cưỡng bức, do ñó khi ấn nút thử máy sẽ diễn ra quá trình hạn chế dòng ñiện theo nguyên tắc rung.

Trong mạch kích từ máy phát, T (2) và 2K (2) nên

Khi thả nút ấn TT(3,4), ñộng cơ sẽ thực hiện hãm tái sinh do sức ñiện ñộng máy phát giảm dần, còn từ thông ñộng cơ ñược giữ ở giá trị ñịnh mức. Giai ñoạn cuối cùng là hãm ñộng năng, ñược bắt ñầu khi ñiện áp máy phát giảm ñến trị số nhả của rơle RH. Cuộn dây các công tắc tơ G§ (11) và 2K (12), cắt phần ứng ñộng cơ ra khỏi máy phát và ñóng vào ñiện trở hãm Rh.

7.2.2.6 Chế ñộ ñiều khiển tốc ñộ từ xa ðể ñiều khiển tốc ñộ từ xa, người ta dùng ñộng cơ servo ð1 và các nút ấn M1, M2, M3. ðộng cơ ð1(20) ñược kích từ nối tiếp bởi cuộn dây CKð1, ñảo chiều quay ñộng cơ ð1

bằng cách ñảo chiều dòng kích từ nhờ vào cầu tiếp ñiểm KN(20) + KT(20).

3M (9) làm cuộn dây KN (9), do ñó tiếp ñiểm KN (20) làm ñộng cơ ð1 quay biến trở ðKT về bên trái làm tăng dòng kích từ ñộng cơ ð, do ñó tốc ñộ ñộng cơ ð giảm xuống.

Khi muốn giảm tốc, nhấn nút

TL§ (5) do ñó tiếp ñiểm

TL§ (5,6), lúc này RCB nên RCB (6) vì vậy

Khi muốn tăng tốc, nếu ñộng cơ ñang quay thuận thì ta ấn M1(5) còn nếu ñộng cơ ñang quay ngược thì ta ấn M2(7). Giả sử ñộng cơ ñang quay thuận, ta ấn nút M1(5) dẫn ñến cuộn

TL§3

(6). Kết quả dây

là cuộn dây KT (8) do ñó tiếp ñiểm KT (20) làm ñộng cơ ð1 quay biến trở ðKT về bên phải làm giảm dòng kích từ ñộng cơ ð, tốc ñộ ñộng cơ ð tăng lên.

7.2.2.7 Quá trình hãm dừng máy Quá trình hãm bắt ñầu khi ấn nút D(9) và diễn ra qua 3 giai ñoạn: ðầu tiên là giai ñoạn hãm tái sinh do tăng dòng kích từ lên giá trị ñịnh mức. Khi ấn nút D(9) sẽ làm cho cuộn dây 1K (10), dẫn ñến các tiếp ñiểm của nó là 1K (13), 1K (3) và 1K (1).

Tiếp ñiểm 1K (1) làm cho biến trở ðKT bị ngắn mạch, dòng ñiện qua cuộn kích từ ñộng cơ sẽ tăng ñến giá trị ñịnh mức. Lúc này sức ñiện ñộng máy phát vẫn ñược giữ ñịnh mức. Khi dòng

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 122

kích từ ñộng cơ ñạt ñến giá trị ñịnh mức thì rơle dòng ñiện RT(1) tác ñộng, làm cho tiếp ñiểm của nó RT (13), do ñó cuộn dây 3K (13). Kết quả là các tiếp ñiểm 1K (3) và 3K (4) làm mất

ñiện các công tắc tơ N và T, do ñó cắt ñiện cuộn kích từ máy phát ở dòng số 2.

ðộng cơ chuyển sang quá trình hãm tái sinh thứ hai do sức ñiện ñộng máy phát giảm dần,

còn từ thông ñộng cơ ñược giữ ở trị số ñịnh mức.

Giai ñoạn cuối cùng là hãm ñộng năng, ñược bắt ñầu khi ñiện áp máy phát giảm ñến trị số nhả của rơle RH (Utñ.RH = 10%UFñm) thì tiếp ñiểm của nó RH (11) và RH (12), do ñó cuộn dây công tắc tơ G§ (11), tiếp ñiểm của nó G§ (12) làm công tắc tơ 2K (12). Trên mạch ñộng lực

tiếp ñiểm G§ cắt ñộng cơ khỏi nguồn máy phát và các tiếp ñiểm 2K ñóng ñộng cơ vào ñiện

trở hãm Rh, ñộng cơ thực hiện hãm ñộng năng.

Trong quá trình hãm, dòng ñiện phần ứng ñộng cơ ñược hạn chế theo nguyên tắc rung

nhờ rơle hai cuộn dây RD. Tác ñộng của rơle này tương tự như rơle RG.

7.2.2.8 Mạch tín hiệu

Trong sơ ñồ, ñèn ðH1 dùng ñể báo hiệu trạng thái bình thường và ñèn BH2 báo hiệu về trạng thái không bình thường của hệ thống dầu bôi trơn. Khi máy ñang làm việc mà không ñủ dầu bôi trơn thì không những ñèn ðH2 sáng lên mà còn có cả tín hiệu còi.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 123

K2 K2

RCB

F

RD1

RG1

ðG RC

ð1

ðKT

CKð

RNT RT

K3 K3

ðG

R ñ

K1 RD

ðG

RD2 K1

RG2

CKF

LðT

1RLð

2RLð

1RLð

LðN

2RLð

LðT

3RLð

(3)

- +

LðT

RCB

(2)

LðN

3RLð

2KX

3RLð

RNT RC

1KX

◦

LðN

Tð

4RLð

LðT

ðG

RCB

CTC1

1RLð

2RLð

1RLð

CTC2

DBT

ðH1

ðH2

ð1

CKð1

4RLð

2KBR

3KBR

4KBR

1KBR

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 124

7-3. TRANG BỊ ðIỆN-ðIỆN TỬ MÁY BÀO GIƯỜNG

7.3.1 ðặc ñiểm công nghệ, các yêu cầu ñối với truyền ñộng ñiện và trang bị ñiện

Chu kỳ làm việc gồm hai hành trình: + Hành trình thuận: Cắt gọt kim loại. + Hành trình ngược: ðưa chi tiết về lại vị trí ban ñầu ñể chuẩn bị cho chu kỳ kế tiếp. Giản ñồ thời gian hoạt ñộng của máy ñược biểu diễn như hình vẽ.

+ 0 ÷ t1: Máy khởi ñộng không tải, tốc ñộ tăng từ 0÷Vo.

Vo = (5÷12)m/ph. Với tốc ñộ này cho phép dao dần ñi vào chi tiết. + t1 ÷ t2: Chạy với tốc ñộ Vo, dao ñã ăn vào chi tiết. + t2 ÷ t3: Tăng tốc từ Vo ÷ Vth. Giá trị tốc ñộ Vth phụ thuộc vào kim loại gia công và chi

tiết.

+ t3 ÷ t4: Thời gian thực hiện cắt gọt kim loại. + Tại t4: Dao chuẩn bị ra khỏi chi tiết, lúc này người ta cần giảm tốc về Vo ñể dao ra khỏi

chi tiết mà không làm hỏng chi tiết.

+ t4 ÷ t5: Giảm tốc ñộ từ Vth ÷ Vo. + t5 ÷ t6: Chạy với tốc ñộ Vo ñể dao ra khỏi chi tiết.

+ Tại t6 : Dao ñã ra khỏi chi tiết, thực hiện chế ñộ hãm dừng từ t6 ÷ t7. + t6 ÷ t7: Thực hiện chế ñộ hãm tốc ñộ về 0. + t7 ÷ t8: Thời gian khởi ñộng ngược ñưa bàn về vị trí ban ñầu với tốc ñộ Vng. + Tại t9: Bàn ñã chuẩn bị về gần ñiểm xuất phát, cần giảm tốc ñộ về Vo ñể hãm dừng bàn

tại ñiểm xuất phát.

+ t9 ÷ t10: Giảm tốc ñộ từ Vng ÷ Vo. + t11: Chạy với tốc ñộ Vo. + t11 ÷ t12: Giảm tốc ñộ từ Vo ÷ 0. Sau ñó khởi ñộng lại cho chu kỳ mới. Trong một chu kỳ làm việc, ñộng cơ thường xuyên làm việc ở chế ñộ quá ñộ. Các chế ñộ

hoạt ñộng của máy: Khởi ñộng, tăng tốc, giảm tốc, hãm máy, dừng, ñảo chiều.

ðể tăng năng suất của máy, thường có hai giải pháp: + Giảm thời gian quá ñộ, bằng cách cưỡng bức quá ñộ -> Dòng ñiện trong ñộng cơ rất

lớn, do ñó cần có biện pháp hạn chế dòng ñiện khi nó vượt quá giá trị cho phép.

V /) . = ( ÷ 132 + Tăng tốc ñộ Vng. Thường chọn: V th

7.3.2 Sơ ñồ truyền ñộng chính máy bào giường hệ F-ð

ðộng cơ ð: Quay truyền ñộng chính, ñược cấp ñiện từ máy phát F. CKF: Cuộn kích từ của máy phát F, ñược cấp ñiện bởi máy ñiện khuếch ñại KðM. KðM có 4 cuộn kích từ. - Các cuộn CK1,2,3: 3 cuộn nối tiếp nhau, nhận tín hiệu chủ ñạo, tín hiệu phản hồi âm

áp, phản hồi dương dòng và phản hồi mềm.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 125

1) Tín hiệu chủ ñạo: Lấy trên biến trở BTT (tương ứng với chế ñộ quay thuận) hoặc trên BTN (tương ứng với chế ñộ quay ngược), tạo ra dòng trên các cuộn CK1,2,3 qua các phần tử CFF, CFð, 5R, 1R, BTT, 8R, BTN.

2) Phản hồi âm áp: 1R ñược nối song song với uF (nối song song với máy phát F) -> Khi hệ thống làm việc, trên 1R có ñiện áp ua ~ uF, ua cũng tạo ra dòng ñiện chảy qua CK1,2,3, cực tính của dòng ñiện này ngược với dòng ñiện do uCð sinh ra => Do ñó phản hồi này là phản hồi âm áp.

3) Phản hồi dương dòng: Khi hệ thống làm việc, trên cuộn phụ của máy phát & ñộng cơ là CFF & CFð sẽ có sụt áp ui ~ I.(RCFF + RCFð) -> ui tạo ra dòng ñiện chạy trong CK1,2,3 cùng chiều với dòng do uCð tạo ra => Phản hồi dương dòng.

4) Phản hồi mềm: Lấy trên cầu cân bằng gồm có: 2 phần của ñiện trở 2R, ñiện trở 4R, và cuộn CKF (hình vẽ). Một ñường chéo của mạch cầu nối với máy ñiện khuếch ñại KðM. ðường chéo còn lại nối với ñiện trở 5R.

Ta dịch chuyển biến trở 2R ñể khi ñộng cơ làm việc ở chế ñộ tĩnh thì cầu cân bằng, khi

CKF

K§M

ñó u5R = 0. Còn khi ñộng cơ làm việc ở chế ñộ ñộng, cầu mất cân bằng -> u5R ≠ 0, do ñó sẽ có dòng ñiện chạy qua các cuộn dây CK1,2,3 có chiều chống lại sự thay ñổi ñó làm cho hệ nhanh chóng ổn ñịnh.

ðiện áp ñặt vào các cuộn CK1,2,3:

uñk = uCð - ua ± u5R + ui

Ở chế ñộ tĩnh: u5R = 0.

=> uñk = uCð - ua + ui = uCð - (ui - ua) = uCð - C.ω Khi khởi ñộng: ω = 0 -> uñk = uCð -> ðiện áp ñặt vào các cuộn CK1,2,3 rất lớn -> dòng lớn, gây nguy hiểm cho các cuộn này (do máy thường xuyên khởi ñộng). ðể bảo vệ các cuộn dây CK1,2,3, người ta tạo cho nó một khâu phân mạch, khâu này gồm có: 2 bóng ñèn Bð có ñiện trở phi tuyến, ñiện trở 6R, các cặp van 1V-3V,2V-4V, ñiện trở 3R, trên 3R ñặt ñiện áp USS.

Khi ñiện áp trong các cuộn CK1,2,3 vượt quá giá trị cho phép (USS), thì các bóng ñèn Bð tăng ñiện trở -> làm cho dòng iñk chảy vào các cuộn CK1,2,3 không tăng. ðồng thời các cặp van 1V-3V hoặc 2V-4V mở tạo ñường cho dòng phân mạch chảy không qua CK1,2,3.

5) Cuộn CK4: Là cuộn phản hồi âm dòng có ngắt. ðối với những máy thường xuyên làm việc quá tải như máy xúc, máy cán. Khi quá tải hoặc ngắn mạch, người ta không sử dụng bảo vệ quá tải ñể cắt nó ra khỏi lưới ñiện vì làm thế thì năng suất máy thấp.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 126

ðể ñảm bảo năng suất của máy, người ta tạo cho hệ thống một ñường ñặc tính cơ dạng

ωo

M(I)

Ing

C Inm

máy xúc.

+ Khi I < Ing -> ðộng cơ làm việc trên ñặc tính cơ tự nhiên. + Khi I > Ing -> ðộng cơ chuyển sang làm việc trên ñoạn BC.

Mục ñích của ñoạn BC: tạo ra dòng Inm bé. Khâu tạo ra ñặc tính cơ BC là khâu phản hồi âm dòng có ngắt.

SSU 2

: Các van 1V và 2V bị khóa -> Cuộn + Khi dòng ñiện của ñộng cơ Ið < Ing thì ui <

CK4 không có tín hiệu.

SSU 2

: Tuỳ theo cực tính làm cho van 1V + Khi dòng ñiện của ñộng cơ Ið > Ing thì ui >

hoặc 2V thông -> trên cuộn CK4 có dòng ñiện -> Sức từ ñộngtổng của hệ thống giảm nhỏ, kết quả là giảm ñiện áp ra ñể giảm Inm.

* Mạch ñiều khiển:

- Công tắc 1KC và 2KC: ðịnh hành trình thực tùy theo chiều dài chi tiết. KC: Giới hạn hành trình dài nhất khi chế tạo. Khi bào ở ñầu hành trình thuận, nó ấn vào công tắc 2KC, khi bào chạy về cuối hành trình

thuận, nó ấn vào công tắc 1KC.

−KC

(10), Giả sử bàn ở dầu hành trình thuận, bàn ấn vào công tắc 2KC -> tiếp ñiểm

−KC

(14).

Khi khởi ñộng ta ấn vào nút nhấn MT(7) (lúc này giả sử ñã ñủ dầu áp lực ñể RAL (6)) -

> cuộn dây KL (6) -> các tiếp ñiểm KL (9) + KL (10) + KL (14) -> cuộn dây T (9) -> tiếp

RC (14) do KL (14) +

ñiểm T (13) + T (5) + T (10) -> cuộn dây R (13) -> tiếp ñiểm R (5-6). Và lúc này cuộn dây

−KC

(14), dẫn ñến tiếp ñiểm RC (2-3).

Như vậy kết quả quan trọng của việc nhấn nút MT(7) sẽ làm các tiếp ñiểm sau dây ñóng

lại: R (5-6) + T (5) + RC (2-3).

ðiện áp uCð ñặt trên biến trở BTT nhưng do tiếp ñiểm RC (2-3) ngắn mạch một phần BTT nên uCð giảm nhỏ nên ñộng cơ chỉ khởi ñộng không tải và làm cho tốc ñộ tăng từ 0÷Vo ñể cho dao ñi vào chi tiết (bàn chạy thuận).

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 127

−KC

Với tốc ñộ Vo dao ñi vào chi tiết. Tại thời ñiểm t2, bàn thôi ấn vào 2KC -> tiếp ñiểm (14) -> cuộn dây RC (14) -> tiếp ñiểm RC (2-3), uCð phụ thuộc vào vị trí của biến trở

BTT, do ñó uCð tăng lên tương ứng với chế ñộ tăng tốc từ Vo÷Vth. Và khi dao ñã cắt vào chi tiết, công tắc hành trình 2KC không bị ấn nữa, các tiếp ñiểm của nó ñược phục hồi, do ñó tiếp

−KC

2 Tại thời ñiểm t4: Dao chuẩn bị ra khỏi chi tiết. Bàn sẽ ấn vào chổi than 1KH -> làm ngắn mạch một phần biến trở BTT(3) -> làm giảm ñiện áp uCð, ñộng cơ thực hiện chế ñộ hãm từ Vth về Vo.

ñiểm (10) chuẩn bị cho hành trình ngược.

−KC 1

(9) Tại thời ñiểm t6: Dao ñã ra khỏi chi tiết, lúc này bàn ấn vào 1KC -> tiếp ñiểm

-> cuộn dây T (9) -> tiếp ñiểm T (10) -> cuộn dây N (10) -> tiếp ñiểm N (5)+T (5), ñiện áp

uCð chuyển sang ñặt trên BTN -> ñộng cơ thực hiện chế ñộ hãm tái sinh. Sau ñó ñộng cơ khởi ñộng ngược ñưa bàn trở về vị trí ban ñầu tương ứng với tốc ñộ Vng.

Khi bàn máy thực hiện hành trình ngược, công tắc hành trình thôi bị ấn, do ñó tiếp ñiểm

−KC 1

1 Tại thời ñiểm t9: Bàn ñã chạy về gần ñiểm xuất phát, bàn sẽ ấn vào chổi than 2KH(4) -> ngắn mạch một phần biến trở BTN làm giảm giá trị uCð, ñộng cơ thực hiện chế ñộ hãm tái sinh về Vo.

(9) ñể chuẩn bị cho hành trình kế tiếp.

−KC

(10) + Tại thời ñiểm t11: Bàn ấn vào công tắc hành trình 2KC -> tiếp ñiểm

−KC

T (5) + N (5). ðiện áp uCð chuyển từ BTN sang BTT, ñộng cơ thực hiện chế ñộ hãm tái sinh

(14), kết quả là cuộn dây N (10) -> tiếp ñiểm N (9) -> cuộn dây T (9) -> tiếp ñiểm

từ Vo÷0 sau ñó khởi ñộng ngược cho chu trình kế tiếp.

* Chế ñộ hãm máy: (dừng hẳn hoặc dừng sự cố) Khi dừng máy, ấn nút dừng D, lúc này các cuộn dây KL, N, T ñều mất ñiện, lúc này uCð = 0, do ñó Uñk = - C.ω, ñiều này sẽ gây ra ñột biến về trị số và chiều trong cuộn dây CK1,2,3. ðể tránh ñột biến này, người ta duy trì một lượng ñiện áp nhỏ ñặt trên biến trở 8R(3) nhờ vào việc

mở chậm tiếp ñiểm thường mở mở chậm R(5-6). Khi tiếp ñiểm R (5-6) ñã mở ra, U8R = 0, lúc

này ñiện áp Ua lấy trên biến trở 1R (mắc song song với máy phát F) ñược chuyển thành giá trị U'a nhờ tiếp ñiểm thường kín ñóng chậm R (trên mạch lực) mục ñích là ñể hoàn thiện nhanh quá trình hãm.

Chế ñộ thử máy: ñược thực hiện bằng các nút ấn TT hoặc TN, công tắc tơ KL không

làm việc nên hệ thống chỉ làm việc khi còn ấn nút.

ðiều kiện làm việc: Sơ ñồ không cho phép ñộng cơ làm việc trong các trường hợp sau

ñây:

- Không ñủ áp lực dầu trong hệ thống bôi trơn (tiếp ñiểm RAL mở). - Bàn máy di chuyển ra ngoài phạm vi cho phép (tiếp ñiểm KC mở).

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 128

-

R 7

H K 1

L K

C R

T T B

C K

C R

L K

N T

L K

N T

T T

N M

T M

R 8

T T

2 -

N M

T M

C K 2

1 -

L K

C K 2

C K 1

N T B

L A R

L K

H K 2

9 2 1

3 1

4 1

0 1

1 1

2 1

2 1 t

-

1 1 t

V 3

V 2

f i

C K 2

4 K C

0 1 t

R 6

R 3

g n

ð F C

ð B

H K 2

V 1

V 4

8 t

+

F F C

C K

C K 1

7 t

a U

k ñ i

6 t

R 5

C K 1

R 1

4 t

3 K C

2 K C

1 K C

R 4

F

H K 1

F K C

R 2

h t

ð K ð M

2 t

K

C K 2

1 t

1 s s

ð K C

K K C

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

C K

7-4. TRANG BỊ ðIỆN-ðIỆN TỬ MÁY MÀI

7.4.1 ðặc ñiểm công nghệ Máy mài có 2 loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng. Ngoài ra còn có các máy khác

nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răng .v.v..

Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn, trên ñó kẹp chi tiết và ụ ñá mài, trên ñó có

trục chính với ñá mài. Cả 2 ụ ñều ñặt trên bệ máy.

Máy mài tròn có 2 loại: Máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong. Trên máy mài tròn chuyển ñộng chính là chuyển ñộng quay của ñá mài, chuyển ñộng ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ ñá dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc chuyển ñộng quay của chi tiết (ăn dao vòng). Chuyển ñộng phụ là chuyển ñộng nhanh của ụ ñá hoặc chi tiết...

Máy mài phẳng có 2 loại: Mài bằng biên ñá và mài bằng mặt ñầu. Chi tiết ñược kẹp chặt bàn máy tròn hoặc chữ nhật. Ở máy mài bằng biên ñá, ñá mài quay tròn và chuyển ñộng tịnh tiến ngang so với chi tiết, bàn máy mang chi tiết chuyển ñộng tịnh tiến qua lại. Chuyển ñộng quay của ñá mài là chuyển ñộng chính, chuyển ñộng ăn dao là di chuyển của ñá (ăn dao ngang) hoặc chuyển ñộng của chi tiết (ăn dao dọc).

Ở máy mài bằng mặt ñầu ñá, bàn có thể là tròn hoặc chữ nhật, chuyển ñộng quay của ñá là chuyển ñộng chính, chuyển ñộng ăn dao là di chuyển ngang của ñá (ăn dao ngang) hoặc chuyển ñộng qua lại của bàn mang chi tiết (ăn dao dọc).

7.4.2 ðặc ñiểm về truyền ñộng ñiện và trang bị ñiện ðối với truyền ñộng chính, thông thường máy không yêu cầu ñiều chỉnh tốc ñộ, nên sử

dụng ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc.

Truyền ñộng ăn dao thường sử dụng thủy lực ñối với truyền ñộng ăn dao ngang (máy mài

tròn và máy mài phẳng) hoặc thực hiện theo hệ BBð-ðM ñối với máy mài tròn cỡ lớn.

7.4.3 Sơ ñồ truyền ñộng chính máy mài 3A161 Trong sơ ñồ, sử dụng 3 ñộng cơ xoay chiều: + ðộng cơ ðM (7kW, 930 vg/ph) là ñộng cơ quay viên ñá mài. + ðộng cơ ðT (1,7 kW, 930 vg/ph) là ñộng cơ bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực ñể thực hiện ăn dao ngang của ụ ñá, ăn dao dọc của bàn máy và di chuyển nhanh ụ ñá ăn vào chi tiết hoặc ra khỏi chi tiết.

ðiều chỉnh các van thủy lực bằng các cuộn dây: 1NC và 2NC (trên mạch ñộng lực), ñược

ñóng mở bằng các tiếp ñiểm 1RTr và 2RTr.

+ ðộng cơ ðB (0,125 kW, 2800 vg/ph) bơm nước là mát.

ðộng cơ truyền ñộng chính của sơ ñồ là ñộng cơ một chiều ðC (0,76 kW, 250÷2500

vg/ph) quay chi tiết mài. ðộng cơ ðC ñược cấp ñiện từ một khuếch ñại từ nối theo sơ ñồ cầu 3 pha. 6 cuộn dây làm việc cùng với 6 ñiôt nối thành cầu 3 pha: thay ñổi ñược ñiện áp một chiều (cuộn dây làm nhiệm vụ thay ñổi ñiện áp, còn ñiôt biến dòng ñiện xoay chiều thành một chiều - > tương ñương với Thyristor.

Có 3 cuộn dây ñiều khiển:

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

130

+ CK1: Là cuộn chủ ñạo, nhận tín hiệu chủ ñạo và phản hồi âm áp. Tín hiệu chủ ñạo lấy từ nguồn ngoài qua chỉnh lưu 3CL: 3CL cấp nguồn , cho dòng ñiện

ñi theo ñường 3CL-r-1BT-CK1-ðC-KC-3CL.

Tín hiệu phản hồi âm áp: Cuộn CK1 + một phần của biến trở 1BT, nối song song với ñộng cơ ðC. Khi làm việc, trên cuộn CK1 sẽ có dòng chạy ngược với dòng do tín hiệu chủ ñạo và tỉ lệ với ñiện áp.

+ CK2: Là cuộn phản hồi dương dòng, lấy ñiện áp từ thứ cấp máy biến dòng BD, qua chỉnh lưu 2CL ñặt lên biến trở 2BT và cuộn CK2. Vì dòng ñiện sơ cấp của máy biến dòng tỉ lệ với dòng ñiện phần ứng ñộng cơ (I1 = 0,815Iư) nên dòng ñiện trong cuộn CK2 cũng tỉ lệ với dòng ñiện phần ứng. Chiều của dòng qua CK2 chọn cùng chiều (cùng chiều sức từ ñộng) với ñiện áp UCð.

+ CK3: Là cuộn chuyển dịch, ñể chọn ñược ñiểm làm việc ban ñầu. Tốc ñộ ñộng cơ ñược ñiều chỉnh bằng cách thay ñổi ñiện áp chủ ñạo UCð (nhờ biến trở 1BT). ðể làm cứng ñặc tính cơ khi ñiều chỉnh ở vùng tốc ñộ thấp (nâng cao tín ổn ñịnh tốc ñộ), khi giảm ñiện áp UCð cần phải tăng hệ số phản hồi dương dòng ñiện (?). Vì vậy, người ta ñặt sẵn khâu liên hệ cơ khí giữa các con trượt của 2BT và 1BT.

Các phần tử khác: + Cuộn CKð: Cuộn kích từ ñộng cơ. + RKK: Rơle bảo vệ thiếu từ thông. + ðiện trở rh + tiếp ñiểm H (mắc song song với ñộng cơ ðC): Mạch hãm ñộng năng kích

từ ñộc lập.

* Nguyên lý làm việc của sơ ñồ mạch khống chế:

Sơ ñồ cho phép ñiều khiển máy làm việc ở chế ñộ thử máy và chế ñộ thử máy và chế ñộ làm việc tự ñộng. Ở chế ñộ thử máy các công tắc 1CT, 2CT, 3CT ñược ñóng sang vị trí 1. Mở máy ñộng cơ ðT (bơm dầu thủy lực) nhờ ấn nút MT(2), sau ñó có thể khởi ñộng ñồng thời ðM và ðB bằng nút ấn MN. ðộng cơ ðC ñược khởi ñộng bằng nút ấn MC.

Ở chế ñộ tự ñộng, quá trình hoạt ñộng của máy gồm 3 giai ñoạn theo thứ tự như sau: 1) ðưa nhanh ụ ñá vào chi tiết gia công nhờ truyền ñộng thuỷ lực, ñóng các ñộng cơ ðC

và ðB.

2) Mài thô, rồi tự ñộng chuyển sang chế ñộ mài tinh nhờ tác ñộng của công tắc tơ. 3) Tự ñộng ñưa nhanh ụ ñá ra khỏi chi tiết và cắt ñiện các ñộng cơ ðC, ðB. Trước hết, ñóng các công tắc 1CT, 2CT, 3CT sang vị trí 2. Kéo tay gạt ñiều khiển (ñược bố trí trên máy) về vị trí di chuyển nhanh ụ ñá vào chi tiết (nhờ hệ thống thủy lực). Khi ụ ñá ñi ñến vị trí cần thiết, công tắc hành trình 1KT tác ñộng, ñóng mạch cho cuộn dây công tăc tơ KC và KB, các ñộng cơ ðC và ðB ñược khởi ñộng. ðồng thời truyền ñộng thủy lực của máy ñược khởi ñộng. Quá trình gia công bắt ñầu. Khi kết thúc giai ñoạn mài thô, công tắc hành trình 2KT tác ñộng, ñóng mạch cuộn dây rơle 1RTr. Tiếp ñiểm của nó ñóng ñiện cho cuộn dây nam châm 1NC, ñể chuyển ñổi van thủy lực, làm giảm tốc ñộ ăn dao của ụ ñá. Như vậy giai ñoạn mài tinh

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

131

bắt ñầu. Khi kích thước chi tiết ñạt yêu cầu, công tắc hành trình 3KT tác ñộng, ñóng mạch cuộn dây rơle 2RTr. Tiếp ñiểm rơle này ñóng ñiện cho cuộn dây nam châm 2NC ñể chuyển ñổi van thủy lực, ñưa nhanh ụ ñá về vị trí ban ñầu. Sau ñó, công tắc cơ khí 1KT phục hồi cắt ñiện công tắc tơ KC và KB; ñộng cơ ðC ñược cắt ñiện (do tiếp ñiểm KC mở ra) và ñược hãm ñộng năng nhờ rơle H. RKT là rơle kiểm tra tốc ñộ ñược nối trục ñộng cơ ðC, khi tốc ñộ ñộng cơ

ðC còn ñủ lớn thì tiếp ñiểm RKT (13), làm cuộn dây H (13), ñộng cơ ñược hãm ñộng năng.

Khi tốc ñộ của ñộng cơ ðC ñủ thấp, tiếp ñiểm tốc ñộ RKT (13), cắt ñiện cuộn dây công tăc tơ

H. Tiếp ñiểm của H cắt ñiện trở hãm ra khỏi phần ứng ñộng cơ.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

132

CC1

3RN

CC2

2CL

2BT

3RN

CK2

2RTr

KðT

2NC

1NC

1CL

1RTr

CK1

CD~

CC3

1BT

Ucñ

ðC

1RN 2RN

1RN

CKð

RKK

2RN

CK3

1BA

3CL

CC4

2BA

CC5

2RNT

1RNT

3RNT

RAL

1CT

2 RKK

2CT

8 9

1KT

1 3CT

2KT

1RTr

1 3CT

3KT

2RTr

RKT

ðB ðM ðT

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

133

7.5 TRANG BỊ ðIỆN - ðIỆN TỬ CÁC THIẾT BỊ GIA NHIỆT VÀ LUYỆN KIM (Khoa Nhiệt)

Trong ñời sống và sản xuất, yêu cầu về sử dụng nhiệt năng rất lớn. Trong các ngành công nghiệp khác nhau, nhiệt năng dùng ñể nung, sấy, nhiệt luyện, nấu chảy các chất… là một yêu cầu không thể thiếu. Nguồn nhiệt năng này ñược chuyển từ ñiện năng qua các lò ñiện là rất phổ biến và thuận tiện.

Từ ñiện năng, có thể thu ñược nhiệt năng bằng nhiều cách: nhờ hiệu ứng Joule (lò ñiện trở), nhờ phóng ñiện hồ quang (lò hồ quang), nhờ tác dụng nhiệt của dòng xoay chiều Foucalt thông qua hiện tượng cảm ứng ñiện từ (lò cảm ứng) .v.v..

I. Trang bị ñiện các loại lò ñiện I.1. Những vấn ñề chung

Lò ñiện là thiết bị biến ñổi ñiện năng thành nhiệt năng, dùng trong công nghệ nấu chảy

vật liệu, công nghệ nung nóng và trong công nghệ nhiệt luyện.

Lò ñiện ñược sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, ngành y tế .v.v.. 1. ðặc ñiểm của lò ñiện - Có khả năng tạo ra nhiệt ñộ cao do nhiệt năng ñược tập trung trong một thể tích nhỏ. - Do nhiệt năng tập trung nên lò có tốc ñộ nung nhanh và năng suất cao. - ðảm bảo nung ñều, dễ ñiều chỉnh, khống chế nhiệt và chế ñộ nhiệt. - Lò ñảm bảo ñược ñộ kín, có khả năng nung trong chân không hoặc trong môi trường có

khí bảo vệ, vì vậy ñộ cháy tiêu hao kim loại không ñáng kể.

- Có khả năng cơ khí hóa và tự ñộng hóa ở mức cao. - ðảm bảo ñiều kiện vệ sinh: không có bụi, không có khói. 2. Các phương pháp biến ñổi ñiện năng a) Phương pháp ñiện trở

Hình – Nguyên lý làm việc của lò ñiện trở a) ðốt nóng trực tiếp b) ðốt nóng gián tiếp 1. Vật liệu ñược nung nóng trực tiếp 2. Cầu dao; 3. Biến áp; 4. ðầu cấp ñiện; 5. Dây ñốt (dây ñiện trở); Vật liệu ñược nung nóng gián tiếp;

Phương pháp ñiện trở dựa trên ñịnh luật Joule-Lence: khi cho dòng ñiện chạy qua dây

dẫn, thì trên dây dẫn tỏa ra một nhiệt lượng, nhiệt lượng này ñược tính theo biểu thức:

[J] Q = I2Rt

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

134

Trong ñó: I – Cường ñộ dòng ñiện chạy qua dây dẫn (A).

R – ðiện trở dây dẫn, Ω

t – thời gian dòng ñiện chạy qua dây dẫn, s.

Nguyên lý làm việc của lò ñược biểu diễn như trên hình vẽ. b) Phương pháp cảm ứng Phương pháp cảm ứng dựa trên ñịnh luật cảm ứng ñiện từ của Faraday: Khi cho dòng ñiện ñi qua cuộn cảm thì ñiện năng ñược biến thành năng lượng của từ trường biến thiên. Khi ñặt khối kim loại vào trong từ trường biến thiên ñó, trong khối kim loại sẽ xuất hiện dòng ñiện cảm ứng – dòng ñiện xoáy (Foucault). Nhiệt năng của dòng ñiện xoáy sẽ nung nóng khối kim loại.

Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng ñược biểu diễn như trên hình vẽ.

Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng a) Lò cảm ứng có mạch từ; b) Lò cảm ứng không có mạch từ 1. Vòng cảm ứng; 2. Mạch từ; 3. Nồi lò; 4. Tường lò bằng vật liệu chịu lửa;

Nguyên lý làm việc của lò hồ quang a) Lò hồ quang trực tiếp; b) Lò hồ quang gián tiếp 1. ðiện cực; 2. Ngọn lửa hồ quang; 3. Vật gia nhiệt (kim loại); 4. Tường lò;

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

135

c) Phương pháp hồ quang ñiện Phương pháp hồ quang ñiện dựa vào ngọn lửa hồ quang ñiện. Hồ quang ñiện là một trong

những hiện tượng phóng ñiện qua chất khí.

Trong ñiều kiện bình thường thì chất khí không dẫn ñiện, nhưng nếu ion hóa chất khí và dưới tác dụng của ñiện trường thì chất khí sẽ dẫn ñiện. Khi hai ñiện cực tiếp cận nhau thì giữa chúng xuất hiện ngọn lửa hồ quang. Người ta lợi dụng nhiệt năng của ngọn lửa hồ quang ñể gia nhiệt cho vật nung hoặc nấu chảy kim loại.

Nguyên lý làm việc của hồ quang ñiện ñược biểu diễn như trên hình vẽ.

I.2 Lò ñiện trở

1. Khái niệm chung và phân loại a) Phân loại theo phương pháp tỏa nhiệt + Lò ñiện trở tác dụng trực tiếp: Lò ñiện trở tác dụng trực tiếp là lò ñiện trở mà vật nung ñược nung nóng trực tiếp bằng dòng ñiện chạy qua nó. ðặc ñiểm của lò này là tốc ñộ nung nhanh, cấu trúc của lò ñơn giản. ðể ñảm bảo nung ñều thì vật nung phải có tiết diện như nhau theo suốt chiều dài của nó.

+ Lò ñiện trở tác dụng gián tiếp: Là lò ñiện trở mà nhiệt năng tỏa ra ở dây ñiện trở (dây

ñốt), rồi dây ñốt sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, ñối lưu hoặc dẫn nhiệt.

b) Phân loại theo nhiệt ñộ làm việc + Lò nhiệt ñộ thấp: Nhiệt ñộ làm việc của lò dưới 650oC. + Lò nhiệt ñộ trung bình: Nhiệt ñộ làm việc của lò từ 650oC ñến 1200oC. + Lò nhiệt ñộ cao: Nhiệt ñộ làm việc của lò lớn hơn 1200oC. 2. Yêu cầu ñối với vật liệu làm dây ñiện trở Dây ñiện trở ñược ñặt trong buồng lò hoặc buồng phát nhiệt, chúng làm việc ở môi

trường nhiệt ñộ cao, vì vậy vật liệu làm dây ñiện trở cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

a) Khả năng chịu ñược nhiệt ñộ cao, không bị oxy hóa trong môi trường không khí nhiệt

ñộ cao.

b) ðộ bền nóng cao, ñộ bền cơ học lớn. c) ðiện trở suất cao. d) Hệ số nhiệt ñiện trở bé. 3. Vật liệu làm dây ñiện trở a) Dây ñiện trở bằng hợp kim + Hợp kim Crôm-Niken (Nicrôm). Hợp kim này có ñộ bền nhiệt cao vì có lớp màng

Oxit Crôm (Cr2O3) bảo vệ, dẻo, dễ gia công, ñiện trở suất lớn, hệ số nhiệt ñiện trở bé.

+ Hợp kim Crôm-Nhôm (Fexran) có các ñặc ñiểm như hợp kim Nicrôm nhưng có

nhược ñiểm là giòn, khó gia công, ñộ bền cơ học kém trong môi trường nhiệt ñộ cao.

b) Dây ñiện trở bằng kim loại Thường dùng những kim loại có nhiệt ñộ nóng chảy cao: Molipden (Mo), Tantan (Ta) và

Wonfram (W) dùng cho các lò ñiện trở chân không hoặc lò ñiện trở có khí bảo vệ.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

136

c) ðiện trở nung nóng bằng vật liệu kim loại + Vật liệu Cacbuarun (SiC) chịu ñược nhiệt ñộ cao tới 1450oC, thường dùng cho lò ñiện

trở có nhiệt ñộ làm việc cao, dùng ñể tôi dụng cụ cắt gọt.

+ Cripton là hỗn hợp của graphit, cacbuarun và ñất sét, chúng ñược chế tạo dưới dạng hạt có ñường kính 2-3mm, thường dùng cho lò ñiện trở trong phòng thí nghiệm yêu cầu nhiệt ñộ làm việc tới 1800oC.

4. Các loại lò ñiện trở thông dụng Theo chế ñộ nung, lò ñiện trở ñược chia thành hai nhóm chính: a) Lò nung nóng theo chu kỳ Bao gồm + Lò buồng (hình a) thường dùng ñể nhiệt luyện kim loại (thường hóa, ủ, thấm than, …) Lò buồng ñược chế tạo với công suất từ 15kW ñến 75kW, nhiệt ñộ làm việc tới 950oC. Lò buồng dùng ñể tôi dao cụ có nhiệt ñộ làm việc tới 1350oC, dùng dây ñiện trở bằng các thanh nung cacbuarun.

+ Lò giếng thường dùng ñể tôi kim loại và nhiệt luyện kim loại (hình b). Buồng lò có dạng hình trụ tròn ñược chôn sâu trong lòng ñất có nắp ñậy. Lò giếng ñược chế tạo với công suất từ 30 ñến 75kW.

+ Lò ñẩy (hình c) có buồng kích thước chữ nhật dài. Các chi tiết cần nung ñược ñặt lên giá và tôi theo từng mẻ. Giá ñỡ chi tiết ñược ñưa vào buồng lò theo ñường ray bằng một bộ ñẩy dùng kích thủy lực hoặc kích khí nén. b) Lò nung nóng liên tục + Lò băng: Buồng lò có tiết diện chữ nhật dài, có băng tải chuyển chuyển ñộng liên tục trong buồng lò. Chi tiết cần gia nhiệt ñược sắp xếp trên băng tải. Lò băng thường ñược dùng ñể sấy chai, lọ trong công nghiệp chế biến thực phẩm.

+ Lò quay thường dùng ñể nhiệt luyện các chi tiết có kích thước nhỏ (bi, con lăn, vòng bi), các chi tiết cần gia nhiệt ñược bỏ trong thùng, trong quá trình nung nóng, thùng quay liên tục nhờ một hệ thống truyền ñộng ñiện.

5. Khống chế và ổn ñịnh nhiệt ñộ lò ñiện a) ðặt vấn ñề Theo ñịnh luật Joule-Lence

[cal]

Trong ñó: Q = 0,238.I2.R.t Q – Nhiệt lượng tỏa ra của dây ñiện trở, cal; I – Dòng ñiện ñi qua dây ñiện trở, A;

R – ðiện trở của dây ñiện trở, Ω;

t – Thời gian dòng ñiện ñi qua dây ñiện trở (thời gian nung nóng), s.

)

[s]

tCG . ( 1 − a G - khối lượng của chi tiết có ñộ dài 100mm, kg;

Trong ñó:

Thời gian nung nóng chi tiết ñến nhiệt ñộ yêu cầu:

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

137

t1 – Nhiệt ñộ yêu cầu, oC; t2 – Nhiệt ñộ môi trường, oC; C – Nhiệt dung trung bình của chi tiết cần nung; a – Tốc ñộ tỏa nhiệt của chi tiết có ñộ dài 100mm, kcal/s;

[kW]

P = 2

al ..18,4 100

Công suất tiêu thụ của lò ñiện trở:

[kW]

Công suất ñiện cần cung cấp cho chi tiết nung có ñộ dài l mm là:

Trong ñó:

P = 1 P 2 ϕηcos

cosϕ - Hệ số công suất của lò (cosϕ = 0,8 ÷ 0,85);

Từ các biểu thức trên có thể rút ra rằng: ðể ñiều chỉnh nhiệt ñộ lò ñiện trở có thể thực

hiện bằng cách ñiều chỉnh công suất cấp cho lò.

η - Hiệu suất của lò (η = 0,7 ÷ 0,75);

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

138

- Hạn chế công suất cấp cho dây ñiện trở bằng cách ñấu thêm ñiện trở phụ. - Dùng biến áp tự ngẫu hoặc biến áp có nhiều ñầu dây sơ cấp ñể cấp ñiện cho lò ñiện

trở.

- Thay ñổi sơ ñồ ñấu dây của dây ñiện trở (từ tam giác sang sao, hoặc nối tiếp sang

song song).

- ðóng cắt nguồn cấp cho dây ñiện trở theo chu kỳ. - Dùng bộ ñiều áp xoay chiều ñể thay ñổi trị số ñiện áp cấp cho dây ñiện trở.

Sơ ñồ khối chức năng của hệ thống ñiều chỉnh và ổn ñịnh nhiệt ñộ có thể biểu diễn như

ðiều chỉnh công suất cấp cho lò ñiện trở có thể thực hiện bằng các phương pháp sau:

ñặt

trên hình vẽ:

o pht

2 1 to to ε BỘ ðIỀU CHỈNH 3 LÒ ðIỆN TRỞ -

CẢM BIẾN NHIỆT ðỘ

Trong ñó vai trò của các khâu như sau:

- Lò ñiện trở 3 là ñối tượng ñiều chỉnh và tham số ñiều khiển là nhiệt ñộ của lò (to). - Bộ ñiều chỉnh và ổn ñịnh nhiệt ñộ 2 thay ñổi các thông số nguồn cấp ñiện cho lò ñiện trở theo các thuật toán nhằm tối ưu hóa việc ñiều chỉnh và ổn ñịnh nhiệt ñộ lò. ñặt – to

ph).

- Bộ tổng hợp tín hiệu ñiều khiển 1 (ε = to - Cảm biến nhiệt ñộ 4, có chức năng biến ñổi tín hiệu ñiện tỷ lệ với nhiệt ñộ của lò. ðể nâng cao ñộ chính xác khi khống chế và ổn ñịnh nhiệt ñộ của lò ñiện trở, hệ thống

Việc ñiều chỉnh và ổn ñịnh nhiệt ñộ của lò ñược thực hiện thông qua việc thay ñổi các thông số nguồn cấp ñiện cho lò. Như vậy tín hiệu phản hồi tỷ lệ với nhiệt ñộ của lò phải là tín hiệu ñiện, chính cảm biến nhiệt ñộ sẽ thực hiện chức năng ñó trong hệ thống khống chế và ổn ñịnh nhiệt ñộ lò ñiện trở.

ñiều chỉnh nhiệt ñộ lò ñiện trở là hệ thống kín (có mạch vòng phản hồi).

6. Sơ ñồ khống chế nhiệt ñộ lò ñiện trở ñiển hình Sơ ñồ khống chế ổn ñịnh nhiệt ñộ lò ñiện trở bằng bộ ñiều áp xoay chiều ba pha dùng

Thyristor:

ðối với lò ñiện trở có công suất lớn hơn 5kW, ñể tránh hiện tượng lệch phụ tải cho lưới ñiện nên phải là lò 3 pha. ðể khống chế và ổn ñịnh nhiệt ñộ của lò người ta dùng bộ ñiều áp xoay chiều ba pha cấp cho dây ñiện trở của lò. + Sơ ñồ mạch lực của lò (hình vẽ) Sơ ñồ này thường ñược áp dụng ñối với lò ñiện trở có dải công suất tiêu thụ từ 5 ñến

90kW (tùy thuộc vào trị số dòng trung bình ñi qua các Thyristor từ 1T ÷ 6T mà mình chọn).

Mạch lực gồm các phần tử chính sau:

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

139

- Cuộn kháng xoay chiều CK1 ÷ CK3 dùng ñể hạn chế dòng ngắn mạch và hạn chế

di dt

tốc ñộ tăng trưởng dòng ñiện ( ) ñể bảo vệ các thyristor.

- Bộ ñiều áp xoay chiều ba pha ñiều khiển hoàn toàn dùng Thyristor 1T ÷ 6T. - RdñA, RdñB và RdñC là dây ñiện trở lò ñấu theo hình sao (Y), cũng có thể ñấu theo

hình tam giác (∆) tùy theo kích thước dây ñiện trở khi tính chọn.

du dt

) ñể - Mạch (R1 – C1) ÷ (R3 – C3) dùng ñể hạn chế tốc ñộ tăng trưởng ñiện áp (

bảo vệ các Thyristor. + Sơ ñồ mạch ñiều khiển Mạch ñiều khiển bộ ñiều áp xoay chiều có chức năng thay ñổi góc mở α của các Thyristor 1T ÷ 6T ñể thay ñổi ñiện áp cấp cho dây ñiện trở của lò, chính là thực hiện chức năng ñiều chỉnh và ổn ñịnh nhiệt ñộ của lò.

Mạch ñiều khiển gồm các khối chính sau: * Khối ñiều khiển xung pha (ðKXF) gồm có 3 khối tương tự nhau (Sơ ñồ nguyên lý vẽ

cho pha A) gồm các khâu sau:

- Khâu ñồng pha và xác ñịnh thời ñiểm qua 0 của ñiện áp lưới(gồm biến áp ñồng pha

BAðF, cầu chỉnh lưu CL, R1÷R5 và tranzistor TR1).

- Khâu so sánh và tạo thời ñiểm phát xung dùng bộ ñếm DD1. - Mạch lật nhớ trạng thái (dùng trigơ R-S: DD2.1, DD2.2). - Khâu băm xung (DD3.1÷DD3.4). - Khâu khuếch ñại xung (biến áp xung BAX1, BAX2, R6÷R9, ñiôt D1÷D6 và tranzistor

TR2÷TR5).

- Mạch cấm (R12, R13, ð7 và ð8). * Khối tổng hợp tín hiệu ñiều khiển gồm các khâu sau: - Khâu phát xung cao tần (DD4.1÷DD4.4, chiết áp VR và tụ ñiện C2) tương ñương như khâu tạo ñiện áp chủ ñạo trong các sơ ñồ ñiều khiển xung pha theo nguyên tắc “thẳng ñứng”. Tần số phát của khâu này có thể thay ñổi từ 5kHz ñến 1MHz bằng cách thay ñổi trị số của chiết áp VR.

- Khâu gia công tín hiệu phản hồi âm nhiệt ñộ gồm: Cảm biến nhiệt ñộ (cặp nhiệt ngẫu CNN), khuếch ñại thuật toán IC, tranzistor TR7, tranzistor trường TR6, tụ C3 và các ñiện trở R14 ÷ R19. Tranzistor trường TR6 ñóng vai trò như một ñiện trở ñộng ñấu song song với chiết áp VR. Trị số ñiện trở của nó (RS-D) thay ñổi phụ thuộc vào nhiệt ñộ của lò.

* Khối bảo vệ quá dòng gồm các khâu sau: - Khâu gia công tín hiệu tỷ lệ với dòng tiêu thụ của lò là ba biến dòng TI1÷TI3, tranzistor TR1÷TR2, khuếch ñại thuật toán IC, cầu chỉnh lưu CL, chiết áp VR1÷VR2, ñiôt ð, các ñiện trở R1÷R7 và rơle liên ñộng RLð.

- Khâu nhớ trạng thái và phục hồi gồm trigơ R-S (DD2.3÷DD2.4), nút bấm phục hồi M,

tụ C4, R20÷R21 và ñèn báo LED.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

140

1 4 1

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

2 4 1

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

*Nguyên lý làm việc của sơ ñồ như sau: Tại thời ñiểm ñi qua ñiểm 0 của ñiện áp lưới trên cực collector của tranzistor TR1 xuất hiện xung chữ nhật với ñộ rộng xung tx = 1ms, với tần số bằng 100Hz.

xung phát cao bộ

Xung ñó ñưa ñến cổng R của bộ ñếm DD.1 ra lệnh bắt ñầu ñếm xung và ñưa vào một ñầu vào R của trigơ R-S (DD2.1÷DD2.2). Khi bắt ñầu vào thứ hai C của bộ ñếm DD1 (lấy từ ñầu ra tần của DD4.1÷DD4.4) ñạt ñược 28=64 xung, ñầu ra 32 của bộ ñếm DD.1 có mức logic “1”.

Thời ñiểm xuất hiện mức logic “1” của DD1 phụ thuộc vào tần số phát ra của bộ phát cao tần DD4.1÷DD4.4. Tần số ñó quyết ñịnh trị số góc mở α của các Thyristor, chính là quyết ñịnh trị số ñiện áp ñặt lên dây ñốt của lò ñiện trở. Thay ñổi tần số phát xung từ 5kHz ñến 1MHz sẽ thay ñổi góc mở α = 180o÷0o tương ứng với trị số ñiện áp ñặt lên dây ñốt của lò từ Umax ñến Umin.

* Nguyên lý ổn ñịnh nhiệt ñộ của lò: Nếu vì một lý do nào ñó nhiệt ñộ trong lò thấp hơn nhiệt ñộ ñặt, sức nhiệt ñiện phát ra từ cặp nhiệt ngẫu giảm, ñiện thế ñặt lên cực bazơ của tranzistor TR7 ít dương hơn, dòng ñiện Ic của TR7 giảm xuống, làm cho ñiện trở RS-D của tranzistor TR6 giảm xuống, làm cho tổng trở của VR và RS-D giảm xuống, tần số phát ra của DD4.1÷DD4.4 tăng lên, góc mở α của các thyristor giảm xuống, ñiện áp ñặt lên dây ñốt của lò tăng lên, kết quả là nhiệt ñộ của lò sẽ tăng lên bằng nhiệt ñộ ñặt và ngược lại.

* Nguyên lý làm việc của khâu bảo vệ quá dòng: Khi dòng tiêu thụ của lò nhỏ hơn dòng chỉnh ñịnh (Iñm

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

143

ngưỡng so sánh), ñiện áp ra của IC bằng –Ucc dẫn ñến tranzistor TR1, TR2 khóa, rơle liên ñộng RLð không tác ñộng. Khi ñó tiếp ñiểm RLð hở, dẫn ñến ñầu ra Q của trigơ R-S (DD2.3÷DD2.4) có mức logic “1” dẫn ñến ñầu ra của bộ phát xung (DD4.1÷DD4.4) có xung, hệ thống làm việc bình thường.

Khi dòng tiêu thụ của lò lớn hơn dòng chỉnh ñịnh, trị số ñiện áp trên chiết áp VR1 lớn hơn ñiện áp trên chiết áp VR2, ñiện áp ra của IC bằng +Ucc; TR1, TR2 thông; rơle RLð tác ñộng dẫn ñến ñầu ra Q của trigơ R-S (DD2.3÷DD2.4) có mức logic “0” và ñầu ra của bộ phát xung cao tần (DD4.1÷DD4.4) không có xung.

Sau khi xử lý sự cố xong, ấn nút “M” qua khâu vi phân C4-R20 và ñiôt ð9, ñưa mức logic

“1” vào DD4.4, phục hồi trạng thái làm việc cho khâu phát xung cao tần.

I.3 Lò hồ quang

1. Khái niệm chung Lò hồ quang là lò lợi dụng nhiệt của ngọn lử hồ quang (HQ) giữa các ñiện cực hoặc giữa ñiện cực và kim loại ñể nấu chảy kim loại. Lò ñiện HQ dùng ñể nấu thép hợp kim chất lượng cao.

Lò hồ quang ñược cấp nguồn từ biến áp lò ñặc biệt với ñiện áp ñặt vào cuộn sơ cấp

(6÷10)kV, và có hệ thống tự ñộng ñiều chỉnh ñiện áp dưới tải.

a) Các thông số quan trọng của lò hồ quang là: + Dung tích ñịnh mức của lò: số tấn kim loại mỏng của một mẻ nấu. + Công suất ñịnh mức của biến áp lò: ảnh hưởng quyết ñịnh tới thời gian nấu luyện và

năng suất của lò.

b) Chu trình nấu luyện của lò hồ quang gồm ba giai ñoạn với các ñặc ñiểm công nghệ sau: + Giai ñoạn nung nấu nguyên liệu và nấu chảy kim loại Trong giai ñoạn này, lò cần công suất nhiệt lớn nhất, ñiện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60- 80% năng lượng của toàn mẻ nấu luyện và thời gian chiếm khoảng 50-60% toàn bộ thời gian của một chu trình (thời gian một mẻ nấu luyện). Thường xuyên xảy ra hiện tượng ngắn mạch làm việc.

Ở giai ñoạn này, ngọn lửa hồ quang cháy kém ổn ñịnh, công suất nhiệt không cao do ngọn

lửa hồ quang ngắn (từ 1÷10mm).

+ Giai ñoạn oxy hóa ðây là giai ñoạn khử cácbon (C) của kim loại ñến một trị số hạn ñịnh tùy theo mác thép, khử phốtpho (P) và khử lưu huỳnh trong mẻ nấu. Ở giai ñoạn này, công suất nhiệt chủ yếu ñể bù lại tổn hao nhiệt trong quá trình nấu luyện, nó chiếm khoảng 60% công suất của giai ñoạn nấu chảy kim loại.

+ Giai ñoạn hoàn nguyên Trước khi thép ra lò phải trải qua giai ñoạn hoàn nguyên là giai ñoạn khử oxy, khử sunfua. Công suất nhiệt của ngọn lửa hồ quang trong giai ñoạn này khá ổn ñịnh. Công suất yêu cầu chiếm khoảng 30% của giai ñoạn nấu chảy kim loại. ðộ dài cung lửa hồ quang khoảng 20mm.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

144

c) Cấu tạo và kết cấu lò hồ quang Một lò hồ quang bất kỳ ñều phải có các bộ phận chính sau: + Nồi lò có lớp vỏ cách nhiệt, cửa lò và miệng rót thép nấu chảy. + Vòm, nóc lò có vỏ cách nhiệt. + Giá nghiêng lò. + ðiện cực. + Giá ñỡ ñiện cực. và các cơ cấu sau: + Cơ cấu nghiêng lò ñể rót nước thép và xỉ. + Cơ cấu quay vỏ lò xung quanh trục của mình. + Cơ cấu dịch chuyển vỏ lò ñể nạp liệu. + Cơ cấu nâng vòm lò ñể dịch chuyển vỏ lò. + Cơ cấu dịch chuyển ñiện cực. + Cơ cấu nâng tấm chắn gió của cửa lò. Trong sáu cơ cấu trên (trừ cơ cấu dịch chuyển ñiện cực) ñều dùng truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc hay dây quấn. Còn cơ cấu dịch chuyển ñiện cực dùng hệ truyền ñộng một chiều. ðộng cơ truyền ñộng là ñộng cơ ñiện một chiều kích từ ñộc lập ñược cấp nguồn từ một bộ biến ñổi. Bộ biến ñổi ñó có thể là: Máy ñiện khuếch ñại, khuếch ñại từ hoặc bộ chỉnh lưu có ñiều khiển dùng thyristor.

Chế ñộ làm việc của ñộng cơ dịch chuyển ñiện cực là chế ñộ ngắn hạn lặp lại. Cấu tạo và kết cấu của lò hồ quang ñược giới thiệu như trên hình vẽ. 2. Sơ ñồ cung cấp ñiện của lò hồ quang Sơ ñồ cung cấp ñiện của lò hồ quang ñược giới thiệu như trên hình vẽ. Nguồn cấp cho lò hồ quang ñược lấy từ trạm phân phối trung gian với cấp ñiện áp 6, 10, 20

hoặc 22kV tùy theo cấp ñiện áp của trạm phân phối. Sơ ñồ cấp ñiện gồm các thiết bị chính sau: + Cầu dao cách ly CL, ñóng cắt không tải dùng ñể cách ly mạch lực của lò và ñiện lưới

trong trường hợp cần sửa chữa.

+ Máy cắt dầu 1MC, ñóng cắt có tải cấp ñiện cho lò. + Cuộn kháng CK dùng ñể hạn chế dòng ngắn mạch làm việc (dòng ngắn mạch làm việc không ñược lớn hơn 3 lần dòng ñịnh mức), ngoài ra cuộn kháng còn có chức năng ñảm bảo cho ngọn lửa hồ quang cháy ổn ñịnh, ñặc biệt là trong giai ñoạn nung nóng và nấu chảy kim loại. Sau ñó cuộn kháng CK ñược ngắn mạch bằng máy cắt dầu 2MC.

+ Máy cắt dầu 3MC và 4MC dùng ñể ñổi nối sơ ñồ ñấu dây cuộn sơ cấp của biến áp lò

BAL thành hình sao (Y) hoặc tam giác (∆).

+ Biến áp lò BAL dùng ñể hạ áp và ñiều chỉnh ñiện áp cấp cho lò. Biến áp lò về cấu tạo và hình dáng bên ngoài giống như một biến áp ñộng lực thông thường, nhưng vì biến áp lò làm việc trong môi trường khắc nghiệt, ñiều kiện làm việc nặng nề nên so với biến áp ñộng lực thông thường nó có những ñặc ñiểm khác biệt.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

145

6 4 1

u ấ c ơ C 8

. c ự c

; ò l

n ệ i ñ

ỏ v

o à v

n ệ i ñ

n ể y u h c

h c ị d

p ấ c

u ầ ð 2 1

u ấ c ơ C 7

; c ự c

g n ứ ñ u ế i h c h n ì H

; ò l g n ê i h g n u ấ c ơ C

) b ; g n ằ b u ế i h c h n ì H

) a

g n a u q ồ h ò l a ủ c u ấ c t ế k à v o ạ t u â C – h n ì H

. 6 ; ò l g n ê i h g n á i G . 5 ; t ó r g n ệ i

M . 4 ; ò l a ử C . 3 ; ò l

n ệ i ñ n ể y u h c h c ị d u ấ c ơ C . 1 1 ; c ự c n ệ i ñ ỡ ñ á i G . 0 1 ; c ự c n ệ i ð . 9 ; ò l

m ò v g n â n

m ò V . 2 ; ò l ỏ V . 1

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

Hình – Sơ ñồ cung cấp ñiện lò hồ quang

Những ñiểm khác biệt của biến áp lò so với biến áp ñộng lực thông thường: - Cùng một công suất, biến áp lò có kích thước và khối lượng lớn hơn.

- Dòng ñiện ngắn mạch nhỏ (Inm ≤ 3.Iñm). - Có khả năng quá tải cao ñể chịu ñựng ñược sự tác dụng của lực ñiện từ phát sinh trong

các cuộn dây và thanh dẫn trong trường hợp xảy ra hiện tượng ngắn mạch.

Công suất của biến áp lò có thể xác ñịnh gần ñúng từ ñiều kiện công suất nhiệt trong giai

ñoạn nóng chảy, vì ở hai giai ñoạn còn lại công suất nhiệt lò yêu cầu ít hơn.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

147

[kVA]

S =

W . ϕcos

nc k

. sd

Trong ñó: W – Năng lượng hữu ích và tổn hao nhiệt trong thời gian nấu chảy và dừng lò

giữa hai lần nấu, kWh;

tnc - Thời gian nấu chảy, h; ksd - Hệ số sử dụng công suất của lò trong giai ñoạn nấu chảy; cosϕ - Hệ số công suất lò.

Năng lượng hữu ích và tổn hao nhiệt W có thể tính theo công thức:

W = wG

[kWh]

Trong ñó: w - Suất chi phí ñiện năng ñể nấu chảy một tấn kim loại cần nấu chảy, kWh/T;

G - Khối lượng kim loại cần nấu chảy, T;

+ Thiết bị ño lường và bảo vệ:

- Phía cao áp có biến dòng TI1 và biến ñiện áp TU dùng cho các khí cụ ño lường: vôn kế (V), ampe kế (A), wat kế (W), ñồng hồ ño công suất hữu công (kWh) và ñồng hồ ño công suất phản kháng (kVAr).

- Phía hạ áp có biến dòng TI2 dùng ñể ño dòng và ñưa tín hiệu ñến mạch bảo vệ

Nếu giả thiết rằng: Trong giai ñoạn nấu chảy, tổn thất trong lò hồ quang, trong biến áp lò và trong cuộn kháng CK ñược bù trừ bởi năng lượng của phản ứng tỏa nhiệt thì công suất của biến áp lò ñược tính theo biểu thức:

ðKBV (khối ñiều khiển và bảo vệ).

Ngoài ra, ñiều chỉnh công suất lò trong toàn chu trình nấu luyện hợp lý cho phép:

- Giảm thời gian nấu luyện. - Nâng cao năng suất lò. - Giảm chi phí ñiện năng. - Nâng cao chất lượng thép.

3. ðiều chỉnh công suất lò hồ quang a) Khái quát chung Trong một chu trình nấu luyện của lò hồ quang, trong mỗi giai ñoạn, công suất ñiện lò tiêu thụ khác nhau. Bởi vậy, ñiều chỉnh công suất lò hồ quang là một vấn ñề quan trọng ñối với công nghệ nấu luyện kim loại trong lò hồ quang.

cho lò:

- ðiện áp hồ quang (Uhq) khi chưa mồi ñược hồ quang (Uhqmax ≈ U20; U20 là ñiện áp

thứ cấp không tải của biến áp lò).

- Dòng ñiện hồ quang khi xảy ra ngắn mạch làm việc (Ihqmax = Inm; Inm là dòng ñiện

ngắn mạch làm việc của lò hồ quang).

Nếu dùng bộ ñiều chỉnh công suất lò hồ quang duy trì dòng hồ quang không ñổi (Ihq = const) sẽ không thực hiện ñược quá trình mồi hồ quang; Ngoài ra khi dòng ñiện trong một pha nào ñó thay ñổi sẽ làm cho dòng ñiện trong 2 pha còn lại thay ñổi theo.

ðiều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách thay ñổi thông số nguồn cấp

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

148

Ví dụ: Khi ngọn lửa hồ quang của một pha bị ñứt (Ihq = 0), khi ñó lò hồ quang làm việc như phụ tải một pha, với 2 ñiện cực ñấu nối tiếp nhau và ñấu vào ñiện áp dây thứ cấp của biến áp lò. Khi ñó các bộ ñiều chỉnh của hai pha ñó sẽ tiến hành hạ ñiện cực xuống, mặc dù việc ñó không cần thiết theo yêu cầu công nghệ. Các thiết bị ñiều chỉnh công suất loại này chỉ phù hợp ñối với lò hồ quang một pha.

Nếu dùng bộ ñiều chỉnh công suất lò hồ quang duy trì ñiện áp hồ quang không ñổi (Uhq = const) sẽ gặp khó khăn trong việc ño thông số này. ðiện áp cần ño Uhq là ñiện áp giữa thân kim loại của vỏ lò và thanh cái thứ cấp của biến áp lò. Do vậy trị số ñiện áp hồ quang cần ño phụ thuộc vào dòng hồ quang, mà Ihq của pha này lại phụ thuộc vào hai pha còn lại.

Qua kinh nghiệm khai thác và vận hành, người ta rút ra rằng: ñiều chỉnh công suất lò hồ

const

hq =

quang tối ưu nhất là duy trì tỷ số:

Trong ñó ñiện áp hồ quang tỷ lệ thuận với ñộ dài cung lửa hồ quang và dòng ñiện hồ quang

tỷ lệ nghịch với ñộ dài cung lửa hồ quang.

Như vậy, việc ñiều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách ñiều chỉnh ñộ dài của lửa hồ quang, tức là khoảng cách giữa bề mặt ñiện cực và bề mặt của kim loại trong lò. ðiều chỉnh ñộ dài cung lửa hồ quang thông qua các tín hiệu ño dòng hồ quang (Ihq) và ñiện

áp hồ quang (Uhq).

ðể ñiều chỉnh ñộ dài cung lửa hồ quang, người ta dùng một hệ truyền ñộng (thường dùng hệ truyền ñộng một chiều với ñộng cơ ñiện một chiều kích từ ñộc lập) ñể nâng - hạ ñiện cực thông qua một cơ cấu truyền lực.

Trong lò hồ quang 3 pha, người ta thiết kế 4 hệ truyền ñộng ñộc lập (mỗi hệ truyền ñộng nâng - hạ một ñiện cực). Trong ñó 3 hệ ở chế ñộ làm việc, hệ thứ tư ở chế ñộ dự phòng. Nếu một trong ba hệ trên bị sự cố, chuyển hệ dự phòng vào thay thế.

b) Các yêu cầu ñối với hệ thống ñiều chỉnh công suất lò hồ quang Sơ ñồ khối chức năng của hệ thống ñiều chỉnh công suất lò hồ quang như hình vẽ.

Gồm có:

- ðối tượng ñiều chỉnh 7 (lò hồ quang) với tham số ñiều chỉnh là ñộ dài cung lửa hồ

quang (Ihq).

- Bộ ñiều chỉnh bao gồm các phần tử:

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

149

Cảm biến ño dòng hồ quang 1 và cảm biến ñiện áp hồ quang 2, phần tử tổng hợp tín hiệu 4, tổng hợp ba tín hiệu từ 1, 2 và 3 (3 là phần tử tín hiệu ñặt). Tín hiệu từ ñầu ra của tín hiệu 3 ñưa vào khâu khuếch ñại 5. tín hiệu ñiều khiển ñưa ñến cơ cấu chấp hành 6 (gồm bộ biến ñổi, ñộng cơ truyền ñộng và cơ cấu truyền lực). Bộ biến ñổi có thể là: Máy ñiện khuếch ñại MðKð, khuếch ñại từ hoặc bộ biến ñổi dùng Thyristor.

* Các yêu cầu chính ñối với bộ ñiều chỉnh công suất lò hồ quang: - Bộ ñiều chỉnh phải ñảm bảo cho ñộng cơ nâng - hạ ñiện cực ñáp ứng như tốc ñộ nâng hạ

ñiện cực như hình vẽ:

- ðủ ñộ nhạy ñể ñảm bảo cho lò làm việc ổn ñịnh, duy trì dòng ñiện hồ quang ổn ñịnh không sụt quá (4% - 5%) trị số dòng ñiện ñịnh mức. Vùng không nhạy (a1 - a2) của bộ ñiều chỉnh không vượt quá ± (2÷4)% so với dòng ñịnh mức.

- Tác ñộng nhanh ñảm bảo khắc phục ngắn mạch làm việc và mồi lại hồ quang (sau khi bị

ñứt) trong thời gian (1,5 ÷ 3)s.

- Thay ñổi công suất của lò bằng phẳng trong giới hạn (20 ÷ 125)% trị số ñịnh mức với sai

số không quá 5%.

- Chuyển ñổi nhanh chế ñộ ñiều khiển (từ bằng tay sang tự ñộng hoặc ngược lại) trong ñiều

kiện cần thiết.

4. Sơ ñồ khống chế dịch cực 1 pha lò hồ quang dùng hệ F - ð a) Nguyên lý dịch cực

Khi ñóng ñiện vào mạch chính, HQ chưa phát sinh. Thiết bị tự ñộng sẽ từ từ hạ ñiện cực

xuốn ñể ñầu ñiện cực chạm vào kim loại trong lò làm phát sinh HQ.

Sau khi HQ phát sinh thì các ñiện cực phải ñược nâng nhanh lên ñể giải phóng ngắn

mạch nhưng phải giữ khoảng cách nào ñó với KL trong lò ñể HQ không tắt.

Trong quá trình cháy của HQ thì làm cho ñiện cực ngắn dần, dòng HQ giảm, do ñó yêu

cầu hạ ñiện cực xuống ñể ñảm bảo khoảng cách.

Phần ñiều khiển dịch cực lò phải thỏa mãn các ñiều kiện: - Hạ chậm ñiện cực xuống. - Kéo nhanh ñiện cực khi phát sinh HQ. - Hạ dần ñiện cực trong quá trình cháy và giữ cho HQ tồn tại. Chất lượng thép nấu luyện phụ thuộc vào công suất cấp và sự phân bố nhiệt hay nhiệt ñộ

trong lò.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

150

b) Nguyên lý hoạt ñộng của sơ ñồ ðộng cơ ð làm dịch chuyển ñiện cực lò hồ quang, ñược cấp ñiện từ MðKð. MðKð gồm

3 cuộn kích từ:

+ CFA: Cuộn phản hồi âm áp. + CðC2: Cuộn làm việc theo chế ñộ bằng tay, ñược cấp ñiện từ nguồn ngoài qua một bộ

(1-2) + (3-4): Nâng ñiện cực (N). (9-10) + (11-12): Hạ ñiện cực (H).

tay gạt: + CðC1: Cuộn làm việc ở chế ñộ tự ñộng, ñược ñóng bằng các tay gạt (5-6) + (7-8). Dòng ñiện qua cuộn CðC1 ICðC1 phụ thuộc vào U5R - U4R. Trong ñó: U5R tỉ lệ với dòng ñiện hồ quang, lấy từ bộ chỉnh lưu 1CL, ñiện áp của bộ chỉnh lưu 1CL lại lấy từ thứ cấp của bộ biến dòng BD.

U4R lấy từ bộ chỉnh lưu 2CL. ðiện áp ñặt lên 2CL tỉ lệ với ñiện áp của hồ quang.

Chế ñộ tự ñộng:

Khi mạch chính có ñiện, do hồ quang chưa phát sinh nên lúc này Uhq = max còn Ihq = 0.

=> U5R = 0 còn U4R = max.

-> Trên cuộn CðC1 có dòng chảy qua, tạo sức từ ñộng F1. Sức từ ñộng tổng: Ft = F1 - FA. Do Ihq = 0 nên lúc này rơle dòng ñiện RD chưa tác ñộng -> 3R ñược nối tiếp với cuộn CðC1 -> Làm cho F1 bị giảm xuống. ðồng thời lúc này cực tính (+) của ñộng cơ ð ñang ở cực phía trên -> ñiôt 3CL trên mạch lực thông -> 7R bị nối tắt -> dòng qua cuộn CFA tăng -> FA tăng lên. => Kết quả là làm cho sức từ ñộng tổng Ft giảm xuống -> ñiện áp ra của MðKð giảm -> ñông cơ ð quay chậm -> ñiện cực ñược hạ xuống chậm.

Khi ñiện cực chạm vào kim làm phát sinh hồ quang, lúc này Ihq = max còn Uhq ≈ 0. Kết quả là U5R = max, U4R ≈ 0, do ñó dòng ñiện trong cuộn CðC1 ñảo chiều (dẫn ñến sức từ ñộng ñảo chiều) và lúc này rơle dòng ñiện RD tác ñộng, tiếp ñiểm RD dóng lại làm 3R bị nối tắt, làm cho dòng ñiện qua cuộn CðC1 tăng lên dẫn ñến F1 tăng lên. ðồng thời lúc này cực tính (+) của ñộng cơ ð ở phía dưới nên ñiôt 3CL bị khóa, ñiện trở 7R ñược ñưa vào nối tiếp với cuộn CFA, làm giảm FA, kết quả làm sức từ ñộng tổng Ft tăng lên. MðKð phát ñiện áp cấp cho ñộng cơ ð kéo ñiện cực lên nhanh.

ðồng thời lúc này ñiôt 4CL thông, rơle áp RA tác ñộng, tiếp ñiểm thường kín của nó mở ra làm cuộn dây rơle thời gian RTh mất ñiện, tiếp ñiểm thường mở mở chậm RTh ñưa ñiện trở 9R nối tiếp cuộn CKð làm giảm dòng ñiện qua cuộn CKð. Từ thông ñộng cơ ð giảm làm tốc ñộ ñộng cơ ð tăng lên, ñiện cực ñược kéo nhanh lên.

Quá trình ñi lên của ñiện cực làm Ihq giảm, Uhq tăng. ðến lúc U4R và U5R xấp xỉ bằng nhau thì dòng ñiện qua cuộn CðC1 ICðC1 ≈ 0, do ñó ñộng cơ sẽ dừng quay, ñiện cực có một khoảng cách nào ñó ñối với kim loại và ñảm bảo hồ quang ñược duy trì.

Trong quá trình cháy của ñiện cực, ñiện cực sẽ ngắn dần làm khoảng cách giữa ñiện cực và kim loại tăng dần, dẫn ñến Ihq giảm, Uhq tăng, thế cân bằng bị phá vỡ. Lúc này dòng trong

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

151

cuộn CðC1 khác không (ICðC1 ≠ 0), ñộng cơ ñược khởi ñộng lại, chạy hạ ñiện cực xuống, lập lại thế cân bằng mới.

* Tác dụng mở chậm của rơle RTh: Chờ cho ñiện áp ñộng cơ ñạt ñịnh mức rồi mới

giảm từ thông φð của ñộng cơ.

SƠ ðỒ NGUYÊN LÝ ðIỀU KHIỂN DỊCH CỰC 1 PHA LÒ HỒ QUANG

3CL 7R 8R

4CL RA CFA + H- ð - N + MðKð 10R

1R 1CL _

RTh 1CD RD

3R 5 6 CKð 5R

RA RTh RD CðC1

7 8 4R

2K 2CD 2CL

_ 2R + 1K

CðC2 1 2 9 10

11 12 3 4

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

152

I.4 Lò cảm ứng

1. Khái niệm chung Nguyên lý làm việc của lò cảm ứng dựa vào hiện tượng cảm ứng ñiện từ khi ñưa một khối kim loại vào trong một từ trường biến thiên, trong khối kim loại xuất hiện một dòng ñiện xoáy, nhiệt năng do dòng ñiện xoáy ñốt nóng khối kim loại.

Nhiệt năng truyền vào kim loại phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- ðiện trở suất ρ và hệ số từ thẩm µ của kim loại.

- Trị số dòng ñiện của nguồn cấp. Nếu tăng trị số dòng ñiện lên 2 lần thì nhiệt năng tăng

lên 4 lần.

- Tần số dòng ñiện của nguồn cấp. Nếu tăng tần số lên 4 lần thì nhiệt năng sẽ tăng lên hai

lần.

Từ ñó ta thấy rằng tăng dòng ñiện của nguồn cấp hiệu quả hơn tăng tần số của nguồn cấp nhưng thực tế trị số dòng ñiện không thể tăng lên ñược mãi vì lý do cách ñiện, trị số dòng ñiện lớn sẽ làm nóng chảy vòng cảm ứng (mặc dù ñã ñược làm mát bằng dòng nước liên tục) cho nên trên thực tế người ta tăng tần số của nguồn cấp.

a) Các bộ nguồn tần số cao: Các bộ nguồn tần số cao có thể ñược tạo ra bằng các phương

pháp sau:

- Dùng máy phát ñiện tần số cao, do kết cấu cơ khí nên tần số của máy phát không vượt

quá f = 2000Hz.

- Bộ biến tần dùng Thyristor, do công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn chưa chế tạo ñược

các loại Thyristor tần số cao nên tần số chỉ giới hạn tới f = 2000Hz.

- Bộ tần số dùng ñèn ñiện tử, khi cần tần số cao tới f = 400kHz thì dùng ñèn phát là ñèn

ñiện tử ba cực (triôt). Hiệu suất của bộ nguồn dùng ñèn phát không cao, tuổi thọ của ñèn thấp.

b) Phạm vi ứng dụng của thiết bị gia nhiệt tần số - Nấu chảy kim loại trong môi trường không khí (lò kiểu hở), trong môi trường chân không hoặc khí trơ (lò kiểu kín).

- Thực hiện các nguyên công nhiệt luyện như tôi, ram, thường hóa. ðặc biệt ứng dụng ñể tôi bề mặt các chi tiết như bánh răng, cổ trục khuỷu của ñộng cơ ñiezen khi yêu cầu ñộ cứng bề ngoài cao. Hình dáng chi tiết cần tôi có thể có hình dáng bất kỳ. Do hiệu ứng mặt ngoài của dòng cao tần, bề mặt ngoài của chi tiết ñược nung nóng trong thời gian một vài giây, trong khi ñó bên trong lòng của chi tiết chưa kịp nung nóng.

Tôi bề mặt chi tiết bằng dòng ñiện tần số cao 1-Chi tiết cần tôi; 2-Vòng cảm ứng.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

153

- Hàn ñường ống trong công nghệ chế tạo ống nước tráng kẽm. - Sấy các chất ñiện môi, các chất bán dẫn. c) Phân loại các thiết bị gia nhiệt tần số + Phân loại theo tần số làm việc: - Thiết bị gia nhiệt tần số công nghiệp f = 50Hz.

- Thiết bị gia nhiệt trung tần (lò trung tần), có tần số làm việc f = (0,5 ÷ 10) kHz.

- Thiết bị gia nhiệt tần số cao tần, có tần số làm việc f = (10 ÷ 40) kHz.

+ Phân loại theo cấu tạo của lò - Lò cảm ứng có lõi thép, thường là lò có tần số công nghiệp ñược cấp nguồn từ biến áp

ñộng lực có công suất từ 75 ñến 1000kVA.

- Lò cảm ứng không lõi thép kiểu hở và kiểu kín dùng nấu chảy thép chất lượng cao,

gang, kim loại màu và hợp kim.

2. Một số sơ ñồ khống chế lò cảm ứng

a) Lò cảm ứng tần số công nghiệp ñược cấp nguồn từ lưới ñiện quốc gia qua cầu dao cách ly CL, máy cắt MC và biến áp lò BAL, trong quá trình nấu luyện, ñiều chỉnh công suất lò bằng bộ ñiều chỉnh ñiện áp dưới tải

của cuộn sơ cấp biến áp lò. Vì hệ số công suất (cosϕ)

của lò rất thấp (0,6 ÷0,7) nên dùng bộ tụ ñiện tĩnh C ñể

bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất của lò. ðiều chỉnh dung lượng bù của lò bằng công tắc K.

Khối ñối xứng ðX gồm cuộn kháng Ls, tụ Cs có chức năng cân bằng phụ tải giữa các pha của biến áp lò. ðể tận dụng khả năng sử dụng thiết bị, lò cảm ứng có hai nồi nấu thép, làm việc luân phiên nhau bằng cầu dao chuyển ñổi 1CD và 2CD.

b) Lò cảm ứng trung tần dùng máy phát ñiện cao tần Hai lò cảm ứng trung tần lò 1, lò 2 ñược cấp nguồn từ cùng một máy phát cao tần F. Máy phát cao tần ñược ñộng cơ không ñồng bộ sơ cấp ð kéo. Tụ C1 và C2 bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất.

Biến áp ño lường TU, biến dòng TI cấp nguồn cho các ñồng hồ ño: Vôn kế (V), ampe kế

(A), wat kế (W) và công tơ vô công (VAr). ðối với tần số (150÷500) Hz thường dùng máy

phát ñồng bộ thông thường cực lồi, cuộn dây kích từ quấn trên rôto của máy phát.

ðối với tần số (1000 ÷ 8000)Hz dùng loại máy phát kiểu cảm ứng, cuộn dây kích thích và

cuộn dây làm việc quấn trên stator của máy phát, còn rôto có dạng bánh răng. Kết quả từ thông

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

154

do cuộn kích thích sinh ra là từ thông ñập mạch, cảm ứng ra trong cuộn dây làm việc dòng ñiện tần số cao.

c) Lò cảm ứng trung tần dùng bộ biến tần Sơ ñồ khối chức năng của lò cảm ứng trung tần dùng bộ biến tần như sau:

Trong sơ ñồ khối chức năng của lò cảm ứng trung tần dùng bộ biến tần gồm có các khâu

chính sau:

- Mạch ñộng lực gồm các khâu: + CL - Bộ chỉnh lưu có ñiều khiển dùng Thyristor biến ñổi ñiện áp xoay chiều của ñiện

áp lưới thành ñiện áp một chiều.

+ NL - Khâu nghịch lưu cộng hưởng biến ñiện áp một chiều thành ñiện áp xoay chiều

cung cấp cho vòng cảm ứng của lò.

+ CKL - Khâu lọc ñiện áp một chiều dùng cuộn kháng lọc với trị số ñiện cảm (L) khá

lớn (vì bộ nguồn cung cấp cho bộ nghịch lưu là nguồn dòng).

+ Lò trung tần: Có vòng cảm ứng quấn xung quanh nồi của lò và một bộ tụ ñiện.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

155

- Mạch ñiều khiển gồm các khâu:

+ KNg - Khâu nguồn một chiều cung cấp cho tất cả các khâu trong mạch ñiều khiển. + KðCS - Khâu ñiều chỉnh công suất tiêu thụ của lò cảm ứng. + KðK-2 - Khâu ñiều khiển bộ chỉnh lưu. + KðK-1 - Khâu ñiều khiển bộ nghịch lưu. + KðK-3 - Khâu ñiều khiển công nghệ dùng rơle - côngtăctơ … ño lường và bảo vệ.

* Sơ ñồ nguyên lý của lò trung tần nấu thép: Hiện nay nước ta nhập rất nhiều lò trung tần nấu thép từ các nước khác nhau như: Anh,

Mỹ, Nga, Úc và Trung Quốc, có các thông số công nghệ sau: - Dung tích mỗi mẻ nấu từ 50kg ñến 2000kg. - Công suất tiêu thụ ñịnh mức của lò từ 100kW ñến 1200kW. - Tần số làm việc f = 1000Hz.

Nhìn chung dù nguồn gốc sản xuất khác nhau nhưng về cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng của

sơ ñồ khối chức năng về cơ bản giống nhau.

Trên hình vẽ dưới ñây là sơ ñồ nguyên lý mạch ñộng lực (ñơn giản hóa) của lò trung tần

nấu thép KGPS - 250 do Trung Quốc chế tạo.

Trong mạch lực của lò cảm ứng trung tần nấu thép gồm các phần tử chính sau: + CK - Cuộn kháng xoay chiều lõi không khí chức năng của nó là hạn chế dòng ngắn

mạch và hạn chế tốc ñộ tăng trưởng dòng ñiện ñể bảo vệ các Thyristor 1T÷ 6T.

+ 1T÷ 6T - Cầu chỉnh lưu 3 pha ñiều khiển hoàn toàn, ñiện áp ra của cầu chỉnh lưu

(UA) có thể thay ñổi từ 0V ñến 500V.

UA = 2,34.U.cosα

Trong ñó: U - ðiện áp pha hiệu dụng của nguồn cấp (lưới ñiện).

α - Góc mở của các Thyristor. + CKSB - Cuộn kháng san bằng ñể lọc dòng ñiện một chiều.

+ 1TC ÷ 4TC - Bộ nghịch lưu cộng hưởng dùng Thyristor tần số cao, nối theo sơ ñồ

cầu một pha, ñiện áp ra trên tải có dạng gần hình sin.

+ Phụ tải của bộ nghịch lưu cộng hưởng là cuộn cảm kháng L của lò, là tải cảm nên hệ

số công suất rất thấp (cosϕ = 0,1 ÷ 0,5). Tụ C nối song song với vòng cảm ứng ñể tạo thành

mạch vòng dao ñộng và nâng cao hệ số cosϕ của lò. ðiện cảm ñầu vào LCKSB có trị số lớn. Nguồn cấp cho bộ nghịch lưu cộng hưởng có thể coi là nguồn dòng. ðiện áp ra UC (cấp cho vòng cảm ứng của lò) có dạng gần sin, còn dòng nghịch lưu iC có dạng hình chữ nhật như ñược thể hiện trên ñồ thị.

+ Các phần tử còn lại: TI1 ÷ TI3 lấy tín hiệu tỷ lệ với dòng tiêu thụ của lò ñể bảo vệ quá tải. Biến áp BA gia công tín hiệu ñể ño lường (ño tần số, ño ñiện áp xoay chiều trên tải) và ñiều khiển bộ nghịch lưu cộng hưởng.

+ Khởi ñộng bộ nghịch lưu gồm các phần tử cầu chỉnh lưu CL, tụ hóa CM, thyristor

khởi ñộng TM và côngtăctơ khởi ñộng KC.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

156

Như ta ñã biết, bộ nghịch lưu cộng hưởng nguồn dòng chỉ làm việc trong chế ñộ mạch tải là mạch dao ñộng, như vậy vấn ñề ñầu tiên là cần tạo ra ít nhất một chu kỳ dao ñộng trên tải là ñiều khiển các sau ñó

thyristor 1TC ÷ 4TC ñể dao

ñộng trên tải tiếp tục ñược duy trì. ðể cung cấp năng lượng cho tải thì nguồn vào phải làm việc ở chế ñộ nguồn dòng, như vậy lúc ban ñầu phải tạo ra nguồn dòng xác lập.

Nguyên lý làm việc của mạch khởi ñộng như sau: Khi bắt ñầu khởi ñộng, tiếp ñiểm KC ñóng nối mạch cầu chỉnh lưu CL nạp ñiện cho tụ CM, ñồng thời nối ñiện trở R vào mạch tải cho cầu chỉnh lưu

1T÷6T ñể tạo ra dòng Id qua cuộn kháng san bằng. Sau một khoảng thời gian xung ñiều khiển ñưa ñến mở thyristor TM, tụ CM phóng qua mạch tải L - C tạo nên dao ñộng tắt dần trên tải (khoảng từ một ñến hai chu kỳ), sau ½ chu kỳ dao ñộng TM sẽ tự ngắt ra. Tiếp ñiểm KC sẽ tự ngắt ra sau một khoảng thời gian ñịnh trước. Hệ thống ñiều khiển các thyristor chính (1TC

÷ 4TC) sẽ hoạt ñộng ñể duy trì

ñiện áp trên tải.

ðồ thị ñiện áp, dòng ñiện tại các ñiểm ño của lò cảm ứng trung tần như hình vẽ dưới.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

157

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

158

7.6. TRANG BỊ ðIỆN – ðIỆN TỬ THANG MÁY

7.6.1. Vài nét về lịch sử phát triển của thang máy

Những thang hoặc tời nâng thô sơ ñã ñược sử dụng trong suốt thời Trung ðại và có thể bắt ñầu từ thế kỷ thứ III trước Công nguyên. Chúng hoạt ñộng nhờ vào sức người và súc vật, hoặc cơ cấu cơ khí vận hành bằng nước.

Thang máy ñầu tiên ñược chế tạo dưới triều vua Louis XV, ở Versailles năm 1743 và chỉ ñể cho vua dùng. Thang này ñược xây ở ngoài, trong sân nhỏ ñể cho vị quốc vương này có thể từ phòng ông ở tầng lầu 1 ñến lầu 2 ñể gặp người yêu là bà DE Châteauroux. Kỹ thuật này dựa trên sự ñối trọng (contre-poids) nên việc sử dụng ít tốn sức lực.

Những thang máy mà ta biết ngày nay ñược phát triển ñầu tiên vào ñầu thế kỷ 19, nhờ vào hơi nước hoặc sức nước ñể nâng chuyển. Trong những ứng dụng sau ñó, một cái thùng ñược thêm vào trong phần trống thấp hơn ở dưới ñất của khối hình trụ. Chất lỏng, thông thường là nước, ñược ñưa vào thùng này ñể tạo ra áp lực làm cho cái thùng này lao xuống dưới, nâng cabin di chuyển lên trên.

Những cái van cho nước chảy qua ñược ñiều khiển bằng tay bởi người sử dụng dùng những sợi dây, một hệ thống làm chậm nhờ sự kết hợp giữa ñòn bẩy và van ñiều khiển ñể ñiều chỉnh tốc ñộ cabin. Cha ñẻ của thang máy dùng máy kéo ngày nay ñã xuất hiện ñầu tiên vào

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

159

Thang máy ñiện lần ñầu tiên ñược phát minh bởi công ty SIEMENS & HALSKE cho cuộc triển lãm kỹ nghệ tại Mannheim năm 1880. Nó lên 22m trong 11 phút. Nó ñã chuyên chở 8.000 hành khách trong 1 tháng lên ñỉnh của lầu quan sát cho khu triển lãm. Thang máy ñiện ñầu tiên lên cao trên 200m ñược xây dựng tại Nữu Ước năm 1908. Sau ñó thang máy ñiện chạy nhanh nhất ñược thiết bị cho Sunshine Building ở Nhật với vận tốc 36km/h. Từ năm 1993, hãng MISUBITSHI ñã chế ra cho một tòa nhà cao tầng ở Nhật một thang máy có vận tốc 45km/h.

thế kỷ 19 ở Vương Quốc Anh, sàn nâng dùng một sợi cáp vắt qua một puly và một ñối trọng di chuyển dọc tường.

Thang máy này ñược phát minh do Émile LETZ người Bỉ (Belgique) và hãng EBEL (huy chương vàng ở Batima năm 1983), là một sự ñổi mới trong cách thức giản dị của nó. Chỉ cần 1 bức tường mang nó, 1 ñinh vis gắn vô bức tường, buồng thang máy ñược gắn vô một ñai ốc (écrou) quay chung quanh vít. Một mô tơ lên và xuống cùng với buồng thang máy. Không cần phòng cho máy móc nên cũng không có ròng rọc, không có trọng, cũng không có ñối trọng, nhất là có lối ñi cấp kỳ khi bị hư. Loại này duy nhất thấy ở bênh viện Rothschild, khách sạn Ritz...

Bình minh của kỷ nguyên nâng chuyển...

Thang máy có công suất lớn xuất hiện lần ñầu tiên vào giữa thế kỷ 19 ở Hoa Kỳ. ðó là một tời nâng hàng hoạt ñộng ñơn giản giữa hai tầng trong một công trình ở thành phố New York. Năm 1853, Elisha Graves Otis ñã trình diễn tại New York Crystal Palace, chứng minh hệ thống an toàn thang máy của ông bằng cách làm gián ñoạn cabin rơi xuống khi loại bỏ cáp tải, nguyên nhân làm hạn chế quá trình phát triển thang máy.

Năm 1857, thang khách Otis ñầu tiên ñã ñưa vào hoạt ñộng tại cửa hàng bách hóa thành phố New York. Và 10 năm sau, sau khi ñã ñạt ñược hàng ngàn sản phẩm thang máy, những người con của Elisha ñã thành lập công ty Otis Brothers tại Yonkers, New York. Những thiết kế thang máy khác dần xuất hiện, bao gồm các kiểu ñiều khiển bánh răng – trục vít và thuỷ lực. Vai trò của ñiện... Xuất hiện muộn hơn trong thế kỷ 19, với sự phát triển của ñiện học, ñộng cơ ñiện ñã ñược tích hợp vào kỹ thuật thang máy bởi nhà phát minh người ðức, Werner Von Siemens. ðộng cơ ñiện ñược ñặt vào máy cabin, truyền ñộng bánh răng ñể ăn khớp với cơ cấu thanh răng lắp trên tường. Năm 1887, thang ñiện ñược phát triển ở Baltimore, sử dụng tang trống xoay tròn ñể cuộn những sợi cáp. Nhưng những tang trống này thực tế không ñủ lớn ñể chứa những sợi cáp ñòi hỏi bắt buộc trong những công trình cao tầng.

Những kỹ thuật và phương pháp ñiều khiển ñộng cơ ñiện không ngừng phát triển. Năm 1889, thang máy dùng bánh răng ñược kết nối trực tiếp vào ñộng cơ ñiện cho phép lắp ñặt tại các công trình có cấu trúc cao hơn. Vào năm 1903, thiết kế này ñã phát triển thành thang máy sử dụng máy kéo bao gồm ñộng cơ ñiện và hộp số, ñược lắp ñặt trên 100 công trình xây dựng ñể trở nên thông dụng và thay ñổi mãi mãi bộ mặt thành thị.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

160

ðộng cơ nhiều cấp tốc ñộ ñã thay thế kiểu một tốc ñộ truyền thống, giúp cho sự vận hành cũng như sự dừng tầng êm ái. Kỹ thuật nam châm ñiện ñã thay thế hệ thống ñóng/mở thắng và truyền ñộng dây cáp thủ công. Nút nhấn ñiều khiển cùng hệ thống ñiều khiển phức tạp khác nhau ñã làm ñổi mới thang máy. Sự cải tiến liên tục tính an toàn, kể cả phát minh ñáng chú ý của Charles Otis - một người con của Elisha - ñã phát triển hệ thống an toàn bất cứ khi nào cabin vượt quá tốc ñộ, ngay khi cáp tải vẫn còn nguyên vẹn.

Phát triển không ngừng…

Ngày nay, có những hệ thống ñiều khiển tốc ñộ phức tạp, và sự phối hợp ñóng/ngắt ñể ñiều khiển an toàn tốc ñộ cabin trong bất kỳ tình huống nào. Nút nhấn ñược tích hợp vào trong những bàn phím nhỏ gọn. Hầu như tất cả thang máy tự ñộng mang tính thương mại, vào thời ñại máy tính ñã mang vi ñiều khiển có khả năng hoạt ñộng, xử lý cũng như lưu trữ rất lớn, thang máy ñược lập trình ñặc biệt, cực ñại hoá năng suất và an toàn tuyệt ñối. Thang máy ñã trở thành trung gian của kỹ thuật kiến trúc và mỹ thuật, nó tô ñiểm và trang hoàn lộng lẫy công trình xây dựng. Những thiết kế sang trọng, hiện ñại cùng các ứng dụng kỹ thuật tiên tiến sẽ luôn làm thoả mãn và thăng hoa cảm xúc con người!

7.6.2. Khái niệm chung

Thang máy (máy nâng) là thiết bị vận tải dùng ñể vận chuyển hàng hóa và người theo

phương thẳng ñứng.

Thang máy ñược lắp ñặt trong các nhà ở cao tầng, trong các khách sạn, siêu thị, công sở, bệnh viện, .v.v. Còn máy nâng thường ñược lắp ñặt trong các giếng khai thác mỏ hầm lò, trong các nhà máy sàng tuyển quặng.

Phụ tải của thang máy thay ñổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lượng hành khách ñi lại trong một ngày ñêm và hướng vận chuyển hành khách. Ví dụ như thang máy lắp ñặt trong nhà hành chính, buổi sáng ñầu giờ làm việc, hành khách ñi nhiều nhất theo chiều nâng, còn buổi chiều, cuối giờ làm việc sẽ là lượng hành khách nhiều nhất ñi theo chiều xuống. Bởi vậy, khi thiết kế thang máy phải tính toán cho phụ tải “xung” cực ñại.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

161

Những loại thang máy hiện ñại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền ñộng, hệ thống khống chế phức tạp - nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các thiết bị ñiện ñược lắp ñặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy thường bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy.

Trong truyền ñộng của thang máy người ta sử dụng một ñối trọng nối với buồng thang bằng các sợi cáp, mục ñích ñể ñộng cơ luôn làm việc ở chế ñộ ñộng cơ và giảm lực căng của cáp, tăng ñộ an toàn.

Buồng thang có trang bị bộ phanh bảo hiểm, mục ñích ñể giữ buồng thang tại chỗ khi ñứt

cáp, mất ñiện và khi tốc ñộ di chuyển vượt quá (20÷40)% tốc ñộ ñịnh mức. Ngoài ra một số

thang máy còn trang bị bộ phận phanh hãm làm việc theo nguyên tắc: khi ñộng cơ ð kéo buồng thang chưa có ñiện thì phanh hãm kẹp chặt trục ñộng cơ. Khi ñộng cơ ð có ñiện thì phanh hãm giải phóng trục ñộng cơ ñể cho buồng thang di chuyển.

Bố trí các nút ấn trên thang máy: Các nút ấn gọi tầng bên ngoài các cửa tầng và các nút ấn ñến tầng bên trong buồng thang. Ngoài ra còn có các nút ấn bên trong buồng thang như nút báo ñộng khẩn cấp; ñiện thoại liên lạc với người ñiều khiển vận hành thang máy trong trường hợp sự cố; nút ñiều khiển ñóng, mở cửa thang máy …

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

162

Việc ñiều khiển thang máy có thể thực hiện từ hai vị trí: + Bên ngoài buồng thang, tại các cửa tầng bằng các nút ấn gọi tầng. + Bên trong buồng thang bằng các nút ấn ñến tầng và các nút chức năng khác.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

163

7.6.3. Phân loại thang máy:

a) Phân loại theo chức năng Theo chức năng, thang máy ñược phân thành các loại sau:

1- Thang máy chở người trong các nhà cao tầng. 2- Thang máy dùng trong các bệnh viện. 3- Thang máy chở hàng có người ñiều khiển. 4- Thang máy dùng trong nhà ăn và thư viện.

b) Phân loại theo trọng tải

1- Thang máy loại nhỏ Q < 160Kg. 2- Thang máy trung bình Q = 500 ÷ 2000Kg. 3- Thang máy loại lớn Q > 2000Kg.

c) Phân loại theo tốc ñộ di chuyển

1- Thang máy chạy chậm v = 0,5m/s. 2- Thang máy tốc ñộ trung bình v = 0,75 ÷ 1,5 m/s. 3- Thang máy cao tốc v = 2,5 ÷ 5 m/s.

7.6.4. Ảnh hưởng của tốc ñộ, gia tốc và ñộ giật ñối với hệ truyền ñộng thang máy

Một trong những yêu cầu cơ bản ñối với hệ truyền ñộng thang máy là phải ñảm bảo cho buồng thang chuyển ñộng êm. Buồng thang chuyển ñộng êm hay không, phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và hãm máy. Các tham số chính ñặc trưng cho chế ñộ làm việc của thang máy là: tốc ñộ di chuyển v(m/s), gia tốc a(m/s2) và ñộ giật ρ(m/s3).

Tốc ñộ di chuyển của buồng thang quyết ñịnh năng suất của thang máy, có ý nghĩa quan

trọng, nhất là ñối với các tòa nhà cao tầng.

ðối với các tòa nhà chọc trời, tối ưu nhất là dùng thang máy cao tốc (v = 3,5m/s), giảm thời gian quá ñộ và tốc ñộ di chuyển của buồng thang ñạt gần bằng tốc ñộ ñịnh mức. Nhưng

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

164

việc tăng tốc ñộ lại dẫn ñến tăng giá thành của thang máy. Bởi vậy, tùy theo ñộ cao của nhà mà chọn thang máy có tốc ñộ phù hợp với tốc ñộ tối ưu.

Tốc ñộ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thời gian mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc. Nhưng khi gia tốc lớn thì sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho hành khách như chóng mặt, sợ hãi, nghẹt thở… Bởi vậy gia tốc tối ưu là a ≤ 2 m/s2.

Gia tốc tối ưu ñảm bảo năng suất cao, không gây ra cảm giác khó chịu cho hành khách

ñược ñưa ra trong bảng sau:

Hệ truyền ñộng Tham số Một chiều Xoay chiều

0,5 0,75 1 1,5 2,5 3,5

1 0,5 1 0,5 1,5 0,8 1,5 1 2 1 2 1,5

Tốc ñộ thang máy (m/s) Gia tốc cực ñại (m/s2) Gia tốc tính toán trung bình (m/s2)

Một ñại lượng nữa quyết ñịnh sự di chuyển êm của buồng thang là tốc ñộ tăng của gia tốc

khi mở máy và tốc ñộ giảm của gia tốc khi hãm máy. Nói một cách khác, ñó là ñộ giật:

2 vd 2 dt

(m/s3) =ρ = da dt

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

165

Biểu ñồ làm việc tối ưu của thang máy tốc ñộ trung bình và tốc ñộ cao ñược biểu diễn

như trên hình vẽ.

Biểu ñồ này có thể chia làm 5 giai ñoạn theo tính chất thay ñổi tốc ñộ của buồng thang:

Mở máy, chế ñộ ổn ñịnh, hãm xuống tốc ñộ thấp, buồng thang ñến tầng và hãm dừng.

Biểu ñồ tối ưu trên chỉ ñạt ñược nếu dùng hệ truyền ñộng một chiều (F-ð) hoặc dùng hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ nhiều cấp tốc ñộ cấp nguồn từ bộ biến tần bán dẫn.

ðối với thang máy chạy chậm, biểu ñồ chỉ có ba giai ñoạn: mở máy, chế ñộ ổn ñịnh và

hãm dừng.

7.6.5. Vấn ñề dừng chính xác của thang máy

Buồng thang của thang máy cần phải dừng chính xác so với mặt bằng của tầng cần dừng

sau khi ấn nút dừng. Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gây ra các hậu quả sau:

- ðối với thang máy chở khách sẽ làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăng thời gian ra,

vào của hành khách, dẫn ñến giảm năng suất.

- ðối với thang máy chở hàng, gây khó khăn trong việc xếp và bốc dỡ hàng. Trong một

số trường hợp có thể không thực hiện ñược việc xếp và bốc dỡ hàng.

ðể khắc phục hậu quả ñó, có thể ấn nhắp nút bấm ñể ñạt ñược ñộ chính xác khi dừng,

nhưng sẽ dẫn ñến các vấn ñề không mong muốn sau;

- Hỏng thiết bị ñiều khiển. - Gây tổn thất năng lượng. - Gây hỏng các thiết bị cơ khí. - Tăng thời gian từ lúc hãm ñến lúc dừng.

* Quá trình hãm buồng thang xảy ra như sau: Khi buồng thang ñi ñến gần sàn tầng, công tắc chuyển ñổi tầng cấp lệnh lên hệ thống ñiều

khiển ñộng cơ ñể dừng buồng thang.

Trong khoảng thời gian ∆t (là thời gian tác ñộng của thiết bị ñiều khiển), buồng thang ñi

ñược quãng ñường là:

S' = Vo.∆t, [m]

Trong ñó Vo là tốc ñộ của buồng thang lúc bắt ñầu hãm. Khi cơ cấu phanh tác ñộng là quá trình hãm buồng thang. Trong thời gian này, buồng

, [m]

thang ñi ñược một quãng ñường S''.

)

( 2

2 mV o F ±

F C

Trong ñó:

m - Khối lượng các thành phần chuyển ñộng của buồng thang, [kg]. Fph - Lực phanh, [N] FC - Lực cản tĩnh. Dấu (+) hoặc (-) trong biểu thức phụ thuộc vào chiều tác dụng

của lực FC: khi buồng thang ñi lên (+) và khi buồng thang ñi xuống (-).

S'' =

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

166

Quãng ñường buồng thang ñi ñược từ khi công tắc chuyển ñổi tầng cho lệnh dừng ñến khi

buồng thang dừng tại sàn tầng là:

S = S' + S'' = Vo.∆t +

)

( 2

2 mV o F ±

F C

Smin

Smax

ðể dừng chính xác buồng thang, cần tính ñến một nửa hiệu số của hai quãng ñường trượt khi phanh buồng thang ñầy tải (Smax) và phanh buồng thang không tải (Smin) theo cùng một hướng di chuyển. Như vậy, công tắc chuyển ñổi tầng ñặt cách sàn tầng một khoảng cách nào ñó làm sao cho buồng thang nằm ở giữa hiệu hai quãng ñường Smax và Smin.

Sai số lớn nhất (ñộ dừng không chính xác lớn

max

min

A''

nhất) là:

− 2

∆S =

Ta thấy sai số này phụ thuộc chủ yếu vào các tham số: tốc ñộ thang máy trước khi dừng,

thời gian trễ của các tín hiệu ñiều khiển, khối lượng buồng thang, lực cản khi hãm. 7.6.6. Sơ ñồ hệ thống tự ñộng khống chế thang máy tốc ñộ trung bình

a) Tổng quan Khi thiết kế hệ trang bị ñiện - ñiện tử cho thang máy, việc lựa chọn một hệ truyền ñộng,

chọn loại ñộng cơ phải dựa trên các yêu cầu sau:

- ðộ chính xác khi dừng. - Tốc ñộ di chuyển buồng thang. - Gia tốc lớn nhất cho phép. - Phạm vi ñiều chỉnh tốc ñộ.

Hệ truyền ñộng xoay chiều dùng ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc và rôto dây quấn ñược dùng khá phổ biến trong trang bị ñiện – ñiện tử thang máy và máy nâng. Hệ truyền ñộng ñộng cơ không ñồng bộ rôto lồng sóc thường dùng cho thang máy chở hàng tốc ñộ chậm hoặc trung bình. Hệ truyền ñộng ñộng cơ không ñồng bộ rôto dây quấn thường dùng cho các máy nâng có trọng tải lớn (Công suất ñộng cơ truyền ñộng tới 200kW) nhằm hạn chế dòng ñiện khởi ñộng ñể không làm ảnh hưởng ñến nguồn ñiện cung cấp.

Hệ truyền ñộng xoay chiều dùng ñộng cơ không ñồng bộ nhiều cấp tốc ñộ thường dùng

cho thang máy chở khách tốc ñộ trung bình.

Hệ truyền ñộng một chiều thường dùng cho các thang máy cao tốc. Nhược ñiểm của hệ

này là công suất ñặt lớn so với hệ xoay chiều, phức tạp trong vận hành và sửa chữa.

b) Giới thiệu các phần tử chính của sơ ñồ Hệ thống truyền ñộng ñiện dùng cho thang máy tốc ñộ trung bình thường là hệ truyền ñộng xoay chiều với ñộng cơ không ñồng bộ 2 cấp tốc ñộ. Hệ này ñảm bảo dừng chính xác

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

167

cao, thực hiện bằng cách chuyển tốc ñộ của ñộng cơ xuống thấp (Vo) trước khi buồng thang sắp ñến sàn tầng.

N + C : Buồng thang sẽ ñược nâng lên với tốc ñộ cao.

N + T : Buồng thang ñược nâng lên với tốc ñộ thấp.

H + C : Buồng thang ñược hạ với tốc ñộ cao.

H + T : Buồng thang ñược hạ với tốc ñộ thấp.

Cầu dao CD và áptômát Ap: ðóng nguồn cung cấp cho hệ truyền ñộng. ð: ðộng cơ quay buồng thang. Khi các tiếp ñiểm của các công tắc tơ:

NCH , phanh hãm giải phóng trục cho ñộng cơ ð kéo buồng thang di chuyển.

NCH: Nam châm của phanh hãm ñiện từ. Khi công tắc tơ N hoặc H có ñiện sẽ làm cho

Các ñèn ð1 ÷ ð5 là 5 ñèn ở các cửa tầng. ð6 là ñèn chiếu sáng ở trong buồng thang.

1CT ÷ 5CT là các công tắc ở các cửa tầng.

Các công tắc chuyển ñổi tầng 1CðT ÷ 5CðT có 3 vị trí, ñây là các cảm biến dừng buồng

thang và xác ñịnh vị trí thực của buồng thang so với các tầng. Khi buồng thang ở dưới một tầng nào thì công tắc CðT tương ứng mà buồng thang ñã ñi qua ñược gạt về bên trái. Khi buồng thang ở trên tâng nào thì các công tắc CðT tương ứng mà buồng thang ñã ñi qua ñược gạt về bên phải.

ðiều khiển hoạt ñộng của thang máy ñược thực hiện từ hai vị trí: Tại cửa tầng bằng nút

ấn gọi tầng 1GT÷5GT và trong buồng thang bằng các nút bấm ñến tầng 1ðT÷5ðT.

2NC (17)

ðể dừng buồng thang tại mỗi sàn tầng, trong sơ ñồ dùng hãm cuối HC ñặt trong buồng

thang. HC có thể bị ấn hở ra do các chốt cơ khí ñặt ở các sàn tầng hoặc khi cuộn dây sẽ hút tiếp ñiểm HC(14).

Hãm cuối 1HC(1) và 2HC(1) liên ñộng với sàn buồng thang. Nếu trong buồng thang có

người, tiếp ñiểm của chúng mở ra.

1HC nối song song với công tắc cửa buồng thang CBT, nên dù 1HC mở nhưng mạch vẫn

ñược nối liền qua CBT.

RTr (1), tiếp ñiểm thường kín của nó RTr làm các ñèn ð1÷ð6 sáng lên báo hiệu buồng thang

(1), làm cho cuộn dây rơle trung gian Khi có người vào trong buồng thang thì HC2

ñang làm việc và chiếu sáng buồng thang. HC2 (1) cũng sẽ làm các nút ấn gọi tầng 1GT÷5GT

mất tác dụng.

2PK÷5PK: Các chốt then cài cửa tầng.

1PK: ðược ñóng bởi nam châm (cuộn dây) 1NC(16). FBH: Công tắc hành trình liên ñộng với phanh hãm ñiện từ.

c) Nguyên lý hoạt ñộng * ðiều kiện làm việc: Thang máy chỉ ñược phép làm việc khi ñã có ñủ các ñiều kiện liên ñộng: + 1D kín, 2D kín, 3D kín, CT kín, FBH kín.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

168

+ 1CT ÷ 5CT kín (các cửa tầng ñã ñóng).

+ Cửa buồng thang ñóng: CBT kín.

* Buồng thang ñang ở tầng số 5, hiện có một khách ở tầng 2 muốn dùng thang máy: Giả sử các ñiều kiện ñể thang máy hoạt ñộng ñã ñủ và trong buồng thang hiện không có người. Khách bấm nút gọi tầng 2GT, lúc này nút gọi tầng chỉ có hiệu quả khi trong thang máy

2RT (8) -> tiếp ñiểm

2RT (9) -> cuộn dây C (12) -> tiếp

(1). không có người, do ñó tiếp ñiểm HC2

2NC (17) hút tiếp ñiểm cơ khí HC(14) (ñặt ở buồng thang) hở ra ñể

Khi ấn 2GT(9) thì cuộn dây

ñiểm C (15) -> cuộn dây nó không gạt vào các chốt cơ khí ở các sàn tầng 5,4,3.

1NC (16) làm hút tiếp ñiểm PK1

ðồng thời tiếp ñiểm C (15) cũng sẽ làm cuộn dây (12),

do ñó cuộn dây công tăc tơ H (14). Kết quả H + C : Buồng thang ñược hạ với tốc ñộ cao.

Khi hành khách thả nút ấn 2GT thì mạch ñược duy trì bởi tiếp ñiểm H (14) + T (13). Buồng thang hạ nhanh qua các tầng 5,4,3 làm gạt các công tắc chuyển ñổi tầng 5CðT,

4CðT, 3 CðT về bên trái.

Khi buồng thang gần ñến sàn tầng số 2 từ phía trên làm gạt công tắc 2CðT vào giữa, làm

2RT (8), do ñó tiếp ñiểm C (15) -> cuộn dây nam châm

2NC (17)

cho các cuộn dây C (12) +

làm cho tiếp ñiểm HC(14) ñược phục hồi ñể chuẩn bị gạt vào chốt cơ khí ở tầng 2. ðồng thời

tiếp ñiểm thường kín C (18) làm cho cuộn dây T (18). Kết quả là các công tắc tơ H + T : buồng thang ñược hạ với tốc ñộ thấp.

HC (14), làm hở mạch duy trì, các công tắc tơ H và T mất ñiện làm ñộng cơ ð bị cắt ñiện, nam

Mạch duy trì lúc này là các tiếp ñiểm HC (14) + H (14). Khi buồng thang hạ ñến sàn tầng số 2, chốt cơ khí ở sàn tâng 2 ấn vào HC(14) làm

châm ñiện kẹp chặt trục ñộng cơ làm buồng thang dừng lại.

* Buồng thang ñang ở tầng số 2, hiện có khách ở tầng 2 muốn ñi ñến tầng 5

RTr (1) -> tiếp ñiểm thường kín RTr -> các ñèn ð1÷ð6 sáng lên, các nút gọi tầng mất tác

(1) làm cuộn dây Khách vào buồng thang, các ñiều kiện làm việc ñã ñủ: tiếp ñiểm HC2

dụng.

5RT (3) -> cuộn dây C (12) -> tiếp ñiểm C (15) -> cuộn dây

2NC (17) 5RT (2) -> tiếp ñiểm hút tiếp ñiểm HC(14) (ñặt ở trên buồng thang) hở ra ñể cho tiếp ñiểm HC(14) không bị gạt bởi các chốt cơ khí ở các sàn tầng 1,2,3,4.

Khách ấn vào nút ñến tầng 5ðT trong buồng thang -> có xung 5ðT(2) -> cuộn dây

1NC (16) -> hút tiếp ñiểm cơ khí

PK1

ðồng thời tiếp ñiểm C (15) sẽ làm cho cuộn dây

5RT (20) + tiếp ñiểm 5CðT ñang nằm về bên trái).

(12) -> cuộn dây N (13) (do tiếp ñiểm

Kết quả ta có các công tắc tơ N + C : ðộng cơ quay ñưa buồng thang ñi lên với tốc ñộ

cao.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

169

Khi khách thả nút ấn 5ðT(2) ra, cuộn dây của công tắc tơ nâng N(13) ñược duy trì bởi

tiếp ñiểm T (13) + N (13).

Buồng thang di chuyển nhanh qua các tầng 2,3,4 làm các công tắc chuyển ñổi tầng

2CðT, 3CðT, 4CðT bị gạt về bên phải.

C (12) và cuộn dây

5RT (2) -> tiếp ñiểm C (15) -> cuộn dây

2NC (17) -> tiếp ñiểm cơ khí

HC (14): phục hồi tiếp ñiểm có khí HC ñể chuẩn bị cho HC gạt vào chốt cơ khí ở sàn tầng 5.

Khi buồng thang chạy ñến gần sàn tầng số 5, nó sẽ gạt 5CðT vào giữa, làm cho cuộn dây

ðồng thời lúc này tiếp ñiểm thường kín C (18) -> cuộn dây công tắc tơ T (18). Kết quả các

công tắc tơ sau có ñiện: N + T , buồng thang ñược nâng lên với tốc ñộ thấp.

HC (14) làm mạch duy trì bị mất, cuộn dây N (13) -> tiếp ñiểm N (17) -> cuộn dây công tắc

Mạch duy trì lúc này là HC (14) + N (13). Khi ñộng cơ chạy ñến ngang sàn tầng 5, chốt cơ khí ở sàn tầng 5 gạt vào HC(14) làm

tơ T (18). Cả 2 công tắc tơ N và T ñều mất ñiện làm ñộng cơ ð mất ñiện và phanh hãm kẹp

chặt trục ñộng cơ ð làm ñộng cơ ð dừng lại.

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

170

4CC

BA 220/36V

ð1 ð2 ð3 ð4 ð5 ð6

1CT 2CT 3CT 4CT 5CT

RTr

NCH

2D CT

CBT 3D N H

H T RN

1HC

RTr

CD AP N C RN RN RN ð

RT5

2HC

5ðT 5GT

RT5

5GT 1 2

5CðT

RT4

23 3 4GT

4ðT 4GT

RT4

4CðT

RT3

22 5 3GT

3ðT 3GT

3CðT

RT3

6 21

RT2

2GT 7

2CðT

2ðT 2GT

RT2

20 8 1GT

RT1

1CðT

RT1

9 1,2,3,4,5 ðT 2HC HC 19

1ðT 1GT

RT1

1PK

2PK

3PK

4PK

5PK

C 12

T N N

2CC

H H H N

1NC

3CC

2NC

C N

H C T 13 14 15 16 17 18

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

171

Chương 7: Các sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động điển hình

Máy doa dùng để gia công chi tiết với các nguyên công: khoét lỗ trụ. khoan lỗ, có thể dùng để phay

Chủ đề:

Điều khiển truyền động điện

7 - 1. TRANG BỊ ðIỆN - ðIỆN TỬ MÁY DOA

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 113

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 114

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 115

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 116

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 117

F

§

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 118

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 119

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 120

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 121

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 122

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 123

F

LðT

◦

◦

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 124

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 125

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 126

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 127

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện 128

-

9 2 1

-

+

F

ð K ð M

K

ð K C

K K C

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

g n a u q ồ h ò l a ủ c u ấ c t ế k à v o ạ t u â C – h n ì H

n ệ i ð a o h K _ H ð T n ô m ộ B _ g n ũ D n ế i T ê L

:

V G

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

SƠ ðỒ NGUYÊN LÝ ðIỀU KHIỂN DỊCH CỰC 1 PHA LÒ HỒ QUANG

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

Bình minh của kỷ nguyên nâng chuyển...

GV: Lê Tiến Dũng _ Bộ môn TðH _ Khoa ðiện

Phát triển không ngừng…