Nghiên cứu hệ thống truyền động cán nóng ở cán gia sàng

MỤC LỤC

TèM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CÁN NểNG LIÊN TỤC Ở CẤN GIA SÀNG

    Tự động cắt thép theo chiều dài đặt trước ở bàn điều khiển 11CTtự động cát theo số lượng lần cắt đôi và mỗi phôi thép theo thông số đặt ở bàn điều khiển 6RA22 để thực hiện việc tự động cắt theo chương trình viết trong phần mềm PLC. Trong trường hợp trục cán làm việc ở chế độ cán tinh do phụ tải nặng nề, mômen cản biến thiên liên tục, để đảm bảo cho mômen động cơ đủ lớn thắng được mômen cản, hay nói cách khác với truyền động này cần ưu tiên đến mômen động cơ.

    Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động trục cán
    Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động trục cán

    THIẾT KẾ HÊ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHO TRỤC MÁY CÁN NểNG LIấN TỤC

    Các mạch vòng phản hồi

    Để khuếch đại xung ta có thể dùng tranrito hay thyristor các mạch dùng thyristor thường được dùng trong các trường hợp có đòi hỏi công suất xung đầu ra lớn và thời gian tồn tại xung dài trường hợp này ít dùng. Giả sử tại một thời điểm nào đó trên đầu ra của mạch AND có tín hiệu điều khiển AND.có tín hiệu điều khiển có xung ra là một dẫn đến Tr7 và Tr8 đều mở. Đầu vào khâu khuếch đại bao gồm tín hiệu chủ đạo Ucđ và tín hiệu phản hồi âm tốc độ uph = γl thì điện áp vàon, uVIC11 = ucđ- γl thì điện áp vàon.

    Mạch điện này sử dụng KĐTT là ICI2 kết hợp với các điện trở, tụ điện và các linh kiện để tạo thành mạch tổng hợp và khuếch đại tín hiệu phản hồi âm dòng.

    Sơ đồ nguyên lý (H.42)
    Sơ đồ nguyên lý (H.42)

    THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

    Nguyên lý khởi động

    Bắt đầu từ lúc dòng điện đạt tới giá trị nhất đến khi tốc độ quay đạt tới trị số cho trước n* (tức là no trên đường đặc tính tĩnh) mới thôi là thuộc về giai đoạn dòng điện không đổi, tốc độ tăng và là giai đoạn chủ yếu trong quá trình khởi động.Tròng giai đoạn này, R luôn luôn bão hoà, mạch vòng tốc độ quay tương đương với trạng thái vòng hở, lúc này nó là hệ thống điều chỉnh dòng điện dưới tác dụng của trị số dòng điện không đổi tương ứng với U*im cho trước, về cơ bản giữ cho dòng điện là không đổi (dòng điện có thể là quá điều khiển, cũng có thể không phải là quá điều khiển, và phụ thuộc vào kết cấu và tham số của bộ điều chỉnh dòng điện). Ngoài ra cần phải chỉ ra rằng, để duy trì tác dụng của loại điều chỉnh này đối với mạch điện, trong quá trình khởi động bộ điều chỉnh dòng điện không thể bão hoà, đồng thời giá trị điện áp lớn nhất Ud0m cũng phải để lượng dư, nghĩa là thiết bị thyristor cũng không được bão hoà. Ở giai đoạn này tốc độ quay đã đạt tới giá trị cho trước, đại lượng cho trước và điện áp phản hồi của bộ điều chỉnh cân bằng nhau, chênh áp đầu vào bằng 0, nhưng đầu ra do tích phân tác dụng vẫn duy trì trị số biên U*im cho nên động cơ với dòng điện cực đại vẫn tăng tốc, làm cho tốc độ quay, quá điều chỉnh.

    Đến lúc Id = Idl mômen Te =TL thì dn/dt = 0, tốc độ quay n đạt tới giá trị cực đại (lúc t =t3) sau ở động cơ điện dưới tác dụng của phụ tải mới bắt đầu giảm tốc tương ứng với nó dòng điện Id cũng xuất hiện một quá trình một đoạn nhỏ hơn Idl cho tới khi ổn định (giả thiết các tham số bộ điều chỉnh đã được điều chỉnh tốt).

    Nguyên lý ổn định tốc độ

      Lúc hệ thống vận hành theo chiều thuận Ucd dương, điện áp phản hồi tốc độ quay Un là âm, lượng chênh áp đầu vào của bộ điều chỉnh tốc độ Un dương và đầu ra của nó âm, điện áp phản hồi dòng điện là dương, lượng chênh áp đầu vào của bộ điều chỉnh dòng điện là âm, đầu ra của nó tức là Udk là dương (cho bộ thuận), còn Udk cho bộ ngược là âm. Lúc chiều của mạch điện rôto vẫn chưa kịp thay đổi, cực tính của phản hồi dòng vẫn là dương, dưới tác dụng của tín hiệu tổng hợp (U*im+Ui), điện áp đầu ra của bộ điều dòng đột biến thành giá trị cận âm -Urim làm cho bộ thuận từ trạng thái chỉnh lưu biến thành trạng thái nghịch lưu với góc nghịch lưu βmin,đồng thời nhóm nghịch từ chờ nghịch lưu chuyển thành chờ chỉnh lưu. Trong giai đoạn nhỏ này, bộ 2 chuyển điện năng xoay chiều thành điện năng một chiều, đồng thời động cơ điện biến cơ năng thành điện năng, trừ phần điện năng tiêu hao trên điện trở phần lớn đã biến thành từ năng biến trong điện cảm.

      Trong quá trình dòng điện suy giảm, điện áp cảm ứng L dị trên điện cảm L giữ cho dòng điện đổi chiều đồng thời giải phóng năng lượng đã tích lũy được cùng với năng lượng do động cơ giải phóng được phản hồi về mạng thông qua bộ 2 nghịch lưu.

      TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

      Mục đích và ý nghĩa

      Lúc Udo2=0, E vẫn tiếp tục giảm xuống thì lúc này không còn cách giữ cho -IdmAx không đổi nữa, do đó dòng điện lập tức giảm xuống và bắt đầu vào giai đoạn nhỏ giảm dòng điện đổi chiều quay. Lúc động cơ bị quá tải thậm chí bị kẹt, hạn chế được dòng điện lớn nhất của phần ứng, nhờ đó làm được chức năng bảo vệ an toàn khi khởi động nhanh. Nhưng nếu k lớn quá thì gây ra việc lãng phí, không tận dụng được hết khả năng của các thiết bị, thiết bị luôn làm việc ở tình trạng non tải, hiệu suất của hệ thống sẽ đạt mức thấp và cũng không tốt cho thiết bị.

      Vì vậy, việc tính chọn phải được lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu về kỹ thuật cũng như vê kinh tế sao cho đảm bảo hệ thống làm việc được an toàn nhất, kinh tế nhất.

      Tính chọn mạch đông lực

        Ta biết rằng các T là các phần tử rất nhạy cảm với sự biến thiên đột ngột của điện áp hay dòng điện, đặc trưng cho những hiện tượng này là gia tốc dòng điện và gia tốc điện áp. Do mạch lực là hai bộ biến đổi cầu 3 pha mắc song song ngược nên trong quá trình làm việc sẽ xuất hiện dòng xoay chiều (dòng cân bằng) chạy từ bộ biến đổi này sang bộ biến đổi kia. Vì điện trở mạch phần ứng nhỏ nên dòng điện cân bằng rất lớn có thể phá hủy bộ biến đổi đồng thời phá hủy sự làm việc của hệ thống.

        Ta thấy rằng, cuộn kháng cân bằng nối nối tiếp với động cơ nên khi dòng tải biến thiên bởi các sóng hài, trong cuộn kháng sẽ sinh ra suất điện động chống lại sự biến thiên đó làm giảm đáng kể các thành phần của sóng hài (nhất là các thành phần sóng hài bậc cao ).

        Tính chọn các thiết bi mạch điều khiển

        Để xác định hệ số của bó biến đổi KBBD thì ta đi xây dựng quan hệ Ud=f (Udk) chính là quan hệ đầu ra và đầu vào của bộ biến đổi. Đầu ra của bộ này là I được đưa vào mạch tổng hợp và khuếch đại bằng mạch khuếch đại thuật toán (bộ điều chỉnh dòng điện). Nó được nối cứng trục với động cơ hoặc quá bộ truyền dùng để lấy phản hồi âm tốc độ động cơ qua hệ số .

        Kd = 1,05 là hệ số dự trữ dòng điện tính đến khả năng sai khác giữa dòng quật và dòng chỉnh lưu Id.

        XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH

          Để xây dựng đặc tính tĩnh của hệ thống ta phải thiết lập được sơ đồ cấu trúc của hệ thống ở chế độ tĩnh. Kw và Ki là hai bộ PI được sử dụng làm hai bộ điều chỉnh cho hai mạch vòng tốc độ và mạch vòng dòng điện. Ta đã biết rằng tốc độ lớn nhất của động cơ thường được giới hạn bởi độ bền cơ học của phần tử quay của động cơ.

          Để đảm bảo an toàn cho hệ thống khi hệ thống làm việc lâu dài thì đường đặc tính cao nhất phải ứng với ndm và Idm.

          TỔNG HỢP HỆ TRUYỀN ĐỘNG

          Xây dựng hàm truyền của các khâu trong hệ thống điều khiển .1 Hàm truyền của động cơ

          Cho đến nay động cơ một chiều vẫn còn được dùng phổ biến trong các hệ truyền động điện chất lượng cao, dải công sửa động cơ một chiều từ vài W đến hàng MW. Hệ thống mô tả động cơ Đ là phi tuyến, trong đó các đại lượng đầu vào (tín hiệu điều khiển) thường là điện áp phần ứng U, điện áp kích từ Uk, tín hiệu ra thường là tốc độ góc của động cơ , mômen quay M, dòng điện phần ứng I hoặc vị trí của rotor φ. Mômen tải là mômen do cơ cấu làm việc truyền về trục động cơ, mômen tải Mc là nhiễu loạn quan trọng nhất của hệ thống truyền động điện tự động.

          Tại điểm làm việc xác lập có: điện áp phần ứng U0, dòng điện phần ứng Io, tốc độ quay B, điện áp kích từ Uko, từ thông Φo, dòng điện kích từ Iko,và mômen tải MCB.