TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ CÔNG NGHỆ LÒ NUNG
Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Hoàng Thạch
1.1.1 Dây chuyền sản xuất xi măng
Công nghệ sản xuất của Công ty xi măng Hoàng Thạch là sản xuất Clinker và xi măng đen theo phương pháp lò quay, quá trình sản xuất diễn ra các phản ứng hoá học Các công đoạn sản xuất đều được tự động hoá cao và hoạt động của chúng có quan hệ khăng khít với nhau thông qua các tín hiệu liên động điều khiển Tất cả các công đoạn sản xuất trong nhà máy đều được vận hành, điều khiển và giám sát tại phòng điều hành trung tâm CT39.
Công ty xi măng Hoàng Thạch có 2 dây chuyền sản xuất xi măng lò quay, phương pháp khô, chu trình kín có hệ thống cyclon trao đổi nhiệt và buồng đốt canciner đầu lò.Công suất dây chuyền I là 1,1 triệu tấn/năm, dây chuyền II là 1,2 triệu tấn/năm Hiện nay Công ty đang xây dựng dây chuyền III có công suất là 1.2
Dây chuyền sản xuất chính của công ty xi măng Hoàng Thạch bao gồm các hạng mục công trình sau:
- Từ công trình 01 đến công trình 10 là khu khai thác đá vôi và đá sét, bao gồm 7 núi đá và 3 đồi đá sét tại các núi phải làm công tác kiến thiết cơ bản mở, làm đường đưa thiết bị lên núi Phương pháp khai thác là cắt tầng nổ mìn phá đá từ trên xuống dưới
- Công trình 11 đến công trình 19 là phân xưởng nguyên liệu: với nhiệm vụ đập nhỏ đá vôi và đá sét để đưa vào kho 15 sau đó đưa qua máy nghiền nguyên liệu và điều chỉnh đồng nhất phối liêu
- Công trình 20 đến công trình 30 là phân xưởng lò, đây được coi là xương sống của nhà máy, nó làm nhiệm vụ nung luyện bột liệu thành Clinker
- Công trình 31 đến công trình 33 là phân xưởng xi măng làm nhiệm vụ nghiền Clinker thành xi măng và đưa vào silo chứa
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
- Công trình 34 là phân xưởng đóng bao và xuất xi măng với nhiệm vụ đóng bao xi măng và xuất xi măng theo các tuyến đường bộ, đường sông và đường sắt khi có phương tiện đến nhận
Hình 1.1 Nhà máy xi măng Hoàng Thạch
Một điều lưu ý là tại công ty xi măng Hoàng Thạch không có kho chứa xi măng bao mà chỉ có các silo chứa xi măng rời mỗi khi có phương tiện vào nhận thì mới đóng bao và xuất ngay.
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Hình 1.2 Sơ đồ nhà máy sản xuất xi măng Hoàng Thạch
1.1.2 Các công đoạn sản xuất xi măng
Dựa vào sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng ta có thể chia ra làm 5 công đoạn chính như sau:
+ Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu.
Khoan, nổ mìn, vận chuyển
Si lô chứa đồng nhất
HT cyclon trao đổi nhiệt
Si lô chứa clinker Dầu
Si lô chứa XM Máy nghiền XM
Máy đập đá vôi Máy đập đá sét
Máy nghiền nguyên liệu Đá vôi Đá sét
Kho chứa đá vôi và đá sét
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
+ Đóng bao xi măng xuất. a./ Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét, ngoài ra người ta còn dùng quặng sắt và Bôxít để làm nguyên liệu điều chỉnh.Đá vôi khai thác tại mỏ đá Hoàng Mai B bằng phương pháp khoan nổ mìn cắt lớp được bốc xúc lên ô tô có trọng tải lớn để vận chuyển tới máy đập Mỏ đá Hoàng Mai B với trữ lượng 132.646.000 T đủ nguyên liệu cho nhà máy hoạt động hơn 70 năm có hàm lượng CaCO3cao chất lượng ổn định thành phần các tạp chất lẫn có hại nhỏ
Máy đập đá vôi là loại máy đập thanh do hãng Kupp Hazemag SA cung cấp có năng suất 600T/h có thể đập được vật liệu có kích thước ≤ 1000mm và cho ra sản phẩm với kích thước ≤70mm Sau khi đập nhỏ, đá vôi được vận chuyển bằng hệ thống băng tải cao su đưa về kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 17.500 tấn theo phương pháp rải dọc kho thành các lớp hình mái nhà bằng máy đánh đống loại BAH 17,3-1,0-6,00 với năng suất rải là 780T/h, mức độ đồng nhất sơ bộ là 8:1 Cầu xúc đá vôi dạng BKA 30.10 - 600 có năng suất 300 tấn/h.
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Quặng Sét khai thác tại mỏ sét bằng phương pháp ủi xúc, vận chuyển bằng ô tô có tải trọng lớn tới máy cán trục có vấu (răng) năng suất 200T/h (Với trữ lượng
Mỏ sét 4.297.000 T đủ nguyên liệu cho nhà máy hoạt động liên tục >80 năm chất lượng ổn định ) Loại máy này cho phép cán được những vật liệu có kích thước tới 500mm, độ ẩm ≤ 14% và cho ra sản phẩm có kích thước ≤ 70mm Sau đó đất sét được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 8.000T, theo phương pháp rải lớp luống với mức độ đồng nhất là 10:1 Tại kho đất sét có hệ thống cầu rải liệu với năng suất 220T/h và có 1 cầu xúc liệu với năng suất 150T/h để cấp nguyên liệu cho máy nghiền b./ Nghiền nguyên liệu. Đá vôi, đá sét và phụ gia điều chỉnh được cấp vào máy nghiền thông qua hệ thống cân Dosimat và cân băng điện tử Máy nghiền nguyên liệu sử dụng hệ thống nghiền bi sấy nghiền liên hợp có phân ly trung gian, năng suất máy nghiền dây chuyền 1 là 248 tấn/h Các bộ điều khiển tự động khống chế tỷ lệ % đá vôi, đá sét, boxit và quặng sắt cấp vào nghiền được điều khiển bằng máy tính điện tử thông qua các số liệu phân tích của hệ thống QCX, đảm bảo khống chế các hệ số chế tạo theo yêu cầu Bột liệu sau máy nghiền được vận chuyển đến các xilo đồng nhất, bằng hệ thống gầu nâng, máng khí động.
+ Silo chứa và đồng nhất dây chuyền 1 có sức chứa: 2x3750 tấn, 2x7500 tấn.
+ Silo chứa và đồng nhất dây chuyền 2 có sức chứa: 23000 tấn
Máy nghiền nguyên liệu Đá vôi, Sét, và phụ gia điều chỉnh được đưa vào các két chứa trung gian Từ đó, qua hệ thống cân băng định lượng, nguyên liệu được cấp vào máy nghiền qua băng tải chung.Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền đứng do hãng Pfeiffer
AG cung cấp dạng MPS 5000B có năng suất 320T/h (năm 2006 cải tạo và nâng công suất lên 340T/h) Tỷ lệ cấp liệu cũng như chất lượng bột liệu được điều khiển tự động qua hệ thống QCX Bột liệu đạt yêu cầu Theo bài phối liệu được tính toán trước, được vận chuyển tới Silô đồng nhất qua hệ thống máng khí động và gầu nâng Silô đồng nhất bột liệu có sức chứa 20.000T với hệ thống sục khí được điều khiển tự động
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Hình 1.4 Máy nghiền nguyên liệu c./ Lò nung.
Dây chuyền 1 xi măng Hoàng Thạch là dây chuyền sản xuất xi măng lò quay theo phương pháp khô, chu trình kín, có hệ thống trao đổi nhiệt 4 tầng (Cyclon) và hệ thống làm nguội kiểu hành tinh gồm 10 lò con Nhiên liệu hỗn hợp gồm 85% than cám 3 và 15% dầu MFO, nhưng hiện nay Công ty đã cải tạo lại vòi phun và đốt 100% than cám 3, dầu nặng MFO chỉ dùng cho sấy lò và sử dụng khi nghiền than gặp sự cố thiếu than mịn Dây chuyền 1 xi măng Hoàng Thạch từ khâu nguyên liệu đến nghiền, đóng bao và xuất xi măng được hoàn toàn tự động.
Dây chuyền 2 xi măng Hoàng Thạch là dây chuyền sản xuất xi măng lò quay theo phương pháp khô, chu trình kín, có hệ thống tiền nung (Canciner) tiêu hao nhiệt lượng thấp 715kcal/kg clinke, được làm nguội kiểu Ghi, tăng hiệu quả làm mát, chất lượng sản phẩm tốt, dễ nghiền Hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn, hiện đại bằng công nghệ PJC Master Piece ABB. d./ Nghiền xi măng.
Clinke từ các silo, thạch cao và phụ gia từ kho chứa tổng hợp được vận
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung kín(có phân ly trung gian), máy nghiền dây chuyền có năng suất thiết kế là 176 tấn/ h, máy nghiền dây chuyền 2 có năng suất thiết kế 200 tấn/h Xi măng ra khỏi máy nghiền đạt độ mịn 3200cm 2 /g, được vận chuyển tới 5 silo chứa xi măng bột bằng hệ thống băng tải, máng khí động, 5 silo chứa này có tổng sức chứa 39500 tấn.
Hình 1.5 Máy nghiền xi măng e./ Đóng bao xi măng xuất.
Tổng quan về công nghệ lò nung
1.2.1 Giới thiệu chung về lò
Trong công nghiệp Silicat đại đa số các vật liệu, sản phẩm đều được gia công nhiệt Quá trình gia công nhiệt có nhiều mức độ khác nhau có thể tạm chia ra là:
- Sấy: Mục đích chủ yếu là loại trừ nước lý học trong vật liệu mà không làm biến đổi trạng thái vật lý và cấu trúc hoá học của vật liệu, sản phẩm Nhiệt độ sấy tuỳ theo vật liệu, sản phẩm có thể ở trên nhiệt độ bình thường cho tới nhiệt độ cao.
- Đốt nóng: Mục đích chủ yếu là nhằm biến đổi trạng thái vật lý của vật liệu,sản phẩm nhưng thường không quá nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, sản phẩm đó.
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
- Nung: Mục đích chủ yếu là nhằm biến đổi cả trạng thái vật lý và cấu trúc hoá học của vật liệu, sản phẩm ở nhiệt độ nung quá trình hoá lý xảy ra trong các trường hợp sau: có phản ứng phân huỷ và kết hợp Các phản ứng này xảy ra ở trạng thái rắn hoặc ở trạng thái rắn có mặt pha lỏng (có nghĩa là chỉ nóng chảy một phần) để tạo ra các chất mới, như vậy nhiệt độ nung cao nhưng không vượt quá nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn của vật liệu, sản phẩm.
- Nấu chảy: Mục đích chủ yếu là nhằm biến đổi cả trạng thái vật lý và cấu trúc hoá học của vật liệu, sản phẩm cũng gần giống như quá trình nung Nhưng đặc biệt khác nung ở chỗ toàn bộ vật liệu sản phẩm chảy lỏng hoàn toàn Như vậy nhiệt độ nấu chảy phải bằng hoặc cao hơn nhiệt độ nóng chảy của vật liệu, sản phẩm. Để thực hiện các quá trình gia công nhiệt trên, người ta sử dụng thiết bị chủ yếu là lò Dưới đây là một vài loại lò thường gặp trong công nghiệp.
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
1.2.2 Lò đứng b) Lò đứng có buồng đốt là buồng làm việc. a) Lò đứng có buồng đốt ngoài.
Có nhiều kiểu: lò đứng cơ khí hoá, lò đứng thủ công, lò đứng buồng đốt ngoài, lò đứng có buồng đốt là buồng làm việc, lò đứng đốt nhiên liệu rắn, lò đứng đốt bằng khí
Trong lò đứng vật liệu chuyển từ trên xuống và sản phẩm cháy đi từ dưới lên ngược chiều nhau Trước đây lò đứng làm việc gián đoạn, nghĩa là vật liệu đổ đầy lò đứng yên Ngọn lửa và sản phẩm cháy đi từ dưới lên cho đến khi đạt yêu cầu thì tắt lửa và tháo sản phẩm cho nên lò có năng suất và hiệu suất thấp Hiện nay đại đa số lò đứng đều cố gắng tiến lên liên tục và có trang bị các thiết bị tháo nạp sản phẩm nhiên liệu cơ khí hoá và tự động hoá, đồng thời việc cung cấp không khí để đốt nhiên liệu dùng quạt hút hoặc thổi có áp suất cao, nên đã nâng cao công suất lên một mức khá cao Hiện nay lò đứng thường để nung vôi, nung xi măng, nung gạch,sấy đất sét, cát, v.v
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Lò bể là loại lò nấu chảy vật liệu trở thành thể lỏng hoàn toàn Vật liệu chảy lỏng tự chuyển động từ phần này sang phần khác của lò Sản phẩm cháy chuyển động lướt trên mặt thoáng của vật liệu Đại đa số loại lò bể này thường sử dụng nhiên liệu khí, cũng có thể sử dụng nhiên liệu rắn nhưng hiệu quả kém Loại lò này tương tự như lò Mactanh luyện thép, chủ yếu dùng để nấu thuỷ tinh.
Hình 1.8 Lò quay. vật liệu; sản phẩm; Nhiên liệu; không khí; sản phẩm cháy;
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Là một ống hình trụ bên trong là một vật liệu chịu lửa, ngoài là vỏ bằng thép Lò quay tròn xung quanh đường tâm của nó Vật liệu và sản phẩm cháy chuyển động ngược chiều Do lò quay nên vật liệu được sáo trộn, tiếp xúc với sản phẩm cháy tạo điều kiện trao đổi nhiệt tốt, nâng cao hiệu quả làm việc Lò quay là loại lò làm việc liên tục, thường sử dụng nhiều để nung xi măng, nung vôi, nung vật liệu chịu lửa, sấy đất sét, cát, v.v và trong các ngành khác cũng được sử dụng nhiều.
Trong công nghiệp sản xuất xi măng, người ta sử dụng nhiều hai kiểu lò đó là lò đứng và lò quay Hiện nay, lò quay ngày càng được sử dụng nhiều và dần thay thế lò đứng.
1.2.5 Công nghệ lò nung công ty xi măng Hoàng Thạch a./ Cấu tạo và hoạt động của hệ thống lò nung.
Hệ thống lò nung là hệ thống SLC-S bao gồm nhiều thiết bị nằm trong công đoạn chính là tạo ra Clinker của nhà máy Hệ thống lò bao gồm các thiết bị chính là:
- Cyclon tháp trao đổi nhiệt.
- Lò nung.(Lò nung của Hoàng Thạch là loại lò quay)
- Bộ làm nguội kiểu ghi.
- Bộ phận cấp than dầu cho lò nung và Canxiner.
Lò dây chuyền 1 với hệ thống sấy 4 tầng cyclon trao đổi nhiệt Lò quay có đường kính 5,5 m; dài 89 m, hệ thống làm lạnh kiểu UNAX, công suất 3100 tấn/24giờ Lò được kéo bởi 2 động cơ điện một chiều công suất 370 KW có tốc độ quay từ 330v/ph 1000 v/ph dùng hệ điều khiển Tiristor Việc điều khiển phải đảm bảo 2 động cơ phải quay cùng một tốc độ.
Dây chuyền 2 lò quay đường kính 4,15m; dài 71m, có hệ thống sấy 5 tầng và hệ thống làm lạnh kiểu ghi, công suất 3300 tấn/24giờ Nhiên liệu nung bằng than cám nghiền mịn, có hệ thống SCANNER giám sát nhiệt độ vỏ lò Lò được kéo bởi động cơ điện 1 chiều công suất 450 KW, tốc độ động cơ từ 50v/ph 1000v/ph tốc độ quay của lò là 0,2v/ph 3 v/ph dùng hệ điều khiển Simoreg.
Chương 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung
Ngoài ra còn có các thiết bị phụ khác như :
- Bộ phân tích khí thải
- Bộ phân tích khí đầu lò
- Các bộ phận truyền động và các động cơ khác
Hệ thống lò sử dụng máy làm nguội kiểu ghi để có khí nóng cung cấp cho buồng phân huỷ Khí cho quá trình cháy trong buồng phân huỷ được lấy từ máy làm nguội qua đường gió phản hồi riêng (ống gió 3) giữa bộ làm nguội kiểu ghi và buồng phân huỷ và được đưa vào đáy hình côn của buồng phân huỷ.
Hệ thống lò SLC (Separate Line Calciner - Special) là hệ thống có buồng phân huỷ riêng, được thiết kế để canxi hoá liệu trong cyclon tháp trao đổi nhiệt và buồng phân huỷ tới mức canxi hoá khoảng 90-95% Điều này đạt được ở nhiệt độ 870-900 0 C trong buồng phân huỷ và tầng cyclon thấp nhất, tại nhiệt độ này quá trình canxi hoá xảy ra nhanh chóng.
+ Hoạt động của hệ thống lò nung:
HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CỦA LÒ QUAY
Khái quát chung
Lò quay là một thiết bị chính trong công nghiệp sản xuất đá vôi, clinker xi măng Trong ống trụ nghiêng nhẹ quay luôn quay quanh trục dọc khi nung, bụi đá vôi được nung ở nhiệt độ 1450 o C và trở thành clinker xi măng Quá trình quay để vận chuyển và cung cấp khí Một cái lò như vậy có thể có chiều dài lên tới 100 m. Với kiểu lò này, đá vôi được nạp từng ít một vào lúc cuối, sau đó đến quá trình quay, và được vận chuyển từ từ ra khỏi lò Tất cả các thành phần truyền động đều phải được đặt ở vị trí nghiêng tương ứng Trong lĩnh vực truyền động lớn, Flender cung cấp hầu hết các hệ truyền động hiện đại cho các kiểu lò quay như: động cơ điện điều khiển bằng tần số; bộ truyền động bánh răng hành tinh hoặc bánh răng côn - trụ, hoặc bánh răng côn xoắn; bộ truyền động bánh răng phụ có tích hợp khớp ly hợp 1 chiều và phanh ly tâm, phanh ngắt, động cơ phụ và các loại khớp.
Lò nung Hoàng Thạch 2 dùng động cơ 1 chiều công suất 450 KW để dùng làm động cơ quay lò Động cơ này được điều chỉnh bằng bộ biến đổi SIMOREG.
Bộ SIMOREG là bộ biến đổi, trong đó có tích hợp bộ chỉnh lưu có điều khiển cấp nguồn cho động cơ một chiều quay lò nung của dây chuyền 2 Động cơ và bộ giảm tốc được đặt ở phía đầu lò quay, tốc độ lò quay có thể lên tới 3 vòng/phút.
Động cơ truyền động lò quay
2.2.1 Giới thiệu về động cơ một chiều kích từ độc lập Động cơ sử dụng lò quay là động cơ một chiều kích từ độc lập được cấp nguồn từ bộ biến đổi Tiristor, phần ứng được cấp nguồn từ cầu chỉnh lưu T điều khiển hoàn toàn, phần kích từ được cấp nguồn từ cầu chỉnh lưu 2 pha bán điều khiển.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Ta có : Phương trình cân bằng điện áp:
Uư = Eư + (Rư + Rf).Iư
Trong đó: Uư _ điện áp phần ứng.
Eư _ sức diện động phần ứng.
Rf _ điện trở phụ mạch phần ứng.
Rư _ điện trở phần ứng.
Rư = rư + rcf + rb + rcl rư _ điện trở cuộn dây phần ứng. rcf _ điện trở cuộn cực từ phụ. rb _ điện trở cuộn bù. rcl _điện trở tiếp xúc của chổi điện.
Sức điện động của phần ứng động cơ tính như sau:
Trong đó: p: số đôi cực từ chính.
N: số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng. a: số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng.
: từ thông kích từ dưới một cực từ.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Nếu bỏ qua tổn thất cơ và thép thì momen ở trục động cơ M bằng Mđt:
U Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều.
Nếu =const thì đặc tính cơ của động cơ có dạng như sau:
Hình 2.2 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều. Độ cứng của đặc tính cơ:
So với động cơ kích từ nối tiếp thì động cơ kích từ độc lập có đặc tính cơ cứng hơn nên phù hợp với những truyền động có yêu cầu ổn định cao về tốc độ.Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được họ đặc tính cơ song song với đường đặc tính cơ tự nhiên.
Khi thay đổi điện áp phần ứng (giảm áp) thì momen mở máy, dòng điện khởi động của động cơ giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định.
Do đó phương pháp này hay được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khi khởi động.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Hình 2.3 Đặc tính của động cơ khi điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng.
2.2.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều Để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều có hai phương pháp chính:
- Điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ.
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Và để thực hiện việc điều chỉnh ta thường sử dụng các hệ truyền động sau:
- Hệ truyền động máy phát - động cơ (F-Đ).
- Hệ truyền động máy khuếch đại - động cơ (MĐKĐ-Đ).
- Hệ truyền động chỉnh lưu tiristo - động cơ (T-Đ).
- Hệ truyền động xung áp - động cơ (XA-Đ).
Tuy nhiên, do yêu cầu công nghệ của lò quay nên ta chỉ xét đến hệ truyền động T-Đ Quá trình làm việc không đảo chiều động cơ, từ thông động cơ không đổi mà chỉ điều chỉnh điện áp phần ứng.
Trong công nghệ lò quay, hiện nay việc sử dụng hệ truyền động xoay chiều đang mang lại nhiều lợi ích thiết thực, có thể liệt kê một vài ưu điểm của hệ truyền động xoay chiều như sau:
- Hệ số công suất không phụ thuộc vào tải.
- Không bị nhiễu loạn điện áp lưới tác động.
- Hiệu suất cao nên giảm tổn thất.
- Làm việc ổn định và tin cậy.
- Chi phí vận hành nhỏ.
- Giá thành ngày càng thấp.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
- Động cơ xoay chiều roto lồng sóc cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, chăm sóc, bảo dưỡng dễ dàng.
Vẫn biết là hệ truyền động xoay chiều có nhiều ưu điểm, nhưng không vì thế mà hệ truyền động một chiều mất đi chỗ đứng Ta biết rằng hệ truyền động một chiều (đặc biệt là hệ T-Đ) là hệ điều tốc cơ bản đã được nghiên cứu từ lâu và phát triển hoàn chỉnh
- Mạch lực và mạch điều khiển đơn giản.
- Chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ.
- Hệ có đặc tính cơ cứng, mômen khởi động lớn Đặc biệt với hệ truyền động lò quay thì hệ truyền động một chiều có đặc tính rất phù hợp với đặc tính phụ tải: mômen khởi động lớn gấp 2,5 lần mômen định mức, dải điều chỉnh tốc độ rộng và có thể làm việc ở tốc độ thấp (lò quay chậm ở tốc độ 0,2 vòng/phút), hệ truyền động lò quay chỉ áp dụng một kỹ thuật điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ vì cơ cấu chấp hành không yêu cầu làm việc ở dải tốc độ cao.
Tuy vậy, trong quá trình vận hành hệ truyền động một chiều xuất hiện các nhược điểm sau:
- Việc chăm sóc bảo dưỡng và sửa chữa cơ cấu vành góp, chổi than rất phiền toái và tốn kém do cấu tạo của nó phức tạp, đắt tiền và lại nằm ỏ phần quay của hệ truyền động.
- Thời gian bảo dưỡng kéo dài.
- Chính những nhược điểm này làm cho chi phí vận hành tăng cao.
Do yêu cầu công nghệ của lò quay không cần đảo chiều nên chỉ cần sử dụng hệ thống T-Đ không đảo chiều Chỉnh lưu điều khiển Tiristo cho phép thực hiện các yêu cầu kỹ thuật của hệ truyền động điện với độ tự động hoá cao, nhất là sơ đồ chỉnh lưu cầu.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Sơ đồ điều chỉnh như sau:
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh động cơ một chiều.
Thông qua việc điều chỉnh điện áp Uđk có thể thay đổi góc mở T dẫn đến thay đổi điện áp phần ứng động cơ cho nên có thể tiến hành điều chỉnh vô cấp tốc độ.Tuy nhiên nhược điểm của hệ truyền động kiểu này là do T rất nhạy cảm với nhiệt độ, trị số quá định mức của các đại lượng như điện áp, dòng điện, du/dt, di/dt vì vậy bắt buộc phải có những thiết bị bảo vệ tin cậy và điều kiện tản nhiệt phù hợp.
Mặt khác, khi hệ thống ở trạng thái điều khiển quá sâu, góc mở T quá lớn, hệ số công suất của hệ thống rất thấp đồng thời sinh ra sóng hài cao tần làm cho dạng điện áp lưới điện thay đổi và làm nhiễu các thiết bị liền kề.
Hình 2.5 Đặc tính cơ của hệ truyền động T-Đ.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Tại vùng dòng điện liên tục đặc tính tương đối cứng, còn ở vùng dòng gián đoạn đặc tính rất mềm và có tính chất phi tuyến, tốc độ không tải lý tưởng lên khá cao.
Giới thiệu chung về simoreg 6RA24
SIMOREG (Siemens Motor Regulator) là bộ điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều dựa trên nền vi điều khiển Bộ điều chỉnh biến đổi nguồn 3 pha, 50/60Hz thành điện áp một chiều có thể điều chỉnh được để điều khiển tốc độ động cơ một chiều có công suất từ 6-774kw.
6RA24 SIMOREG K là họ bộ biến đổi có cấu trúc rất nhỏ gọn, nguồn điện cấp cho phần ứng và phần kích từ của động cơ 1 chiều được lấy từ đường dây ba pha Phạm vi dòng cho phép là 15A-1200A Dòng cho phép có thể lên tới 3600A nếu nối thêm các bộ SITOR song song với bộ biến đổi.
Các bộ biến đổi SIMOREG có thể dùng để điều chỉnh tốc độ ở phạm vi một góc phần tư hoặc cả bốn góc phần tư tuỳ theo ứng dụng cụ thể.
SIMOREG K là bộ biến đổi nhỏ gọn (ví dụ: kiểu 15A được gắn trên một thanh panel lắp trong một khối hộp nhỏ, được gắn ở các đầu để tiết kiệm không gian hoặc trên các khung trượt có thể tháo lắp dễ dàng) Thiết kế kiểu module nên rất dễ dàng ghép nối các phần riêng biệt với nhau, gồm 1 bảng mạch điện tử cơ bản chứa các thiết bị điện tử cơ bản và các bảng mạch bổ sung có thể tháo lắp dễ dàng ra khỏi bảng mạch điện tử cơ bản.
Các tín hiệu bên ngoài như vào/ra nhị phân, vào/ra analog, xung encoder không được nối vào bảng mạch điện tử chính và được cách ly với các module đầu cuối nhằm tạo ra sự linh động trong ghép nối Hai đường dây cáp được sử dụng để truyền tín hiệu giữa bảng mạch chính và các module đầu cuối.
Bộ biến đổi SIMOREG sử dụng ba nút ấn và 5 hiển thị LED 7 thanh gắn trên một panel điều khiển lắp trên bảng mạch điện tử chính Bộ biến đổi có thể sử
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Phần mềm điều khiển được cài đặt trong EPROM, phần mềm này có thể dễ dàng thay thế và cài đặt.
Các bộ biến đổi hoạt động ở một góc phần tư có phần ứng được cấp nguồn từ 1 cầu 3 pha Tiristor điều khiển hoàn toàn Bộ biến đổi hoạt động ở cả 4 góc phần tư thì phần ứng được cấp nguồn từ 2 cầu 3 pha Tiristor điều khiển hoàn toàn.
Bộ biến đổi 15A có khối nguồn được lắp trên bảng mạch PC
Bộ biến đổi 15A-600A có khối nguồn để cung cấp điện cho phần ứng và phần kích từ là một module Tiristor có cánh tản nhiệt cách điện và phần vỏ được bảo vệ khỏi những tác động xung quanh.
Bộ biến đổi 640A-1200A, khối nguồn gồm 6 khối SITOR được thiết kế có thể tháo lắp được Cấu trúc cơ khí cơ bản gồm một khung với những bộ phận cách điện và các busbar để có thể nối với các bộ SITOR Kết nối nguồn với SITOR được thực hiện ở mặt sau, còn những bộ phận điện tử được gắn ở mặt trước của khối.
Có thể mô tả các đặc điểm chung của Simoreg như sau:
Chỉnh lưu Tiristor cầu 3 pha sử dụng bộ điều khiển với vi xử lí 16 bít, 38MHz.
Giao diện người sử dụng : Bàn phím, màn hình hiển thị.
Mạch bảo vệ R/C cho mỗi Tiristor.
Phản hồi dòng sử dụng biến dòng.
Có thể phản hồi tốc độ dùng máy phát tốc.
Giao tiếp RS232 hoặc 485 + các đèn hiển thị.
Tín hiệu phản hồi về từ máy phát tốc là tín hiệu số và tương tự.
Điện trở Shunt bên mạch kích từ làm nhiệm vụ bảo vệ mất từ thông và đảm bảo kinh tế phía mạch kích từ.
Ngoài ra, trong simoreg còn tích hợp thêm các mạch bảo vệ như:
Bảo vệ mất kích từ.
Bảo vệ quá tốc độ.
Bảo vệ mất tín hiệu từ máy phát tốc.
Bảo vệ mất pha và hiển thị thứ tự pha.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Bảo vệ quá áp du/dt cho các Tiristor.
Tản nhiệt bằng quạt + cánh tản nhiệt.
Một vi xử lý 16 bit thực hiện việc điều khiển chức năng giao tiếp và chức năng của các mạch vòng kín và hở Các chức năng điều khiển được cài đặt trong phần mềm như các Module chương trình và được truy cập thông qua các thông số. Các giá trị đặt và giá trị hiện tại có thể ở dạng tương tự hoặc dạng số Với từng loại bộ biến đổi có dòng điện định mức riêng và dòng cho phép riêng (dòng cho phép có thể lên tới 1,5 lần dòng định mức).
Bộ vi xử lý còn có chức năng tính toán giá trị I 2 t để bảo vệ Tiristor khỏi bị phá huỷ vì hiện tượng quá nhiệt, nếu như giá trị tính toán được vượt quá giá trị cho phép thì lỗi sẽ được thông báo và tuỳ thuộc vào mức độ lỗi mà bộ biến đổi sẽ hoạt động tiếp hoặc dừng hoạt động.
Sự cân bằng của các mạch vòng điều chỉnh liên quan đến tốc độ định mức của động cơ.
2.3.4 Giới thiệu về họ SIMOREG D /640A-1200A, 3-ph AC 400V bis 750V/1Q
Với các thông số của động cơ sử dụng truyền động cho lò quay như trên, ta chọn SIMOREG loại có dòng từ 640A1200A, điện áp nguồn 3-ph AC 400 đến750V/1Q Với các thông số chính sau:
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
6RA24 -4DS22 6RA24 -4GS22 6RA24 -4KS22
Nguồn cấp định mức cho phần ứng V
(+10%/-15%) Nguồn cấp định mức cho mạch điện tử V
Nguồn cấp định mức cho quạt V
Nguồn cấp định mức cho phần kích từ V
Tần số định mức Hz Bộ biến đổi tự động điều chỉnh theo tần số nguồn trong dải từ 45Hz đến 65Hz. Điện áp một chiều định mức V
Dòng điện một chiều định mức A
Khả năng quá tải Lớn nhất là 150% dòng một chiều định mức.
Công suất định mức kW 412 582 510 720 576 860
Tổn hao tại giá trị dòng định mức W
3300 4900 3400 5000 4000 4800 Điện áp kích từ một chiều định mức V
Dòng kích từ một chiều định mức A
Nhiệt độ môi trường o C 0 -> 35 o C tại Iđm , làm mát cưỡng bức
Nhiệt độ vận chuyển và bảo quản o C
-30 đến +85 Độ cao lắp đặt ≤ 1000m ở điều kiện dòng định mức. Độ ổn đinh tốc độ ∆n = 0,006%ωđm khi giá trị đặt là số.
∆n = 0,1%ω®mm khi giá trị đặt là tương tự.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
X J1 0 đ iề u c h ỉn h m ạc h v ò n g k ín /h ở p h ần ứ n g v à k íc h t ừ k h è i E P R O M ch o p h Ð p g h i 3 2 1 X J1
C 9 8 0 4 3 A 1 6 3 0 co m p x > y co m p x > y co m p x > y c h o p h ép m ở lự a c h ọ n đ ầ u v ào n h ị p h ân 5 w 1 5 u 1 4 w 1 4 v 1 4 u 1 1 w 1 1 v 1 1 u 1 3 w 1 3 u 1 e- st o p
Ik tp h o n p o w er E -s to p M lự a c h ọ n đ ầ u r a n h ị p h ân lự a c h ọ n đ ầ u r a A n al o g
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý bộ simoreg
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Hình 2.7 Sơ đồ đầu nối bộ simoreg Sau đây ta đi khảo sát các bảng mạch chính bên trong bộ simoreg. a./ Bảng mạch C98043-A1600.
Bảng 2.2 Các đầu nối của bảng mạch C98043-A1600. Đầu dây nối Chức năng
XJ1 Cho phép ghi vào EPROM
VT 2-3: Không cho phép ghi.
XJ2 Nguồn cấp 5V cho giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618)
VT 2-3: Cấp nguồn cho giao diện BBĐ.
XJ3 Kết thúc đường truyền RS485
VT 1-2: Đường truyền không kết thúc.
VT 2-3: Đường truyền kết thúc (X500.3 và
X500.8 nối qua một điện trở 150).
XJ4 Kết thúc đường truyền RS485
VT 1-2: Đường truyền X500.8 kết thúc sau X500.5(M5) nối qua điện trở 390.
VT 2-3: Đường truyền không kết thúc.
XJ5 Kết thúc đường truyền RS485
VT 1-2: Đường truyền X500.3 kết thúc sau X500.6(P5) nối qua điện trở 390.
VT 2-3: Đường truyền không kết thúc.
XJ6 Tín hiệu truyền từ giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618)
VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501.
VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501.
XJ7 Tín hiệu vào giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618)
VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501.
VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501.
XJ8 Tín hiệu điều khiển giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618)
VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501.
VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501.
XJ9 Nối đất M5/2 (của các đầu vào lựa chọn nhị phân) với đất
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
XJ10 Nguồn cấp 24V cho các đầu ra lựa chọn nhị phân
VT 2-3: Nguồn cấp P24 ngoài đấu qua đầu XB-49.
VT 1-2: Điện áp định mức 15V.
VT 2-3: Điện áp định mức 5V.
VT 1-2: Điện áp định mức 15V.
VT 2-3: Điện áp định mức 5V.
VT 1-2: Điện áp định mức 15V.
VT 2-3: Điện áp định mức 5V.
Chuyển mạch S4 Điểm đặt chính ( XA-4, XA-5)
Chuyển mạch S5 Đầu vào lựa chọn Analog 1(XA-6, XA-7)
VT 2-3: 0 20mA. b./ Bảng mạch giao diện động cơ C98043-A1617.
Dây nối XJ100: Nối đất M5/3(cho các đầu vào của hệ thống cảm biến của động cơ) với đất trong M.
Dây nối XJ101: Chọn loại cảm biến đo nhiệt độ động cơ.
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
VT 1-2: Đường truyền X502.8 kết thúc sau X502.5(M5) nối qua điện trở 390.
VT 2-3: Đường truyền không kết thúc.
Dây nối XJ201: Đầu cuối đường truyền RS485.
VT 1-2: Đường truyền không kết thúc.
VT 2-3: Đường truyền kết thúc (X502.3 nối với X502.8 qua một điện trở 390).
Dây nối XJ202: Đầu cuối đường truyền RS485.
VT 1-2: Đường truyền X502.3 kết thúc sau X502.6(P5) nối qua điện trở 390.
VT 2-3: Đường truyền không kết thúc.
2.3.5 Giới thiệu về chức năng của một số đầu cuối a./ Khối nguồn.
Bảng 2.3 Thông số liên quan đến khối nguồn.
Chức năng Đầu cuối Tham số liên quan Đầu vào nguồn cấp phần ứng 1U1
Kết nối mạch phần ứng với động cơ
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay b./ Quạt.
Sử dụng cho các bộ biến đổi có I200A, làm mát cưỡng bức.
Bảng 2.4 Thông số liên quan đến quạt.
Chức năng Đầu cuối Giải thích
2x120W Thiết bị bảo vệ PE c./ Mạch kích từ.
Bảng 2.5 Thông số liên quan đến mạch kích từ.
Chức năng Đầu cuối XF Giải thích Tham số liên quan
Kết nối với kích từ
2pha400VAC(+15%/20%) Điện áp 1 chiều định mức 325V
P102 d./ Nguồn cấp cho các thiết bị điện tử.
Bảng 2.6 Thông số về nguồn cấp cho thiết bị điện tử.
Chức năng Đầu cuối XP Giải thích
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay e./ Khối điều khiển mạch vòng kín và mạch vòng hở.
Bảng 2.7 Các đầu vào Analog-điểm đặt:
XA,XB Giải thích Tham số liên quan M
0,5% tại 25 0 C Đầu vào lựa chọn: Điểm đặt + Điểm đặt -
S4 ở VT1: 10V; 515k; độ phân giải: 0,6mV.
S5 ở VT1: 10V; 515k; độ phân giải: 0,6mV.
Bảng 2.8 Các đầu vào Analog-giá trị phản hồi tốc độ, máy phát tốc.Chức năng Đầu cuối XT Giải thích Tham số liên quan Đầu nối máy phát tốc:
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Bảng 2.9 Các đầu vào Encorder.
XA,XB Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp(13V-18V) Đất
200mA, ngắn mạch qua PTC
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Bảng 2.10 Các đầu ra Analog.
Chức năng Đầu cuối Giải thích Tham số liên quan Giá trị dòng điện phản hồi
0 10V Tải max: 2mA Độ phân giải: 11bit
0 10V Tải max: 2mA Độ phân giải: 11bit
0 10V Tải max: 2mA Độ phân giải: 11bit
0 10V Tải max: 2mA Độ phân giải: 11bit
Chương 2 Hệ truyền động điện của lò quay
Bảng 2.11 Các đầu vào điều khiển nhị phân.
XA,XB Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp
M5/2, nối đất cho các đầu ra nhị phân
M5/2 phải được nối với M thì hệ thống mới hoạt động(XJ9 ở VT2-3)
ON/OFF 37 Tín hiệu cao ở mức cao: ON
Chức năng ON cùng với tín hiệu cao ở đầu 38 sẽ thúc đẩy hoạt động của máy phát tốc.
Tín hiệu ở mức thấp hoặc đầu 37 mở:OFF.
Giảm kích hoạt của máy tạo gia tốc tới n Uư(p) = Rư(1 + pLư/Rư)I(p) + k ф w(p) Đặt Tư = Lư/Rư ta thu được phương trình:
Từ đây ta có sơ đồ tổng hợp :
Hình 4.2 Mô hình động cơ điện một chiều.
Thông số động cơ dùng trong lò quay như sau:
- Công suất động cơ : P = 450KW
- Tốc độ định mức : n 00 vòng/phút
- Dòng điện định mức : Iư= 780A
- Điện áp định mức : Uư = 600 V
- Dòng kích từ định mức : Ikt = 8,6A =const
- Dải điều chỉnh tốc độ : 50 - 1000 vòng/phút
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Vận tốc góc của động cơ :
= 2 3 , 14 60 1000 = 104,72 (rad/s) Áp dụng công thức:
=> R ư = 0,5.(1-0,96) 780 600 0,015 (Ω) ) Áp dụng công thức: L ư = K L đm p đm đm n Z I
Trong đó : KL là hệ số lấy giá trị 5,5 5,7 (đối với máy không bù).
KL = 1,4 1,9 (đối với máy có bù).
Vì máy có bù, do đó ta chọn KL = 1,9
Hằng số thời gian Tư :
Hằng số thời gian cơ học Tc : T c =
Trong đó : J ∑ = J đc + J lò =1,5J đc
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Vậy hằng số thời gian cơ học T c = = 0,174 (s)
4.1.2 Mô tả toán học bộ chỉnh lưu Tiristor
Có thể coi gần đúng hàm truyền của bộ chỉnh lưu Tiristor như là một khâu quán tính bậc nhất có hàm truyền là:
Vậy ta có hàm truyền bộ biến đổi Tiristor là :
4.1.3 Mô tả toán học cảm biến dòng điện
Coi gần đúng hàm truyền của cảm biến dòng điện là khâu quá tính bậc nhất :
Chọn TfI = 1 ms được hàm truyền như sau :
4.1.4 Mô tả toán học máy phát tốc
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển quay yêu cầu điều chỉnh tốc độ chính xác nên ta phải chọn phát tốc có độ chính xác cao.Yêu cầu độ chính xác phát tốc từ 0,5 - 1 %
Có thể coi hàm truyền của phát tốc là khâu quán tính bậc nhất như sau :
Trong đó các giá trị được xác định:
Ta chọn : Tfω = 5 ms và thu được hàm truyền máy phát tốc :
4.1.5 Sơ đồ cấu trúc điều khiển
Cấu trúc điều khiển gồm vòng điều chỉnh tốc độ và vòng điều chỉnh dòng điện :
Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc điều khiển.
4.1.6 Tổng hợp mạch vòng dòng điện
Cắt bỏ mạch vòng nội Mạch vòng dòng điện có tần số cắt lớn, thay đổi dòng điện làm hệ thống ít bị ảnh hưởng nên cắt bỏ sức điện động E Động cơ làm việc ở chế độ dòng liên tục Nhận thấy tốc độ biến thiên dòng diện nhanh hơn nhiều so với
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển tốc độ biến thiên tốc độ Nên khi tổng hợp mạch vòng dòng điện ta bỏ qua tín hiệu phản hồi tốc độ.
Hình 4.4 Mạch vòng dòng điện tối ưu cho quá trình điện từ.
Do TfI = 1(ms), Tcl = 3,33(ms) đều rất nhỏ so với hằng số thời gian Tư nên ta thay bằng 1 khâu quán tính bậc nhất ( 1 1 ) pT I
với hằng số thời gian là TI = Tcl + TfI
= 4,33 (ms) Khi đó, mạch vòng dòng điện có dạng sau:
Hình 4.5 Mạch vòng dòng điện rút gọn.
Dùng tiêu chuẩn tối ưu module để tổng hợp mạch vòng dòng điện với bộ điều khiển là khâu PI có hàm truyền như sau :
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Khi đó ta có hàm truyền hệ thống hở :
Hàm truyền kín hệ thống:
Khi tổng hợp mạch vòng dòng điện theo tiêu chuẩn môđun tối ưu đã bỏ qua ảnh hưởng của sức điện động động cơ Để khắc phục tác động của nhiễu tải ta đưa thêm khâu bù sức điện động vào hệ thống.
Hình 4.6 Mạch vòng dòng điện có bù sức điện động.
Ta bỏ khâu đạo hàm trong khâu bù để tránh nhiễu, khi đó :
4.1.7 Tổng hợp mạch vòng tốc độ
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Hình 4.7 Sơ đồ điều khiển mạch vòng tốc độ. Để thuận tiện trong quá trình tổng hợp ta xấp xỉ khâu 2 2 2 1 2 1
T p thành khâu quán tính bậc nhất bằng việc bỏ đi thành phần 2TI 2p 2 Khi đó hàm truyền đối tượng điều chỉnh có dạng sau:
Ta đặt: TS = 2TI + Tfω = 2.4,33+5 = 13,66 (ms)
Theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng, hàm truyền chuẩn có dạng :
Ta dùng bộ điều chỉnh tốc độ kiểu PI có hàm truyền:
Hàm truyền đạt của hệ hở :
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển Áp dụng điều kiện của tiêu chuẩn tối ưu đối xứng, ta tìm được các phương trình hệ số của phương trình đặc tính :
Giải hệ phương trình trên ta được :
Hàm truyền đạt hệ kín sẽ là :
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Thay số vào tính toán ta được:
Hàm chuẩn tối ưu có dạng:
Do hàm truyền có khâu vi phân 4pTS làm cho hệ thống có độ quá điều chỉnh lớn, thời gian điều chỉnh dài Muốn hệ thống đạt chất lượng tốt hơn và ổn định hơn ta cần một khâu hạn chế lượng đặt gia tốc (Ramp):
Mô phỏng mạch vòng điều khiển
4.2.1 Kết quả mô phỏng mạch vòng khi chưa hiệu chỉnh
Sơ đồ mô phỏng simulink như sau:
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Hình 4.8 Sơ đồ mô phỏng mạch vòng khi chưa hiệu chỉnh.
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Hình 4.9 Đáp ứng tốc độ khi chưa hiệu chỉnh.
Hình 4.10 Đáp ứng dòng điện khi chưa hiệu chỉnh.
Nhận xét: Rõ ràng đáp ứng như vậy là chưa tốt và không đúng với thực tế. Với hệ số khuếch đại bộ điều chỉnh KP = 83,64 và KI = 83,64/0,005 = 1520,7 là quá lớn Điều đó dẫn đến hệ bị dao động và thời gian đạt xác lập sẽ lâu hơn Đồng thời, kết quả mô phỏng dòng điện cũng không đúng với thực tế bởi vì hệ truyền động
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Với kết quả như vậy chưa đáp ứng được yêu cầu công nghệ nên ta cần hiệu chỉnh lại thông số bộ PI điều chỉnh tốc độ và đặt lại thời gian của bộ hạn chế gia tốc lượng đặt Ta chọn KP = 30, KI = 25 và thời gian của bộ hạn chế gia tốc lượng đặt là 1,21s.
4.2.2 Kết quả mô phỏng mạch vòng khi hiệu chỉnh
Sơ đồ mô phỏng simulink như sau:
Hình 4.11 Sơ đồ mô phỏng hệ thống đã hiệu chỉnh
Chương 4 Tổng hợp và mô phỏng mạch vòng điều khiển
Hình 4.12 Đáp ứng tốc độ khi hiệu chỉnh.
Hình 4.13 Đáp ứng dòng điện khi hiệu chỉnh.
Nhận xét : Sau khi hiệu chỉnh lại, đáp ứng của hệ thống đã tốt hơn rất nhiều
Qua thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Truyền động điện lò quay dây chuyền sản xuất xi măng" đã giúp em hiểu rõ hơn những vấn đề lý thuyết và thực tế liên quan đến nội dung đề tài và đã giúp em củng cố được rất nhiều kiến thức đã học trong nhà trường. Đề tài tốt nghiệp đã đề cập đến những vấn đề chính như: Công nghệ sản xuất xi măng và công nghệ lò nung; tổng quan về Simoreg, đây là bộ biến đổi được sử dụng trong lò quay tại nhà máy xi măng Hoàng Thạch; khảo sát chất lượng hệ thống thông qua tính toán các bộ điều chỉnh và từ đó mô phỏng mạch vòng dòng điện, mạch vòng tốc độ bằng phần mềm Matlab_Simulink.
Là một sinh viên của khoa Điện và bộ môn Tự Động Hóa ,được trang bị những kiến thức về nhiều môn học trong đó có môn truyền động điện,qua bài giảng của các thầy cô và quá trình tìm hiểu đã giúp em hoàn thành bản đồ án này. Đây là mảng đề tài khá rộng, với khối lượng công việc lớn và mới mẻ đối với chúng em cho nên em đã gặp một số khó khăn trong quá trình thiết kế, song được sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo
PGS.TS Nguyễn Văn Liễn và sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn cùng lớp, nên em đã hoàn thành bản đồ án này Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu đó Tuy nhiên do hạn chế về thời gian cũng như về trình độ của bản thân, nên không tránh khỏi còn nhiều chỗ thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn để em hoàn thiện hơn bản đồ án này.
Một lần nữa em xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy cô và các bạn, đặc biệt là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Liễn đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này!
Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2010
[1] Bùi Quốc Khánh, Phạm Quốc Hải, Nguyễn Văn Liễn, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 2002
[2] Phạm Quốc Hải, Võ Minh Chính, Điện tử công suất, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, 2002.
[3] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, 2004.
[4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2007.
[5] Nhà máy ximăng Hoàng Thạch, Công nghệ sản xuất ximăng, Tài liệu dành cho học viên.
[6] SIEMENS, SIMOREG K, Instruction Manual, 6RA24 converters with microprocessor, from 6kW to 774kW in a B6C fully controlled tree-phase bridge circuit and circulating current-free, anti-parallel circuit (B6)A(B6)C for DC variable-speed drives, Order-No.: 6RX1240-0AD76.