GIÁO TRÌNH TRANG BỊ ĐIỆN 2

MỤC LỤCMỤC LỤC………………………………………………………………….1Chương 1: Trang bị điện các thiết bị gia nhiệt………..............................41.Đặc điểm của lò nhiệt ………………………………………………..42.Các phương pháp biến đổi điện năng………………………………... 4Chương 2: Lò điện trở…………………………………………………….. 71.Khái niệm chung và phân loại………………………………………..72.Yêu cầu với vật liệu làm dây đốt……………………………………..83.Vật liệu làm dây điện trở……………………………………………..94.Tính toán kích thước dây điện trở……………………………………95.Các loại lò điện thông dụng………………………………………….116.Khống chế và ổn định nhiệt độ lò điện trở…………………………...137.Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình………………14Chương 3: Lò hồ quang……………………………………………………211.Khái niệm chung……………………………………………………..212.Sơ đồ cung cấp điện của lò hồ quang………………………………...223.Điều chỉnh công suất lò hồ quang……………………………………234.Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang……………………….245.Lò hồ quang chân không……………………………………………..276.Lò hồ quang Plasma………………………………………………….28Chương 4: Lò cảm ứng…………………………………………………….291.Khái niệm chung……………………………………………………..292.Một số sơ đồ khống chế………………………………………………30Chương 5: Máy hàn điện…………………………………………………331.Khái niệm chung……………………………………………………..332.Các loại nguồn hàn…………………………………………………...363.Các máy hàn hồ quang tự động và bán tự động……………………...404.Công nghệ hàn tiếp xúc………………………………………………44Chương 6: Trang bị điện máy bơm………………………………………481.Khái niệm chung……………………………………………………..482.Điều chỉnh năng suất của máy bơm………………………………….493.Tính chọn công suất động cơ truyền động…………………………... 504.Sơ đồ khống chế máy bơm…………………………………………...52Chương 7: Trang bị điện quạt gió………………………………………551.Khái niệm chung…………………………………………………552. Yêu cầu trang bị điện cho quạt……………………………………….573. Sơ đồ khống chế……………………………………………………...59Chương 8: Trang bị điện máy nén………………………………………621.Khái niệm chung và phân loại……………………………………….622.Điều chỉnh năng suất và áp suất máy nén khí………………………..643.Sơ đồ tự động khống chế máy nén…………………………………...66Chương 9: Trang bị điện máy kéo sợi……………………………………691.Trang bị điện máy kéo sợi thô………………………………………..692.Trang bị điện máy kéo sợi len………………………………………..72Chương 10: Trang bị điện máy dệt………………………………………751.Trang bị điện máy mắc sợi…………………………………………...752.Sơ đồ điều khiển máy dệt kim………………………………………..79Chương 11: Trang bị điện máy in vải……………………………………841.Đặc điểm công nghệ…………………………………………………. 842.Xác định phụ tải của động cơ truyền động chính máy in…………….853.Yêu cầu đối với hệ thống truyền động điện…………………………..864.Sơ đồ điều khiển hệ thống truyền động máy in hoa ELITEX………..87TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………92

1 BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Tên môn học: Trang Bị Điện NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục dạy nghề Hà Nội, năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thông tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Nền công nghiệp nước ta áp dụng nhiều loại máy móc, thiết bị đại Do đòi hỏi trình đào tạo cần có giáo trình nhằm để trang bị cho học sinh sinh viên kiến thức kỹ thực tế nhằm bắt kịp với năm tới “Trang bị điện 2” biên soạn dùng để làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên Cao đẳng nghề nghề điện công nghiệp Giáo trình biên soạn với mục tiêu nhằm cung cấp kiến thức trang bị điện – điện tử, phân tích trình công nghệ, phân tích sơ đồ nguyên lý điển hình loại máy lĩnh vực khác Do thời gian kinh nghiệm biên soạn giáo trình hạn chế, mặt khác nguồn tài liệu kĩ thuật chưa nhiều nên trình biên soạn giáo trình có nhiều khó khăn, khó tránh thiếu sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013 Tham gia biên soạn Phạm Tuấn Trung – Chủ biên Ngô Quang Huynh Trần Văn Quỳnh MỤC LỤC MỤC LỤC………………………………………………………………… Chương 1: Trang bị điện thiết bị gia nhiệt……… Đặc điểm lò nhiệt ……………………………………………… Các phương pháp biến đổi điện năng……………………………… Chương 2: Lò điện trở…………………………………………………… Khái niệm chung phân loại……………………………………… Yêu cầu với vật liệu làm dây đốt…………………………………… Vật liệu làm dây điện trở…………………………………………… Tính toán kích thước dây điện trở…………………………………… Các loại lò điện thông dụng………………………………………… Khống chế ổn định nhiệt độ lò điện trở………………………… Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình……………… Chương 3: Lò hồ quang…………………………………………………… Khái niệm chung…………………………………………………… Sơ đồ cung cấp điện lò hồ quang……………………………… Điều chỉnh công suất lò hồ quang…………………………………… Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang……………………… Lò hồ quang chân không…………………………………………… Lò hồ quang Plasma………………………………………………… Chương 4: Lò cảm ứng…………………………………………………… Khái niệm chung…………………………………………………… Một số sơ đồ khống chế……………………………………………… Chương 5: Máy hàn điện………………………………………………… Khái niệm chung…………………………………………………… Các loại nguồn hàn………………………………………………… Các máy hàn hồ quang tự động bán tự động…………………… Công nghệ hàn tiếp xúc……………………………………………… Chương 6: Trang bị điện máy bơm……………………………………… Khái niệm chung…………………………………………………… Điều chỉnh suất máy bơm………………………………… Tính chọn công suất động truyền động………………………… Sơ đồ khống chế máy bơm………………………………………… Chương 7: Trang bị điện quạt gió……………………………………… Khái niệm chung………………………………………………… Yêu cầu trang bị điện cho quạt……………………………………… Sơ đồ khống chế…………………………………………………… Chương 8: Trang bị điện máy nén……………………………………… Khái niệm chung phân loại……………………………………… Điều chỉnh suất áp suất máy nén khí……………………… Sơ đồ tự động khống chế máy nén………………………………… Chương 9: Trang bị điện máy kéo sợi…………………………………… Trang bị điện máy kéo sợi thô……………………………………… Trang bị điện máy kéo sợi len……………………………………… Chương 10: Trang bị điện máy dệt……………………………………… Trang bị điện máy mắc sợi………………………………………… Sơ đồ điều khiển máy dệt kim……………………………………… Chương 11: Trang bị điện máy in vải…………………………………… 4 7 9 11 13 14 21 21 22 23 24 27 28 29 29 30 33 33 36 40 44 48 48 49 50 52 55 55 57 59 62 62 64 66 69 69 72 75 75 79 84 MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN Mã môn học: MH 23 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trò môn học: - Học sau môn học, mô đun kỹ thuật sở học sau mô đun máy điện, truyền động điện, trang bị điện - Là môn học chuyên môn nghề - Môn học trang bị cho người học nghề kiến thức kỹ cần thiết để nắm bắt làm chủ máy móc đại sử dụng lĩnh vực sản xuất công nghiệp việc vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa Mục tiêu môn học: - Phân tích nguyên lý, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ (ĐChTĐ) động pha, động chiều - Đọc, vẽ phân tích sơ đồ mạch điều khiển dùng rơle công tắc tơ dùng khống chế động pha, động chiều - Phân tích qui trình làm việc yêu cầu trang bị điện cho máy sản suất (máy bơm, lò điện, máy in, máy dệt ) - Tính, chọn công suất động điện dùng trang bị cho máy sản xuất - Lắp đặt, sửa chữa mạch mở máy, dừng máy cho động pha, pha, động chiều - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo Nội dung môn học: S TT Tên chương,mục Thời gian ( giờ) Tổng Lý Thực hành Kiểm tra * số thuyết Bài tập (LT TH) Mở đầu I Chương 1: Trang bị điện thiết bị gia nhiệt Đặc điểm lò điện 2.Các phương pháp biến đổi điện I Chương 2: Lò điện trở I 1.Khái niệm chung phân loại 2.Yêu cầu vật liệu làm dây đốt 3.Vật liệu làm dây điện trở 4.Tính toán kích thước dây điện trở 5.Các loại lò điện thông dụng 6.Khống chế ổn định nhiệt độ lò điện trở 7.Một số sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở điển hình I Chương 3: Lò hồ quang II Khái niệm chung Sơ đồ cung cấp điện lò hồ quang Điều chỉnh công suất lò hồ quang Một số sơ đồ khống chế dịch cực lò hồ quang Lò hồ quang chân không Lò hồ quang Plasma I Chương 4: Lò cảm ứng V Khái niệm chung 2.Một số sơ đồ khống chế VChương 5: Máy hàn điện Khái niệm chung Các loại nguồn hàn Các máy hàn hồ quang tự động 2 1 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 5 0,5 2,5 0,5 0,5 1 0,5 0,5 bán tự động Công nghệ hàn tiếp xúc VChương 6: Trang bị điện máy bơm I Khái niệm chung Điều chỉnh suất máy bơm Tính chọn công suất động truyền động Sơ đồ khống chế máy bơm VChương 7: Trang bị điện quạt gió 0,5 0,5 1 0,5 0,5 1 0,5 2,5 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2,5 0,5 0,5 0,5 0,5 II Khái niệm chung Yêu cầu trang bị điện cho quạt 3.Sơ đồ khống chế VChương 8: Trang bị điện máy nén II Khái niệm chung phân loại Điều chỉnh suất áp suất máy nén khí Sơ đồ tự động khống chế máy nén I Chương 9: Trang bị điện máy kéo X sợi Trang bị điện máy kéo sơi thô Trang bị điện máy kéo sơi len XChương 10: Trang bị điện máy dệt Trang bị điện máy mắc sơi Sơ đồ điều khiển máy dệt kim XChương 11: Trang bị điện máy in I vải Đặc điểm công nghệ Xác định phụ tải động truyền động máy in Yêu cầu hệ thống truyền động điện Sơ đồ điều khiển hệthống truyền động 1 1 1 máy in hoa ELITEX Cộng 15 CHƯƠNG TRANG BỊ ĐIỆN CÁC THIẾT BỊ GIA NHIỆT Mã chương: MH23-01 Giới thiệu: Lò điện thiết bị biến đổi điện thành nhiệt năng, dùng công nghiệp nấu chảy vật liệu, công nghệ nung nóng công nghệ nhiệt luyện Lò điện sử dụng phổ biến nhiều ngành công nghiệp, ngành y tế Mục tiêu: - Nắm đặc điểm lò điện - Phân tích nguyên lý làm việc, cách thực hiện, phạm vi ứng dụng lò điện phương pháp biến đổi điện thực tế sản xuất - Nghiêm túc, tự giác học tập Nội dung chính: Đặc điểm lò điện Mục tiêu: Nêu đặc điểm lò điện Các đặc điểm lò điện: - Có khả tạo nhiệt độ cao nhiệt tập trung thể tích nhỏ - Do nhiệt tập trung, nhiệt tập trung nên lò có tốc độ nung nhanh suất cao - Đảm bảo nung đều, dễ điều chỉnh, khống chế nhiệt chếđộ nhiệt 10 - Lò đảm bảo độ kín, có khả nung chân không môi trường có khí bảo vệ, độ cháy tiêu hao kim loại không đáng kể - Có khả khí hoá tựđộng hoá mức cao - Đảm bảo điều kiện vệ sinh: bụi, khói Các phương pháp biến đổi điện Mục tiêu: Trình bày nguyên lý phương pháp biến đổi điện thành nhiệt 2.1 Phương pháp điện trở: Phương pháp điện trở dựa định luật Joule - Lence: cho dòng điện chạy qua dây dẫn, dây dẫn toả nhiệt lượng, nhiệt lượng tính theo biểu thức: Q = I2 Rt [J] (1-1) Trong đó: I : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn(A) R: Điện trở dây dẫn(Ω) t : Thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn(s) Nguyên lý làm việc lò điện trở biểu diễn hình MH21-01-01 Hình MH 21-01-01: Nguyên lý làm việc lò điện trở a) đốt nóng trực tiếp b) đốt nóng gián tiếp Vật liệu nung nóng trực tiếp; Cầu dao; Biến áp; Đầu cấp điện Dây đốt (dây điện trở); Vật liệu nung nóng trực tiếp 2.2 Phương pháp cảm ứng: Phương pháp cảm ứng dựa định luật cảm ứng điện từ Faraday: cho dòng điện qua cuộn cảm điện biến thành lượng từ trường biến thiên Khi đặt khối kim loại vào từ trường biến thiên đó, khối kim 89 Sơ đồ điều khiển tự động truyền động điện đảm bảo cho máy làm việc tự động cấp tốc độ, ổn định tốc độ, tự động dừng máy đủ số vòng, chiều dài có lỗi: đứt sợi, gút sợi to Để chuẩn bị làm việc, đóng aptômat để cấp điện cho mạch động lực mạch điều khiển; K2(1) =1 → động quạt Đ2 quạt mát cho động đồng thời RTr3.1(15) = 1; RTr3.2(15,16) =1 → RTr3.1(4,5) =1 RTr3.2(4,5) = → cấp nguồn cho khối chiết áp đặt tốc độ Rω1, Rω2, Rω3 Quá trình khởi động máy diễn giai đoạn: chạy tốc độ thấp đảm bảo QTQĐ êm, không đứt sợi; sau tăng tốc lên chế độ làm việc tự động Để khởi động máy chế độ tốc độ thấp, người vận hành đạp bàn đạp M2(7) M22(8) → RTr2(8) =1 → RTr2(14) =1 → RTr2.3(14) =1 → RTr2.3(5,6) =1 → Rω1(10) đặt điện áp Ucđ1 nhỏ đặt vào hệ thống điều khiển HTĐK ứng với tốc độ thấp cho động Đ1 Đồng thời RTr2(19) = → KP1(19) = → KP1(23) =1 → RTh(23) =1 → RTh(24) =1 → KP3(24) = 1; RTr2(16) =1 → KT(16) =1; RTr2(10) =1 → KP2(10) =1 → KP2(21) =1 → NC1(21) =1 → nối trục động với trục mắc Do KT có điện nên động Đ1 nối để động quay thuận tương ứng với chiều quấn sợi Các tiếp điểm RTr2(10) =1, KT(11) =1 → RTr4(11) = 1→ RTr4(25) =1 → KK(25) =1 → nối ngắn mạch điện trở Rk → ICKĐ1= đm → từ thông Φ động định mức → rơle kiểm tra từ thông RTT tác động → RTT(28) =1 → RKT(28) =1; KK(14) =1 + KT(15) =1 → Đg(15) =1 Kết Đg(đl) đóng để cấp nguồn xoay chiều lên biến đổi BBĐ để động Đ1 khởi động quay với tốc độ thấp Sau sợi quấn ổn định vào trục mắc, người vận hành tăng tốc độ quấn sợi cách ấn nút M1(2) M11(4); rơle RTr1(2) =1→ RTr1(7) =0 → RTr2(8) =0 → RTr2(14) =0 → RTr2.3(14) = 0; RTr2(12) =1 → RTr2.1(12) =1 RTr2.2(13) =1 → RTr2.1(9) =1, RTr2.2(5,6) =1 RTr2.3(10) = → điện áp Ucđ lấy Rω3 có giá trị lớn Đồng thời RTr2(10) = → RTr4(11) =0 → RTr4(25) = → KK(25) =1 → kết điện trở RK nối tiếp với cuộn CKĐ1 để giảm dòng kích từ động → từ thông động giảm → tăng tốc động đến trị số đặt ban đầu tương ứng với tốc độ dài yêu cầu quấn đường kính trục mắc ban đầu Trong trình quấn sợi, tốc độ động tốc độ trục mắc điều chỉnh ổn định tương ứng với đường kính trục mắc để đảm bảo tốc độ dài sợi không đổi 90 Dừng máy cách ấn D1(2) → RTr1(2) =0 → RTr1(19) =1 → KP1(19) =1 → KP1(23) =0 → RTh(23) =0 KP1(15) =0 → Đg(15) =0 → biến đổi BBĐ cắt khỏi lưới điện đồng thời KP1(22) = Đg(22) =1 → KH(22) =1 → KH(1,3) =1 → động Đ1 nối với điện trở hãm Rh để thực hãm động Sau thời gian chỉnh định RTh → RTh(24) =0 → KP3(24) =0 → KP3(đl) =0 → NC2 điện kẹp chặt trục mắc lại Khi sợi quấn đủ vòng chiều dài tiếp điểm đattric đo số vòng độ dài P1(25) =1 P2(26) =1 →R3(25) =1 R4(26) =1 → R3(2) =0 R4(2) =0 → RTr1(2) =0 Tương đương ấn D1 Trong trình mắc sợi, tiếp điểm R0(23) xenxơ báo đứt sợi kín → R1(22) =1 → R1(2) =0 → RTr1(2) =0 Tương đương ấn D1 Trong trường hợp gút sợi to, tiếp điểm xenxơ quay đo độ dày sợi RQ(24) =1 → R2(24) =1 → R2(2) = → RTr1(2)=0 Tương đương ấn D1 Khi sợi bị đứt bị quấn vào trục mắc, để nối sợi, người vận hành phải quay ngược trục quấn, tải sợi ngược lại Thực điều cách ấn nút M3(13) → RTr3(13) =1 → RTr3(17) =1 → KN(17) =1; RTr3(26) =1 → K31(26) =1, RTr3(16) =1 → RTr3.3(16) =1; K41(14) =1; RTr3(17) =1→ KN(17) =1 → KN(1) + KN(3) =1 → động nối vào BBĐ với cực tính điện áp ngược điện áp lấy chiết áp Rω2 có trị số bé RTr3.3 (16) =1 → RTr3.3(8) =1 Dàn sợi nâng lên sợi kẹp, trục mắc quay ngược với tốc độ thấp sợi tải Mạch điều khiển bàn nâng: Trong trình mắc sợi vào trục mắc, bàn nâng nâng lên với tăng đường kính trục mắc, sau lần quấn sợi, bàn nâng nâng lên mức độ đinh tùy theo đường kính trục quấn lớn, bé độ dài sợi quấn vào trục Để thực mắc sợi vào trục mới, phải hạ bàn nâng xuống vị trí thấp nút ấn M3(13) → K43(14) =1 → Đ4 đóng điện để hạ bàn xuống đồng thời có liên động khí với trượt biến trở Rk, chiết áp Rđ1(7), Rđ2(7) di chuyển vị trí ban đầu Khi bàn hạ xuống vị trí thấp nhất, tiếp điểm công tắc hành trình HT3(6) = → K52(6) =0 → động Đ5 điện Công tắc hành trình HT1, HT2 hạn chế giới hạn cao bàn nâng Sơ đồ điều khiển máy dệt kim Mục tiêu: Phân tích sơ đồ mạch điều khiển máy dệt kim Dệt kim ngành chuyên môn công nghệ sợi dệt, hình thành phát triển khoảng 100 năm tiền đồ rộng lớn Sản phẩm dệt kim 91 thường gồm loại quần áo may sẵn dùng để mặc lót mặc may ô, sơ mi, bít tất, găng tay Động truyền động Đ1 động chiều cung cấp từ chỉnh lưu điều khiển thyristor T1 ÷ T4 nối theo sơ đồ cầu 1pha đối xứng Bộ chỉnh lưu cấp nguồn qua công tắc tơ K1 Đấu vào chỉnh lưu hai cuộn kháng không khí Lk có tác dụng hạn chế tốc độ tăng dòng anôt Hệ thống truyền động điện thực theo hệ kín với hai mạch vòng điều chỉnh: mạch vòng dòng điện mạch vòng tốc độ Bộ điều chỉnh dòng điện có cấu trúc PI (tỉ lệ tích phân) thực sở khuếch đại thuật toán A2 mạch phản hồi R15, C2 Các tín hiệu vào gồm: tín hiệu điện áp đặt dòng điện tín hiệu điện áp điều chỉnh tốc độ đưa đến điện trở R13, tín hiệu điện áp phản hồi âm dòng điện phần ứng lấy từ khối đo lường dòng điện ĐOI, đặt vào điện trở R14 Điện áp điện áp điều khiển Uđk đặt vào khâu so sánh tạo xung Bộ điều chỉnh tốc độ có cấu trúc PI, có tác dụng nâng cao chất lượng hệ Tín hiệu điện áp đặt tốc độ lấy biến trở Rω1 (ở chế độ tự động) biến trở Rω2 (chế độ làm việc tốc độ thấp) Tín hiệu điện áp tương đương với phản hồi âm tốc đô, tạo thành điện áp Phản hồi âm điện áp phần ứng động qua phân áp R8 đặt vào điện trở R7 phản hồi dương dòng điện phần ứng đặt vào điện trở R5 Chỉnh định R8 chọn R5, R7 cho bù hoàn toàn sụt áp phần ứng động IưRư Sơ đồ điều khiển tự động đảm bảo cho máy làm việc hai chế độ: dệt vải với tốc độ cao làm việc với tốc độ thấp thời gian ban đầu trình dệt cần hiệu chỉnh Muốn chạy với tốc độ thấp ấn nút M12 ÷ M42 → RTr1 =1 RTr2 =1 → K1(2) =1 → biến đổi nối vào nguồn điện; điện áp chủ đạo được lấy chiết áp Rω2, điều chỉnh tương ứng với tốc độ thấp Khi cần dệt với tốc độ cao, ấn nút ấn M11 ÷ M41, công tắc K1(2) =1 RTr1(3) =0 → điện áp chủ đạo lấy biến trở Rω1 có trị số lớn, tốc độ động lớn Dừng máy cách ấn nút D1 ÷ D4 → K1(2) =0 → động Đ1 hãm tự 92 Hình MH21-10-03: Sơ đồ điều khiển truyền động máy dệt kim 5621 93 Để báo đứt sợi trên, sợi máy có hai hệ thống xenxơ ĐT1(5-6) ĐT2(7-8) Mỗi senxơ có tiếp điểm đèn thị LED Khi đứt sơi, tiếp điểm ĐT1 ĐT2 kín, đèn thị LED sáng → người vận hành biết vị trí sợi đứt; đồng thời rơle RTr2(5-6) = → K2(4) = 1, RTr3(9) =0 RTr4(9-10) =0 → RTr2(2) =0 → K1(2) =0 → biến đổi BBĐ điện, động thực chế độ hãm động K2(đl) =1 Khi lượng vải dệt đủ chiều dài, tiếp điểm RP(8) =1→ RTr2(5-6) =1 → trình diễn tương tự báo đứt sợi NC1 cuộn nam châm van bơm dầu bôi trơn Trong trình làm việc, cửa tủ điện, cửa lấy vải mở trục quấn vải tụt xuống chạm vào công tắc hành trình BK4 công tắc K1(2) =0, động hãm tự ấn nút D Các đèn tín hiệu: - ĐH1: hãm động - ĐH2: báo đứt sợi (đèn bên ngoài) - ĐH3: thị đủ độ dài vải cần dệt - ĐH4: thị nguồn điều khiển Các đèn LED: ĐHD, ĐHT: báo đứt sợi dưới, Động Đ2 kéo quạt làm mát cho động Đ1 Động Đ3 kéo quạt làm mát cho phận dệt vải CHƯƠNG 11 94 TRANG BỊ ĐIỆN MÁY IN VẢI Mã chương: MH23-11 Mục tiêu: - Tính chọn động truyền động máy in - Xác định yêu cầu hệ truyền động máy in - Đọc phân tích sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động máy in hoa Nội dung chính: Đặc điểm công nghệ Mục tiêu: Nắm đặc điểm công nghệ máy in vải Phân xưởng in nhuộm công đoạn cuối nhà máy dệt trước cho thành phẩm Vải sau tẩy trắng nhuộm màu đưa đến máy in vải Công đoạn in vải thực theo nguyên tắc sau: Vải trải căng lô in, trục in mang hồ in lăn lô in in màu lên vải Sơ đồ mô tả công nghệ in vải trình bày hình MH21-11-01 Mỗi trục in lấy hồ máy hồ nhờ trục lấy hồ Tùy thuộc vào số lượng màu in vải mà số trục in nhiều ít, thường số trục in 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16 Vì lô in thép cứng nên quấn trực tiếp vải lên lô để in được, nên vải in lót lớp vải cao su Ngoài để đảm bảo chất lượng, vải in được lót lớp vải lót Các lớp vải in, vải lót cao su trước vào sau khỏi lô in qua hệ thống giá căng vuốt mép vải Lớp vải cao su sau khỏi lô in quay trở lại vị trí ban đầu Lớp vải lót tách khỏi máy trước buồng sấy Hình MH21-11-01: Sơ đồ công nghệ in vải Lớp vải in sau in xong qua buồng sấy để làm khô 95 Để giữ cho lớp vải in hoàn toàn nằm bề rộng lớp vải lót lớp vải cao su, máy in có bố trí hệ thống tự động điều chỉnh mép vải Sau khỏi buồng sấy thành phẩm hoàn chỉnh vải hoa Xác định phụ tải động truyền động máy in Mục tiêu: Tính toán phụ tải cho động truyền động Phụ tải động truyền động máy in gồm có thành phần: 2.1 Công suất P1 cần thiết để khắc phục lực ma sát trục in lô in: Hình MH21-11-02 Phụ tải động truyền động máy in P1 = = [kW] (11-1) Trong đó: M1: momen quay trục in, [Nm] M1 = F [Nm] : tốc độ góc trục in, [rad/s] : tốc dộ dài trục in, [m/s] F: lực ép trục in lên lô in [N] : hệ số ma sát trục in lô Hình MH21-11-02 in r1: bán kính trục in [m] 2.2 Công suất P khắc phục lực ma sát gông trục in cổ trục in: [kW] Trong đó: M2: mômen quay cổ trục in, [Nm] : tốc độ dài ngõng trục, [m/s] : hệ số ma sát ngõng trục trục r2: bán kính ngõng trục in [m] 96 Vì Nên [kW] (11-2) 2.3 Công suất P3 khắc phục lực ma sát ngõng trục trục lô in = [kW] Trong đó: T: lực ma sát ngõng trục lô in, [N] : tốc độ dài ngõng trục lô in, [m/s] r3: bán kính ngõng trục, [m] Vì nên [kW] (11-3) d4 : đường kính lô in, [m] : tốc độ dài lô in, [m/s] 2.4 Công suất cần thiết để khắc phục lực ma sát truyền xác định hiệu suất truyền ý v1= v4= v [m/s] – tốc độ băng vải in công suất tổng động truyền động máy in là: P= [kW] (11-4) : số trục in Từ công thức ta thấy phụ tải động truyền động máy in tăng tăng số trục in, lực ép lên lô in, tốc độ máy lực ma sát cổ trục Phụ tải giảm tăng đường kính trục in lô in Ngoài ra, công suất phụ thuộc vào bố trí trục in Khi bố trí trục in đối xứng công suất giảm 97 Yêu cầu hệ thống truyền động điện Mục tiêu: Nêu yêu cầu hệ truyền động Phạm vi điều chỉnh tốc độ máy in D = (6÷ 10)/1 Tốc độ thấp ÷ 15 m/ph; tốc độ cao không nhỏ 70m/ph (máy trục in đạt tới 100m/ph) Điều chỉnh tốc độ cần êm, trơn Động truyền động máy in cần có đặc tính có độ cứng cao, thời gian làm việc, áp lực lên lô in thay đổi, dẫn đến thay đổi mômen quay Tốc đô động cần thay đổi Để đảm bảo khởi động bình thường, máy in hoa cần mômen khởi động lớn Mkđ ≥ 2,5Mđm Máy cần dừng nhanh Nếu không hãm dừng nhanh gây phế phẩm vải nhiều, giảm suất Hệ thống điều khiển máy tiện lợi thích hợp, đảm bảo thao tác dễ dàng Sơ đồ điều khiển hệ thống truyền động máy in hoa ELITEX Mục tiêu:Phân tích nguyên lý làm việc mạch điều khiển truyền động máy in hoa Để truyền động cho máy in hoa Elitex, sử dụng động điện chiều cấp điện từ biến đổi Thyristor Động ĐM1 có công suất 31kW truyền động quay lô in Tốc độ in máy tương ứng với tốc độ quay động cơ, điều chỉnh từ 30m/ph đến 60m/ph Tốc độ in trình làm việc trì không đổi Động ĐM2, ĐM3 làm nhiệm vụ kéo lớp vải lót, có công suất 2kW Động ĐM4, ĐM5 để kéo vải in Các động điện ĐM1 ÷ ĐM5 đóng cắt khỏi nguồn nhờ công tăc tơ KL, KT Để đảm bảo tự đồng tốc độ lớp vải in, vải lót, vải cao su trước sau lô in, máy có đặt bốn giá căng trùng làm việc theo nguyên tắc điều khiển từ thông động ĐM2 ÷ ĐM5, sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động đồng tốc độ Động Đ quay kéo trục I quay , trục II hoàn toàn tự Nếu nguyên nhân mà vải bị căng (có nghĩa tốc độ động ĐM2 lớn) trục II nâng lên điện trở R giảm, từ thông động tăng lên, tốc độ động giảm xuống thyristor cung cấp nguồn cho động Đ1 ÷ Đ5 (hình MH21-11-03) mạch vải chùng lại Nếu vải bị chùng ngược lại, trục II hạ xuống điện trở R tăng lên, từ thông động giảm làm tôc độ động tăng 98 Bộ chỉnh lưu nối theo sơ đồ cầu chỉnh lưu không đối xứng gồm ba điôt Đ1, Đ2, Đ3 thyristor T1, T2, T3 có van đệm Đ, biến áp đầu vào Đầu vào bô chỉnh lưu aptomat tổng AT, tiếp điểm động lực công tắc tơ Đg, ba cuộn kháng Lk có chức hạn chế tốc độ tăng dòng điện anốt di/dt Hệ truyền động điện hệ thống kín với hai mạch vòng điều chỉnh: vòng điều chỉnh dòng điện mạch vòng tốc độ Bộ điều chỉnh dòng điện có cấu trúc PI thực sở khuếch đại thuật toán A2 mạch phản hồi R13, C2 Hai tín hiệu điện áp đặt tới đầu vào điều chỉnh dòng điện: tín hiệu điện áp chủ đạo tín hiệu điều chỉnh tốc độ đặt vào qua điện trở R10 tín hiệu phản hồi tỉ lệ với dòng điện phần ứng động thực khối đo dòng điện ĐOI Điện áp đầu vào đo dòng điện, điện áp lấy điện trở R11 tỉ lệ với dòng điện phần ứng Bộ điều chỉnh tốc độ có cấu trúc PI thực khuếch đại thuật toán A1 mạch phản hồi R6, C1 Điện áp chủ đạo (tín hiệu đặt tốc độ động cơ) lấy từ chiết áp R1 đặt lên điện trở R3 Điện áp phản hồi tốc độ lấy từ máy phát tốc FT qua điện trở R4 đưa tới đầu vào điều chỉnh tốc độ Điện áp Uđk điều chỉnh dòng điện đặt vào tạo xung HTĐK để mở thyristor Các xung điều khiển thông qua biến áp xung tới điều khiển thyristor Dòng điện động hạn chế nhờ hạn chế điện áp đầu điều chỉnh tốc độ, thực khâu gồm transisto T1, điôt Đ4, điện trở R7, R8, R16 Trên chiết áp R16 đặt điện áp ngưỡng U ng có cực tính hình vẽ Khi điện áp điều chỉnh tốc độ có trị số nhỏ thua giá trị U ng transisto T1 khóa Khi điện áp lớn Ung T1 thông, điện áp điều chỉnh tốc độ trì mức điện áp ngưỡng Đóng nguồn xoay chiều cho chỉnh lưu CL1 nhờ ấn nút M(18) Nếu tất rơle nhiệt không tác động Đg(18) =1 → chỉnh lưu CL1, CL3 cấp điện; tụ C4(23) nạp điện điện áp C4 vượt trị số ổn áp điôt ĐO(22) → T4 thông → rơle trung gian RTr(24) =1 → đóng tiếp điểm cho mạch tạo xung; cấp nguồn chiều cho mạch điều khiển, cho phép mạch tạo xung phát xung cho thyristor.(không thể sơ đồ) Điện áp chỉnh lưu CL1 thay đổi tùy thuộc vào độ lớn điện áp chủ đạo lấy điện trở R1 Khi dừng ấn nút dừng D, công tắc tơ Đg(18) = → cắt nguồn cấp cho CL1; rơle RTr1(24) =0 → cắt mạch tạo xung động dừng Trong trình 99 làm việc, rơle nhiệt RN1 ÷ RN5 → trình dừng tương tự Nguyên lý làm việc sơ đồ điều khiển tự động đảm bảo hai chế độ làm việc tự động chế độ thử máy 100 Hình MH21-11-03:Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động máy in hoa ELITEX 101 * Ở chế độ làm việc tự động: đóng công tắc chuyển mạch CM1, CM2, CM3, CM4 Ấn nút M1(2) → KL1(2) =1 → KL1(3) =1 → KL2(4) =1 → KL2(6) =1; KL1(7-8) =1 → đóng mạch chuẩn bị cho máy làm việc KL3(5) = → KL3(30) =1 → RTr4(30) = → RTr4(19) =1 RTr4(21) =1 Ấn nút M3(21) → RTr(21) =1 → RTr(20) =1 → RTh(20) =1 KL5(19) =1 RTh((6) =1 → KL4(6) =1 → KL4(7) =1 → K1(7) =1; KL4(12) =1 → K5(12) =1 → K5(9-10) =1 → K4(8) =1; KL4(17) =1→ K3(17) =1 → K3(14-15) =1 → K2(13) =1 Kết K1, K2, K3, K4 K5 đóng điện cho động Đ1, Đ2, Đ3, Đ4, Đ5 từ chỉnh lưu cầu pha bán điều khiển Muốn tăng tốc động ấn M4 → động xecvô kéo trượt biến trở R1 di chuyển phía tăng Ucđ Muốn giảm tốc động ấn M5 → động xecvô kéo trượt biến trở R1 di chuyển phía giảm Ucđ Công tắc tơ T luôn có điện để đảm bảo điện áp đầu chỉnh lưu đặt lên phần ứng động có chiều tương ứng với trình in vải * Chế độ thử máy thực hiện: chạy thử riêng, chạy thuận chạy ngược động truyền động cho phận máy Ở chế độ chạy thử đặt công tắc CM4 vị trí mở, lúc rơle RTh(20) =0 KL4(6) =0 Khi cần chạy thử riêng động kéo vải in Đ4 đặt phía đầu buồng sấy, ấn TT4(24) → rơle RTr2(22) =1, ấn nút TT4(8) → K4(8) → động Đ4 quay Nếu ấn TT5(11) → K5(12) =1 K4(8) =1 → hai động Đ4 Đ5 chạy * Để đảo chiều quay Đ4 Đ5 hai trường hợp: riêng động Đ4 hai, ấn nút TN4 TN5 Khi rơle RTr3(26) =1, RTr2(22) =0 → RTr2(18) = → T(18) =0 → N(29) =1 Điện áp đặt lên phần ứng động bị đảo dấu, đồng thời tương ứng hai công tắc tơ K4 đóng K4 K5 có điện → Đ4 Đ5 quay ngược Tương tự thử động kéo vải lót ĐM2, ĐM3 nút ấn TT2, TT3 TN2, TN3 * Trong trình sản xuất, công nhân muốn dừng toàn máy ấn nút ấn dừng D1 ÷ D8 bố trí vị trí thao tác dọc theo máy Khi làm việc chế độ làm việc tự động, dừng máy nút ấn D9 ÷ D15 Trong sơ đồ có liên động bảo vệ sau: điện áp kích từ, rơle kiểm tra thiều từ thông RTT nhả → KL5(19) =0 → RTh(20) =0 → KL4(6) =0 → K1(7) =0 K5(12) =0 → Đ1 ÷ Đ5 bị cắt nguồn Trong trình làm việc, 102 động tải → RN1 ÷ RN5 tác động → RTr4(30) =0 → trình xảy tương tự Điện trở R nối vào đầu vào chỉnh lưu CL1 tiếp điểm K0 đảm bảo xác lập điện áp chỉnh lưu chưa có động nối vào chỉnh lưu CL1 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử cho máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục, 1996 [2] Dịch giả Bùi Đình Tiếu, Các đặc tính động truyền động điện, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1979 [3] Võ Hồng Căn; Phạm Thế Hựu, Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công nhân kỹ thuật, 1982 [4] Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê, 2001 [5] Tài liệu thực hành PLC-S7 200, S7 300, Trung tâm Việt Đức, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM ... Chương 11: Trang bị điện máy in vải…………………………………… 4 7 9 11 13 14 21 21 22 23 24 27 28 29 29 30 33 33 36 40 44 48 48 49 50 52 55 55 57 59 62 62 64 66 69 69 72 75 75 79 84 MÔN HỌC TRANG BỊ ĐIỆN Mã... 9: Trang bị điện máy kéo X sợi Trang bị điện máy kéo sơi thô Trang bị điện máy kéo sơi len XChương 10: Trang bị điện máy dệt Trang bị điện máy mắc sơi Sơ đồ điều khiển máy dệt kim XChương 11: Trang. .. 9: Trang bị điện máy kéo sợi…………………………………… Trang bị điện máy kéo sợi thô……………………………………… Trang bị điện máy kéo sợi len……………………………………… Chương 10: Trang bị điện máy dệt……………………………………… Trang bị điện