Dƣới đõy là giỏ cỏn thụ của nhà mỏy cỏn thộp Cửu Long.
Động cơ truyền động cho giỏ cỏn thụ là động cơ điện một chiều (2000KW, DC 750V, 2900A, 0-40-100 rpm) , truyền động cho 2 trục cỏn.
Hệ truyền động cho giỏ cỏn thụ là hệ truyền động thyristor – động cơ (T-Đ). Hệ truyền động T – Đ là hệ truyền động động cơ điện một chiều kớch từ độc lập, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cỏch thay đổi điện ỏp đặt vào phần ứng hoặc thay đổi điện ỏp đặt vào phần cảm của động cơ thụng qua cỏc bộ
Hỡnh 3.2. Động cơ truyền động cơ cho giỏ cỏn thụ
biến đổi chỉnh lƣu dựng thyristor. Hệ cú thể thay đổi tốc độ và đảo chiều quay của động cơ.
Động cơ được điều chỉnh tốc độ qua 2 vựng ( Tr290 [ 3 ]):
- Vựng dƣới tốc độ cơ bản: nhờ thay đổi điện ỏp đặt vào phần ứng động
cơ qua bộ chỉnh lƣu ba pha cú điều khiển (khi quay thuận ) hoặc (khi quay ngƣợc). Điện ỏp thay đổi luụn nhỏ hơn giỏ trị định mức Uđm cũn từ thụng là giỏ trị định mức.
- Vựng trờn tốc độ cơ bản: nhờ thay đổi dũng kớch từ (tức là thay từ thụng ) xuống dƣới giỏ trị định mức qua bộ chỉnh lƣu cú điều khiển.
Để đảo chiều động cơ cú 2 nguyờn tắc sau ( Tr128 [ 2 ]):
- Giữ nguyờn chiều dũng điện phần ứng và đảo chiều dũng kớch từ động
cơ.
- Giữ nguyờn chiều dũng kớch từ và đảo chiều dũng điện phần ứng động
cơ.
Hệ thống T – Đ cú khả năng điều chỉnh trơn ( ~ 1) với phạm vi điều chỉnh rộng ( D ~ 102 103 ). Hệ cú độ tớn cậy cao, quỏn tớnh nhỏ, hiệu suất lớn, khụng gõy ồn.
Nhƣng lại cú nhƣợc điểm là trị số cos thấp, nhất là khi điều chỉnh sõu. Dũng điện chỉnh lƣu cú biờn độ đập mạch cao, gõy ra tổn hao phụ trong động cơ và cú thể làm xấu dạng điện ỏp nguồn.
1/ Sơ đồ mạch động lực động cơ cỏn thụ
Động cơ ĐCM đƣợc cấp điện từ bộ biến đổi Thyristor cú đảo chiều TPY3, cũn mạch kớch từ MF đƣợc cấp điện từ bộ biến đổi Thyristor khụng đảo chiều HRC.
Động cơ cỏn thụ đƣợc điều chỉnh tốc độ ở vựng dƣới tốc độ cơ bản nhờ thay đổi điện ỏp đặt vào phần ứng của động cơ qua bộ chỉnh lƣu. Điện ỏp thay đổi luụn nhỏ hơn giỏ trị định mức Uđm cũn từ thụng là từ thụng định mức đm.
Chức năng cỏc phần tử trong mạch điện Mạch điện phần ứng.
- DS: Cầu dao dựng để đúng điện cho mạch phần ứng. - HF: Cầu chỡ bảo vệ ngắn mạch phần ứng.
- TPY3: Bộ biến đổi cú đảo chiều cấp nguồn điều chỉnh khởi động, đảo chiều, và điều chỉnh tốc độ động cơ DCM (BBĐ1, BBĐ2).
- HCB: Mỏy cắt nhanh dựng để đúng, cắt mạch điện khi quỏ dũng phụ tải và cả khi cú dũng ngắn mạch.
- DCL: Cuộn khỏng điện dựng để hạn chế dũng ngắn mạch đồng thời duy trỡ một trị số điện ỏp ở mức nhất định khi cú sự cố ngắn mạch phần ứng. Khi cuộn khỏng mắc nối tiếp phớa điện ỏp một chiều để san phẳng dũng điện một
chiều và bảo vệ chống súng sột trờn đƣờng dõy 1 chiều. - DCM: Mỏy cắt chậm dựng để đúng điện trở hóm cho phần ứng.
- DBR: Điện trở hóm dựng để giải phúng năng lƣợng điện khi dừng hoặc gặp sự cố của động cơ tớch lũy trong quỏ trỡnh hoạt động.
Mạch kớch từ của động cơ.
- NFB: Cầu chỡ bảo vệ ngắn mạch kớch từ.
- MS: Cầu dao đúng điện cho mạch kớch từ.
- HRC: Bộ biến đổi Thyristor khụng đảo chiều dựng để cấp nguồn và điều chỉnh phần kớch từ của động cơ.
- MF: Cuộn khỏng điện dựng để hạn chế dũng ngắn mạch đồng thời duy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trỡ một trị số điện ỏp ở mức nhất định khi cú sự cố ngắn mạch phần kớch từ. - TG: Mỏy phỏt tốc dựng để đo tốc độ thực của động cơ gửi tớn hiệu phản s độ.
- A, V, n: Là cỏc đồng hồ đo dũng điện, điện ỏp, tốc độ trong mạch điện.
Nguyờn lý hoạt động:
Đầu tiờn ta đúng cỏc thiết bị phụ trợ cho giỏ cỏn nhƣ dầu bụi trơn, nƣớc làm mỏt, quạt làm mỏt động cơ và cỏc tay trang điều khiển động cơ đang ở vị trớ 0. Đồng thời kiểm tra điện trở cỏch điện của động cơ cú đạt giỏ trị yờu cầu (R>0.4M ).
Đặt tốc độ và chiều quay của động cơ là tay trang điều khiển trờn bàn điều khiển OD2. Tớn hiệu tốc độ đặt Uđt đƣợc đặt tới đầu vào của bộ điều chỉnh điện ỏp phần ứng của TPY3. Tớn hiệu từ bộ TPY3 đặt tới cỏc khối điều khiển xung tựy theo chiều quay của động cơ để điều khiển mở Thyristor. Đồng thời tớn hiệu từ TPY3 đƣa tới bộ biến đổi HRC để thay đổi gúc mở Thyristor qua khối xung.
Phần ứng của động cơ đƣợc cấp nguồn từ bộ biến đổi BBĐ1 và BBĐ2 tựy theo chiều quay, cũn kớch từ động cơ đƣợc cấp nguồn từ BBĐ3. Khi tay trang điều khiển để đặt tốc độ động cơ và chiều quay động cơ. Nhịp tăng tốc độ đƣợc xỏc định bởi việc đặt gia tốc biến tớn hiệu vào nhảy bậc từ tay trang điều khiển thành tớn hiệu thay đổi tuyến tớnh phự hợp yờu cầu tăng tốc tới tốc độ đặt cho động cơ.
Trong mạch gồm 2 mạch vũng phản hồi: mạch vũng phản hồi dũng điện và mạch vũng phản hồi tốc độ, và mắc nối tiếp mạch điều chỉnh tốc độ là dũng điện. Dựa theo nguyờn tắc hoạt động nhƣ sau ( Tr136 [ 4 ]):
Hệ thống hoạt động nhƣ sau: Thyristor của bộ biến đổi 2 đƣợc hệ thống điều khiển 4 mở . Hệ thống 4 đƣợc cấp điện từ bộ khuyếch đại-điều chỉnh 9 trờn cơ sở khuyếch đại hiệu điện ỏp cho trƣớc của bộ khuyếch đại- điều chỉnh 6 và điện ỏp đo đƣợc từ cảm biến dũng 10. Tớn hiệu ra của bộ điều tốc U6, đồngthời là tớn hiệu cho trƣớc của bộ điều chỉnh dũng điện. Vỡ trong tớnh chất của điều khiển bộ (6) cú giới hạn tớn hiệu ra, do đú nú cú thể giới hạn dũng phần ứng.
Trong quỏ trỡnh khởi động, sau khi đúng điện ỏp cho trƣớc, khuyếch đại 6 đạt đƣợc điều khiển hoàn toàn rất nhanh và đạt giỏ trị Umax , vỡ tớn hiệu phản hồi õm tốc độ lỳc đầu bằng khụng, sau đú tăng cựng với tốc độ tăng. Ở pha này của quỏ trỡnh khởi động, bộ điều chỉnh dũng 9 giữ cho dũng stato cú giỏ trị khụng đổi khi nú điều khiển để thay đổi gúc mở của hệ thống 4 khi tốc độ động cơ tăng.
Qua phõn tớch thực tế ngƣời ta thấy rằng:
-Hệ thống cú phần tử phi tuyến hoạt động kộm hơn hệ thống mắc song song
Hỡnh. 3.4: Sơ đồ hệ thống TĐĐ ti-ri-sto mắc nối tiếp khõu phản hồi tốc độ và dũng điện. 6-khuyếch đại điều chỉnh phản hồi tốc độ cú đặt giới
hạn điện ỏp ra, ∆Un-tớn hiệu điện ỏp sai số điều chỉnh tốc độ
2 12 M 1 10 FT 7 4 8 + Un - + - 9 6
-Với những hệ đơn giản, cú số lƣợng khõu quỏn tớnh ở kờnh chớnh nhỏ hơn 2 thỡ hệ song song và nối tiếp cú tớnh chất nhƣ nhau
-Khi hệ thống phức tạp cú nhiều khõu quỏn tớnh ở kờnh chớnh thỡ hệ thống nối tiếp tốt hơn.
Với hệ thống cú giới hạn dũng điện thỡ ta cú thể khởi động tối ƣu với thời gian cho trƣớc, và khụng vƣợt quỏ giỏ trị dũng điện và mụ men cho trƣớc.
Quỏ trỡnh đảo chiều quay của giỏ cỏn.
Khi ngƣời vận hành vận hành tay trang điều khiển trờn bàn điều khiển OD2 từ phải sang trỏi tức là động cơ đang quay thuận sẽ đảo chiều quay ngƣợc. Giả sử BĐT1 đang làm việc ở chế độ nghịch lƣu với gúc điều khiển
1
< /2 cũn BĐT2 khúa. Động cơ Đ đƣợc cấp điện quay thuận. Khi cú lệnh đảo chiều, gúc mở 1 tăng lớn hơn /2, dũng điện phần ứng giảm dần về 0. Khi cảm biến dũng điện phỏt tớn hiệu, để cắt xung điều khiển đƣa vào BĐT1 và BĐT1 khúa lại. Sau đú, cho tớn hiệu cấp xung để xung điều khiển từ mỏy phỏt xung tới BĐT2. Gúc mở 2 < /2 với giỏ trị tƣơng ứng, điện ỏp phần ứng của động cơ đảo dấu và động cơ quay ngƣợc
Quỏ trỡnh hóm động cơ.
Khi cú tớn hiệu dừng từ bàn điều khiển động cơ hoặc khi xảy ra sự cố hay quỏ trỡnh đảo chiều động cơ, thỡ mỏy cắt nhanh HCB nhả ra, toàn bộ phần ứng của động cơ cắt ra khỏi lƣới điện đồng thời mỏy cắt chậm đúng lại mạch điện trở hóm bắt đầu làm việc. Quỏ trỡnh hóm động năng xảy ra là do năng lƣợng chủ yếu đƣợc tạo ra do động năng của động cơ tớch lũy đƣợc trong quỏ trỡnh hoạt động.
Trong hệ thống mạch điện cú cỏc bảo vệ nhƣ bảo vệ quỏ dũng, quỏ nhiệt, ngắn mạch, quỏ ỏp.
2/ Sơ đồ mạch điện điều khiển tốc độ động cơ.
Giới thiệu chức năng cỏc phần tử trong mạch điện.
Q13, Q13.1, Q15, là cỏc contactor dựng để cấp nguồn điều khiển cho bộ điều khiển phần ứng của động cơ và nguồn cho quạt làm mỏt bộ thyristor.
T13 là biến ỏp ba pha 680/380V cấp nguồn cho mạch điều khiển. T15 là biến ỏp 2 pha 680/220V cấp nguồn cho quạt làm mỏt. BLG là tiếp điểm của rơle cho phộp bộ điều khiển tự điều chỉnh
STR là tiếp điểm của rơle để điều khiển chạy hay dừng bộ điều khiển TPY3.
SIP là tiếp điểm của rơle cho phộp bộ điều khiển điều chỉnh chức năng RAMP. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sơ đồ chõn tớn hiệu của bộ điều khiển:
Cỏc chõn U, V, W là cỏc đầu vào cấp nguồn động lực cho bộ chỉnh lƣu Thyristor.
Cỏc chõn 1U, 1V, 1W, 3U là cỏc chõn đầu vào cấp nguồn cho bộ điều khiển, và cho quạt làm mỏt.
Cỏc chõn 21, 27, 26 là cỏc chõn đầu vào điều khiển tớn hiệu BLG, SIP, STR lấy từ đầu ra của PLC.
Cỏc chõn 83, 84 là cỏc chõn đầu vào bỏo đứt cầu chỡ của bộ Thyristor. Cỏc chõn 62, 61 là cỏc chõn tớn hiệu đầu ra số của bộ điều khiển bỏo quỏ nhiệt bộ Thyristor đƣa vào PLC.
Cỏc chõn 0V, 431 là cỏc chõn tớn hiệu ra tƣơng tự đƣa tới đồng hồ hiển thị dũng điện phần ứng động cơ.
Cỏc chõn 8, 28 là cỏc chõn tớn hiệu ra tƣơng tự đƣa tới PLC điều khiển tốc độ quay của động cơ khi đang quay thuận hay ngƣợc.
Cỏc chõn 33, 34, 11, 14, 12 là cỏc tớn hiệu ra tốc độ dạng số cỏc tớn hiệu này là đầu vào vào PLC.
Cỏc chõn 228, 0V là cỏc chõn tớn hiệu vào tƣơng tự đƣa vào bộ phỏt tốc.
Cỏc chõn A1, A2 là 2 chõn cấp nguồn điều khiển động cơ.
TG là mỏy phỏt tốc (thực chất là mỏy mỏy phỏt một chiều tớn hiệu ra của mỏy phỏt tốc là tớn hiệu điện ỏp một chiều (tớn hiệu tƣơng tự).
Nguyờn lý hoạt động:
Đầu tiờn đúng CTT Q13 để cấp nguồn cho biến ỏp T13 và T15 sau đú đúng CTT Q15 cấp nguồn cho quạt làm mỏt . Tiếp theo đúng CTT Q13.1 cấp nguồn cho bộ điều khiển. Sau đú cho chạy bộ điều khiển do STR đúng lại.
Trong mạch điện cú mạch vũng phản hồi tốc độ, tốc độ thực của động cơ đƣợc đo bằng mỏy phỏt tốc tớn hiệu điện ỏp từ mỏy phỏt tốc đƣợc đƣa vào bộ điều khiển và bộ điều khiển sẽ so sỏnh với tớn hiệu điện ỏp đặt của bộ điều khiển khi cú sai lệch bộ điều khiển sẽ xử lý và xuất tớn hiệu điều khiển tốc độ cho động cơ. Dải điện ỏp ra của mỏy phỏt tốc là (045V DC) và tốc độ tƣơng
ứng của động cơ là (0 100rpm) , ( Nếu tốc độ thực của động cơ là 40rpm thỡ điện ỏp ra của bộ phỏt tốc là 18V).
Động cơ truyền động cho giỏ cỏn thụ sẽ bắt đầu quay khi đú mỏy phỏt tốc sẽ đƣa tớn hiệu đo tốc độ của trục động cơ đƣa về bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ xử lý tớn hiệu để điều chỉnh gúc mở của cỏc Thyristor (với chế độ quay thuận) để tăng dần điện ỏp đặt vào phần ứng của động cơ. Quỏ trỡnh sẽ diễn ra cho đến khi tốc độ của động cơ bằng với tốc độ đặt thỡ bộ điều khiển sẽ khụng thay đổi gúc mở của cỏc Thyristor nữa.
Với lý do nào đú mà tốc độ của động cơ tăng thỡ tớn hiệu phản hồi từ mỏy phỏt tốc sẽ gửi tới bộ điều khiển. Khi đú bộ điều khiển sẽ tăng gúc mở của Thyristor lờn làm cho điện ỏp sau chỉnh lƣu cấp vào phần ứng của động cơ giảm xuống vỡ thế tốc độ động cơ giảm xuống đến giỏ tri đặt thỡ quỏ trỡnh điều chỉnh tốc độ đƣợc dừng lại cũn quỏ trỡnh tăng tốc độ khi tốc độ động cơ bị giảm sẽ tƣơng tự nhƣ khi khởi động
3/ Sơ đồ bộ điều khiển kớch từ động cơ.
Chức năng cỏc chõn của bộ điều khiển.
Cỏc chõn U, V, W là cỏc chõn cấp nguồn động lực bộ chỉnh lƣu của mạch kớch từ động cơ.
Chõn 3U là chõn cấp nguồn cho quạt làm mỏt bộ điều khiển kớch từ Cỏc chõn 1U, 1V, 1W là cỏc chõn cấp nguồn cho bộ biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chều.
Chõn SIP là chõn tiếp điểm của rơle cho phộp bộ điều khiển điều chỉnh chức năng RAMP.
BLGF. là tiếp điểm của rơle cho phộp bộ điều khiển tự điều chỉnh Chõn 61, 62 là cỏc chõn tớn hiệu đầu ra số của bộ điều khiển bỏo quỏ nhiệt bộ Thyristor đƣa vào PLC.
Chõn C, D là cỏc chõn đấu vào mạch kớch từ của động cơ.
DC CT là biến dũng dựng để đo lƣờng dũng điện mạch kớch từ biến dũng này cú dũng điện phớa thứ cấp 5A.
Chõn 35, 36 là chõn tớn hiệu ra số dựng để bỏo lỗi mạch kớch từ.
Chõn 51, 52 là cỏc chõn tớn hiệu ra số, dựng để cảnh bỏo lỗi mạch kớch từ.
4/ Sơ đồ tớn hiệu điều khiển bộ biến đổi.
Nguồn cấp 24V DC cấp cho cỏc cuộn hỳt rơle một chiều (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cỏc tớn hiệu ra từ rơle là đầu vào của PLC để đƣa ra tớn hiệu đốn bỏo động cơ đó sẵn sàng hoạt động hay chƣa.
AX1: Bỏo trạng thỏi sẵn sàng hoạt động của bộ biến đổi phần ứng TPY3. Nếu G21 = 1 thỡ bộ biến đổi chữa sẵn sàng (do cỏc điều kiện vào của bộ biến đổi chƣa cú nhƣ quạt làm mỏt nhƣ cầu chỡ bị đứt hay thyristor chƣa cú quạt làm mỏt). Khi G21 = 0 thỡ AX1 = 0 bộ biến đổi đó sẵn sàng.
AX2 Bỏo nhiệt độ làm việc của bộ biến đổi phần ứng. Nếu B76 = 1 hoặc B76.1 = 1 thỡ AX2 = 0 bộ biến đổi quỏ nhiệt do mất quạt làm mỏt bộ biến đổi. Khi B76 = 1 và B76.1 = 1 thỡ AX2 = 1 bộ biến đổi khụng quỏ nhiệt .
AX3: Bỏo nguồn cấp cho quạt làm mỏt bộ biến đổi Nếu Q15 = 1 thỡ AX3 = 1 quạt đó đƣợc cấp nguồn. Khi Q15 = 0 thỡ AX3 = 0 quạt chƣa đƣợc cấp nguồn.
AX4: Bỏo cầu chỡ mạch động lực. Nếu G21 = 1 cầu chỡ mạch động lực đó bị đứt AX4 = 0 bộ biến đổi bỏo lỗi. Khi G21 = 0 thỡ AX4 =1 cầu chỡ mạch động lực hoạt động bỡnh thƣờng nờn bộ biến đổi hoạt động.
AX5: Bỏo tỡnh trạng nhiệt độ bộ biến đổi kớch từ. Nếu G31 = 1 thỡ AX5 = 0 bộ biến đổi quỏ nhiệt do mỏt quạt làm mỏt. Khi G31 = 0 thỡ AX5 = 1 bộ biến đổi hoạt động bỡnh thƣờng.
AX6 bỏo mất kớch từ.
AX7 bỏo quỏ nhiệt bộ Thyristor . Nếu G21 = 1 mất quạt làm mỏt thyristor thỡ AX7 = 1 Thyristor bị quỏ nhiệt. G21 = 0 quạt làm mỏt đang hoạt động. Bộ Thyristor khụng bị quỏ nhiệt.
AX8 bỏo trạng thỏi làm việc của bộ biến đổi mạch kớch từ HRC.
G31 = 1 thỡ AX8 = 1 bộ biến chƣa sẵn sàng. G31 = 0 thỡ AX8 = 0 bộ biến đổi