Nghiên cứu điều khiển tốc độ động cơ bằng ly hợp điện từ ứng dụng cho máy kéo sợi PP

Chơng Tổng quan công nghệ kéo sợi PP 1.1 Giới thiệu vài nét ngành công nghiệp nhựa Trong ngành sản xuất nay, công nghệ tiên tiến, dây chuyền thiết bị đại thâm nhập vào nớc ta, với sách mở cửa Đảng nhà nớc chắn kỹ nghệ tiên tiến giới ngày thâm nhập nhanh vào Việt Nam Tác dụng công nghệ dây chuyền, thiết bị đại góp phần tích cực thúc đẩy nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Các máy đại lĩnh vực, đa phần hoạt động nhờ điện thông qua thiết bị chuyển đổi điện thành năng, nhiệt Việc điều khiển trình chuyển đổi máy với mục đích khác ngày đa dạng phức tạp Trong máy đợc đa vào nớc ta có nhiều máy móc để sản xuất vào ngành nhựa Cùng với phát triển công nghệ hoá chất, hợp chất hữu cao phân tử, ngành nhựa giúp sống hàng ngày ngời nhiều ứng dụng ngành công nghiệp, y tế, quân - Những u điểm đồ nhựa: + Các đồ dùng nhựa bền, dẻo nhẹ so với đồ dùng khác nh: sắt, đồng, nhôm, gỗ + Dễ chế tạo đợc ép vào khuôn định hình sẵn, sau để nguội tháo hoàn thành sản phẩm nhựa, thời gian chế tạo ngắn + Giá thành vật dụng nhựa rẻ nhiều so với giá thành vật dụng chất liệu khác Với phát triển ngành khai thác dầu mỏ nguồn nguyên liệu dồi nhựa + Các sản phẩm nhựa sau không sử dụng đợc thu gom để tái chế + Có thể kéo thành sợi để dệt thành manh làm loại túi bao gói Nhựa PP PE, manh đợc tráng thêm lớp nhựa để làm thành bạt che phủ cho công cụ, công trình quân khí quân đội - Một số loại nhựa thờng dùng thực tế: + Nhựa PP: Poly propylen: H5300, H510, P4005, F305 Loại nhựa nhiệt độ thờng trạng thái rắn, màu nhiệt độ tăng hoá dẻo, hoá lỏng Đợc dùng để kéo thành sợi để tráng loại bạt, tráng lớp giấy manh PP bao bì xi măng Đợc dùng để thổi màng, ép chi tiết vật dụng dùng công nghiệp đời sống hàng ngày Loại nhựa đợc nhập từ vào Việt Nam: Nhựa tập đoàn HUYNDAI-Hàn Quốc + Nhựa PE: Polyetylen Loại nhựa có tính chất gần giống nh nhựa PP + Ngoài có nhựa: HDPE, PA (Để chế tạo chi tiết máy móc) - Các loại phụ gia dùng công nghệ kéo sợi: + Tai cal: Tai cal có tác dụng làm cho sợi đợc kéo xốp hơn, tăng độ bền sợi, chịu đợc huỷ hoại môi trờng Tỷ lệ pha trộn Taical chiếm 2% + Phụ gia màu: Tuỳ theo yêu cầu màu sợi kéo mà ngời ta có tỷ lệ pha trộn màu khác Các loại màu thờng dùng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ 1.2 Nguyên lý làm việc dây chuyền công nghệ - Sản xuất sợi nhựa dẹp giống nh đặc điểm phơng pháp kéo sợi kim loại nóng Sợi nhựa sau kéo nóng, tác dụng kéo nóng xếp mối liên kết mối phân tử lớn thành trật tự Những mối liên kết cao phân tử nhựa từ dạng hỗn loạn gấp khúc xếp lại có trật tự theo chiều dài sợi Do định hớng đợc phân tử tăng cờng hấp thụ phân tử cờng độ sợi tăng tỷ lệ giãn giảm - Xu hớng kéo dài yêu cầu nhiệt độ độ thủy tinh hóa trở lên, nhiệt độ dính chảy trở xuống phạm vi kéo phía kéo đợc bội số dự định, sau nhanh chóng làm nguội dới nhiệt độ thủy tinh hóa giữ lại tổ chức - Máy gồm máy đùn nhựa, lới nhanh, đầu đùn, thùng nớc làm nguội, dao chẻ sợi để kéo, tủ điện để gia nhiệt, hai lô nhiệt quấn sợi phận hút phế liệu - Dây chuyên công nghệ gồm: Nhựa qua vitme trộn cắt đùn ép miệng khuôn qua thùng nớc làm lạnh thành màng mỏng, cắt xẻ thành sợi tăng nhiệt kéo giãn, tăng nhiệt thu lại định hình, đợc sợi dẹp theo yêu cầu 1.3 Các thông số kỹ thuật - Máy đùn nhựa: S1-65x28CY - Đờng kính vít me: 900 - Chiều dài vit me: 1820 Khả sản xuất - Nhựa PP: 80kg/h - Nhựa HDPE: 80kg/h - Sản lợng: 500 550 tấn/năm Quy cách sợi - Rộng: 1,8-1,3mm - Dày: 0.03-0,08mm - Độ sợi: 800-1000demien - Cờng độ: >3,5g/ demien - Độ giãn > 16% - Tốc độ sợi: 80-100m/p - Bội số kéo: 4-9 lần - Tổng công suất: 134 kw 1.4.Thiết bị máy kéo sợi PP Máy gồm cụm hợp thành (Hình 1.1), hệ thống lắp ráp không đồng bị nhầm vị trí máy không vận hành bình thờng đợc Cho nên trớc sử dụng phải hiểu cấu tạo máy nguyên lý làm việc, cách tháo lắp điều chỉnh, sửa chữa phát huy đợc hiệu quả, xuất kéo dài tuổi thọ thiết bị 1.4.1 Máy đùn nhựa Phần máy đùn nhựa có phần a Thân đùn Thân đùn phần để luyện nhựa trạng thái hạt rắn hay trạng thái dẻo, lỏng đẩy miệng đùn nhờ có vitme Hệ truyền động cho vitme động xoay chiều pha roto lồng sóc có điều khiển tốc độ ly hợp điện từ hộp số hệ bánh b Lới lọc Máy đùn nhựa có kèm theo phận lới lọc thay nhanh kiểu tay gạt để tiện cho việc thay nhanh sản xuất, giảm thời gian dừng máy, giảm cờng độ lao động Cơ cấu máy theo máy tiên tiến nớc ngoài, nghiên cứu vật liệu, công nghệ an toàn, chắn không rò rỉ vật liệu Lới lọc thay nhanh xuất xởng đợc điều chỉnh khe hở lắp ghép Hình 1.1 Sơ đồ máy kéo sợi PP Bộ phận kéo sợi 2.Bộ Phận kéo màng 3.Bàn nhiệt dãn sợi 1.Máy đùn nhựa ngời sử dụng điều chỉnh Lới lọc tốt dùng loại chế tạo sẵn việc đặt vào máy hãm máy đợc, đẩy tay gạt vào vị trí đợc Khi thay lới lọc, trớc hết hạ tốc dộ kéo sợi dừng máy (máy đùn) kéo tay gạt khoảng đến 10 giây xong Trong thời gian dừng kéo sợi thay lới, giảm cờng độ lao động, nâng cao hiệu xuất sản xuất c Miệng đùn Là loại ống kiểu hình mắc áo đùn khe nhỏ, tốt Bộ phận gia nhiệt đầu đùi nhiệt nhôm đúc công suất 9kw chia làm ba đoạn để khống chế nhiệt độ( đồng hồ nhiệt có ba khu vực tơng ứng với ba khoang: khoang nhiệt 6, khoang nhiệt 7, khoang nhiệt 8) để tiện điều chỉnh nhiệt độ màng hớng ngang Chiều rộng miệng đùn 850mm 1.4.2 Bộ phận kéo màng a Thùng nớc làm nguội màng kéo Để thỏa mãn với đặc điểm sản xuất lớn, tốc độ kéo sợi, tốc độ cao dùng thùng nớc làm lạnh có dung tích lớn, miệng thùng có chỗ nớc tràn để nớc đợc lu động làm nguội màng đùn Còn nớc vào đợc cho từ dới lên có van để điều chỉnh lợng nớc vào Để cố gắng đạt đợc độ kết tinh thấp Nếu nh làm nguội dới nhiệt độ thủy tinh hóa tốt Do điều kiện nhiệt độ môi trờng nên phải điều chỉnh van nớc làm nguội Quả lô trong thùng nớc điều chỉnh lên xuống để điều chỉnh vị trí dãn xuống màng miệng khuôn thùng nớc lạnh có gạt nớc, ống hút nớc, khử hết nớc bám màng mỏng Đồng thời có lô kéo Để đảm bảo cân lực hai lô kéo lô kéo bớc đầu , tỷ lệ tốc độ thấp (3%) Truyền động lô thùng nớc, thông qua truyền động xích lô kéo bớc đầu Để tăng chiều rộng màng, giảm góc co màng đồng thời đạt đợc yêu cầu làm nguội màng đồng đều, thờng để miệng đùn màng cách mặt nớc từ 15 đến 20mm đợc Điều chỉnh bulông dới chân thùng nớc Trong bể nớc có lắp ống cao su để điều chỉnh mực nớc b Dao chẻ sợi- kéo sợi bớc đầu Kéo sợi bớc đầu trục lô bằng, cấu chẻ sợi lô hợp thành Dùng lô có đờng kính lớn tăng ma sát kéo vận hành ổn định, lô lắp phía trớc dao cắt chẻ Có thể xoay góc độ để điều chỉnh màng mỏng Giảm độ nhăn màng phần hệ truyền động dùng động xoay chiều pha điều khiển tốc độ ly hợp điện từ (4kw) truyền tốc độ tới trục hộp số xích Độ căng chùng xích vừa phải Vận hành thời gian phải điều chỉnh độ căng xích Phía lô thứ có lô cao su đợc điều khiển van đỡ hai đầu chùng tâm với lô Điều chỉnh bulông tròn ngang ( Những bulông trớc lắp đặt đợc chỉnh ) điều chỉnh độ thẳng với lô bằng, bulông dới kéo Để hớng ngang khe hở, cạnh lô cao su có lắp trang bị phòng hộ để tránh xẩy tai nạn sản xuất 1.4.3- Bàn gia nhiệt dãn sợi Bộ phận gia nhiệt dùng thép không gỉ có độ dày 15mm, có độ ổn định nhiệt tốt hiệu suất tỏa nhiệt cao, chiều dài 2200mm phù hợp với yêu cầu kéo sợi PE mật độ cao, tốc độ cao Phơng thức gia nhiệt dùng nhiệt hồng ngoại từ xa, công suất 16,2kw, công suất 1,8kw x khống chế đoạn nhiệt độ báo nhiệt, nhiệt độ dây đồng XMT-1301 Lắp đặt nhiệt dùng kiểu tháo rời chỗ có cố ( báo đồng hồ thay nhanh dừng máy) 1.4.4 Bộ phận kéo sợi Cụm gồm lô truyền động mô tơ điều tốc điện từ (7.5kw) hộp số truyền động đến trục xích Phơng thức truyền động giống nh kéo lần đầu Thu hồi định hình lô nhiệt lô lô Phơng thức gia nhiệt kiểu gián tiếp, nhiệt độ đều, dễ sữa chữa, công suất nhiệt lô 7,2kw thỏi nhiệt điện 2,4kw hợp thành đấu dây dẫn chịu nhiệt, đảm bảo cách nhiệt tốt Quả lô thứ lô làm nguội có ống đa nớc vào để làm nguội lô Giữa lô lô có lắp phận khử từ tránh bị nhiễm từ kéo tốc độ cao nâng cao chất lợng in nhãn bao Công tắc cấu khử tĩnh điện lắp tay bảng điều khiển điện máy Đợi sau kéo sợi bình thờng ấn nút khử từ phận khử từ hoạt động Trên trục lô số lô số trục lô cao su, kết cấu điều chỉnh giống nh trục lô số lần kéo đầu 1.4.5 Giàn máy thu sợi Giàn máy thu sợi gồm 114 máy thu sợi (không thể sơ đồ) gồm 144 màng thu sợi riêng lẻ máy gồm động xoay chiều pha có điều chỉnh tốc độ bảng điện tử dùng Triac, có chiết áp đặt máy để điều chỉnh tốc độ quấn phù hợp với tốc độ sợi kéo Trên máy có thiết kế công tắc hành trình tác động sợi căng hay sợi đạt đờng kính theo yêu cầu đặt Các tác động đợc thể qua đèn báo đặt máy Tốc độ quấn tốc độ rải sợi đợc tính toán cách hợp lý để sợi không bị rối đầu không bị lợn xoắn sóng Để máy chạy đợc êm quấn sợi đợc chuyển động máy đợc truyền chuyển động đai nhựa đai thang cao su 1.4.6 Các thiết bị phụ trợ máy kéo sợi PP Đối với máy kéo sợi thiết bị giới thiệu phần Để dây chuyền kéo sợi đợc hoàn hảo hoạt động đợc yêu cầu phải có thêm thiết bị phụ trợ sau a Bộ phận thu nghiền phế liệu Màng mỏng sau đựơc xẻ cắt thành sợi, hai mép màng mỏng đựơc thu vào máy nghiền, nghiền xong đợc quạt gió quạt vào thùng đựng phế liệu Ta tận dụng phế liệu theo tỷ lệ phần trăm phù hợp để trộn với nguyên liệu tiếp tục sử dụng nâng cao hiệu kinh tế b Bộ phận thu hút sợi bỏ Do yêu cầu công nghệ, kéo sợi để vào ống suốt hết tất lên ống suốt Trớc hết phải hút vào thùng lới sau sợi vào suốt Bảo đảm sản xuất an toàn văn minh c Máy trộn nhựa - Máy trộn nhựa dùng để trộn nhựa trớc đa vào chạy máy nhằm mục đích: + Trong trình trộn ma sát hạt nhựa với nhau, hạt nhựa với cách quay thành máy làm hạt nhựa đợc nóng lên, nhựa đợc sấy khô Tuy nhiên thời gian trộn lớn làm cho nhựa phát nóng nhiệt độ cho phép làm cho nhựa keo lại thành cục to + Trộn nhựa để hạt nhựa đợc trộn với phụ gia đợc pha trộn theo yêu cầu kỹ thuật Ngoài có máy nén khí, bình lọc dầu, lọc nớc có khí nén, máy bơm nớc làm nguội Máy kéo sợi có nhiều phận, thiết bị khác Nhng hệ truyền động hệ truyền động nhóm máy đợc chia thành hệ thống độc lập: Máy đùn nhựa Bộ phận kéo lần đầu Bộ phận kéo thu qua nhiệt hai lần Các phận động xoay chiều pha rôto lồng sóc điều tốc ly hợp điện từ đảm nhiệm riêng 1.4.7 Thiết bị điện máy kéo sợi PP a Số liệu thiết bị điện - Điều kiện làm việc: + độ cao : dới 1000m so với mặt nớc biển + Nhiệt độ : từ -30oC đến +40oC + Độ ẩm : 85% - Các thông số chủ yếu thiết bị điện Nguồn điện vào : điện pha dây -380V 50Hz Điện áp mạch điều khiển :220V Công suất động dị điều tốc điện từ : 48,5kw gồm: + Máy đùn nhựa : 37kw + Kéo lần : 4kw + Kéo lần : 7.5kw Công suất động quạt + Làm nguội máy : 0,72kw + Nghiền hút phế liệu : 2,2 kw + Thổi nớc mặt màng mỏng : 1,5kw Công suất động máy nghiền : 3kw Tổng công suất nhiệt điện : 37kw Công suất nhiệt điện bàn giãn sợi : 16,2kw Công suất gia nhiệt lô nhiệt : 14,4kw Dung lợng toàn máy : 134,52kw b Các số liệu công nghệ: Với biến tần dùng cho việc điều chỉnh tốc độ động xoay chiều việc thay đổi tần số, thay đổi điện áp khác với điện áp lới cấp vào biến tần Các biến tần đợc chia thành loại - Bộ biến tần độc lập (hay biến tần gián tiếp) hình 3.3 BBT BCL f1,u1 F BNL = f1 = f2 = f2,u2 Hình 3.3 Cấu trúc biến tần gián tiếp Trong biến tần loại này, dòng điện xoay chiều đầu vào tần số f đợc chỉnh lu thành dòng điện chiều (tần số f=0), lọc lại đợc biến đổi thành dòng điện xoay chiều tần số f2 Đây loại biến tần đợc dùng phổ biến tần số f2 cần phải có hoàn toàn không phụ thuộc vào f1 mà phụ thuộc vào mạch điện - Bộ biến tần phụ thuộc ( hay biến tần trực tiếp) hình 3.4 f1,u1 f1 f2 f2,u2 Hình 3.4 Cấu trúc biến tần trực tiếp - Bộ biến tần phụ thuộc: Loại biến đổi thẳng dòng điện xoay chiều tần số f1 thành dòng điện xoay chiều tần số f2 không qua khâu chỉnh lu (CL) nên hiệu suất cao loại nhng việc thay đổi tần số khó khăn phụ thuộc vào tần số f1 * Bộ biến tần độc lập ( hay biến tần gián tiếp) Bộ biến tần cần có chỉnh lu (BCL) trung gian nên gọi biến tần có khâu trung gian hay biến tần gián tiếp Tùy theo tính chất chỉnh lu dạng tín hiệu đầu mà biến U 2, f tần độc lập lại chia biến tần nguồn dòng hay biến tần nguồn áp Đ Sau biến tần độc lập ba pha nguồn dòng bbđmcxc TH6 D Rk TH7 TH4 TH1 CM Ui1 A1 Ui2 U1 , f Uf CL A2 C L Uk K Hình 3.5 Bộ biến tần độc lập ba pha nguồn dòng TH2 B c TH3 TH5 A Sơ đồ biến tần độc lập ba pha nguồn dòng nh hình 3.5 Bộ chỉnh lu CL ba pha có điều khiển biến đổi dòng điện xoay chiều ba pha U1 tần số f1 thành dòng điện chiều Bộ chỉnh lu CL làm việc nh nguồn dòng nhờ điều khiển chỉnh dòng A1 kết hợp với cuộn kháng cân k Giá trị dòng chiều đợc đặt Ui1 ổn định giá trị dòng điện đặt nhờ tín hiệu phản hồi Ui2 BBĐMCXC biến đổi dòng chiều thành dòng xoay chiều ba pha tần số f2 trị số U2 cấp cho phụ tải động Tần số f dòng điện phụ tải đợc điều khiển tín hiệu điều khiển Uf qua khối A3 Khối chuyển mạch đợc dùng chung cho tất Thyristor Vì điều chỉnh tốc độ động điều chỉnh tần số thờng kéo theo điều chỉnh trị số điện áp Tần số giảm điện áp giảm Khi điện áp giảm trình chuyển mạch bị ảnh hởng nên thờng dùng nguồn điện áp phụ ổn định Uk để nạp điện cho tụ điện chuyển mạch Điod D diod cách ly chống ảnh hởng điện áp tụ C tới điện áp nguồn cấp cho BBĐMCXC trình chuyển mạch Điện trở Rk điện trở nạp điện cho tụ điện C Trong BBĐMCXC với góc dẫn = 1200, thời điểm có hai Thyristor thông để cấp điện cho động cơ, Thyristor nhóm anode chung Thyristor nhóm Cathode chung Khoảng thời gian dẫn Thyristor nh hình 3.6 Giả sử TH1 TH2 dẫn Trớc đó, tụ điện C đợc nguồn Uk nạp qua L Rk Để chuyển pha dẫn TH1-TH2 sang pha dẫn TH3-TH2 cần phải điều khiển khóa TH1 thông TH3 Cho xung mở TH3 TH7 Khi TH7 thông, điện áp Uk đặt ngợc lên TH1 TH2 dòng điện nguồn chuyển qua khối CM Dòng qua TH1 TH2 giảm khóa Khi TH7 thông tụ C phóng điện qua L-TH7 mạnh dao động LC nạp lại điện cho tụ C theo hớng ngợc dẫn đến TH7 khóa bị phân áp ngợc Quá trình chuyển mạch kết thúc Các Thyristor không bị phân áp ngợc xung mở đặt vào TH3 nên TH3 thông TH2 bị khóa với TH1 thời gian ngắn nhng sau có xung mở nên lại thông Tiếp theo, trình diễn biến tơng tự Dạng dòng điện pha nh hình 3.6 Xung mở TH7 T/2 3T/2 TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 i A i t B iC Hình 3.6 Khoảng thời gian dẫn Thyristor dòng điện phụ tải pha t t 3.2.4 Điều chỉnh tốc độ ly hợp điện từ - Ly hợp điện từ cấu ly hợp dùng lực điện từ để truyền mô men từ trục dẫn động sang trục bị dẫn - Các ly hợp điện từ đợc dùng nhiều tự động hóa điều khiển xa điều khiển dễ dàng thay đổi đợc tốc độ quay trục bị dẫn - Ly hợp điện từ đợc chia kiểu theo nguyên lý làm việc + Ly hợp điện từ kiểu ma sát + Ly hợp điện từ kiểu bám a Ly hợp điện từ kiểu ma sát Hình 3.7 Cấu tạo ly hợp điện từ kiểu ma sát Trục chủ động Gông từ Cuộn dây Đĩa ma sát Phần ứng Lò xo Trục bị dẫn - Cấu tạo Hình 3.7 - Nguyên lý làm việc: Gông từ nối cứng với trục quay chủ động nhờ liên kết then Phần ứng đợc gắn trục bị dẫn di chuyển dọc trục Bình thờng lo xo đẩy phần nắp từ động ( phần ứng) sang phải hai đĩa ma sát tách rời Chuyển động quay trục chủ động1 không đợc truyền sang trục bị dẫn Khi cuộn hút đợc cấp điện gông từ hút phần ứng trợt theo dọc trục sang trái ép chặt hai đĩa ma sát vào để khép kín mạch từ Lúc lò xo bị nén lại Do ma sát hai đĩa ma sát, mô men quay từ trục quay chủ động đợc truyền qua trục bị dẫn quay theo với tốc độ Nếu ngắt điện cuộn hút 3, lực lò xo đẩy phần ứng sang phải, tách rời hai đĩa ma sát, trục bị dẫn không quay theo trục chủ động Loại ly hợp điện từ không điều chỉnh đợc tốc độ quay trục bị dẫn, giảm điện áp đặt vào cuộn hút 3, lực điện từ giảm làm hai đĩa ma sát trợt gây nóng bị hỏng Loại dùng cho đóng ngắt chuyển động dùng cho tải cắt nhẹ có điều chỉnh tốc độ b Ly hợp điện từ kiểu bám Hình 3.8 Ly hợp điện từ kiểu bám Trục bị dẫn Mạch từ cố định Cuộn dây Mạch từ quay theo Mạch từ chủ động Trục dẫn - Cấu tạo nguyên lý làm việc (hình 3.8) Phần mạch từ đợc nối cứng với trục dẫn động Phần mạch từ đợc gắn chặt cố định quay theo trục 1, cuộn dây lõi sắt cố định không quay theo trục Khi cuộn dây nam châm cố định đợc cấp điện, từ thông sinh vòng qua lõi từ 2, phần mạch từ 4,5 qua khe hở không khí, nhờ làm cho phần mạch từ quay theo phần mạch từ trục dẫn Nếu giảm dòng điện cấp cho cuộn hút 3, lực điện từ yếu khả bám theo trục bị giảm nghĩa điều chỉnh đợc tốc độ quay trục bị dẫn giảm Tốc độ quay trục bị dẫn bị giảm mômem cản trục bị dẫn tăng lên Đây giảm tốc độ theo tải Để giữ ổn định tốc độ, cần có phản hồi âm tốc độ để trờng hợp tăng điện áp (dòng điện) đặt vào cuộn hút tăng lực bám theo trục với trục tăng lại tốc độ trục Ly hợp điện từ kiểu bám có phần quay không tiếp xúc với nên ly hợp không bị nóng, thuận lợi cho việc điều chỉnh tốc độ 3.3 Kết luận Trên ta giới thiệu số phơng pháp điều chỉnh tốc độ động điện xoay chiều pha Mỗi phơng pháp có u nhợc điểm khác tùy thuộc vào yêu cầu công nghệ mà ứng dụng cho thiết bị cách thích hợp * Đối với phơng pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ mạch Rôto thông qua việc mắc thêm điện trở phụ: Thờng đợc ứng dụng với dạng tải có Mc ( quạt gió, bơm ly tâm), phơng pháp thay đổi đợc tốc độ theo cấp không đáp ứng đựơc yêu cầu công nghệ điều chỉnh vô cấp, thực đợc với động Rôto dây quấn có vành góp * Đối với phơng pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp đặt vào mạch phần cảm (Stato): Đặc tính tự nhiên động không đồng thờng có độ trợt tới hạn nhỏ nên phơng pháp điều chỉnh tốc độ cách giảm điện áp thờng có dải điều chỉnh bé Mặt khác, điện áp đặt vào động giảm, mômen tới hạn giảm, tốc độ đồng giữ nguyên nên giảm tốc độ độ cứng đặc tính giảm, độ ổn định tốc độ Cho nên phơng pháp không phù hợp với đặc tính tải dây chuyền, không đợc sử dụng * Đối với phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi tần số nguồn xoay chiều Phơng pháp đợc dùng nhiều biến tần Nhng giá thành biến tần đắt dây chuyền sản xuất bình thờng không đợc sử dụng * Đối với phơng pháp điều chỉnh tốc độ ly hợp điện từ - Phơng pháp điều chỉnh đợc vô cấp, độ ổn định cao - Kết cấu đơn giản - Giá thành thấp Cho nên phơng pháp điều chỉnh ly hợp điện từ thích hợp cho dây chuyền sản xuất sợi PP Chơng Thiết kế mạch lực 4.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc ly hợp điện từ a Cấu tạo: Hình 4.1 Hình 4.1 Mô tả ly hợp điện từ Động kéo tải Phần mạch từ quay chủ động (phần ứng) Phần mạch từ quay bị động ( phần cảm) Cuộn dây kích từ b Nguyên lý làm việc - Động kéo tải động không đồng xoay chiều pha rôto lồng sóc quay với vận tốc không đổi ( tốc độ không đồng bộ) vận tốc định mức động - Khi cha có dòng điện kích từ qua cuộn dây phần mạch từ bị động (nối với trục tải) cha quay - Cho dòng điện chiều vào cuộn dây kích từ lòng cuộn dây sinh từ trờng móc vòng qua mạch từ và phần cảm hút phần ứng làm cho phần mạch từ bị động quay kéo theo trục tải quay theo - Nếu ta giảm dòng điện (điện áp) qua cuộn dây kích từ từ thông sinh giảm dẫn đến lực hút phần mạch từ lên mạch từ giảm khả bám theo phần bị động giảm nên tốc độ quay tải giảm Điều chỉnh đợc tốc độ quay tải.Từ ta thấy phần quan trọng để điều chỉnh tốc độ quay trục tải điều chỉnh dòng điện vào cuộn kích từ ly hợp điện từ Sau sơ đồ mạch lực để cấp điện cho cuộn dây kích từ ly hợp điện từ 4.2 Sơ đồ mạch lực Mạch chỉnh lu pha nửa chu kỳ có điều khiển ( Hình 4.2) Vì cuộn dây ly hợp điện từ mạch tính cảm điện trở dây dẫn tải đợc coi tải R + L Góc gọi góc mở góc tắt dòng Do tải mang tính cảm kháng nên đờng cong dòng điện IL kéo dài , mà U1 chuyển sang nửa chu kỳ âm Th IL L U1 D UD R U1 t UD t IL t Hình 4.2 Chỉnh lu có điều khiển pha nửa chu kỳ Góc tắt dòng () đợc tính theo công thức : Sin( - ) = sin( - ) e Với tg = ( ) tg X Với X = L R Góc mở kể từ thời điểm bắt đầu nửa chu kỳ dơng đến thời điểm phát xung gọi góc mở Thay đổi góc mở thay đổi đợc khoảng thời gian dẫn dòng Thyristor Từ điện áp chỉnh lu trung bình thay đổi dòng điện tải thay đổi Khi tăng góc mở khoảng thông Thyristor thu nhỏ lại điện áp chỉnh lu trung bình giảm Khi góc mở = Thyristor dẫn dòng nh Diode nghĩa chỉnh lu không điều khiển đợc coi nh trờng hợp riêng chỉnh lu có điều khiển đợc với góc mở = Lúc điện áp chỉnh lu trung bình lớn 4.3 Tính chọn Thyristor Ta tính chọn Thyristor thông qua thông số định mức động tải: Các thông số : Pđm = 4kw, U = 380V n = 1450V/ph * Tính lực sinh trục động Từ công thức PC= Fc.v (kw) 60.1000 Trong : PC, FC : công suất lực sinh trục động : Hiệu suất cấu v : Tốc độ dài ly hợp điện từ Từ ta có : Fđm = Với : Pdm 60.1000 v Pđm = kw =1 v = 2Rn (R bán kính ly hợp điện từ R=0,15m) Fđm = = Pdm 60.100 2Rn 4.6.1000.1 = 175,6 (N) 2.3.14.0.15.1450 Để đảm bảo đợc khả tải động Mđm >MC hay Fđm > FC FC lực điện từ sinh cuộn dây kích từ (cuộn ly hợp điện từ) Khi dòng điện chạy qua: FC = Fđt Khi dòng kích từ (IKT) tăng lực điện từ tăng dòng kích từ giảm lực điện từ giảm theo Nh lực điện từ tỷ lệ với dòng điện kích từ cuộn dây Gọi hệ số tỷ lệ K ta có IKT = k Fđt Hệ số k đợc chọn theo kinh nghiệm lấy k=0,03 IKT = 0,03 Fđt IKT = 0.03.175,6 = 5.3 (A) Ta có điện áp đặt vào mạch chỉnh lu U=220V Dòng điện định mức chạy qua cuộn dây kích từ IKT = 5,3 (A) Chọn hệ số dự trữ điện áp dòng điện Thyristor Ku=1,6 , Ki=1.5 Vậy Thyristo phải chịu đợc điện áp ngợc Ungmax=Ku Umax = 1,6 220 = 429V chịu đợc dòng điện trung bình dẫn IT = ki IKT = 1,5 5.3 = 8(A) Ta chọn Thyristor mã hiệu TB2_50_1 có thông số Dòng điện tải IT = 10 (A) Điện áp ngợc cực đại Thyristor : Ungmax = 500 (V) Ug = (V) Dòng điện điều khiển : Ig = 20 (mA) TG ED BĐK K K RN AT I K I Đ RN K I K A B c O Hình 4.3 Sơ đồ khống chế động - ly hợp điện từ BĐK - Bộ điều khiển ly hợp điện từ Đ - Động không đồng ED - Ly hợp điện từ TG - Máy phát tốc CC CT CC T K Đ K RN Điện áp điều khiển : [...]... kế bộ điều khiển tốc độ cho động cơ Phơng pháp điều chỉnh ở đây là dùng động cơ xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc điều khiển tốc độ bằng ly hợp điện từ Phần thiết kế bộ điều khiển tốc độ đợc giới thiệu ở các phần sau Do khối lợng lớn và thời gian có hạn Mặt khác ba bộ điều khiển tơng tự nhau ( đều điều khiển tốc độ bằng ly hợp điện từ) Cho nên em chỉ giới thiệu và thiết kế bộ điều khiển tốc độ cho cụm... pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện xoay chiều 3 pha không đồng bộ - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng (Rôto) - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào mạch phần cảm (Stato) - Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số của nguồn xoay chiều - Điều chỉnh tốc độ bằng ly hợp điện từ 3.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng. .. bảo đợc sự ổn định về tốc độ sử dụng khâu phản hồi tốc độ, tín hiệu từ máy phát tốc độ đa về điều khiển rồi so sánh với tín hiệu đặt sau đó đợc đa vào điều khiển động cơ + Phải điều chỉnh đợc mọi cấp tốc độ ( điều chỉnh trơn): Từ =0 đến max Vận hành tin cậy có độ bền cao Nh vậy muốn điều chỉnh tốc độ kéo của các Rulô thì ta điều chỉnh tốc độ của động cơ truyền động Đó là đối tợng điều chỉnh em muốn giới... tả bộ ly hợp điện từ 1 Động cơ kéo tải 2 Phần mạch từ quay chủ động (phần ứng) 3 Phần mạch từ quay bị động ( phần cảm) 4 Cuộn dây kích từ b Nguyên lý làm việc - Động cơ kéo tải là một động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc quay với một vận tốc không đổi ( tốc độ không đồng bộ) bằng vận tốc định mức của động cơ - Khi cha có dòng điện kích từ qua cuộn dây thì phần mạch từ bị động 3 (nối... dòng điện các pha nh hình 3.6 Xung mở TH7 T/2 3T/2 TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6 i A 0 i t B 0 iC Hình 3.6 Khoảng thời gian dẫn của các Thyristor và dòng điện phụ tải các pha 0 t t 3.2.4 Điều chỉnh tốc độ bằng ly hợp điện từ - Ly hợp điện từ là cơ cấu ly hợp dùng lực điện từ để truyền mô men từ trục dẫn động cơ sang trục bị dẫn - Các ly hợp điện từ đợc dùng nhiều trong tự động hóa và điều khiển xa vì điều khiển. .. cơ điều tốc điện từ đồng thời khởi động Sau đó tiến hành điều chỉnh tốc độ Trong bộ phận điều khiển này có một núm điều chỉnh gọi là bộ phận thao tác điều chỉnh đồng bộ Đợi đồng hồ báo tỷ lệ kéo giãn xong có thể thao tác muốn điều khiển này để điều chỉnh tốc độ kéo nhanh chậm Sau khi ấn các nút ấn khởi động các động cơ quạt hút nơc, động cơ hút sợi bỏ, bộ khử từ tĩnh điện Trên các hộp điều khiển có các... phần bị động cũng giảm nên tốc độ quay tải giảm Điều chỉnh đợc tốc độ quay của tải .Từ trên ta thấy phần quan trọng để điều chỉnh tốc độ quay của trục ra tải là điều chỉnh dòng điện vào cuộn kích từ của ly hợp điện từ Sau đây là sơ đồ mạch lực để cấp điện cho cuộn dây kích từ của ly hợp điện từ 4.2 Sơ đồ mạch lực Mạch chỉnh lu một pha nửa chu kỳ có điều khiển ( Hình 4.2) Vì cuộn dây của ly hợp điện từ mạch... cả tốc độ quay của trục bị dẫn - Ly hợp điện từ đợc chia ra các kiểu theo nguyên lý làm việc + Ly hợp điện từ kiểu ma sát + Ly hợp điện từ kiểu bám a Ly hợp điện từ kiểu ma sát 2 3 4 5 6 7 1 Hình 3.7 Cấu tạo ly hợp điện từ kiểu ma sát 1 2 3 4 5 6 7 Trục chủ động Gông từ Cuộn dây Đĩa ma sát Phần ứng Lò xo Trục bị dẫn - Cấu tạo Hình 3.7 - Nguyên lý làm việc: Gông từ 2 nối cứng với trục quay chủ động. .. thờng cho nên cũng không đợc sử dụng * Đối với phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng ly hợp điện từ - Phơng pháp này điều chỉnh đợc vô cấp, độ ổn định cao - Kết cấu đơn giản - Giá thành thấp Cho nên phơng pháp điều chỉnh bằng ly hợp điện từ rất thích hợp cho dây chuyền sản xuất sợi PP Chơng 4 Thiết kế mạch lực 4.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc của ly hợp điện từ a Cấu tạo: Hình 4.1 1 2 4 3 Hình 4.1 Mô tả bộ ly. .. 2 Chọn động cơ truyền động 2.1 Động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ 2.1.1- Ưu điểm Các máy điện xoay chiều ba pha không đồng bộ có rôto quay khác với tốc độ quay của từ trờng quay (vì vậy đợc gọi là động cơ không đồng bộ) Loại máy này đợc dùng chủ yếu làm động cơ điện Ưu điểm của động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ - Có kết cấu đơn giản - Dễ chế tạo - Vận hành an toàn - Sử dụng nguồn