Khi đúng điện vào mạch chớnh, HQ chưa phỏt sinh. Thiết bị tựđộng sẽ từ từ hạđiện cực xuốn đểđầu điện cực chạm vào kim loại trong lũ làm phỏt sinh HQ.
Sau khi HQ phỏt sinh thỡ cỏc điện cực phải được nõng nhanh lờn để giải phúng ngắn mạch nhưng phải giữ khoảng cỏch nào đú với KL trong lũ để HQ khụng tắt.
Trong quỏ trỡnh chỏy của HQ thỡ làm cho điện cực ngắn dần, dũng HQ giảm, do đú yờu cầu hạđiện cực xuống đểđảm bảo khoảng cỏch.
Phần điều khiển dịch cực lũ phải thỏa món cỏc điều kiện: - Hạ chậm điện cực xuống.
- Kộo nhanh điện cực khi phỏt sinh HQ.
- Hạ dần điện cực trong quỏ trỡnh chỏy và giữ cho HQ tồn tại.
Chất lượng thộp nấu luyện phụ thuộc vào cụng suất cấp và sự phõn bố nhiệt hay nhiệt độ trong lũ.
Điều chỉnh cụng suất lũ HQ cú thể thực hiện bằng cỏch thay đổi điện ỏp ra của BAL hoặc bằng sự dịch chuyển điện cực để thay đổi chiều dài ngọn lửa HQ và như vậy sẽ thay
đổi được điện ỏp HQ, dũng điện HQ và cụng suất tỏc dụng của HQ. Cú 3 giải phỏp điều khiển đểđiều chỉnh cụng suất lũ:
1) Phương phỏp giữ dũng điện HQ Ihq = const: Thực chất là giữ khoảng cỏch giữa
điện cực và kim loại trong lũ khụng đổi. Phương phỏp này cú nhược điểm là khụng mồi hồ quang tựđộng được, cần phải hỗ trợ mồi.
Ngoài ra, trong trường hợp cú một pha khụng phỏt HQ (hồ quang bịđứt) thỡ sẽ làm giảm dũng: Ihq = Z Uf 2 3 , do đú cỏc bộđiều chỉnh 2 pha cũn lại sẽ tiến hành hạđiện cực mặc dự khụng cần việc đú (tỏc động khụng chớnh xỏc).
Phương phỏp này chỉ dựng cho lũ hồ quang một pha và chủ yếu dựng cho lũ HQ chõn khụng.
2) Phương phỏp duy trỡ điện ỏp HQ khụng đổi Uhq = const: Gặp khú khăn trong việc đo điện ỏp. Do người ta khụng đo trực tiếp điện ỏp HQ nờn phải đo giỏn tiếp: cuộn dõy đo được nối giữa thõn kim loại của lũ và thanh cỏi thứ cấp MBA. Do vậy điện ỏp đo phụ thuộc dũng tải và sự thay đổi dũng của một pha sẽảnh hưởng tới hai pha cũn lại như ở phương phỏp đầu tiờn.
3) Phương phỏp điều khiển duy trỡ hq
I hq U
= Zhq = const: Là phương phỏp điều khiển tốt nhất.
Phương phỏp này điều khiển thụng qua hiệu số cỏc tớn hiệu dũng và ỏp: a.Ihq - b.Uhq = b.Ihq(Zohq - Zhq)
Trong đú:
+ a, b là hệ số phụ thuộc hệ số cỏc biến ỏp đo lường (biến dũng, biến điện ỏp) và
điện trởđiều chỉnh trờn mạch.
Phương phỏp này dễ mồi HQ, duy trỡ được cụng suất, ớt chịu ảnh hưởng của dao
động điện ỏp nguồn cũng nhưảnh hưởng lẫn nhau giữa cỏc pha.
7.5.4 Sơ đồ 1 pha tự động khống chế dịch cực lũ HQ
Động cơ Đ làm dịch chuyển điện cực lũ hồ quang, được cấp điện từ MĐKĐ. MĐKĐ gồm 3 cuộn kớch từ:
+ CFA: Cuộn phản hồi õm ỏp.
+ CĐC2: Cuộn làm việc theo chế độ bằng tay, được cấp điện từ nguồn ngoài qua một bộ tay gạt:
(1-2) + (3-4): Nõng điện cực (N). (9-10) + (11-12): Hạđiện cực (H).
+ CĐC1: Cuộn làm việc ở chế độ tựđộng, được đúng bằng cỏc tay gạt (5-6) + (7- 8).
Dũng điện qua cuộn CĐC1 ICĐC1 phụ thuộc vào U5R - U4R. Trong đú: U5R tỉ lệ với dũng điện hồ quang, lấy từ bộ chỉnh lưu 1CL, điện ỏp của bộ chỉnh lưu 1CL lại lấy từ thứ
cấp của bộ biến dũng BD.
U4R lấy từ bộ chỉnh lưu 2CL. Điện ỏp đặt lờn 2CL tỉ lệ với điện ỏp của hồ quang.
Chế độ tự động:
Khi mạch chớnh cú điện, do hồ quang chưa phỏt sinh nờn lỳc này Uhq = max cũn Ihq
= 0. => U5R = 0 cũn U4R = max.
-> Trờn cuộn CĐC1 cú dũng chảy qua, tạo sức từđộng F1. Sức từđộng tổng: Ft = F1 - FA.
Do Ihq = 0 nờn lỳc này rơle dũng điện RD chưa tỏc động -> 3R được nối tiếp với cuộn CĐC1 -> Làm cho F1 bị giảm xuống. Đồng thời lỳc này cực tớnh (+) của động cơĐ đang ở cực phớa trờn -> điụt 3CL trờn mạch lực thụng -> 7R bị nối tắt -> dũng qua cuộn CFA tăng -> FA tăng lờn. => Kết quả là làm cho sức từđộng tổng Ft giảm xuống -> điện ỏp ra của MĐKĐ giảm -> đụng cơĐ quay chậm -> điện cực được hạ xuống chậm.
Khi điện cực chạm vào kim làm phỏt sinh hồ quang, lỳc này Ihq = max cũn Uhq ≈ 0. Kết quả là U5R = max, U4R ≈ 0, do đú dũng điện trong cuộn CĐC1 đảo chiều (dẫn đến sức từđộng đảo chiều) và lỳc này rơle dũng điện RD tỏc động, tiếp điểm RD dúng lại làm 3R bị nối tắt, làm cho dũng điện qua cuộn CĐC1 tăng lờn dẫn đến F1 tăng lờn. Đồng thời lỳc này cực tớnh (+) của động cơĐở phớa dưới nờn điụt 3CL bị khúa, điện trở 7R được đưa vào nối tiếp với cuộn CFA, làm giảm FA, kết quả làm sức từ động tổng Ft tăng lờn. MĐKĐ phỏt điện ỏp cấp cho động cơĐ kộo điện cực lờn nhanh.
Đồng thời lỳc này điụt 4CL thụng, rơle ỏp RA tỏc động, tiếp điểm thường kớn của nú mở ra làm cuộn dõy rơle thời gian RTh mất điện, tiếp điểm thường mở mở chậm RTh
đưa điện trở 9R nối tiếp cuộn CKĐ làm giảm dũng điện qua cuộn CKĐ. Từ thụng động cơĐ giảm làm tốc độđộng cơĐ tăng lờn, điện cực được kộo nhanh lờn.
Quỏ trỡnh đi lờn của điện cực làm Ihq giảm, Uhq tăng. Đến lỳc U4R và U5R xấp xỉ
bằng nhau thỡ dũng điện qua cuộn CĐC1 ICĐC1 ≈ 0, do đú động cơ sẽ dừng quay, điện cực cú một khoảng cỏch nào đú đối với kim loại và đảm bảo hồ quang được duy trỡ.
Trong quỏ trỡnh chỏy của điện cực, điện cực sẽ ngắn dần làm khoảng cỏch giữa điện cực và kim loại tăng dần, dẫn đến Ihq giảm, Uhq tăng, thế cõn bằng bị phỏ vỡ. Lỳc này dũng trong cuộn CĐC1 khỏc khụng (ICĐC1 ≠ 0), động cơđược khởi động lại, chạy hạđiện cực xuống, lập lại thế cõn bằng mới.
* Tỏc dụng mở chậm của rơle RTh: Chờ cho điện ỏp động cơ đạt định mức rồi mới giảm từ thụng φĐ của động cơ.
7-6. TRANG BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THANG MÁY(4 tiết)
7.6.1 Đặc điểm cụng nghệ
Thang mỏy (mỏy nõng) là thiết bị vận tải dựng để chở hàng và người theo phương thẳng đứng.
Những loại thang mỏy hiện đại cú kết cấu cơ khớ phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp - nhằm nõng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả cỏc thiết bị điện được lắp đặt trong buồng thang và buồng mỏy. Buồng mỏy thường bố trớ ở tầng trờn cựng của giếng thang mỏy.
Một trong những yờu cầu cơ bản đối với hệ truyền động thang mỏy là phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động ờm. Buồng thang chuyển động ờm hay khụng, phụ thuộc vào gia tốc khi mở mỏy và hóm mỏy. Cỏc tham số chớnh đặc trưng cho chế độ làm việc của thang mỏy là: tốc độ di chuyển v(m/s), gia tốc a(m/s2) và độ giật ρ(m/s3).
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang mỏy, cú ý nghĩa quan trọng, nhất là đối với cỏc nhà cao tầng.
Trong truyền động của thang mỏy người ta sử dụng một đối trọng nối với buồng thang bằng cỏc sợi cỏp, mục đớch đểđộng cơ luụn làm việc ở chếđộđộng cơ và giảm lực căng của cỏp, tăng độ an toàn.
Buồng thang cú trang bị bộ phanh bảo hiểm, mục đớch để giữ buồng thang tại chỗ
khi đứt cỏp, mất điện và khi tốc độ di chuyển vượt quỏ (20ữ40)% tốc độđịnh mức. Ngoài ra một số thang mỏy cũn trang bị bộ phận phanh hóm làm việc theo nguyờn tắc: khi động cơĐ kộo buồng thang chưa cú điện thỡ phanh hóm kẹp chặt trục động cơ. Khi động cơĐ
cú điện thỡ phanh hóm giải phúng trục động cơđể cho buồng thang di chuyển.
Bố trớ cỏc nỳt ấn trờn thang mỏy: Ở mỗi cửa tầng cú nỳt ấn gọi tầng, bờn trong buồng thang cú cỏc nỳt ấn đến tầng.
7.6.2 Vấn đề dừng chớnh xỏc thang mỏy
Buồng thang của thang mỏy cần phải dừng chớnh xỏc so với mặt bằng của tầng cần dừng sau khi ấn nỳt dừng. Nếu buồng thang dừng khụng chớnh xỏc sẽ gõy ra cỏc hậu quả
- Đối với thang mỏy chở khỏch sẽ làm cho hành khỏch ra, vào khú khăn, tăng thời gian ra, vào của hành khỏch, dẫn đến giảm năng suất.
- Đối với thang mỏy chở hàng, gõy khú khăn trong việc xếp và bốc dỡ hàng. Trong một số trường hợp cú thể khụng thực hiện được việc xếp và bốc dỡ hàng.
* Quỏ trỡnh hóm buồng thang xảy ra như sau:
Khi buồng thang đi đến gần sàn tầng, cụng tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh lờn hệ
thống điều khiển động cơđể dừng buồng thang.
Trong khoảng thời gian ∆t (là thời gian tỏc động của thiết bị điều khiển), buồng thang đi được quóng đường là:
S' = Vo.∆t, [m] Trong đú Vo là tốc độ của buồng thang lỳc bắt đầu hóm.
Khi cơ cấu phanh tỏc động là quỏ trỡnh hóm buồng thang. Trong thời gian này, buồng thang đi được một quóng đường S''.
S'' = ) ( ph C o F F mV ± 2 2 , [m] Trong đú:
m - Khối lượng cỏc thành phần chuyển động của buồng thang, [kg]. Fph - Lực phanh, [N]
FC - Lực cản tĩnh. Dấu (+) hoặc (-) trong biểu thức phụ thuộc vào chiều tỏc dụng của lực FC: khi buồng thang đi lờn (+) và khi buồng thang đi xuống (-).
Quóng đường buồng thang đi được từ khi cụng tắc chuyển đổi tầng cho lệnh dừng
đến khi buồng thang dừng tại sàn tầng là: S = S' + S'' = Vo.∆t + ) ( ph C o F F mV ± 2 2 m Vo Smin Smax S A' A A'' Để dừng chớnh xỏc buồng thang, cần tớnh
đến một nửa hiệu số của hai quóng đường trượt khi phanh buồng thang đầy tải (Smax) và phanh buồng thang khụng tải (Smin) theo cựng một hướng di chuyển. Như vậy, cụng tắc chuyển đổi tầng đặt cỏch sàn tầng một khoảng cỏch nào đú làm sao cho buồng thang nằm ở giữa hiệu hai quóng đường Smax và Smin.
Sai số lớn nhất (độ dừng khụng chớnh xỏc lớn nhất) là: ∆S = 2 min max S S −
Ta thấy sai số này phụ thuộc chủ yếu vào cỏc tham số: tốc độ thang mỏy trước khi dừng, thời gian trễ của cỏc tớn hiệu điều khiển, khối lượng buồng thang, lực cản khi hóm.
7.6.3 Hệ thống tự động khống chế thang mỏy tốc độ trung bỡnh
Hệ thống truyền động điện dựng cho thang mỏy tốc độ trung bỡnh thường là hệ
truyền động xoay chiều với động cơ khụng đồng bộ 2 cấp tốc độ. Hệ này đảm bảo dừng chớnh xỏc cao, thực hiện bằng cỏch chuyển tốc độ của động cơ xuống thấp (Vo) trước khi buồng thang sắp đến sàn tầng.
Cầu dao CD và ỏptụmỏt Ap: Đúng nguồn cung cấp cho hệ truyền động.
Đ: Động cơ quay buồng thang. Khi cỏc tiếp điểm của cỏc cụng tắc tơ: N +C: Buồng thang sẽđược nõng lờn với tốc độ cao. N + T: Buồng thang được nõng lờn với tốc độ thấp. H + C: Buồng thang được hạ với tốc độ cao. H + T: Buồng thang được hạ với tốc độ thấp.
NCH: Nam chõm của phanh hóm điện từ. Khi cụng tắc tơ N hoặc H cú điện sẽ
làm cho NCH , phanh hóm giải phúng trục cho động cơĐ kộo buồng thang di chuyển. Cỏc đốn Đ1 ữ Đ5 là 5 đốn ở cỏc cửa tầng. Đ6 là đốn chiếu sỏng ở trong buồng thang.
1CT ữ 5CT là cỏc cụng tắc ở cỏc cửa tầng.
Cỏc cụng tắc chuyển đổi tầng 1CĐT ữ 5CĐT cú 3 vị trớ, đõy là cỏc cảm biến dừng buồng thang và xỏc định vị trớ thực của buồng thang so với cỏc tầng. Khi buồng thang ở
dưới một tầng nào thỡ cụng tắc CĐT tương ứng mà buồng thang đó đi qua được gạt về bờn trỏi. Khi buồng thang ở trờn tõng nào thỡ cỏc cụng tắc CĐT tương ứng mà buồng thang đó
đi qua được gạt về bờn phải.
Điều khiển hoạt động của thang mỏy được thực hiện từ hai vị trớ: Tại cửa tầng bằng nỳt ấn gọi tầng 1GTữ5GT và trong buồng thang bằng cỏc nỳt bấm đến tầng 1ĐTữ5ĐT.
Để dừng buồng thang tại mỗi sàn tầng, trong sơ đồ dựng hóm cuối HC đặt trong buồng thang. HC cú thể bị ấn hở ra do cỏc chốt cơ khớ đặt ở cỏc sàn tầng hoặc khi cuộn dõy NC2(17) sẽ hỳt tiếp điểm HC(14).
Hóm cuối 1HC(1) và 2HC(1) liờn động với sàn buồng thang. Nếu trong buồng thang cú người, tiếp điểm của chỳng mở ra.
1HC nối song song với cụng tắc cửa buồng thang CBT, nờn dự 1HC mở nhưng mạch vẫn được nối liền qua CBT.
Khi cú người vào trong buồng thang thỡ 2HC(1), làm cho cuộn dõy rơle trung gian
RTr(1), tiếp điểm thường kớn của nú RTr làm cỏc đốn Đ1ữĐ6 sỏng lờn bỏo hiệu buồng thang đang làm việc và chiếu sỏng buồng thang. 2HC(1) cũng sẽ làm cỏc nỳt ấn gọi tầng 1GTữ5GT mất tỏc dụng.
2PKữ5PK: Cỏc chốt then cài cửa tầng.
1PK: Được đúng bởi nam chõm (cuộn dõy) 1NC(16). FBH: Cụng tắc hành trỡnh liờn động với phanh hóm điện từ.
* Điều kiện làm việc:
Thang mỏy chỉđược phộp làm việc khi đó cú đủ cỏc điều kiện liờn động: + 1D kớn, 2D kớn, 3D kớn, CT kớn, FBH kớn.
+ 1CT ữ 5CT kớn (cỏc cửa tầng đó đúng). + Cửa buồng thang đúng: CBT kớn.
* Nguyờn lý hoạt động
a) Buồng thang đang ở tầng số 1, hiện cú một khỏch ở tầng 1 muốn lờn tầng 5:
Khỏch vào buồng thang, cỏc điều kiện làm việc đó đủ: tiếp điểm 2HC(1) làm cuộn dõy RTr(1) -> tiếp điểm thường kớn RTr -> cỏc đốn Đ1ữĐ6 sỏng lờn, cỏc nỳt gọi tầng mất tỏc dụng.
Khỏch ấn vào nỳt đến tầng 5ĐT trong buồng thang -> cú xung 5ĐT(2) -> cuộn dõy
5 RT (2) -> tiếp điểm RT5(3) -> cuộn dõy C(12) -> tiếp điểm C(15) -> cuộn dõy 2 NC (17) hỳt tiếp điểm HC(14) (đặt ở trờn buồng thang) hở ra để cho tiếp điểm HC(14) khụng bị gạt bởi cỏc chốt cơ khớ ở cỏc sàn tầng 1,2,3,4. Đồng thời tiếp điểm C(15) sẽ làm cho cuộn dõy NC1(16) -> hỳt tiếp điểm cơ khớ PK
1 (12) -> cuộn dõy N (13) (do tiếp điểm RT5(20) + tiếp điểm 5CĐT đang nằm về bờn trỏi).
Kết quả ta cú cỏc cụng tắc tơ N+C: Động cơ quay đưa buồng thang đi lờn với tốc
độ cao.
Khi khỏch thả nỳt ấn 5ĐT(2) ra, cuộn dõy của cụng tắc tơ nõng N(13) được duy trỡ bởi tiếp điểm T(13) + N(13).
Buồng thang di chuyển nhanh qua cỏc tầng 1,2,3,4 làm cỏc cụng tắc chuyển đổi tầng 1CĐT, 2CĐT, 3CĐT, 4CĐT bị gạt về bờn phải.
Khi buồng thang chạy đến gần sàn tầng số 5, nú sẽ gạt 5CĐT vào giữa, làm cho cuộn dõy C(12) và cuộn dõy RT5(2) -> tiếp điểm C(15) -> cuộn dõy NC2(17) -> tiếp
điểm cơ khớ HC(14): phục hồi tiếp điểm cú khớ HC để chuẩn bị cho HC gạt vào chốt cơ
khớ ở sàn tầng 5. Đồng thời lỳc này tiếp điểm thường kớn C(18) -> cuộn dõy cụng tắc tơ
T(18). Kết quả cỏc cụng tắc tơ sau cú điện: N + T, buồng thang được nõng lờn với tốc
độ thấp.
Mạch duy trỡ lỳc này là HC(14) + N(13).
Khi động cơ chạy đến ngang sàn tầng 5, chốt cơ khớ ở sàn tầng 5 gạt vào HC(14) làm HC(14) làm mạch duy trỡ bị mất, cuộn dõy N(13) -> tiếp điểm N (17) -> cuộn dõy cụng tắc tơ T(18). Cả 2 cụng tắc tơ N và T đều mất điện làm động cơ Đ mất điện và phanh hóm kẹp chặt trục động cơĐ làm động cơĐ dừng lại.
b) Buồng thang đang ở tầng số 5, hiện cú một khỏch ở tầng 2 muốn dựng thang mỏy:
Khỏch bấm nỳt gọi tầng 2GT, lỳc này nỳt gọi tầng chỉ cú hiệu quả khi trong thang mỏy khụng cú người, do đú tiếp điểm 2HC(1).
Khi ấn 2GT(9) thỡ cuộn dõy RT2(8) -> tiếp điểm RT2(9) -> cuộn dõy C(12) -> tiếp điểm C(15) -> cuộn dõy NC2(17) hỳt tiếp điểm cơ khớ HC(14) (đặt ở buồng thang) hở ra để nú khụng gạt vào cỏc chốt cơ khớ ở cỏc sàn tầng 5,4,3.
Đồng thời tiếp điểm C(15) cũng sẽ làm cuộn dõy NC1(16) làm hỳt tiếp điểm
PK
1 (12), do đú cuộn dõy cụng tăc tơ H(14). Kết quả H+C: Buồng thang được hạ với tốc độ cao.
Khi hành khỏch thả nỳt ấn 2GT thỡ mạch được duy trỡ bởi tiếp điểm H(14) +
T(13).
Buồng thang hạ nhanh qua cỏc tầng 5,4,3 làm gạt cỏc cụng tắc chuyển đổi tầng 5CĐT, 4CĐT, 3 CĐT về bờn trỏi.
Khi buồng thang gần đến sàn tầng số 2 từ phớa trờn làm gạt cụng tắc 2CĐT vào