Thiết kế hệ thống truyền động điện tự động nâng hạ điện cực lò Hồ quang điện

Thí ngiệm của Menpor về hồ quang

- Sự gián đọan của hồ quang : Hồ quang có thể sinh ra từ dòng điện một chiều và xoay chiều, nhưng trong lò điện luyện thép hầu hết đều dùng dòng điện xoay chiều. - Sù thay đổi của hồ quang : Trong quá trình nấu luyện khoảng cách giữa điện cực và bề mặt kim loại luôn thay đổi do đó làm cho hồ quang thay đổi theo.

MỤC ĐÍCH ĐIỀU CHỈNH HỒ QUANG

Đối với những lò điện luyện thép 3 pha điện cực bố trí thẳng đứng, chế độ điện luôn thay đổi, hồ quang cháy mãnh liệt,công suất máy biến thế lò lớn, trong trường hợp này không điều chỉnh bằng tay được mà phải được tự động điều chỉnh bằng máy riêng với độ chính xác cao. - Ngoài thiết bị chủ yếu như đã nêu và được vẽ ở hình thì trong lò điện còn có các hệ thống điện cho các truyền động phụ phục vụ lò như : Truyền động nghiêng lò, nâng nắp lò, bơm nước làm mát lò, di chuyển lò quạt làm mát biến thế lò.

YÊU CẦU ĐIỀU CHỈNH HỒ QUANG

Thực tế cuộn dây đo được nối giữa dây kim loại của cửa lò và thanh cái thứ cấp BAL, do vậy điện áp đo phụ thuộc vào dòng tải và sự thay đổi dòng của một pha sẽ ảnh hưởng tới hai pha còn lại như đã trình bày đối với bộ điều chỉnh dữ Ihồ quang=const.  Tác động nhanh đảm bảo khử ngắn mạch hay đứt hồ quang, trong thời gian 1,5÷3 giây, điều đó sẽ làm giảm số lần ngắt máy cắt chính quá hai lần trong giai đoạn nấu chảy đảm bảo yêu cầu này nhờ tốc độ dịch điện cực nhanh tới (2,5÷3)m/h trong giai đoạn nấu chảy( khi dùng truyền động điện cơ) và (5÷6)m/h khi dùng truyền động thuỷ lực.

GIỚI THIỆU CHUNG

 Giá thành điện năng rẻ hơn nhiều loại năng lượng khác nên cho phép giảm giá thành trên các máy dùng truyền đông điện .Thông thường tiền tiêu hao năng lượng chiếm khoảng 3-8% tổng số chi phí dùng để chế tạo ra sản phẩm.  Việc chọn được phương án truyền động phù hợp với yêu cầu công nghệ là rất quan trọng vì sẽ giảm được chi phí lắp đặt, năng suất cao, Ýt tổn hao năng lượng … Ngoài ra viêc chọn phương án truyền động phù hợp sẽ tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao, giải phóng sức lao động, giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng….

GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI ĐÔNG CƠ Động cơ điện gồm 2 loại chủ yếu là

 Truyền động điện là một hình thức tiêu thụ điện năng chủ yếu trong các ngành sản suất và đặc biệt nó hầu như là nguồn động lực chính dùng trong công nghiệp.  Ngoài ra truyền động điện còn có ưu điểm về tính linh hoạt trong việc phân phối năng lượng, truyền đạt năng lượng theo hai chiều giữa nguồn và tải, độ tin cậy cao ….

Động cơ một chiều

Loại động cơ này có khả năng quá tải về Mômen nhờ kích từ nối tiếp, do đó ở vùng Iư lớn hơn định mức thì Mômen tăng nhanh hơn sự tăng của dòng do đó nó có khả năng khởi động tốt và làm việc quá tải. Động cơ được làm việc ở chế độ không tải M = 0, tốc độ động cơ tăng lên rất nhiều so với tốc độ định mức làm cho độ bền của máy và cổ góp giảm vì vậy động cơ luôn phải làm việc với tải lớn hơn (15-20)% tải định mức.

Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ

Nó không những có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao, trong giải điều chỉnh tốc độ rộng. Do đó, sai lệch tĩnh sẽ đạt giá trị cực đại ở đặc tính cơ thấp nhất hay nói khác ở đặc tính này mà Stmin ≤ [St] thì hệ luôn làm việc với St ≤ [St] trong toàn bộ giải điều chỉnh.

Nguyên lý điều chỉnh từ thông động cơ

Trong toàn giải điều chỉnh và ta cũng thấy được không nên nối thêm Rf vào phần ứng động cơ vì nó sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của cả hệ thống. Mà để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì cần giảm dòng phần ứng Iư , nhưng khi đó mômen trên trục động cơ giảm rất nhanh : M = KΦIư.

Nguyên tắc thay đổi điện trở phần ứng

• CÁC CHẾ ĐỘ HÃM CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
• CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỐNG CHẾ DỊCH CỰC Lề HỒ QUANG
• THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC
• THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN

- Tín hiệu báo trạng thái khóa của các van lấy từ cực góp (C) của các Tranzitor, tín hiệu này có hai mức : Tín hiệu báo trạng thái khóa của tất cả các van với thời gian trễ nhỏ (gần như không trễ) mắc song song với tín hiệu báo mất xung (tín hiệu đầu ra mạch đảo NOT0) tín hiệu này được sử dụng để cắt xung cả hai BBĐ chỉnh lưu (có thể cắt nguồn cung cấp hoặc khóa mạch so sánh hay khóa mạch sửa xung) tín hiệu báo trạng thái khóa của tất cả các van với thời gian trễ đủ lớn để các Thiristor phục hồi tính chất điều khiển một cách chắc chắn, tín hiệu này mắc song song với tín hiệu báo đã cắt xung qua điốt D10, chỉ khi đủ cả hai tín hiệu này mới có thể cho phép đảo chiều. Do sự đổi dấu của tín hiệu điều khiển Ukc nên góc điều khiển của bộ chỉnh lưu thuận tăng lên rất lớn làm cho dòng tải giảm về bằng không (do góc điều khiển vượt quá góc điều khiển giới hạn của chế độ chỉnh lưu hoặc do sđđ phụ tải lớn hơn điện áp trung bình chỉnh lưu), tức là dòng qua các van bộ chỉnh lưu thuận giảm về không và các van này bắt đầu khóa lại, dẫn đến các Tranzitor Tr11, Tr12 bắt đầu khóa lại thì bên phía cực góp (C) của hai Tranzitor này đều có mức logic “1”.

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ Lề

Chế độ làm mát : Dầu tuần hoàn tự nhiên và thông gió cưỡng bức bằng quạt gió. Dòng lớn nhất chạy qua máy cắt khi máy biến áp lò làm việc với công suất cực đại.

XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CƠ CỦA HỆ THỐNG

Từ các phương trình đặc tính cơ thấy đường đặc tính cơ ở các vùng làm việc đều là biểu diễn quan hệ bậc nhất giữa tốc độ và dòng điện, nên khi xây dựng ta chỉ cần xác định hai điểm trên đặc tính là đủ. Với hệ thống này ta chọn tốc độ tại thời điểm khâu ngắt bắt đầu tác động cũng là tốc độ mà tại đó khâu phản hồi âm tốc độ đạt giá trị bão hoà.

GIỚI THIỆU CHUNG

• Mạch điều khiển

Máy BA động lực : BA cung cấp nguồn điện cho BBĐ được nối theo sơ đồ Y/Y, có tác dụng tạo ra giá trị điện áp thứ cấp phù hợp yêu cầu phụ tải, hạn chế dòng điện ngắn mạch, giảm tốc độ tăng dòng trong các van và cải thiện chất lượng dòng điện nhờ tính cảm kháng của các cuộn dây. Khâu tổng hợp và khuếch đại trung gian có nhiệm vụ tổng hợp và khuếch đại các tín hiệu phản hồi từ động cơ và từ điện cực của lò HQ để tạo ra tín hiệu Uđk đưa tới mạch so sánh để điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ truyền động.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

“0 ” nên đầu ra của P có mức logic “1” và đầu ra của Q có mức logic “0” ra lệnh phát xung cho BBĐ ngược làm việc (BBĐ thuận không làm việc, tất nhiên có khoảng thời gian rất ngắn cả hai BBĐ không làm việc thời gian gián đoạn này bằng thời gian trễ phóng nạp của tụ C4 để đảm bảo cho BBĐ khóa chắc chắn) làm động cơ quay ngược nâng điện cực lên. Khi động cơ đảo chiều quay, giả sử như động cơ đang quay thuận Ukc< 0 (đang hạ điện cực xuống) thì BBĐ thuận đang làm việc ở chế độ chỉnh lưu với góc điều khiển α < 900 và BBĐ ngược không làm việc hoàn toàn khi Ukc > 0 thì trong thời gian rất ngắn bằng thời gian trễ của mạch điều khiển logic thì cả 2 BBĐ không làm việc làm điện áp giảm nhanh về không còn tốc độ biến thiên chậm hơn nên chưa kịp giảm dẫn đến ω > ω0 làm động cơ hãm tái sinh trong đoạn ngắn.