TRANG bị điện CHO máy mắc sợi 4142

Đặc điểm công nghệ Búp sợi hay ống sợi sau khi đánh ống được đưa sang gian mắc để quấn sợi lênthùng mắc trục mắc với số sợi nhất định và có chiều dài nhất định tùy thuộc vàokhổ rộng của

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ



ĐỒ ÁN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY MẮC SỢI 4142

GVHD:Nguyễn Văn YênSVTH : Doãn Bá HiếuLớp : 12CĐ_Đ1

TP.HCM 12/2014

Lời nói đầu

Ngày nay, sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, nhiều thành tựu mới (kỹ thuậtđiện tử, kỹ thuật số…) đã được áp dụng vào các lĩnh vực công nghiệp Ngành côngnghệ dệt cũng đã ứng dụng nhiều thành tựu và công nghệ hiện đại Công nghiệp dệtmay ở nước ta là một trong ba ngành dẩn đầu cả nước về kim ngạch xuất khẩu đồngthời cũng là ngành thu hút đông đảo lao động, tạo công ăn việc làm cho người laođộng Với đội ngũ lao động đông đảo và dây chuyền máy móc khép kín Vì thế, Đòihỏi công nhân vận hành cũng như công nhân bảo trì máy phải am hiểu lý thuyếtchuyên môn của các loại máy trong dây chuyền Một trong những máy quan trọngkhông thể thiếu trong công nghệ dệt đó là máy mắc sợi Tuy là máy khá cổ điển.Nhưng nó vẫn có vai trò quan trọng trong dây chuyền dệt may với chức năng chính

là tao những búp sợi lớn hơn với độ căng đều Vì thế nên hôm nay em xin giới thiệu

đồ án ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHO MÁY MẮC SỢI nhằm giúp người vận hành

có thể hiểu rõ thêm về loại máy này Để có thể vận hành nhanh chóng và tránh hưhỏng không đáng có

Mục Lục Trang

I Lực kéo sợi, đặc tính và yêu cầu truyền động máy mắc 9

Chương III: Nguyên lý làm việc, sơ đồ cây máy mắc sợi 4142 23

III Nguyên ly hoạt động và sơ đồ cây 27

Chương I: Tổng quan về máy mắc sợi

Sản phẩm cuối cùng của dây chuyền công nghệ sợi-dệt là vải Sợi con được đưa quacác giai đoạn : đánh ống, mắc sợi, hồ sợi… rồi đưa vào máy dệt Vải được tạothành trên máy dệt

Trong dây chuyền công nghệ sợi dệt tùy theo chức năng và đặc điểm công nghệ mà

có các loại máy: Máy quấn ống, máy mắc sợi, máy hồ, máy suốt, máy dệt; các máyhoàn thiện như máy văng sấy, máy in hoa.Trong dây chuyền công nghệ sợi-dệt đểđảm bảo cho sợi được căng đều, quấn sợi thành ống hình trụ kích thước lớn và búpsợi to hơn thi người ta dùng đến máy mắc sợi

Trong phần này đồ án sẻ giới thiệu trang bị điện cho máy mắc sợi

A Phần mở đầu

1.Lý do chọn đề tài

Ngành công nghiệp dệt may là ngành có truyền thống từ lâu ở Việt Nam Đây là 1ngành quan trọng trong nền kinh tế của nước ta vì nó phục vụ nhu cầu thiết yếu củacon người, là ngành giải quyết được nhiều việc làm cho xã hội Sử dụng nhiều loạimáy móc trong 1 dây chuyền kín từ sợi thành vải Do đó, đòi hỏi người vận hànhphải nắm rõ nguyên lý làm việc để tránh hư hỏng, người bảo trì dễ dàng bảo quản,sửa chửa Một trong những máy quan trọng góp phần sản xuất ra vải là máy mắcsợi với chức năng chính là quấn sợi thành những búp sợi lớn hơn với lực căng đều

vì thế, nên em thực hiện đồ án Trang bị điện cho “ Máy Mắc Sợi “

2.Mục tiêu

Nhằm giúp người bảo trì hiểu được nguyên lý làm việc, cấu tạo, chức năng của cácthiết bị trong máy để dễ dàng sửa chửa Người vận hành dễ dàng thao tác, tránh hưhỏng và tiết kiệm thời gian

3.Khách thể và đối tượng nghiên cứu

a khách thể

Các thiết bị trong máy mắc sợi như, động cơ, nút nhấn, contactor, Rơle trung gian,

bộ điều khiển không đối xứng, người vận hành, người bảo trì

b đối tượngMáy mắc sợi

4.Nhiệm vụ nghiên cứu

Trình bày nguyên lí, phân tích hư hỏng, giới thiệu linh kiện và chức năng của linhkiện trong máy mắc sợi 4142

5.Danh mục tài liệu tham khảo

Giáo Trình trang bị điện-điện tử máy công nghiệp dùng chung-Vũ Quang Hồi-1996Giáo trình điện tử công suất

cho-may-soi-may-det-va-may-in-cong-nghiep-

http://goccay.vn/showthread.php?7078-Do-an-trang-bi-dien-Trang-bi-dien-danh-http://docs.4share.vn/Resources/Flashs/1/1700.swfhttp://tailieu.vn/xem-tai-lieu/trang-bi-dien-nhom-may-det.151313.html

12042010.aspx

http://www.vlab.com.vn/NewsDetail/Tinh-chat-co-ban-soi-cotton-to-nhan-tao-dieu-khien-dong-co-dc-bang-chiet-ap-37600/

http://www.dientuvietnam.net/forums/ly-thuyet-dieu-khien-va-tu-dong-153/hoi-B Đặc điểm công nghệ

Búp sợi hay ống sợi sau khi đánh ống được đưa sang gian mắc để quấn sợi lênthùng mắc (trục mắc) với số sợi nhất định và có chiều dài nhất định tùy thuộc vàokhổ rộng của vải yêu cầu

Quá trình mắc sợi phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Không làm thay đổi tính chất cơ – lý của sợi

Sức căng của tất cả các sợi phải đều nhau và không đổi trong suốt quá trình mắcsợi

Sợi quấn trên trục mắc phải phân bố đều theo chiều rộng của trục mắc để mặt cuộnsợi của trục là hình trụ

- Bảo đảm quấn đủ chiều dài quy định

Tuỳ theo tính chất của vải và công nghệ mà có phương pháp mắc sau:

a) Mắc đồng loạt:

Mỗi trục mắc được quấn một phần số sợi dọc của vải trên toàn bộ khổ rộng củatrục Sau đó một số n trục mắc được ghép lại với nhau và quấn lên thùng dệt saocho tổng số sợi của n trục mắc bằng số sợi yêu cầu trên thùng dệt Phương pháp nàycho nang suất cao nhưng phế phẩm nhiều, thường dung cho sợi bong

b) Mắc phân băng:

Sợi được ghép lại với nhau thành băng và quấn lên một đoạn của trục mắc Đến khi

đủ chiều dài quy định thì cắt băng sợi đi và quấn tiếp vào một băng khác bên cạnhbăng đó, cho đến khi tổng số sợi của các băng bằng số sợi trên thùng dệt

Mắc phân băng thường dung cho sợi to, sợi nhiều màu Phương pháp này năng suátthấp nhưng phế phẩm ít, nên dung cho sợi đắt tiền

c) Mắc phân đoạn

Các trục mắc ở đây tương đối ngắn với mỗi trục được quấn một số sợi nhất định có

độ dài tương đương độ dài sợi của thùng dệt Sau đó đem n trục mắc ghép với nhauthành hang ngang và quấn lên thùng dệt

Phương pháp này dung cho ngành dệt kim đan dọc

Dựa vào các phương pháp mắc mà có hai loại: Mắc máy đồng loạt, mắc máy phânbăng, mắc máy phân đoạn và mắc máy đặc biệt

Bảng so sánh các phương pháp mắc sợi:

Ldệt << LmắcNdệt = ∑Nmắc

Ldệt = LmắcNdệt = Nmắc

Ldệt = LmắcNdệt = ∑Nmắc

Năng suất cao nhưng phế phẩm nhiều

Năng suất thấp nhưngphế phẩm ít

Thường dung cho sợi bôngcho sợi bông

Dùng chocác loại sợi đắt tiền

áp dụng cho nghànhdệt kim đan dọc

Tính chất cơ bản của sợi

Có năm loại sợi thông dụng: sợi cotton, sợi nhân tạo, sợi nylon, sợi polyester và sợiaramid

Mỗi loại sợi có các tính chất độc đáo riêng của mình Nhưng về cơ bản thì cả nămloại sợi đều có các tính chất cơ bản sau:

+ Lực căng của sợi cho biết sợi kéo căng được bao nhiêu % so với chiều dài banđầu

+ Độ dãn dài thể hiện khả năng của sợi bị kéo căng và dài ra Độ dãn dài thay đổitheo các điều kiện như là nhiệt độ và lượng nước có trong sợi

+ Khả năng của sợi quay trở về chiều dài ban đầu ngay lập tức sau khi ứng suấtđược loại bỏ đi được gọi là độ hồi phục đàn hồi

+ Độ dai đàn hồi là khả năng một sợi co trở lại hình dạng tự nhiên sau khi đượcgập lại và tạo nếp

+ Độ mềm mại là khả năng bị uốn nhiều lần mà không bị đứt

+ Độ bền mài mòn có liên quan trực tiếp tới độ bền lâu Sợi có độ bền mài mòntốt sẽ có chống được tổn thương khi bị chà xát Sợi có độ bền mài mòn kém sẽ xó

xu hướng đứt, vụn ra từng đoạn và vón lại, tạo ra ngoại quan sờn mòn trên vải.+ Khả năng thoát ẩm là khả năng sợi truyền hơi ẩm dọc theo bề mặt của sợi+ Khả năng giữ nhiệt là khả năng mà sợi giữ hoặt cách nhiệt

+ Phản ứng cháy là khả năng bắt lửa nhanh hay chậm

Xét Ví dụ sợi cotton và sợi nhân tạo:

- Sợi Cotton:

Cotton là sợi cellulose ((C6H10O5)n) 100% Cotton trương nở khi ngâm trong nước,

độ bền ướt của sợi cotton tăng thêm 20% so với trạng thái khô và khi để khô, nó trởlại trạng thái ban đầu Ở điều kiện môi trường bình thường, độ ẩm của cotton là8.5% (tính trên khối lượng sợi khô) Sợi cotton kháng nhiệt tốt, chỉ bị tác động nhẹkhi nhiệt độ lên đến 150oC Khi nhiệt độ lên đến 230oC, nó bắt đầu phân hủy.Cotton rất dễ bị tấn công bởi axit, cả axit loãng nóng hoặc đặc nguội Ngoài ra,cotton có tính kháng kiềm nhưng lại có khả năng trương nở trong kiềm Đây cũng lànguyên lý cơ bản của quá trình xử lý sợi cotton: sợi cotton được kéo dãn và ngâmtrong kiềm, sau đó sợi trương nở và định hướng lại cấu trúc phân tử, làm tăng độbền và độ mượt của sợi Các dung môi hữu cơ thông thường nhìn chung không tácđộng tới sợi cotton

- Sợi nhân tạo

Sợi nhân tạo là sợi cellulose ((C6H10O5)n) tái sinh, được xử lý, phân tử sợi có sốmắc xích ít hơn so với trường hợp sợi cotton Vì vậy, tơ nhân tạo có tính chất khágiống sợi cotton, nó cũng có khả năng trương nở trong nước nhưng độ bề ướt của

nó lại giảm, khoảng 40% so với trạng thái khô Độ ẩm của tơ nhân tạo (tính trênkhối lượng sợi khô) là 13% Khả năng chịu nhiệt của nó cũng tương tự cotton, nóbắt đầu phân hủy khi đạt nhiệt độ 210oC Tính kháng axit và kiềm thì cũng tương tựnhư trường hợp của sợi cotton Sợi cotton và tơ nhân tạo đều dễ cháy và có mùigiống như giấy cháy

Chương II: Lý thuyết máy mắc sợi 4142

I Lực kéo sợi, đặc tính máy mắc và yêu cầu truyền động điện máy mắc.

1) Lực kéo sợi trong khi mắc sợi:

Độ căng của sợi có ý nghĩa lớn với quá trình công nghệ tiếp theo khi chuyển sợisang máy sệt Độ căng của sợi lớn quá làm cho độ giản lớn, dẫn đến hay đứt sợi Độcăng của sợi không đều nhau sẻ làm ảnh hưởng đến chất lượng của vải Do đó,trong quá trình mắc sợi phải đảm bảo lực căng của sợi là không đổi

Trong quá trình mắc sợi phải chịu lực căng sau:

+) Lực căng Fk1 khi quấn sợi được xác định theo công thức:

Với v - vận tốc sợi kéo [m/s]

Khi đó :

Từ đó thấy rằng, để lực căng Fk2 không tăng nhanh và không lớn thì cần tăng tốc độquấn V lên từ từ

+ Lực căng khi mắc sợi

Lực căng khi mắc sợi bằng tổng lực căng khi sinh ra do tháo sợi từ búp, do ma sátsợi, do sức cang không khí khi sợi chuyển động Lực căng sợi khi mắc do ảnhhưởng của không khí được tính theo công thức:

Trong đó : k - hệ số sức cản

Q - khối lượng riêng của không khí [hg/m3]

v - tốc độ sợi kéo [m/s]

d - đường kính sợi [m]

l0 - độ dài đoạn sợi cần xác định lực căng [m]

b) Đặc tính máy mắc và yêu cầu truyền động điện của máy mắc:

+) Đặc tính:

Tốc độ của hệ máy mắc nói chung có phạm vi điều chỉnh tốc độ D  4:1 Trongphạm vi tốc độ này, độ căng của sợi cũng có thể xác định theo công thức kinhnghiệm:

F = 0,048 v - bTrong đó : F - độ căng của sợi

v - tốc độ dài của sợi mắc ( m/ ph )

b - hằng số, thường b = 8 14Trong quá trình làm việc phải đảm bảo

lực căng không đổi để đảm bảo hình 10.1 sự phụ thuộc lực căngđược các yêu cằu công nghệ.

Vì vậy, cần duy trì tốc độ dài không đổi:

v =  D nTrong đố : D - đường kính của trục mắc

n - tốc độ quay của trục mắc

tốc độ dài, moment và đường kính

Do đó khi mắc sợi, đường kính của trục mắc tăng lên thì tốc độ quay của trục mắccần phải giảm xuống theo luật Hybecbon như hình 10.1

Do đó khi mắc sợi, đường kính D của trục mắctng lên thì tốc độ quay củatrục mắc cần phải giảm xuống theo luật Hybecbôn như hình 10.1

Hình 10.1 Sự phụ thuộc của lực căng, tốc độ dài sợi, moment, tốc độ quay vàođường kính trục mắc

Đường F(D): quan hệ giữa trục căng và đường kính trục mắc.

Đường v(D): quan hệ giữa tốc độ dài của sợi và đường kính trục mắc.

Đường M c (D) : quan hệ giữa mômen phụ tải và đường kính.

Đường n(D) : quan hệ giữa tốc độ quay của trục mắc với đường kính trục mắc.

+) Yêu cầu truyền động điện :

Hệ thống truyền động điện và điều khiển phải đảm bảo sao cho:

- Đồng nhất độ căng trong quá trình quấn sợi và tốc độ dài của sợi là hằng số đểđảm bảo sợi phân bố đều trên bề mặt của trục không lồi lõm Từ các quan hệ củahình 10.1 nhận thấy, để đáp ứng yêu cầu thì hệ truyền động phải điều chỉnh tốc độsao cho giửa Pc= const, có nghĩa là Mc tỉ lệ nghịch với tốc độ quay của trục quấn.Khởi động phải êm và tốc độ êm để tránh đứt sợi, vì vậy độ tinh chỉnh tốc độ cànggần 1 càng tốt

- Hãm phanh, trong các máy mắc thường dùng hãm động năng

- Phải có tín hiệu báo dừng máy khi sợi bị đứt, khi gút sợi quá to so với yêu cầu, khisợi đứt đầu mối, khi trục đã đầy sợi

- Điều chỉnh máy từ xa và dải điều chỉnh tốc độ rộng

Các hệ thống truyền động điện thường dùng:

- Hệ thống cơ không đồng bộ kết hợp với bộ truyền cơ khí để thay đổi tốc độ.-Hệ MĐKĐ-Đ, thay đổi tốc độ động cơ bằng thay đổi điện áp phát ra của máy điệnkhuyếch đại và thay đổi từ thông của động cơ

- Hệ chỉnh lưu – Đ (không điều khiển), thay đổi tốc độ bằng thay đổi điện áp động

cơ ( nhờ biến áp cung cấp nguồn cho chỉnh lưu ) và thay đổi từ thông động cơ

Hệ T – Đ, thay đổi tốc độ động cơ cà hai vùng: Điện áp và từ thông động cơ

- Hệ biến tần BT - Đ

II Thông số kỹ thuật

1 Thông số kỹ thuật của máy mắc sợi CGGA114B1 Máy mắc CGGA114B1

Máy mắc CGGA114B1 có ưu điểm: cơ cấu cả máy phần lớn sử dụng thép đúc cấp

A HT200 và gang dẻo, ứng lực bên trong thay đổi nhỏ, không dễ bị biến dạng, cótính năng giảm rung tốt, khi ở tốc độ cao thì tiếng ồn nhỏ, không bị rung, tính năng

ổn định, tuổi thọ sử dụng dài Trong bức tường bên trái lắp cơ cấu lọc không khí.Các linh kiện như máy tăng áp phanh và van điều áp,…đều sử dụng các linh kiệntinh xảo của thế giới Cơ cấu lọc không khí có thể loại trừ các tạp chất và nướctrong không khí, giúp cho các linh kiện trong đường ống được bôi trơn Van điều ápđiều chỉnh có thể điều tiết áp lực các ống nhánh, nhằm bảo đảm cho các động tácthực hiện một cách thuận lợi Bộ tăng áp phanh có thể tăng lực phanh của hệ thốngphanh, bảo đảm phanh nhanh chóng

Trục chính và trục ép đều sử dụng phanh thủy lực kiểu kìm khay tròn, mài mòn củaphanh có thể tự điều chỉnh Momen lực phanh có thể điều chỉnh riêng, có đồng hồhiển thị, nguồn áp lực là áp suất khí, lấy khí đẩy dầu, tiết kiệm bơm dầu và hộp dầu

Cơ cấu siết chặt đỉnh trục chính sử dụng mặt côn định vị, kết cấu kiểu truyền độnghai trục chốt, cơ cấu này định vị chuẩn xác, độ chính xác truyền động cao Đồngthời có thể thay đổi lẫn với kiểu răng côn, phù hợp với các lại trục mắc dọc, đạt tớimột máy đa chức năng

Bộ điều tốc biến tần dòng diện xoay chiều sử dụng bộ biến tần FRENIC5000E1Stính năng cao, tạp âm thấp của Công ty FUJI Nhật Bản Có thể căn cứ vào phươngthức điều khiển véc tơ momen xoay động thái Phối hợp với phụ tải thực hiện tănggiảm tốc độ đều trong thời gian ngắn nhất, ở 0.5HZ có thể xuất ra momen xoaykhởi động cao 200% (£22kw) Động cơ khi ở tốc độ xoay thấp thì momen xoayrung động giảm mạnh

Máy này sử dụng một đôi kết cấu đỡ trục ép có hướng vận động tận dụng lực ma sáthợp lý, ngăn việc bị rung và cuốn góc, ổ bi trượt không cần phải tra dầu, do vậy duy

tu bảo dưỡng thuận tiện, đơn giản

Bộ điều khiển có thể lập trình PLC.

Điện của máy này một phần sử dụng kỹ thuật điều tốc biến tần thông qua thay đổiđiện áp động cơ điện và biến tần đạt mục đích điều tốc Sử dụng máy PC tiến hànhđiều khiển tự động một cách an toàn, đáng tin cậy cho các động tác trình tự như trục

đổ sợi trên, kẹp, trục ép tăng áp và dừng, điều tốc động cơ trục chính

Khuôn cửi co rút: Hình chữ “W”, thích hợp phần đầu nhiều nhất 848 sợi

Kiểu tính chiều dài: dự kiến lựa chọn có thể hồi phục tính chiều dài kiểu điện tửkhông (0), đo chiều dài lớn nhất là 99999m

Chiều cao thao tác: Mặt đỉnh trục đo chiều dài cách đất 1087.5mm

Khoảng cách phanh: khi tốc độ 800m/min thì khoảng cách nhỏ hơn 3m

Giá treo suốt đồng bộ: a Giá treo suốt hình V nhỏ kiểu CGGT332

b Giá treo suốt hình V nhỏ kiểu JWG9205

c Giá treo suốt hình V lớn kiểu JWG9201A

2 Các linh kiện, thiết bị trong mạch 1.1 Linh kiện

a Diode

Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi

qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các

chất bán dẫn

Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thôngthường, điốt Zener, LED Chúng đều có nguyên lý cấutạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N

Hoạt động:

Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghépvới khối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướngchuyển động khuếch tán sang khối N Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử(điện tích âm) từ khối N chuyển sang Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗtrống và dư thừa điện tử) trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dưthừa lỗ trống)

Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúngtiến lại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tửtrung hòa Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (haycác bức xạ điện từ có bước sóng gần đó)

Điện áp tiếp xúc hình thành

Sự tích điện âm bên khối P và dương bên khối

N hình thành một điện áp gọi là điện áp tiếpxúc (UTX) Điện trường sinh ra bởi điện áp cóhướng từ khối n đến khối p nên cản trở chuyển động khuếch tán và như vậy sau mộtthời gian kể từ lúc ghép 2 khối bán dẫn với nhau thì quá trình chuyển động khuếchtán chấm dứt và tồn tại điện áp tiếp xúc Lúc này ta nói tiếp xúc P-N ở trạng tháicân bằng Điện áp tiếp xúc ở trạng thái cân bằng khoảng 0.6V đối với điốt làm bằngbán dẫn Si và khoảng 0.3V đối với điốt làm bằng bán dẫn Ge

Điệp áp ngoài ngược chiều điện áp tiếp xúc tạo

ra dòng điện

Hai bên mặt tiếp giáp là vùng các điện tử và lỗ trống dễ gặp nhau nhất nên quá trìnhtái hợp thường xảy ra ở vùng này hình thành các nguyên tử trung hòa Vì vậy vùngbiên giới ở hai bên mặt tiếp giáp rất hiếm các hạt dẫn điện tự do nên được gọi làvùng nghèo Vùng này không dẫn điện tốt, trừ phi điện áp tiếp xúc được cân bằngbởi điện áp bên ngoài Đây là cốt lõi hoạt động của điốt.

Điệp áp ngoài cùng chiều điện áp tiếp xúc ngăndòng điện

Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áptiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗtrống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúcnữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt Nếu đặt điện áp bên ngoài cùng chiều với điện

áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và lỗ trống càng bị ngăn lại và vùngnghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do Nói cách khác điốt chỉ cho phép dòngđiện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định

Điốt chỉ dẫn điện theo một chiều từ a-nốt sang ca-tốt Theo nguyên lý dòng điệnchảy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, muốn có dòng điện qua điốttheo chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, cần phải đặt ở a-nốt mộtđiện thế cao hơn ở ca-tốt Khi đó ta có UAK > 0 và ngược chiều với điện áp tiếpxúc (UTX) Như vậy muốn có dòng điện qua điốt thì điện trường do UAK sinh raphải mạnh hơn điện trường tiếp xúc, tức là: UAK >UTX Khi đó một phần của điện

áp UAK dùng để cân bằng với điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V), phần còn lại dùng đểtạo dòng điện thuận qua điốt

Khi UAK > 0, ta nói điốt phân cực thuận và dòng điện qua điốt lúc đó gọi là dòngđiện thuận (thường được ký hiệu là IF tức IFORWARD hoặc ID tức IDIODE).Dòng điện thuận có chiều từ a-nốt sang ca-tốt

Khi UAK đã đủ cân bằng với điện áp tiếp xúc thì điốt trở nên dẫn điện rất tốt, tức làđiện trở của điốt lúc đó rất thấp (khoảng vài chụcOhm) Do vậy phần điện áp để tạo

ra dòng điện thuận thường nhỏ hơn nhiều so với phần điện áp dùng để cân bằng vớiUTX Thông thường phần điện áp dùng để cân bằng với UTX cần khoảng 0.6V vàphần điện áp tạo dòng thuận khoảng 0.1V đến 0.5V tùy theo dòng thuận vài chục

mA hay lớn đến vài Ampere Như vậy giá trị của UAK đủ để có dòng qua điốtkhoảng 0.6V đến 1.1V Ngưỡng 0.6V là ngưỡng điốt bắt đầu dẫn và khi UAK =0.7V thì dòng qua Diode khoảng vài chục mA

Nếu Diode còn tốt thì nó không dẫn điện theo chiều ngược ca-tốt sang a-nốt Thực

tế là vẫn tồn tại dòng ngược nếu điốt bị phân cực ngược với hiệu điện thế lớn Tuynhiên dòng điện ngược rất nhỏ (cỡ μA) và thường không cần quan tâm trong cácA) và thường không cần quan tâm trong cácứng dụng công nghiệp Mọi điốt chỉnh lưu đều không dẫn điện theo chiều ngượcnhưng nếu điện áp ngược quá lớn (VBR là ngưỡng chịu đựng của Diode) thì điốt bị

đánh thủng, dòng điện qua điốt tăng nhanh và đốt cháy điốt Vì vậy khi sử dụng cầntuân thủ hai điều kiện sau đây:

Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn giá trị tối đa cho phép (do nhà sảnxuất cung cấp, có thể tra cứu trong các tài liệu của hãng sản xuất để xác định)

Điện áp phân cực ngược (tức UKA) không được lớn hơn VBR (ngưỡng đánh thủngcủa điốt, cũng do nhà sản xuất cung cấp)

Ví dụ điốt 1N4007 có thông số kỹ thuật do hãng sản xuất cung cấp như sau:VBR=1000V, IFMAX = 1A, VF¬ = 1.1V khi IF = IFMAX Những thông số trêncho biết:

Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn 1A

Điện áp ngược cực đại đặt lên điốt không được lớn hơn 1000V

Điện áp thuận (tức UAK)có thể tăng đến 1.1V nếu dòng điện thuận bằng 1A Cũngcần lưu ý rằng đối với các điốt chỉnh lưu nói chung thì khi UAK = 0.6V thì điốt đãbắt đầu dẫn điện và khi UAK = 0.7V thì dòng qua điốt đã đạt đến vài chục mA

Mở thyristor

Khi được phân cực thuận, Uak>0, thyristor có thể mở bằng hai cách Thứ nhất, cóthể tăng điện áp anode-catode cho đến khi đạt đến giá trị điện áp thuận lớnnhất, Uth,max Điện trở tương đương trong mạch anode-catode sẽ giảm đột ngột vàdòng qua thyristor sẽ hoàn toàn do mạch ngoài xác định Phương pháp này trongthực tế không được áp dụng do nguyên nhân mở không mong muốn và không phải

lúc nào cũng tăng được điện áp đến giá trị Uth,max Hơn nữa như vậy xảy ra trườnghợp thyristor tự mở ra dưới tác dụng của các xung điện áp tại một thời điểm ngẫunhiên, không định trước.

Phương pháp thứ hai, được áp dụng trong thực tế, là đưa một xung dòng điện có giátrị nhất định vào các cực điều khiển và catode Xung dòng điện điều khiển sẽchuyển trạng thái của thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp ở mức điện ápanode-catode nhỏ Khi đó nếu dòng qua anode-catode lớn hơn một giá trị nhất địnhgọi là dòng duy trì (Idt) thyristor sẽ tiếp tục ở trong trạng thái mở dẫn dòng màkhông cần đến sự tồn tại của xung dòng điều khiển Điều này nghĩa là có thể điềukhiển mở các thyristor bằng các xung dòng có độ rộng xung nhất định, do đó côngsuất của mạch điều khiển có thể là rất nhỏ, so với công suất của mạch lực màthyristor là một phần tử đóng cắt, khống chế dòng điện

C Rơle thời gian

Dùng để duy trì thời gian đóng chậm hoặc mở chậm của hệ thống tiếp điểm so vớithời điểm đưa tín hiệu tác động vào rơle

Thời gian chậm này có thể vài phần giây cho đến hàng giờ

b) Yêu cầuThời gian chậm thực hiện bởi rơle phải ổn định ít phụ thuộc vào các yếu tố khácnhư điện áp nguồn, dòng điện, nhiệt độ môi trường,

c) Phân loại

Có rất nhiều loại rơle thời gian với nguyên lí, cấu tạo rất khác khác nhau như:+ Rơle thời gian kiểu điện từ (

+ Rơle thời gian kiểu thủy lực

+ Rơle thời gian kiểu đồng hồ

+ Rơle thời gian kiểu điện tử - bán dẫn

Ta chỉ xét đại diện một loại:

Rơle thời gian kiểu điện từ cấu tạo loại này duy trì thời gian nhả chậm và chỉ dùngcho điện một chiều

d) Nguyên lí

Trong quá trình đóng hay ngắt cuộn dây rơle thì ở trong vòng ngắn mạch (chính làống lót bằng đồng 1) sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng, dòng điện do nó sinh ra sẽtạo ra một từ thông chống lại sự biến thiên từ thông do cuộn 7 dây sinh ra Do đó nólàm cho tốc độ thay đổi của từ thông chậm lại làm thời gian tác động của rơle chậmlại

Thay đổi thời gian tác động bằng cách thay đổi độ căng lò xo 3, điều chỉnh vít 4 đểđiều chỉnh chiều rộng khe hở có miếng đệm 6 hoặc trị số dòng điện.

Loại này thời gian chậm đến 3 giây

D CôngTắcTơ Khái niệm

Contactor trong tủ điện điều khiển là một khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếpđiểm, tạo liên lạc trong mạch điện bằng nút nhấn Như vậy khi sử dụng Contactor ta

có thể điều khiển mạch điện từ xa có phụ tải với điện áp đến 500V và dòng là600(vị trí điều khiển, trạng thái hoạt động của Contactor rất xa vị trí các tiếp điểmđóng ngắt trong tủ điện điều khiển)

Phân loại Contactor trong tủ điện tuỳ theo các đặc điểm sau:- Theo nguyên lý

truyền động: ta có Contactor kiểu điện từ (truyền điện bằng lực hút điện từ), kiểuhơi ép, kiểu thuỷ lực Thông thường trong tủ điện sử dụng Contactor kiểu điện từ

- Theo dạng dòng điện: Contactor một chiều và Contactor xoay chiều (Contactor 1pha và 3 pha)

Nam châm điện gồm có 4 thành phần:

- Cuộn dây dùng tạo ra lực hút nam châm

- Lõi sắt (hay mạch từ) của nam châm gồm hai phần: Phần cố định và phần nắp diđộng Lõi thép nam châm có thể có dạng EE, EI hay dạng CI

- Lò xo phản lực có tác dụng đẩy phần nắp di động trở về vị trí ban đầyb) Hệ thống dập hồ quang điện tủ điện điều khiển:

Khi Contactor trong tủ điện chuyển mạch, hồ quang điện sẽ xuất hiện làm các tiếpđiểm bị cháy, mòn dần Vì vậy cần có hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngănlàm bằng kim loại đặt cạnh bên hai tiếp điểm tiếp xúc nhau, nhất là ở các tiếp điểmchính của Contactor trong tủ điện

c) Hệ thống tiếp điểm của Contactor trong tủ điện điều khiển

Hệ thống tiếp điểm của Contactor trong tủ điện liên hệ với phần lõi từ di động qua

bộ phận liên động về cơ Tuỳ theo khả năng tải dẫn qua các tiếp điểm, ta có thể chiacác tiếp điểm cuả Contactor thành hai loại:

- Tiếp điểm chính của Contactor trong tủ điện: Có khả năng cho dòng điện lớn điqua (từ 10A đến vài nghìn A, thí dụ khoảng 1600A hay 2250A) Tiếp điểm chính làtiếp điểm thường hở đóng lại khi cấp nguồn vào mạch từ của Contactor trong tủđiện làm mạch từ Contactor hút lại

- Tiếp điểm phụ của Contactor trong tủ điện : Có khả năng cho dòng điện đi qua cáctiếp điểm nhỏ hơn 5A Tiếp điểm phụ có hai trạng thái: Thường đóng và thường hởcủa Contactor trong tủ điện

Tiếp điểm thường đóng là loại tiếp điểm ở trạng thái đóng (có liên lạc với nhau giữahai tiếp điểm) khi cuộn dây nam châm trong Contactor trong tủ điện điều khiển ởtrạng thái nghỉ (không được cung cấp điện) Tiếp điểm này hở ra khi Contactor ởtrạng thái hoạt động Ngược lại là tiếp điểm thường hở

Như vậy, hệ thống tiếp điểm chính tủ điện điều khiển thường được lắp trong mạchđiện động lực, còn các tiếp điểm phụ sẽ lắp trong hệ thống mạch điều khiển củaContactor trong tủ điện (dùng điều khiển việc cung cấp điện đến các cuộn dây namchâm của các Contactor theo quy trình định trước)

Theo một số kết cấu thông thường của Contactor trong tủ điện, các tiếp đỉểm phụtrong tủ điện có thể được liên kết cố định về số lượng trong mỗi bộ Contactor, tuynhiên cũng có một vài nhà sản xuất chỉ bố trí cố định số tiếp điểm chính trên mỗiContactor, còn các tiếp điểm phụ trong tủ điện được chế tạo thành những khối rờiđơn lẻ Khi cần sử dụng ta chỉ ghép thêm vào trên Contactor, số lượng tiếp điểmphụ trong trường hợp này có thể bố trí trong tủ điện tuỳ ý

Hoạt động

Khi cấp nguồn trong tủ điện điều khiển bằng giá trị điện áp định mức của Contactorvào hai đầu của cuộn dây quấn trên phần lõi từ cố định thì lực từ tạo ra hút phần lõi

từ di động hình thành mạch từ kín (lực từ lớn hơn phản lực của lò xo), Contactor ởtrạng thái hoạt động Lúc này nhờ vào bộ phận liên động về cơ giữa lõi từ di động

và hệ thống tiếp điẻm làm cho tiếp điểm chính của Contactor trong tủ điện đóng lại,tiếp điểm phụ chuyển đổi trạng thái (thường đóng sẽ mở ra, thường hở sẽ đóng lại)

và duy trì trạng thái này Khi ngưng cấp nguồn cho cuộn dây thì Contactor ở trạngthái nghỉ, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu

E Cuộn cảm

Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một linh kiện điện tử thụ động tạo từ một

dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Cuộncảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Hen Ry (H) Cuộn cảm cóbiểu tượng mạch điện

Đối với dòng điện một chiều (DC), dòng điện có cường độ và chiều không đổi (tần

số bằng 0), cuộn dây hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không haynói khác hơn cuộn dây nối đoản mạch Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từtrường, B, có cường độ và chiều không đổi

Khi mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một

từ trường, B, biến thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với

từ trường Độ tự cảm của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều

Từ Trường và Từ dung

Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và trở thành nam châm điện.Khi không có dòng điện chạy qua, cuộn day không có từ Từ trường sản sinh tỉ lệvới dòng điện

B = I L

Hệ số tỷ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là tính chất vật lý của cuộn dây, đo bằng

đơn vị Henry - H, thể hiện khả năng sản sinh từ của cuộn dây bởi một dòng điện

Từ dung càng lớn thì từ trường sinh ra càng lớn (ứng với cùng một dòng điện), vàcũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường (từ năng) trong cuộn dây càng lớn

Chỉnh lưu cầu điều khiển 1 pha không đối xứng

Nguyên tắc hoạt động:

θ = θ1 cho xung mở T1 trong khoảng θ1θ2 Tiristor T1 và D2 cho dòng chảy qua.Khi u2 bắt đầu đổi dấu D1 mở ngay do đó T1 tự nhiên đóng lại dòng id = Idchuyển từ T1 sang D2 cùng cho dòng chảy qua lúc này ud = 0

Khi θ =θ 3=Π +α cho xung mở T2 dòng qua tải id = Id chảy qua T2 và D1 và điốtD2 lúc này bị khoá lại

Trong sơ đồ này, góc dẫn dòng của tiristor và của điôt không bằng nhau

Góc dẫn dòng của điôt là λT = π + α , còn góc dẫn dòng của tiristor làT = π + α , còn góc dẫn dòng của tiristor là

λT = π + α , còn góc dẫn dòng của tiristor làT = π − α Giá trị trung bình của điện áp tải:

Của dòng tải:

Của dòng qua Thyristo:

Của dòng trong Diode:

v = ω.R (m/s)