DÙNG HỆ MĐKĐ - ĐC.
Sơ đồ một pha khống chế dịch cực lò hồ quang dùng hệ MĐKĐ - ĐC được trình bày như hình 2-2.
Trên thực tế luôn có 4 hệ truyền động giống nhau, trong đó có 3 hệ dùng dịch chuyển 3 điện cực và 1hệ dùng để dự phòng.
+/ Đ: Động cơ một chiều KTĐL, là động cơ truyền động nâng hạ điện cực. Động cơ được cung cấp bởi điện khuyếch đại(MĐKĐ), cuộn kích từ của động cơ được cấp điện áp một chiều thông qua điện trở 9R mắc song song với tiếp điểm thường hở mở chậm của rơle thời gian Rth để giảm từ thông trong trường hợp nâng điện cực.
+/ MĐKĐ: Máy điện khuyếch đại từ trường ngang dùng để cung cấp điện áp cho phần ứng động cơ.MĐKĐ dụng 3 cuộn dây khống chế trong đó cuộn CĐC1 là cuộn chủ đạo ở chế độ điều khiển tự động; cuộn CĐC2 là cuộn chủ đạo ở chế độ điều khiển bằng tay; cuộn CFA là cuộn phản hồi âm điện áp; hệ số phản hồi điện áp khác nhau đối với trường hợp hạ và nâng. Cực tính của điện áp đặt lên động cơ khi hạ(H), nâng (N) được có trong sơ đồ hình 2-2.
Do 7R mắc song song với 3CL nên ta có hệ số phản hồi áp khi hạ là αH
=α; khi nâng α=0.3α.
+/ CB: là cuộn bù của MĐKĐ(Bù phản ứng phần ứng).
+/ (BD + 1CD +1BA +1R +1CL +5R): Khâu lấy tín hiệu tỷ lệ với dòng điện hồ quang b.Ihq.
+/ (2CD +2R + 2CL): Khâu lấy tín hiệu điện áp một chiều tỷ lệ với điện áp hồ quang a.Uhq.
+/ Ở chế độ điều khiển bằng tay thì điện áp một chiều cấp cho cuộn chủ đạo là CĐC2 lấy từ nguồn một chiều
+/ Ở chế độ điều khiển tự động thì tín hiệu chủ đạo cấp cho cuộn CĐC1 là hiệu số của tín hiệu tỷ lệ theo dòng và áp của hồ quang, Điện áp chủ đạo đặt lên cuộn CĐC1 gọi là Ucđ1 và ta có:
Ucđ1>0: thì động cơ quay thuận, hạ điện cực. Ucđ1<0:thì động cơ quay ngược, nâng điện cực.
Trong chế độ điều khiển bằng tay thì điện áp chủ đạo đặt lên cuộn CĐC2 gọi là Ucđ2, Điện áp này được lấy từ nguồn cung cấp một chiều, nó được đảo chiều bằng công tắc và điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh triết áp 6R (Theo sơ đồ hình 2-2)
II.2 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ.
II.2.1 Chế độ điều khiển bằng tay:
Trong chế độ điều khiển bằng tay có 2 trường hợp nâng và hạ:
- Giả sử bật công tắc điều khiển ở vị trí nâng thì tiếp điểm 1 và 2, 3 và 4 sẽ kín còn các tiếp điểm khác hở, cuộn CĐC2 được cung cấp điện áp với giá trị điện áp có thể điều chỉnh bằng 6R và cực tính dương ở phía con trượt của 6R. Lúc này điện áp phát ra của máy điện khuyếch đại có cực tính làm cho động cơ quay theo chiều nâng điện cực, tốc độ nâng phụ thuộc vào vị trí con trượt trên 6R. Muốn dừng ta bật công tắc về vị trí dừng, tất cả các công tắc của tiếp điểm hở và động cơ sẽ được hãm.
- Giả sử bật công tắc điều khiển về vị trí hạ(H) 9 và 10; 11 và 12 kín dẫn đến cuộn CĐC2 cũng được cấp điện nhưng cực tính của điện áp trên cuộn dây lúc này ngược so với trường hợp để công tắc ở vị trí nâng dẫn đến máy điện khuyếch đại sẽ phát ra một sức điện động với cực tính ngược lại, động cơ sẽ quay theo chiều hạ điện cực.
- Trong trường hợp hạ điện cực thì do hệ số phản hồi âm điện áp tăng lên tốc độ hạ sẽ nhỏ hơn tốc độ nâng khi cùng một giá trị điện áp đặt lên cuôn CĐC2.
Bật công tắc điều khiển ở vị trí tự động thì tiếp điểm 5 và 6, 7 và 8 kín đồng thời mở cầu dao 1CD và đóng cầu dao 2CD, điện áp ra trên chỉnh lưu 1CL tỷ lệ với dòng điện HQ và được lấy trên điện trở 5R. điện áp ra trên chỉnh lưu 2CL tỷ lệ với điện áp HQ và được lấy trên điện trở 4R. Hiệu số của hai điện áp này sẽ đặt lên cuộn CĐC1 và khống chế MĐKĐ điều khiển quá trình nâng hạ điện cực tự động. Ta đi xét một số quá trình sau:
*/
Khi làm việc bình thường: Giả sử lò đang làm việc có phần điện áp lấy trên các phân áp 4R và 5R trên 4R ký hiệu là aUhq, trên 5R ký hiệu là bIhq .
Trong đó a, b là các hằng số có thể điều chỉnh được bằng các biến trở. Ta quy ước chiều quay của động cơ khi hạ điện cực là chiều quay dương tức là chiều quay thuận và lúc này tương ứng điện áp trên cuộn CĐC1 cũng dương thì chiều quy ước của điện áp trên CĐC1 (Ucđ) : Điện áp chủ đạo như hình vẽ. Hình 2-2
Ucđ1=aUhq - bIhq
Nếu Ucđ1 = 0 thì sức từ động của cuộn chủ đạo CĐC1 bằng 0 và động cơ không quay. Điện cực sẽ không dịch chuyển, khoảng cách giữa điện cực và bề mặt kim loại trong trường hợp này bằng khoảng cách đặt và giá trị của điện áp hồ quang cũng như dòng điện hồ quang, trong trường hợp này cũng được gọi là giá trị đặt: Uhq0 , Ihq0
aUhq0 = bIhq0 => (Zhq0 = ) 0 0 a b I U hq hq =
*/Thông thường khi làm việc điện cực sẽ mòn dần dẫn đến khoảng cách giữa điện cực và kim loại sẽ tăng dần lên, dòng điện hồ quang sẽ giảm và điện áp hồ quang sẽ tăng (tổng trở hồ quang tăng). Lúc đó:
chuyển điện cực càng nhanh. Ngược lại, khi khoảng cách giữa điện cực và kim loại giảm xuống bằng giá trị đặt thì Ucđ = 0 và động cơ sẽ ngừng quay. Nếu điện cực quá gần bề mặt kim loại thì Ucđ sẽ âm động cơ sẽ làm việc sẽ theo chiều nâng điện cực để tự động duy trì khoảng cách giữa điện cực và bề mặt kim loại(tức là duy trì chiều dài hồ quang hay tổng trở hồ quang)
II.2.3 Quá trình mồi hồ quang khi khởi động.
Giả thiết trước khi làm việc điện cực không tiếp xúc với kim loại trong lò, để khởi động sơ đồ ta đóng nguồn cung cấp cho mạch chính của lò cắt 1CĐ và đóng 2CĐ đặt chế độ làm việc (xác định giá trị a và b bằng 1R, 2R , 4R và 5R). khởi động động cơ sơ cấp kéo máy điện khuyếch đại và đóng các nguồn cung cấp cho mạch kích từ động cơ. Muốn khởi động lò và cho làm việc ở chế độ khống chế tự động ta bật công tắc điều khiển về vị trí tự động. Lúc này do Ihq= 0, nên Uhq đạt giá trị lớn nhất dẫn đến Ucđ đạt giá trị lớn nhất và dương, động cơ sẽ quay với tốc độ tương đối lớn. Để thực hiện việc hạ điện cực khi điện cực chạm vào kim loại thì xảy ra ngắn mạch, dòng điện hồ quang sẽ tăng lên và điện áp sẽ hồ quang sẽ giảm xuống xấp xỉ bằng 0; điện áp chủ đạo đổi chiều và có giá trị lớn làm cho động cơ đổi chiều quay với gia tốc lớn. Tách nhanh điện cực ra khỏi kim loại làm xuất hiện hồ quang ở giai đoạn đầu khi dòng điện còn lớn thì rơle dòng điện RD tác động làm ngắn mạch điện trở 3R nên dòng điện qua cuộn CĐC1 càng lớn, mặt khác phản hồi âm điện áp có hệ số phản hồi nhỏ càng làm tăng sức điện động của máy điện khuyếch đại dẫn đến tốc độ nâng sẽ càng lớn. Khi khoảng cách giữa điện cực tăng dần thì Uhq tăng và Ihq giảm => Ucđ giảm. Khi dòng hồ quang giảm đến một giá trị nào đó thì RD tác động, tiếp điểm thường mở RD mở ra,điện trở 3R sẽ mắc nối tiếp với cuộn dây CĐC1. khi Ucđ giảm thì hiệu điện áp lấy trên 4R và5R giảm dần, Sức điện động của cuộn CĐC1 giảm, điện áp MĐKĐ phát ra giảm và động cơ quay theo chiều nâng điện cực lên với tốc độ chậm dần. Khi điện áp phát ra của MĐKĐ dưới ngưỡng nhả của RD thì 9R được tách ra (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
khỏi mạch kích từ động cơ, tốc độ động cơ càng chậm. Khi cân bằng thì điện áp tỷ lệ với dòng HQ rơi trên 5R và điện áp tỷ lệ với áp HQ rơI trên 4R, thì sức điện động của cuộn CĐC1 = 0, điện áp phát ra của MĐKĐ bằng 0, động cơ Đ ngừng quay và HQ cháy ổn định
Nếu mất ổn định thì hiệu số điện áp sẽ có và cuộn CĐC1 sẽ có sức từ động làm cho MĐKĐ phát ra điện áp cấp cho động cơ để dịch cực. Chiều và tốc độ dịch cực phụ thuộc vào chiều và độ lớn của sức từ động của cuộn CĐC1. nếu dòng Ihq tăng(Chiều dài ngọn lửa HQ giảm) thì động cơ chuyển động nâng điện cự lên, Nếu dòng Ihq giảm(Chiều dài ngọn lửa HQ tăng) thì động cơ chuyển động hạ điện cự xuống. Khi đứt HQ(Ihq =0) quá trình diễn ra như lúc mồi HQ.
NHẬN XÉT:
Ưu điểm:
Hệ thống có sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt, khả năng quá tảI lớn, có thể điều chỉnh bằng tay hay tự động.
Nhược điểm:
Trong hệ thống có sử dụng nhiều máy điện cồng kềnh, tốn nhiều diện tích, gây tiếng ồn lớn, vânh hành và bảo dưỡng khó khăn. ngoài ra các máy điện một chiều có từ dư, đặc tính từ hoá trễ nên việc điều chỉnh sâu tốc độ gặp khó khăn.
III. SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN DỊCH CỰC LÒ HỒ QUANG DÙNG HỆ THYRISTOR - ĐỘNG CƠ (T-Đ).