vận hành hệ truyền động ACS600

Với vai trò quan trọng của mình trong toàn bộ quá trình sản xuất giấy, nên máy Ðp quang có những yêu cầu công nghệ rất chặt chẽ về phần truyền động: - Ổn định tốc độ giữa 2 lô Ðp.. Theo

Phần 1

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ

Chương 1

Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy

Giới thiệu chung:

Nằm trên địa bàn huyện Phù Ninh – tỉnh Phú Thọ, công ty Giấy Bãi Bằng

là đơn vị sản xuất giấy có sản lượng đứng đầu trong công nghiệp sản xuất giấy nước ta hiện nay Đây là công trình hợp tác quốc tế giữa chính phủ Việt Nam và vương quốc Thụy Điển có công nghệ hiện đại, đồng bộ và hoàn chỉnh từ khâu chuẩn bị nguyên liệu, sản xuất đến quản lí sản xuất và tiêu thụ sản phẩm Được xây dựng trên diện tích gần 20 ha vị trí gần đường bộ, đường thuỷ và đường sắt, vùng nguyên liệu đặc trưng theo vùng thuận lợi cho vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm Sản phẩm chủ yếu là giấy viết, giấy in, giấy photocopy, giấy vi tính, giấy bao gãi, v.v cung cấp cho thị trường trong nước và xuất khẩu Công suất thiết kế là 55.000 tấn giấy trong đó 50.000 tấn giấy in, viết và 5.000 tấn giấy bao gói chiếm 60% sản lượng giấy cả nước

Ngày nay, đứng trước những yêu cầu ngày càng cao cuộc sống, trong nền kinh tế thị trường tự do cạnh tranh, các cán bộ CNV trong công ty đã cùng nhau đoàn kết, học tập, khuyến khích cải tiến kỹ thuật nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, tăng cường việc cải tạo đầu tư mới áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất nên sản lượng công ty năm sau cao hơn năm trước, chất lượng sản phẩm nâng cao rõ rệt được thể hiện ở việc ngày nay công ty đang quản lí sản phẩm theo tiêu chuẩn ISO 9002 Với số lượng cán bộ CNV tương đối lớn nhưng công ty vẫn đảm bảo được việc làm

ổn định và thu nhập cao Sản lượng giấy của công ty năm 2001 là 70.000 tấn

và kế hoạch năm 2002 là 75.000 tấn cao hơn so với công suất thiết kế gần 150% Đó là những thành tựu mà không phải đơn vị sản xuất nào cũng làm được

Về quy mô công ty, công ty bao gồm nhiều nhà máy sản xuất khác nhau phục vụ các công đoạn khác nhau cho quá trình sản xuất giấy như: nhà máy bột là nơi tạo ra bột giấy dùng cho quá trình sản xuất giấy; nhà máy giấy điều hành quá trình sản xuất giấy; nhà máy hoá chất cung cấp các loại hoá chất cần thiết trong quá trình sản xuất; nhà máy điện đủ khả năng cung cấp

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

điện tiêu thụ trong toàn nhà máy, đồng thời khi cần cũng có thể mua điện từ lưới điện quốc gia phục vụ cho hoạt động sản xuất; và phân xưởng quan trọng nhất trong công ty chính là phân xưởng xeo giấy, đó là nơi sản xuất ra sản phẩm cuối cùng trong rất nhiều công đoạn sản xuất giấy Mỗi nhà máy, phân xưởng trong công ty đều giữ một vai trò quan trọng khác nhau trong các công đoạn sản xuất Do vậy, trong nhiều năm qua các nhà máy phân xưởng luôn phấn đấu hoàn thành đúng và vượt mức kế hoạch đề ra để thúc đẩy sự phát triển của nhà máy

1.1 - Quá trình sản xuất giấy

Công nghệ sản xuất giấy đi từ nguyên liệu ban đầu là gỗ, tre nứa Quá trình sản xuất giấy bao gồm 2 công đoạn chính:

• Quá trình sản xuất bột giấy

• Quá trình xeo giấy

Sơ đồ công nghệ có dạng hình khối như hình 1 – 1:

Nguyên liệu qua xử lý sẽ được đưa vào nấu, sau đó được qua khâu rửa và tẩy trắng Bột sau khi tẩy sẽ theo hệ thống dẫn đến hòm phun bét, qua hệ thống Ðp thành tờ giấy, được sấy khô thành sản phẩm giấy ở dạng thô Sau

SÊy

Ðp tinh

l¹i

H×nh 1 1 Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt bét vµ giÊy–

đó, giấy dạng thô sẽ được đi qua hệ thống Ðp quang tạo ra các sản phẩm giấy có chất lượng khác nhau như giấy in, giấy photo, giấy viết

1.1.1 Quá trình công nghệ sản xuất bột.

1.1.1.1 Công đoạn xử lí nguyên liệu.

Nguyên liệu sản xuất giấy chủ yếu là gỗ và tre nứa Tre nứa được đưa từ bãi chứa vào băng chuyền và được rửa sạch bằng nước trước khi đưa vào máy chặt Tại đây tre nứa sẽ được băm thành mảnh nhỏ có kích thước theo tiêu chuẩn là: dài 35 mm, rộng 10 mm và dày 2,5 mm Các loại mảnh này được đưa vào hệ thống rửa mảnh

Năng suất máy chặt tre, nứa là 20 tấn / h

Gỗ được đưa đến bộ phận bóc vỏ bằng băng tải xích Gỗ sau khi rửa sạch được đưa vào máy chặt mảnh Mảnh gỗ sau khi chặt có kích thước : dài 25 ÷

35 mm, rộng 10 ÷ 20 mm, dày 3 ÷ 4 mm Mảnh gỗ được đưa qua sàng chọn

và đưa qua sân chứa mảnh bằng băng tải

Năng suất máy chặt gỗ là 40 tấn / h

Mảnh tre nứa và gỗ được đưa vào nồi nấu bằng hệ thống thổi mảnh Tuỳ theo loại sản phẩm mà ta có các tỷ lệ thổi mảnh khác nhau giữa gỗ và tre nứa

1.1.1.2 Công đoạn nấu bột.

Đây là công đoạn tiếp theo sau công đoạn chuẩn bị nguyên liệu ở đây bột được sản xuất theo phương pháp Sunfat có thu hồi hoá chất Nguyên liệu dạng mảnh được nấu trong 3 nồi có cấu tạo hình trụ đứng với dung tích V =

145 m3 Thời gian của một mẻ nấu là 240 phút kể cả thời gian nạp mảnh Hệ thống nạp được tự động bằng hệ thống thổi mảnh và cảm biến dạng tia phát

xạ để cảm nhận việc nạp hoàn thành Sau khi nấu xong bột được phóng sang

bể phóng có dung tích 400 m3 Từ đây bột được đến máy đánh tơi và đưa sang bộ phận rửa

Năng suất nấu bột là 150 tấn / ngày

1.1.1.3 Công đoạn rửa sàng.

Sau công đoạn nấu, bột được đưa sang bộ phận rửa sàng gồm 4 máy rửa lọc chân không Tại đây bột được rửa sạch Dịch đen loãng thu hồi trong quá trình nấu bột có nồng độ khoảng 13% được đưa đến hệ thống chưng bốc

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

Bột đen qua rửa sàng được đưa đến hệ thống sàng gồm 2 sàng áp lực, 1 sàng thô và 2 giai đoạn lọc cát Các mấu mắt tre nứa và bột sống được loại ra khỏi bột và đưa xuống sàng cô đặc theo vít tải ra ngoài Bột tốt được đưa đi tẩy trắng

1.1.1.4 Công đoạn tẩy trắng bột.

Bột từ sàng được đưa vào bể chứa, sau đó bột đen được đưa vào công đoạn tẩy trắng Công đoạn tẩy gồm các giai đoạn:

- Bột được Clo hoá bởi Cl2, sau đó được kiềm hoá để loại bỏ hợp chất màu Clorua Ligrin ra khỏi bột

- Sau kiềm hoá bột được tẩy tiếp bằng NaClO để đạt độ trắng theo yêu cầu (khoảng 74 ÷ 78%) Để bột có độ trắng theo yêu cầu phải thực hiện qui trình tẩy sạch, duy trì thích hợp các yếu tố nồng độ bột, nhiệt độ, tỷ lệ hoá chất, thời gian, độ pH,…Sau đó bột được đưa sang bể chứa chuẩn bị cho quá trình

xeo giấy

1.1.2 Quá trình công nghệ xeo giấy

Sau quá trình nấu, bột được bơm sang hệ thống xeo Tuy nhiên để tăng các tính chất của giấy, trước khi vào xeo bột được đưa qua hệ thống nghiền nhằm mục đích tăng thêm bề mặt tiếp xúc, tăng khả năng tiếp xúc giữa các thớ sợi với nhau tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành nên tờ giấy Sau quá trình nghiền, bột được pha thêm các chất phụ gia như cao lanh, nhựa thông, phèn và các chất phụ gia khác theo yêu cầu của từng loại sản phẩm Sau đó bột được đưa sang hệ thống phụ trợ: sàng áp lực, lọc cát (loại

bỏ các hạt bẩn trong giấy) và các thành phần có ảnh hưởng đến tờ giấy và được bơm sang hòm phun bột bắt đầu quá trình hình thành nên tờ giấy

1.1.2.1 Hòm phun bột và bộ phận hình thành giấy.

a – Hòm phun bét

Hòm phun bột làm nhiệm vụ phân bố đều một lượng bột đồng đều trên lưới và ổn định với tốc độ không đổi trên toàn bộ bề ngang của lưới, giữ không cho đồng bột chảy phá vỡ sự hình thành của dòng bột trên bề mặt lưới Ở đây bột đã được hình thành nên tờ giấy có độ khô từ 18 ÷ 20%, nồng

độ bột được giữ ở 0,4% Sơ đồ hòm phun bột và bộ phận hình thành có dạng hình vẽ 1–3:

b - Bộ phận hình thành giấy.

Quỏ trỡnh hỡnh thành tờ giấy được thực hiện giữa 2 bề mặt của lưới đụi gồm lưới trong và lưới ngoài Lưới trong dài 22,00 m, rộng 4,35 m Lưới ngoài dài 18,00 m, rộng 4,35 m Việc tạo hỡnh này hạn chế bề mặt chảy tự

do của dũng bột đó hỡnh thành trờn bề mặt lưới và cho ta khả năng điều khiển tốt hơn Trờn bộ phận hỡnh thành nước được thoỏt ra theo cả 2 phớa chiều dài tạo hỡnh và giấy sẽ cú bề mặt đồng nhất Một phần bột hỡnh thành được bao giữa lưới trong và lưới ngoài nờn thuận lợi về thời gian tỏch nước

và độ thấm Lưới hỡnh thành tạo ra giấy cú nồng độ đến 12%

1.1.2.2 Bộ phận ép

ép là dựng lực cơ học để nộn bề mặt nhằm mục đớch làm cho bề mặt trở nờn phẳng hơn và tỏch nước khỏi tờ giấy càng nhiều càng tốt Sau cụng đoạn hỡnh thành tờ giấy cú độ khụ khoảng 20 %, ở cụng đoạn ép tờ giấy cú độ khụ khoảng 20 ữ 40% Cụng đoạn ép sẽ làm cho tờ giấy tăng độ bền và độ

nhẵn, đồng thời ép cũn cú nhiệm vụ dẫn tờ giấy sang bộ phận sấy Sơ đồ bộ phận ép như hỡnh vẽ 1 – 4

Bộ phận ép cú cấu trỳc và số lượng cặp ép khỏc nhau

Hình 1- 3 Hòm phun bột và bộ phận hình thành.

Hòm phun Lưới

Hình 1-4 Bộ phận ép.

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

Chức năng : Dùng lực cơ học để Ðp tờ giấy đạt trên điểm bão hoà Ở phần này mục tiêu tách nước đến độ khô của tờ giấy khoảng 22% Công đoạn này cũng góp phần làm cho tờ giấy có chất lượng tốt hơn Ngoài nhiệm vụ tách nước, nó còn có nhiệm vụ dẫn giấy từ bộ phận lưới sang bộ phận sấy, tăng

độ bền và độ nhẵn của tờ giấy Bộ phận Ðp có số lượng cặp Ðp và cấu trúc khác nhau Một cặp Ðp bao gồm giá đỡ và hai lô Lô dưới thường được lắp trên một ổ cố định và là lô dẫn động Sự Ðp xảy ra ở khoảng giữa lô trong khe Ðp Tờ giấy được chăn dẫn qua khe Ðp

Tê giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới trục Ðp hút chân không Chức năng quan trọng của lưới Ðp là chống tạo vết trên tờ giấy Tổ Ðp 1, tờ giấy có độ khô khoảng 33%, sau đó tờ giấy được chuyển tới bộ phận Ðp lưới

ở tổ hai Tổ hai gồm một lưới nhựa giữa chăn Ðp và trục Ðp phía dưới làm giảm áp suất thuỷ tĩnh trong tuyến Ðp Kết quả là sau khi ra khỏi tổ Ðp 2, giấy có độ khô khoảng 40%.Từ chăn Ðp 2, tờ giấy được chuyển tới tổ Ðp nhẵn (ép 3) qua một khoảng kéo hở Tổ Ðp này không có chăn nên không có nhiệm vụ tách nước mà chỉ có tác dụng làm cho hai mặt của tờ giấy mịn và phẳng hơn

1.1.2.3 Bộ phận sấy

Khi tờ giấy rời khỏi bộ phận Ðp

sẽ có độ khô vào khoảng 40% và

nhiệt độ khoảng 25-30 °C Trong

bộ phận sấy lượng nước còn lại sẽ

được tách ra bằng cách bốc hơi.Sấy

là một quá trình vận chuyển nhiệt

và nước trong đó nhiệt được

chuyển qua vùng bay hơi nước bốc

lên đi qua bề mặt của tờ giấy và

luồng khí thông gió

Các biện pháp sấy được sử dụng

là:

- Sấy trực tiếp: Tờ giấy tiếp xúc với các lô sấy nóng

- Sấy đối lưu: Nhiệt được cung cấp bởi không khí trong chụp xung quanh

lô sấy.

GiÊy

H×nh 1-5 Bé phËn sÊy

- Sấy tự do: Sấy

trong khoảng khụng

lụ nằm trong bộ phận sấy nhựa Giấy đó sấy khụ được làm nguội trờn 2 lụ làm lạnh Tất cả cỏc lụ đều cú đường kớnh 1,5 m

Bảng sau cho ta thấy cỏc lụ được chia làm 6 nhúm (Bảng 1 – 1)

tờ giấy, cỏc lụ được bố trớ thành những nhúm dẫn động khỏc nhau Trong

Bảng 1 1 Thông số các lô truyền động nhóm sấy–

Hình 1- 6: Nhóm sấy 8 lô

Giấy

Chăn

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.1 Quá trình sản xuất giấy

nhóm tất cả các lô trong cùng nhóm có cùng tốc độ Sự chênh lệch về tốc độ giữa các nhóm dẫn động sẽ được hiệu chỉnh theo độ kéo căng và sự cố của

tờ giấy

1.1.2.4- Bộ phận Ðp quang

Việc Ðp giấy là một công đoạn quan trọng trong việc hình thành nên tờ giấy Bộ phận Ðp bao gồm một bộ 2 hoặc nhiều suốt quay tiếp xúc với nhau Thao tác này làm cho tờ giấy chắc lại và thay đổi các thuộc tính bề mặt

thông qua áp lực của các suốt quay Bộ phận Ðp quang không làm nhiệm vụ tăng độ khô mà làm cho tờ giấy trở nên bóng hơn, cải thiện được chất lượng của sản phẩm giấy Với hệ thống sản xuất của cả quá trình, bộ phận Ðp quang có vai trò rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng sản phẩm giấy đầu ra Việc trang bị điện cho máy Ðp quang để đáp ứng các yêu cầu công nghệ sẽ được em trình bày ở các chương sau.

1.1.2.5 - Bộ phận cuộn và cuộn lại

Sau Ðp quang, tờ giấy được đưa qua máy cuộn Sau công đoạn cuộn, lô giấy có đường kính lớn được cắt thành từng lô giấy có đường kính nhỏ theo yêu cầu khách hàng và được cuộn lại trên máy cắt cuộn lại Lô giấy sau đó được đưa vào kho thành phẩm và từ đó được chế biến theo yêu cầu của khách hàng

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.2 Các tham số công nghệ chính

1.2 – Các tham số công nghệ chính

Tham số công nghệ trong quá trình sản xuất là vô cùng quan trọng, quyết định sản lượng và chất lượng sản phẩm Việc điều chỉnh tự động các tham số được đặt lên hàng đầu, nó quyết định chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sức lao động, đảm bảo tính đồng đều về chất lượng sản phẩm trong từng lô sản phẩm đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn ISO 9002 Vấn đề đặt ra là tự động hoá từng phần tiến tới tự động hoá toàn dây chuyền sản xuất

Các tham số cơ bản cần điều chỉnh trong quá trình sản xuất là:

1.3.1 Nhà máy điện.

Nhà máy điện là nơi sản xuất ra điện và hơi nước phục vụ cho qúa trình sản xuất bột giấy và sấy giấy Nhà máy điện gồm 2 tuốc bin hơi: tuốc bin hơi ngưng tụ và tuốc bin đối áp

1.3.1.1 Tuốc bin ngưng tụ và máy phát điện:

- Các tham số cần điều khiển:

ntuốc bin = 7500 v/ph Pthiết kế = 7.1 MPa

Psấy = 0,45 MPa.

Máy phát ngưng tụ:

P = 1.6 MW; Q = 0,8 MVAR

U = 11 KV; f = 50 Hz

Không khí làm mát tuốc bin : t o = 40 oC; Q = 13,5 m3/s

1.3.1.2 Tuốc bin đối áp và máy phát điện.

ntuốc bin = 6500 v/ph Pthiết kế = 7.4 MPa

nmáy phát = 1500 v/ph Pvận hành = 5.8 MPa

t°C = 450 °C

Lưu lượng hơi: Qh = 27,2 kg/s

Áp suất dầu: Pdầu = 0,08 ÷ 0,17 MPa

Máy phát đối áp : P = 1,2 MW; Q = 0,6 mVAR

- Chu kỳ nấu: 240 phút (thể tích nồi V = 145 m3 x 3)

- Áp suất nấu: Pnấu = 0,65 MPa

Công suất nấu : 150 tấn / ngày

1.3.3 Nhà máy giấy.

Đây là nơi quyết định năng suất và chất lượng của quá trình sản xuất giấy Tham số công nghệ cần khống chế trong quá trình sản xuất:

- Độ tro ( hàm lượng CaCO3 và phụ gia) = 10%

- Hòm phun bột với tốc độ 450 m/ph, áp suất phun P = 36 Kpa

- Khe hở môi phun: 10 mm (±100µm)

- Lực ở Ðp quang: tuỳ theo công nghệ cho từng loại giấy Lực Ðp có thể lớn 250 KN/m (max )

Ví dụ: giấy in F = 400 ÷ 500 KN (khoảng 70 ÷ 80 KN/m )

1 Giới thiệu công nghệ sản xuất giấy 1.2 Các tham số công nghệ chính

- Độ đồng đều của tờ giấy

1.3.4 - Nhà máy hoá chất

Nhà máy hoá chất sản xuất các loại hoá chất phục vụ cho sản xuất như Clo, nước gia ven, xút ăn da,… Yêu cầu nghiêm ngặt đó là vấn đảm bảo môi trường và chất lượng sản phẩm Đảm bảo các yếu tố sau:

Khí Clo sau điện phân: P = - 5 ÷ - 20 mm H2O

Nhiệt độ: to = 90 oC

Lưu lượng Cl2 = 900 kg/h

Khí H2 : P = 5 ÷ 50 mmH2O

to = 90 oC; QH2 =23,55 kg/h

Khí Clo sau khi nén: P = 2,5 ÷ 2,8 MPa

Chất lượng nước gia ven:

Nồng độ Clo hữu hiệu; NaOHdư = 2 ÷ 4 g/lít

Độ pH = 5 ÷ 8

Ngoài ra còn các thông số khác, tuy nhiên Ýt ảnh hưởng đến quá trình công nghệ không đưa ra đây do hạn chế của đồ án

Chương 2

Hệ truyền động phân xưởng xeo

2.1 – Hệ truyền động phân xưởng xeo.

2.1.1 Giới thiệu chung

Công đoạn xeo giấy là công đoạn rất quan trọng, nó quyết định đến chất lượng của tờ giấy Với chiều dài hơn 100 m, công đoạn xeo giấy được thiết

kế đảm bảo tờ giấy hình thành được liên tục từ đầu đến cuối một cách thông suốt, hạn chế giấy bị đứt, bị nhăn trong quá trình làm việc Do đó yêu cầu hệ truyền động cho từng động cơ và cả hệ thống là sự đồng bộ tốc độ đảm bảo theo đặc trưng của quá trình công nghệ Trong quá trình xeo giấy, tờ giấy đi qua nhiều công đoạn như hình thành, Ðp, sấy, Ðp quang, từ dạng lỏng hình thành nên tờ giấy, do đó chiều dài tờ giấy sẽ tăng lên theo từng công đoạn Mặt khác tốc độ cả hệ thống thay đổi tuỳ theo yêu cầu sản xuất cụ thể là công suất sản xuất từng ngày từng tháng, từng quý, kế hoạch năm, từ lúc chạy máy ban đầu đến khi đạt tốc độ làm việc đòi hỏi hệ truyền động phải đảm bảo yêu cầu cụ thể đảm bảo sai số nhỏ về mặt tốc độ giữa các khâu, các công đoạn Do vậy, nhà máy đã được trang bị hệ thống truyền động có thể nói là hiện đại nhất thời kì này là hệ truyền động Thyristor - Động cơ (T - Đ) Đặc trưng hệ T - Đ là độ tác động nhanh cao, không gây ồn, khả năng điều chỉnh tốc độ sâu, van bán dẫn công suất lớn có hệ số khuyếch đại công suất cao, thuận tiện cho việc dùng các hệ thống điều chỉnh tự động sử dụng các mạch vòng nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và động của hệ thống

Sơ đồ khối các quá trình trong hệ thống xeo như hình 2-1 Bét sau khi được nấu từ nhà máy bột, đã qua các xử lý để làm tăng độ trắng, được đưa đến thùng bột của phân xưởng xeo Tại đây, nhờ hòm phun, bột giấy được phun lên lưới thành màng giấy mỏng Trên lưới, màng giấy được tách nước nhờ hệ thống hút chân không, sau đó tiếp tục được đưa qua hệ thống trục bụng để tách triệt để hơn Tờ giấy lúc đó đã được hình thành, tuy nhiên để tờ giấy được khô hơn người ta cho qua hệ thống Ðp I, Ðp II, Ðp nhẵn Tiếp theo tờ giấy được đưa sang sấy khô I, sấy khô II, sang làm lạnh Sau đó giấy được đưa sang hệ thống máy Ðp quang để tăng độ bóng và đồng đều về độ dầy, đảm bảo một số các tính năng khác Qua máy Ðp quang, giấy xem như

2 Hệ truyền động phõn xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phõn xưởng xeo

đó cú cỏc tiờu chuẩn chất lượng cỏc khõu sau đú chỉ là chế biến theo yờu cầu, mục đớch sử dụng

2.1.2 Hệ thống truyền động cho phõn xưởng xeo

Hệ thống truyền động cho mỏy xeo sử dụng cụng nghệ thiết bị của hóng ASEA sản xuất Cỏc động cơ được truyền động từ những bộ điều chỉnh giống nhau về kết cấu, gồm 2 mạch vũng điều chỉnh: mạch vũng điều chỉnh tốc độ và mạch vũng điều chỉnh dũng điện Cỏc bộ điều chỉnh nhận tớn hiệu chủ đạo từ tớn hiệu điện ỏp chủ đạo chung (Mater voltage) được đặt ở thiết bị điều khiển trung tõm Tuy nhiờn, cỏc động cơ khụng quay cựng tốc độ nờn việc sai lệch tốc độ được điều chỉnh riờng lẻ từ cỏc bộ phận điều chỉnh riờng của cỏc động cơ

Về cơ bản, hệ thống truyền động chung cho cả phõn xưởng là hệ truyền động một chiều T - Đ Song, trong những năm gần đõy, do kỹ thuật điều khiển hệ truyền động xoay chiều đó phỏt triển mạnh mẽ với cỏc khả năng tương đương với hệ một chiều, do đú cụng ty cũng đó cố gắng dần thay thế cỏc hệ truyền động một chiều đó lỗi thời bằng cỏc hệ truyền động xoay chiều hiện đại ở một số khõu quan trọng Như vậy, ở phõn xưởng xeo hiện nay, đang tồn tại cả hai hệ truyền động xoay chiều và truyền động một chiều

Hình 2-1 Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất phân xưởng xeo

Làm lạnh 94%

Các hệ truyền động gồm động cơ và bộ điều chỉnh cho động cơ đó Nguồn cung cấp được lấy từ biến áp, qua các thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và bộ biến đổi cung cấp cho động cơ.

Sơ đồ hệ truyền động cho phân xưởng xeo ở hình 2-2

Hệ truyền động máy xeo giấy có các động cơ với kí hiệu và các thông số cho trong bảng sau:

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xưởng xeo

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xưởng xeo

Trong đó bao gồm 26 động cơ, 24 động cơ một chiều và 02 động cơ xoay chiều Các động cơ và cơ cấu truyền động cơ khí đặt tại hiện trường, các bộ điều chỉnh được đặt tập trung tại các phòng (Unit) Hệ thống tủ được bố trí trong phòng như sau:

- Tủ YD 1 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 1 ở bộ phận lưới, nhiệm vụ dẫn động chính

- Tủ YD 2: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 2 ở bộ phận lưới làm nhiệm vụ dẫn động chính

- Tủ YD 3: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 3 và số 4 ở bộ phận Ðp

- Tủ YD 4 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 5 và động cơ số 6 -Tủ YD 5: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 7 và động cơ số 8 ở bộ phận Ðp

- Tủ YD 6 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 9 ở bộ phận sấy 1 -Tủ YD 7: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 10 ở nhóm sấy số 2 -Tủ YD 8: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 11 ở nhóm sấy số3 -Tủ YD 9 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 12, 13, 14 ở bộ phận

Ðp

- Tủ YD 10: Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 17 ở nhóm sấy 4

- Tủ YD 11 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số18 ở nhóm sấy 5

- Tủ YD 12 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 19 ở lô lạnh

- Tủ YD 13 : Tủ dự phòng

- Tủ YD 14 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 20, 23, 24 của Ðp quang một chiều

-Tủ YD 15 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 25 của máy cuộn

- Tủ YD 16 : Điều khiển và cấp nguồn cho động cơ số 26 của bộ phận khởi động lô thay thế

- Một tủ riêng dành cho điều khiển biến tần, máy Ðp quang xoay chiều Tất cả các tủ điều khiển đều nhận tín hiệu điều khiển từ tủ điều khiển trung tâm KD1 Từ đây các tín hiệu chủ đạo được gửi đi đến các tủ riêng để điều khiển các bộ biến đổi

Như vậy, ta thấy, sau khi cải tiến các hệ truyền động cho phân xưởng xeo

để nâng cao năng suất, hiện nay trong phân xưởng xeo tồn tại hai hệ truyền động thay đổi tốc độ là hệ truyền động một chiều và hệ truyền động xoay chiều Sau đây ta sẽ giới thiệu từng hệ

2 Hệ truyền động phõn xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phõn xưởng xeo

Động cơ được điều khiển quay thuận ngược bằng cỏch đảo chiều điện ỏp phần ứng đặt vào động cơ Điều này được thực hiện thụng qua cỏc tiếp điểm đúng cắt rơle chạy thuận (T) và ngược (N) như hỡnh vẽ

Khõu tạo điện ỏp chủ đạo và đồng bộ tốc độ giữa cỏc khõu KD1 cho toàn

hệ thống truyền động phõn xưởng cú dạng như hỡnh 2-4

ĐC

Ktừ FT

T T

N N

-+

Uωđ

Hình 2-3 : Sơ đồ truyền động một chiều.

Quá trình điều chỉnh đồng bộ tốc độ có thể thực hiện theo các phương pháp khác nhau, ở đây ta dùng phương pháp điều chỉnh đồng bộ tốc độ và sức căng bằng điều chỉnh điện áp phần ứng dùng nguồn cung cấp riêng cho động cơ Phương pháp này có ưu điểm đơn giản, phù hợp với đặc điểm công nghệ của quá trình sản xuất giấy đó là tốc độ đầu vào và đầu ra khác nhau, cho nên cần có sự chỉnh định riêng cho từng nhóm truyền động cùng tốc độ (hình 2.5).

CB I R

§C

UT

®

Nguån 3 pha

UCC

2 Hệ truyền động phõn xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phõn xưởng xeo

Giỏ trị điện ỏp chủ đạo từ +10 ữ +11 V, tuỳ theo quỏ trỡnh vận hành Cỏc khõu điều chỉnh tốc độ (Rω) và điều chỉnh dũng điện (RI) dựng khõu tỷ lệ – tớch phõn (PI) Sự cú mặt của mạch vũng sức căng làm cho chất lượng quỏ trỡnh điều chỉnh càng chớnh xỏc hơn Sơ đồ mạch điều chỉnh truyền động DC như hỡnh vẽ 2.6 Trong quỏ trỡnh làm việc cỏc bộ điều chỉnh nhận cựng tớn hiệu điện ỏp chủ đạo từ khối KD1 Tuy nhiờn lỳc đầu chạy mỏy, tốc độ được tăng dần nhờ tớn hiệu đặt Crawl và tăng dần lờn tốc độ làm việc Do việc truyền động liờn hệ nhau giữa cỏc khõu là băng giấy khụng cú khả năng truyền lực kộo cho nờn xảy ra tỡnh trạng giấy bị đứt hoặc chựng cục bộ giữa cỏc lụ, cỏc khõu với nhau, lỳc đú ta dựng nỳt Slack take-up để căng giấy Sơ

đồ thực hiện cụ thể của cỏc điều chỉnh trờn sẽ được trỡnh bày cụ thể ở cỏc sơ

YD11

Slack take - up

Crawl and Inch

Master voltage

Cascade master

Tín hiệu gửi đến

Tín hiệu gửi đi

2.1.2.2 Hệ truyền động xoay chiều

Trong phân xưởng xeo hiện nay tồn tại cả hệ truyền động xoay chiều song song với hệ truyền động một chiều Hệ một chiều đã được lắp đặt khi xây dựng nhà máy, còn hệ truyền động xoay chiều mới được đưa vào vận hành trong một vài năm gần đây Hiện hệ truyền động xoay chiều hiện nay trong phân xưởng là hệ truyền động biến tần ACS600 do hãng ABB lắp đặt

Về cơ bản, cấu trúc của một hệ biến tần có dạng như hình 2-7

Một bộ biến tần dùng để biến đổi tần số nguồn đầu vào cố định thành tín hiệu đầu ra có tần số thay đổi được Khi đưa tín hiệu này vào động cơ xoay chiều thì ta có thể thay đổi được tốc độ động cơ thông qua thay đổi tần số Cấu trúc của một hệ truyền động xoay chiều sử dụng biến tần bao gồm:

- Máy biến áp cấp nguồn đầu vào cho hệ thống

- Bộ nghịch lưu với các van đóng mở theo quy luật làm thay đổi tần số

- Khối điều khiển phát các xung điều khiển các van

- Động cơ quay với tốc độ theo yêu cầu

Nội dung cuốn đồ án này là trình bày về hệ truyền động xoay chiều máy

Ðp quang, do đó các nội dung cụ thể về truyền động xoay chiều em sẽ trình bày ở phần sau

∼

∼

Khèi

®iÒu khiÓn

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.1 Hệ truyền động phân xưởng xeo

2.1.3 Yêu cầu hệ truyền động máy xeo giấy.

Xuất phát từ những đặc điểm trên, truyền động cho máy xeo giấy có những yêu cầu truyền động rất phức tạp một trong những yêu cầu hàng đầu đó là

đồng bộ hoỏ tốc độ giữa cỏc khõu trong dõy truyền cụng nghệ và đảm bảo sức căng giấy theo cỏc giỏ trị đặt cho từng loại giấy Từ những yờu cầu đú hệ thống truyền động cho mỏy xeo giấy được thiết kế rất hoàn thiện với 3 mạch vũng điều chỉnh trong cỏc hệ truyền động Cỏc mạch vũng được tớnh toỏn, chỉnh định rất chớnh xỏc, tỉ mỉ.

2.2 – Mỏy ép quang và hệ truyền động mỏy ép quang∗

2.2.1 Giới thiệu chung

Mỏy ép quang là khõu cuối cựng trong toàn bộ hệ thống sản xuất giấy, do

đú nú cú ý nghĩa rất quan trọng đối với toàn bộ hoạt động của cụng ty Mỏy

ép quang chớnh là khõu quyết định chất lượng sản phẩm giấy, nú tạo ra độ búng, mịn cũng như bề dầy của tờ giấy ép quang sẽ tạo ra cỏc sản phẩm giấy khỏc nhau như giấy in, giấy telex, giấy viết

ép quang là quỏ trỡnh cụng nghệ dựng lực cơ học ép lờn bề mặt tờ giấy, lực ma sỏt trượt giữa tờ giấy và lụ ép để làm thay đổi cỏc tớnh chất bề mặt của tờ giấy như làm tăng độ nhẵn, búng, tăng độ phản xạ của tờ giấy

Với ý nghĩa quan trọng của bộ phận ép quang, nờn bộ phận này rất được quan tõm sửa chữa nõng cao năng suất Mỏy ép quang đó được cải tạo thay thế nhiều lần và hiện nay, mỏy đang sử dụng cụng nghệ do hóng ABB cung cấp Về chất lượng sản phẩm giấy hiện nay cũng đó đỏp ứng được một phần nhu cầu của thị trường, tuy nhiờn vẫn cần phải cải tiến tiếp để cú thể tạo ra cỏc sản phẩm tốt hơn nữa mà đặc biệt chớnh là cải tiến mỏy ép quang

2.2.2 Cỏc giai đoạn phỏt triển mỏy

ép quang

2.2.2.1 Mỏy ép quang thế hệ 1

Đõy là thế hệ đầu của mỏy ép quang,

được thiết kế lắp đặt khi xõy dựng nhà

mỏy Sơ đồ mỏy cú dạng như hỡnh 2-8

Tờ giấy sau khi ra khỏi hệ thống sấy

sẽ được đưa vào ép quang ép quang

thời kỳ này bao gồm nhiều lụ ép, tờ

giấy sẽ được ép nhiều lần giữa cỏc lụ

như hỡnh vẽ Cỏc lụ ép làm bằng kim

 Quá trình ép này làm tăng khả năng phản xạ ánh sáng tờ giấy, làm tờ giấy bóng hơn nên đợc gọi là ép quang.

ĐC

Hình 3.1 Máy ép quang thế hệ 1.

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.2 Máy Ðp quang

loại có bề mặt nhẵn, rỗng ở trong Với cấu tạo các lô có đường kính giảm dần từ trên xuống dưới thì giấy sẽ được Ðp với áp lực tăng dần, như vậy quá trình làm thay đổi các tính chất bề mặt tờ giấy sẽ diễn ra từ từ cho tới khi đạt được chất lượng mong muốn Với kết cấu nhiều lô Ðp thì tờ giấy sẽ bị Ðp ngoài lực Ðp giữa các lô, còn chịu tác dụng của lực ma sát trượt trên lô, đồng thời tờ giấy còn được trượt trên cả hai mặt, như vậy tờ giấy sẽ được nhẵn, chặt đồng thời trên cả hai mặt

Tuy nhiên, với cấu tạo như vậy, khi xẩy ra sự cố rách giấy thì rất khó cho công việc lắp giấy, quá trình bắt giấy quá phức tạp

Về truyền động cho máy, thời kỳ này máy sử dụng hệ truyền động T - Đ một chiều Hệ điều khiển truyền động cho lô dưới cùng và cũng là lô có đường kính lớn nhất, còn các lô còn lại đều là các lô bị động Do hoạt động theo kiểu chỉ có một lô chủ động với các lô khác là bị động nên vấn đề đảm bảo về đồng bộ tốc độ giữa các lô là khó có thể đạt được

lực tác dụng lên tờ giấy, cấu tạo hai lô được chế tạo đặc biệt: Thân lô có dạng hình trụ rỗng, dùng dầu có áp lực lớn và hơi nước để tạo cho lô có hình bom bể ở giữa Như vậy, khi Ðp, do tác dụng của lực Ðp giữa hai trục, thân

lô sẽ co lại mất hình bom bể và bề mặt lô Ðp là phẳng, đảm bảo tờ giấy sẽ được Ðp trên một đường thẳng, làm cho tờ giấy được phẳng, nhẵn

Về truyền động, máy vẫn sử dụng hệ truyền động một chiều điều khiển quay lô dưới, còn lô trên là lô bị động, quay theo sự dẫn động của lô dưới

Ta thấy, máy Ðp quang thế hệ 2 đã có rất nhiều thay đổi so với thế hệ 1 Chỉ với hai lô quay, nó đã làm đơn giản hơn rất nhiều cho quá trình bắt giấy cũng như sửa chữa hệ thống, truyền động cho hệ thống được đơn giản hơn rất nhiều Tuy nhiên, hệ này vẫn còn tồn tại nhược điểm cần khắc phục như:

do lô trên là lô bị dẫn lên bề mặt giấy phía này không đạt được độ bóng mong muốn, giấy chỉ được Ðp bóng trên một mặt Hệ vẫn hoạt động theo kiểu chỉ có một lô được dẫn động nên việc đồng bộ tốc độ và đảm bảo sai lệch tốc độ vẫn chưa đảm bảo, mặc dù đã có tiến bộ hơn rất nhiều so với hệ

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.2 Máy Ðp quang

Máy Ðp thế hệ 2 đã khắc phục được nhiều khuyết điểm so với thế hệ 1, nhưng vẫn cần phải nâng cấp Chính vì vậy, máy Ðp quang đã được cải tiến lên thế hệ thứ 3 (tháng 10/1997)

Khuyết điểm ở máy Ðp thế hệ 2 chính là sự hoạt động của lô trên dẫn động theo lô dưới Do vậy ở thế hệ mới, cả hai lô đều là lô dẫn động Với sự hoạt động mà cả hai lô đều là chủ động thì vấn đề độ bóng tờ giấy ở phía trên bị

giảm là không còn Chất lượng giấy đã được cải tiến đi rất nhiều và thực tế cũng cho thấy giấy của công ty đã và đang chiếm lĩnh dần được thị trường Với hệ hai lô được truyền động riêng rẽ thì vấn đề đối với các hệ truyền động là rất lớn, cần phải đảm bảo được các chỉ tiêu về đồng bộ tốc độ cũng như sai lệch tốc độ giữa hai hệ Trong hệ truyền động cho máy, truyền động

lô trên là hệ truyền động một chiều và được giữ cố định tốc độ Còn truyền động lô dưới là hệ truyền động xoay chiều biến đổi tần số, được điều khiển

để luôn đồng bộ với tốc độ ở lô trên (sử dụng tín hiệu phản hồi tốc độ lô trên) Như vậy, quá trình điều khiển hệ máy Ðp quang đạt được chất lượng sản phẩm mong muốn là hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình điều khiển hệ truyền động xoay chiều lô dưới

Bảng các tham số kỹ thuật của hệ truyền động máy Ðp quang thế hệ 3

Nguån 3 fa

§éng c¬

mét chiÒu

1 2 3

Thứ Cấu tạo Dài Đường kớnh Vị trớ Tỏc dụng

Ở phần sau ta sẽ đi sõu phõn tớch hệ truyền động mỏy ép quang thế hệ 3

 Từ đây, khi nói đến khái niệm ép quang, ta chỉ xét đến máy ép quang thế hệ 3 đang đợc sử dụng.

Bảng 3.3 Thông số các lô truyền động máy ép quang thế hệ 3

Bảng 3.4 Thông số các động cơ truyền động máy ép quang thế hệ 3.

2 Hệ truyền động phõn xưởng xeo 2.2 Mỏy ép quang

2.2.3.1 Sơ đồ truyền động mỏy ép quang

Như đó phõn tớch ở trờn, mỏy ép quang thế hệ 3 hiện nay sử dụng cả hệ

truyền động một chiều và hệ truyền động xoay chiều, trong đú hệ một chiều

T - Đ truyền động cho lụ ép trờn, cũn hệ xoay chiều điều khiển biến tần truyền động cho lụ ép dưới Hai lụ được liờn hệ đồng bộ tốc độ với nhau, và được điều khiển thụng qua hệ điều khiển xoay chiều Hệ truyền động xoay chiều đang sử dụng là do hóng ABB lắp đặt, đú là hệ điều khiển biến tần ACS600 điều khiển theo nguyờn tắc điều chỉnh mụ men trực tiếp (Direct Torque Control – DTC) là phương phỏp điều khiển tương đối hiện đại, cho phộp đạt được những yờu cầu đối với hệ truyền động mỏy xeo Nguyờn tắc

Biến tần ACS 600

tín hiệu đồng

bộ tốc độ

KHÂU TạO ĐIệN áP CHủ ĐạO (MV)

KHÂU TạO

ĐIệN áP CASCADE

Ng xoay chiều 380 V

Phần mềm

điều khiển biến tần (apc)

Biến tần ACS 600

Load lô lạnh

tín hiệu slack take-up

tín hiệu đồng

bộ tốc độ

inch and crawl

520 5,2 ±

710 7,1 ± lô trên (top roll)

lô dưới (bottom roll)

M

Ng xoay chiều 380/220 V

điều khiển DTC cũng như sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động ACS600 sẽ

được trình bày ở phần sau

2.2.3.2 Yêu cầu truyền động máy Ðp quang.

Với vai trò quan trọng của mình trong toàn bộ quá trình sản xuất giấy, nên máy Ðp quang có những yêu cầu công nghệ rất chặt chẽ về phần truyền động:

- Ổn định tốc độ giữa 2 lô Ðp

- Đảm bảo sai lệch tốc độ giữa 2 lô Ðp là 0.15%

- Tốc độ dài của 2 lô Ðp được điều khiển phù hợp với toàn dây truyền

- Quá trình gia tốc tốc độ phải thực hiện triệt để với việc điều khiển trơn

vô cấp

- Đảm bảo sức căng tờ giấy phù hợp

Theo sơ đồ và quá trình phân tích ở trên ta thấy máy Ðp quang là bộ phận tách rời nếu xét về mặt công nghệ, nhưng lại là một bộ phận thuộc máy xeo được truyền động, gia tốc, ổn định tốc độ cùng với toàn dây chuyền sản xuất Máy Ðp quang được nhận tín hiệu chung từ một tín hiệu chủ đạo chung, tờ giấy đi qua toàn bộ hệ thống do đó máy Ðp quang phải đảm bảo việc đồng bộ tốc độ với toàn hệ thống Nếu không tờ giấy sẽ bị xé rách do sức căng tờ giấy quá giới hạn cho phép hoặc quá chùng

Đảm bảo cho quá trình làm việc ổn định, chất lượng tờ giấy đảm bảo thì máy Ðp quang phải đảm bảo ổn định tốc độ Lúc đó hệ thống mới đảm bảo

sự ổn định tốc độ

Máy Ðp quang làm việc, 2 lô Ðp lên nhau một lực rất lớn, tuỳ theo từng loại sản phẩm ví dụ giấy in sách thì sức căng khoảng 290 N/m, do đó việc yêu cầu đảm bảo sai lệch tốc độ giữa 2 lô rất quan trọng Yêu cầu ∆ω ≤ 0.15

%, lúc đó mới đảm bảo phụ tải cho động cơ truyền động Nếu sai lệch không đúng, một trong 2 động cơ truyền động sẽ bị quá tải hệ thống bảo vệ tác động động cơ sẽ bị dừng lại, hệ thống sẽ bị dừng máy Mặt khác, Ðp quang mục đích làm cho tờ giấy mịn, bóng hơn Cho nên khi tốc độ sai lệch bề mặt

sẽ bị cào xước, không đảm bảo yêu cầu chất lượng

Về yêu cầu gia tốc tốc độ chỉ phải thực hiện trong truờng hợp tăng tốc độ toàn dây chuyền sản xuất, lúc đó yêu cầu quá trình gia tốc tốc độ phải êm phù hợp với cả dây chuyền sản xuất, tránh không làm cho tờ giấy bị rách trong quá trình gia tốc tốc độ

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.2 Máy Ðp quang

Sức căng tờ giấy ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng tờ giấy, nó có thể làm cho tờ giấy bị nhăn trong quá trình đi vào máy Ðp quang, mất tín hiệu trong mạch vòng điều chỉnh sức căng Sức căng tờ giấy quá lớn làm cho động cơ phía sau máy Ðp quang bị quá tải dẫn đến dừng máy, làm cho tờ giấy bị xé rách do đó trong quá trình truyền động yêu cầu máy Ðp quang phải đảm bảo sức căng tờ giấy phù hợp với toàn bộ dây chuyền sản xuất

Tóm lại, yêu cầu truyền động cho máy Ðp quang phải đảm bảo các yêu cầu như trên để hệ thống làm việc được ổn định

2.2.4 Nhận xét chung về các thế hệ máy Ðp quang

2.2.4.1 Máy Ðp quang dùng hệ truyền động một chiều

Máy Ðp quang thế hệ này dùng truyền động DC với một lô chủ động được truyền động từ một động cơ một chiều, lô còn lại là lô bị động và lực nén được Ðp từ trên xuống, do đó sai lệch tốc độ khó được đảm bảo Hệ thống không có tín hiệu đặt, đo sức căng cho nên thực tế máy Ðp quang này vận hành kém, không đảm bảo chất lượng giấy theo yêu cầu Hệ truyền động kiểu này được sử dụng ở thế hệ 1và thế hệ 2 của máy Ðp quang

2.2.4.2 Máy Ðp quang dùng hệ truyền động một chiều-xoay chiều

Với những khuyết điểm của hệ truyền động một chiều cho máy Ðp quang, hiện nay, ở thế hệ thứ 3, máy Ðp quang được cải tiến bằng hệ truyền động 2

lô chủ động: lô trên được truyền động bằng động cơ một chiều còn lô dưới được truyền động bằng động cơ xoay chiều AC

Sơ đồ truyền động và quan hệ giữa hệ truyền động 2 lô được thực hiện như hình vẽ sau: (hình 3.4)

Trong đó: - UT là tín hiệu của mạch vòng sức căng tờ giấy

- APC là bộ điều chỉnh số ( Application Controler)

Đây là hệ thống truyền động mới nhất hiện đang được lắp đặt và vận hành tại công ty giấy Bãi Bằng Việc đồng bộ tốc độ giữa 2 lô và đồng bộ tốc độ với hệ thống được thực hiện rất chặt chẽ bằng việc đặt các tín hiệu như hình

vẽ 3 – 4 Đây có thể xem là hệ thống truyền động hoạt động theo cơ cấu chủ – tí (Master – Slave) Trong đó, động cơ hoạt động trên vai trò Master là động cơ AC truyền động cho lô dưới, còn động cơ hoạt động trong vai trò Slave đó là động cơ DC truyền động cho lô trên

Các tín hiệu liên hệ giữa 2 bộ điều chỉnh truyền động cho 2 động cơ:

• Tín hiệu điều khiển chung cho cả 2 bộ điều chỉnh Uωđ

• Tín hiệu phản hồi âm tốc độ từ động cơ truyền động một chiều

• Tín hiệu phản hồi sức căng từ cảm biến sức căng Load cell

§C

K.tõ FT

T T

N N

2 Hệ truyền động phân xưởng xeo 2.2 Máy Ðp quang

• Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh tốc độ hệ truyền động một chiều

• Tín hiệu phản hồi dương dòng điện của bộ điều chỉnh hệ truyền động một chiều

Với hệ truyền động kết hợp cả một chiều và xoay chiều như hiện nay, đã đảm bảo được các yêu cầu truyền động cho máy cũng như đồng bộ với cả hệ thống xeo Chất lượng cũng như năng suất sản phẩm đã được nâng cao rõ rệt

so với cả hai thế hệ máy Ðp quang trước đó Và tạm thời hiện nay thế hệ máy Ðp quang này vẫn đang được sử dụng một cách có hiệu quả

Phần 2

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BIẾN TẦN

ĐIỀU CHỈNH MÔ MEN TRỰC TIẾP ACS600 TRUYỀN ĐỘNG CHO MÁY ÐP QUANG

4 Cỏc hệ truyền động điều chỉnh tốc độ 4.1 Hệ truyền động một chiều

Chương 4

Cỏc hệ truyền động điều chỉnh tốc độ

Trong phần này, chỳng ta sẽ tỡm hiểu thế nào là một hệ truyền động biến đổi tốc độ, tổng quan về cỏc hệ truyền động thay đổi tốc độ một chiều, xoay chiều cũng như cỏc ưu nhược điểm của chỳng Ngoài ra, chúng ta cũng sẽ đi sõu phõn tớch về hệ truyền động xoay chiều điều chỉnh động cơ khụng đồng

bộ theo phương phỏp điều chỉnh mụ men trực tiếp

Để trả lời cõu hỏi đầu tiờn, chỳng ta phải hiểu rằng chức năng cơ bản của một hệ truyền động biến đổi tốc độ(*) là biến đổi năng lượng từ nguồn tới tải (là cỏc mỏy sản xuất) Năng lượng từ nguồn được đưa tới cỏc mỏy sản xuất thụng qua trục động cơ Hai đại lượng miờu tả trạng thỏi trục động cơ là mụ men và tốc độ động cơ Do đú, để điều khiển dũng năng lượng, ta phải điều khiển hai đại lượng đú Trong thực tế, ta thường chỉ điều khiển một trong hai

đại lượng này và ta núi rằng điều chỉnh mụ men hay điều chỉnh tốc độ Khi

một hệ truyền động biến đổi tốc độ vận hành ở chế độ điều chỉnh mụ men, tốc độ được xỏc định bởi tải Tương tự như vậy, khi hệ hoạt động ở chế độ điều chỉnh tốc độ thỡ mụ men được xỏc định từ tải

Ở giai đoạn phỏt triển ban đầu, động cơ một chiều được sử dụng trong hệ truyền động thay đổi tốc độ bởi vỡ nú cú thể dễ dàng đạt được tốc độ và mụ men mong muốn mà khụng cần phải cú cỏc mạch điện phức tạp Tuy nhiờn,

sự phỏt triển của hệ truyền động xoay chiều với cỏc kỹ thuật điều khiển hiện đại đó dần đạt được cỏc đặc tớnh điều khiển tương tự như hệ truyền động một chiều trong khi đứng về gúc độ kinh tế thỡ động cơ xoay chiều lại rẻ hơn động cơ một chiều Để cú thể hiểu rừ hơn cỏc vấn đề, dưới đõy ta sẽ phõn tớch tổng quỏt về cỏc hệ truyền động một chiều và xoay chiều, với một số hệ truyền động xoay chiều điển hỡnh điều chỉnh động cơ khụng đồng bộ(**)

4.1 Hệ truyền động một chiều

(*) Variable Speed Drive _ VSD

(**) Hệ truyền động máy ép quang sử dụng động cơ không đồng bộ, do đó ta sẽ chỉ tìm hiểu các hệ truyền

Cho đến nay, truyền động một chiều vẫn còn được sử dụng trong một số lĩnh vực do những ưu điểm về điều chỉnh các thông số truyền động của hệ Giản đồ kết cấu chung của động cơ một chiều như trên hình 4.1

là mô men động cơ

Trong động cơ một chiều, từ trường được tạo bởi dòng điện đi qua dây quấn mạch kích từ Từ trường này luôn luôn vuông góc với từ trường tạo bởi cuộn dây phần ứng Trạng thái này, được gọi là sự định hướng trường, là cần thiết để tạo ra mô men cực đại Cấu trúc chổi than – cổ góp đảm bảo chắc chắn trạng thái đó được duy trì mà không cần quan tâm đến vị trí rotor Khi

sự định hướng trường đạt được, mô men động cơ một chiều sẽ dễ dàng được điều khiển nhờ dòng điện phần ứng động cơ Công thức 4.1a cho thấy từ thông động cơ phụ thuộc vào dòng điện kích từ động cơ Do đó ta có thể điều chỉnh từ thông trực tiếp nhờ điều chỉnh dòng điện kích từ

Phương trình đặc tính cơ điên động cơ có dạng như sau:

4 Các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ 4.1 Hệ truyền động một chiều

tốc độ và mô men động cơ, hai đại lượng chính cần quan tâm, được điều khiển trực tiếp thông qua dòng điện phần ứng: điều khiển mô men ở mạch vòng điều khiển trong và điều khiển tốc độ ở mạch vòng điều khiển ngoài Cấu trúc điển hình của hệ truyền động một chiều có dạng như hình 4-3:

Các ưu điểm của hệ truyền động một chiều là:

• Điều khiển mô men nhanh và chính xác

• Đáp ứng tốc độ làm việc cao

• Dễ điều khiển

Động cơ một chiều có thể tạo ra mô men:

o Trực tiếp _ mô men động cơ tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng: mô men do vậy có thể được điều khiển trực tiếp và chính xác

o Nhanh _ điều khiển mô men nhanh: hệ truyền động có thể đáp ứng tốc độ làm việc cao Mô men có thể thay đổi tức thời nếu động cơ được cung cấp từ nguồn lý tưởng

o Đơn giản _ sự định hướng trường đạt được nhờ sử dụng các thiết bị cơ khí đơn giản là hệ chổi than cổ góp Do đó, không cần mạch điện điều khiển phức tạp sẽ làm tăng gía thành hệ Tuy nhiên, hệ truyền động một chiều còn tồn tại nhiều vấn đề, những vấn

đề này chính là quyết định sự lựa chọn hệ trong nhiều ứng dụng:

• Giảm độ tin cậy động cơ

• Phải bảo dưỡng thường xuyên

• Giá thành động cơ cao

Nhược điểm chính của hệ là giảm độ tin cậy động cơ; thực tế là các chổi than và cổ góp thường nhanh hỏng và cần phải được thường xuyên bảo dưỡng; thêm vào đó, giá thành động cơ một chiều thường cao và cần phải có mạch encoder cho mạch phản hồi Trong khi hệ truyền động một chiều tạo ra

mô men điều khiển được dễ dàng từ 0 tới định mức thì phần cơ khí của động

cơ lại quá phức tạp và cần phải bảo trì thường xuyên

4.2 Hệ truyền động xoay chiều động cơ không đồng bộ

Trong phần này, ta sẽ nghiên cứu về ảnh hưởng của tần số động cơ không đồng bộ và phân tích một số hệ truyền động biến tần - động cơ không đồng

bộ, trong đó có hệ điều chỉnh mô men trực tiếp

4.2.1 Đặc tính cơ động cơ KĐB và ảnh hưởng của tần số tới đặc tính cơ

Mạch điện thay thế một pha động cơ không đồng bộ có dạng hình 4-4:

 R1, Rµ, R2’ tương ứng là điện trở của các mạch stator, mạch từ hoá

và mạch rotor đã quy đổi về stator