1. Phõn tớch mạch điện mỏy tiện 1M61
Sơ đồ nguyờn lý mạch lực và mạch điều khiển mỏy tiện 1M61 trờn hỡnh 1.10. a. Giới thiệu thiết bị
- ATM: Áptụmỏt 3 pha.
- BE: Cụng tắc chuyển mạch cho động cơ bơm nước.
- Đ1 : Động cơ quay trục chớnh Pđm = 4,5 kw, n = 1410 vũng/ phỳt. - Đ2 : Động cơ bơm nước làm mỏt Pđm = 0,125 kw, n = 2800 vũng/ phỳt. - TP: Mỏy biến ỏp cấp nguồn cho mạch hóm phanh điện từ, chiếu sỏng cục bộ. - BTM: Cuộn dõy phanh điện từ.
- KB, KH: cụngtắctơ điều khiển động cơ quay thuận, ngược. - PB: rơle thời gian.
b. Phõn tớch tỏc động điều khiển
Đúng ỏptụmỏt ATM cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển. Khi tay gạt mở mỏy ở vị trớ giữa rơ le P tỏc động đúng tiếp điểm duy trỡ mạch điều khiển.
Khi đưa tay gạt mở mỏy lờn phớa trờn tiếp điểm BB(1- 2) kớn, cụng tắc tơ KB tỏc động, cỏc tiếp điểm KB ở mạch động lực đúng lại cấp nguồn cho động cơ Đ1 quay thuận.
Muốn đảo chiều quay ta đưa tay gạt mở mỏy xuống phớa dưới tiếp điểm BB(1- 2) mở ra cụngtắctơ KB mất điện, tiếp điểm BH(1- 3) kớn lại, cụng tắc tơ KH tỏc động đúng cỏc tiếp điểm KH ở mạch động lực đảo thứ tự hai trong ba pha nguồn cấp cho động cơ Đ1, động cơ quay ngược.
Muốn dừng mỏy ta đưa tay gạt về vị trớ giữa, cụng tắc tơ KH( hoặc KB) mất điện, cỏc tiếp điểm KB(1-4), KH(4-5) kớn, rơle PB tỏc động, tiếp điểm PB(12-13) đúng lại cấp nguồn cho cầu chỉnh lưu BC, nam chõm BTM cú điện để hóm dừng ngay mõm cặp, sau một khoảng thời gian tiếp điểm PB(11-12) mở ra ngắt nguồn cấp cho cuộn dõy phanh điện từ.
Trong quỏ trỡnh làm việc muốn bơm nước làm mỏt ta đúng chuyển mach BE để cấp nguồn cho động cơ Đ2 quay .
Muốn chiếu sỏng cục bộ ta đúng khoỏ K để cấp nguồn cho đốn chiếu sỏng cục bộ.
c. Cỏc khõu liờn động và bảo vệ
Bảo vệ ngắn mạch mạch động lực và điều khiển bằng ỏp tụ mỏt ATM, cầu chỡ CC1 và CC2.
Bảo vệ quỏ tải cho động cơ bơm nước dựng rơle nhiệt PTE. Bảo vệ cực tiểu bảo vệ điểm khụng dựng rơle điện ỏp P.
Khoỏ liờn động bảo vệ trỏnh làm việc đồng thời của cụngtắctơ KH, KB bằng cỏc tiếp điểm thường kớn KH(2- 16), KB(3-17), và liờn động cơ khớ của cỏc tiếp điểm BB, BH.
Hỡnh 1.10. Sơ đồ mạch điện mỏy tiện 1M61 Đ1 C1 1 B1 C1 A B C B1 PII KB KH BIIB BIIH BIIB BIIH PB KH KB KB KH 10 7 2 16 3 17 4 5 TP PH BC 14 11 12 13 29V BTM K 9 8 38V Đ2 ATM 380V A1 KB KH A2 B3 C3 BE A3 B2 C2 B4 C4 A4 PTE CC PTE PB PB
2. Sơ đồ điều khiển truyền động chớnh mỏy tiện nặng 1A660. Sơ đồ điều khiển mỏy tiện 1A660 trờn hỡnh 1.11.
a. Giới thiệu thiết bị điện
Mỏy tiện nặng 1A660 được dựng để gia cụng cỏc chi tiết bằng gang hoặc thộp cú trọng lượng dưới 250 kN, đường kớnh chi tiết lớn nhất cú thể gia cụng trờn mỏy là 1,25 m. Động cơ truyền động chớnh cú cụng suất 55 kW. Tốc độ trục chớnh được điều chỉnh trong phạm vi 125/1 với cụng suất khụng đổi, trong đú phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ là 5/1 nhờ thay đổi từ thụng động cơ. Tốc độ trục chớnh ứng với 3 cấp của hộp tốc độ cú giỏ trị như sau:
Cấp 1 : ntc = 1,6 ữ 8 vũng/phỳt Cấp 2 : ntc = 8 ữ 40 vũng/phỳt Cấp 3 : ntc = 40 ữ 200 vũng/phỳt
Truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chớnh. Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 0,064 ữ 26,08 mm/vg.
Truyền động chớnh được thực hiện từ hệ thống F-Đ. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cỏch thay đổi dũng kớch từ của động cơ, cũn sức điện động của mỏy phỏt được giữ khụng đổi.
Mỏy chỉ cú thể làm việc được, tức là động cơ chỉ cú thể khởi động được khi tất cả cỏc điều kiện liờn động sau được đảm bảo:
- Đủ dầu bụi trơn : tiếp điểm DBT kớn, (cụng tắc tơ K4 cú điện)
- Chế độ làm việc của mỏy đó được chọn : tiếp điểm CTC1 hoặc CTC2 kớn (rơ le 1RLĐ hoặc 2RLĐ cú điện).
- Đó đặt tốc độ nào đú: tiếp điểm TĐ kớn.
- Cỏc bỏnh răng trong hộp tốc độ đó ăn khớp hoàn toàn: cỏc tiếp điểm 1KBR, 2KBR, 3KBR, 4KBR kớn.
- Động cơ đó đủ từ thụng: tiếp điểm RNT kớn vỡ rơle RNT tỏc động. b. Phõn tớch tỏc động mạch điện.
Trạng thỏi ban đầu đúng cấp nguồn khởi động cỏc tổ mỏy phỏt cung cấp kớch từ cho động cơ và nguồn điều khiển.Ở chế độ làm việc, muốn khởi động động cơ, ta ấn nỳt M1 (để quay thuận) hoặc M2 (quay ngược). Sau khi ấn M1 cụng tắc tơ LĐT tỏc động. Tiếp đú, cỏc cụng tắc tơ K1, T, Đg, K2 tỏc động. Cuộn kớch từ CKF của mỏy phỏt được nối vào toàn bộ điện ỏp nguồn một chiều; điện trở kinh tế trong mạch kớch từ động cơ rd được loại bỏ; điện trở điều chỉnh dũng kớch từ động cơ ĐKT phõn mạch. Do đú dũng điện kớch từ mỏy phỏt và động cơ đều cú giỏ trị định mức. Động cơ được khởi động giai đoạn 1 (từ thụng động cơ là định mức; từ thụng mỏy phỏt tăng từ 0 đến định mức). Khi điện ỏp mỏy phỏt tăng gần đến giỏ trị định
mức, rơ le RCB tỏc động, cụngtắctơ K3 cú điện, điện trở ĐKT được đưa vào mạch kớch từ động cơ, dũng điện kớch từ động cơ giảm xuống trị số tương ứng với từ thụng lỳc đú (đó đặt trước nhờ ĐKT).
Để hạn chế dũng điện mạch phần ứng trong thời gian khởi động, người ta dựng rơ le RG. Rơ le này cú 2 cuộn dõy tạo ra sức từ động ngược nhau là RG1 và RG2. Bỡnh thường cuộn song song (cuộn điện ỏp) tạo ra sức từ động đủ lớn hỳt phần ứng rơ le, do đú điện trở rf được nối tắt và quỏ trỡnh khởi động đủ nhanh. Nếu dũng điện phần ứng vượt quỏ giỏ trị cho phộp thỡ sức từ động của cuộn nối tiếp (cuộn dũng điện) đủ lớn làm cho rơ le nhả; tiếp điểm của nú mở ra và điện trở rf được nối tiếp vào mạch kớch từ của mỏy phỏt. Kết quả dũng điện phần ứng giảm xuống. Dũng điện phần ứng được hạn chế theo nguyờn tắc rung.
Để điều chỉnh tốc độ từ xa, người ta dựng động cơ xecvo Đ1 và cỏc nỳt ấn M1, M2, M3. Giả thiết mỏy đang làm việc bỡnh thường, muốn cú tốc độ lớn hơn, ta ấn nỳt M1 (đối với chiều thuận) hoặc M2 (chiều ngược). Cụng tắc tơ LĐT hoặc LĐN tỏc động. Vỡ trong quỏ trỡnh này , rơ le RCB đó tỏc động nờn cuộn dõy rơ le 3RLĐ khụng cú điện. Do đú, chừng nào mà nỳt M1 hoặc M2 cũn bị ấn thỡ cụng tắc tơ KT cũn làm việc, động cơ Đ1 cũn quay và kộo theo con trượt biến trở ĐKT theo chiều tăng điện trở, giảm dũng kớch từ. Muốn giảm tốc độ, ấn nỳt M3 để tiếp điện cho cụng tắc tơ KN. Lỳc này Đ1 sẽ quay ngược kộo con trượt biến trở ĐKT chạy ngược làm tăng dũng kớch từ động cơ.
Quỏ trỡnh hóm bắt đầu xảy ra khi ấn nỳt D và diễn ra qua ba giai đoạn :
Đầu tiờn là giai đoạn hóm tỏi sinh do tăng dũng kớch từ động cơ lờn giỏ trị định mức. Trong giai đoạn này cụng tắc tơ K1 mất điện, biến trở ĐKT bị ngắn mạch. Sức điện động mỏy phỏt vẫn được giữ định mức. Khi dũng kớch từ động cơ đạt đến giỏ trị định mức, rơ le RT tỏc động, cắt điện cuộn dõy cụng tắc tơ K3, cụng tắc tơ T mất điện, cắt điện cuộn kớch từ mỏy phỏt.
Động cơ chuyển sang quỏ trỡnh hóm tỏi sinh thứ hai do sức điện động mỏy phỏt giảm dần, cũn từ thụng động cơ được giữ ở trị số định mức.
Giai đoạn cuối cựng là hóm động năng, được bắt đầu khi điện ỏp mỏy phỏt giảm đến trị số nhả của rơ le RH. Cuộn dõy cỏc cụng tắc tơ Đg và K2 mất điện, cắt phần ứng động cơ ra khỏi mỏy phỏt và đúng vào điện trở hóm rh.
Trong quỏ trỡnh hóm, dũng điện phần ứng động cơ được hạn chế theo nguyờn tắc rung nhờ rơ le hai cuộn dõy RD. Tỏc động của rơ le này tương tự như rơ le RG.
Động cơ Đ1 là động cơ truyền động chớnh cú cụng suất 70kW; điện ỏp phần ứng 440V.
Phạm vi điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện ỏp phần ứng là Du = 6,7/1 và điều chỉnh từ thụng là D= 3/1. Phần ứng động cơ Đ1 được cung cấp điện từ bộ biến đổi BBĐ1, là bộ chỉnh lưu khụng đảo chiều cú điều khiển nối theo sơ đồ cầu ba pha. Bộ BBĐ1 khụng dựng biến ỏp nguồn và đầu vào cú ba cuộn khỏng khụng khớ LK.
Cuộn dõy kớch từ của động cơ Đ1 là CKĐ1 được cung cấp điện từ bộ biến đổi đảo chiều cụng suất nhỏ BBĐ2 với biến ỏp BA2 ở đầu vào. Điều khiển BBĐ2 được thực hiện theo nguyờn lớ phụ thuộc bởi tớn hiệu tỉ lệ với điện ỏp phần ứng đo bởi cảm biến điện ỏp ĐH và mạch r2, ĐO3. Khi điện ỏp phần ứng nhỏ hơn 420 V thỡ điện ỏp phản hồi nhỏ hơn điện ỏp đỏnh thủng của ổn ỏp ĐO3, tớn hiệu điều khiển BBĐ2 sẽ bằng khụng (Uđk= 0). Khi đú bộ biến đổi BBĐ2 sẽ đảm bảo cho điện ỏp trờn cuộn kớch từ cú giỏ trị định mức, ứng với từ thụng của động cơ cú điện ỏp trờn cuộn kớch từ cú giỏ trị định mức, ứng với từ thụng của động cơ cú giỏ trị định mức. Khi điện ỏp phần ứng lớn hơn 420 V, điụt ổn ỏp ĐO3 bị đỏnh thủng, điện ỏp phần ứng tăng đến 440 V, từ thụng động cơ sẽ bị giảm.
Mỏy biến ỏp BA1, chỉnh lưu cầu CL1 cấp nguồn một chiều điều khiển tốc độ, điện ỏp phần ứng tăng đến 440 V, từ thụng động cơ sẽ bị giảm.
Mỏy biến ỏp BA1, chỉnh lưu cầu CL1 cấp nguồn một chiều điều khiển tốc độ, điện ỏp phần ứng tăng đến 440 V, từ thụng động cơ sẽ bị giảm.
Mỏy biến ỏp BA3, chỉnh lưu cầu CL3 cấp nguồn một chiều điều khiển rơ le cụngtắctơ .
Truyền động ăn dao và truyền động phụ cấp điện cụng tắc tơ K1
Hệ thống truyền động tiristor- động cơ (T- Đ) thực hiện theo hệ thống kớn, độ ổn định tốc độ động cơ với phản hồi õm tốc độ bằng mỏy phỏt tốc FT1. Đặt tốc độ động cơ ở cả hai vựng tốc độ được thực hiện bởi chiết ỏp Rω . Hiệu hai điện ỏp: điện ỏp chủ đạo Ucđ ( đặt tốc độ ) lấy trờn chiết ỏp Rω (đầu 7-13) và điện ỏp trờn mỏy phỏt tốc FT1 là . được đặt lờn bộ khuyếch đại một chiều :
Uv= Ucđ - .
Điện ỏp một chiều của bộ khuyếch đại được đặt vào bộ biến đổi BBĐ1. Hạn chế dũng điện động cơ được thực hiện bằng khõu ngắt tớn hiệu ra của bộ khuếch đại, mạch điện đú gồm cuộn khỏng Lk, cỏc biến ỏp BA4, BA5, BA6, bộ chỉnh lưu CL2, điụt ổn ỏp ĐO2 và tranzitor T. Sụt ỏp trờn cuộn khỏng Lk tỉ lệ với dũng điện phần ứng được đặt vào cầu chỉnh lưu CL2, qua biến ỏp BA4, BA5, BA6. Khi dũng điện phần ứng lớn hơn giỏ trị dũng điện ngắt thỡ điện ỏp ra của CL2 sẽ lớn hơn điện ỏp
giảm, điện ỏp phần ứng động cơ sẽ giảm và đảm bảo hạn chế dũng điện động cơ nhỏ hơn trị số cho phộp.
Sơ đồ điều khiển tự động được cung cấp từ bộ chỉnh lưu CL3 với biến ỏp đầu vào là BA3. Trong sơ đồ cú cỏc liờn động đảm bảo cho sự làm việc của hệ thống, hay núi cỏch khỏc là truyền động chớnh chỉ cú thể làm việc khi đó cú đầy đủ cỏc tớn hiệu liờn động:
- Truyền động ăn dao và truyền động phụ được cấp điện (cụng tắctơ K1) cú điện. - Đủ dầu bụi trơn trong hộp tốc độ và gờ trượt (rơle kiểm tra dầu RKA, ỏp kế điện tiếp xỳc RAL và rơ le RBT cú điện).
- Bỏnh răng trong hộp tốc độ đó ăn khớp (tiếp điểm BK1, BK2 kớn). - Xà ngang đó được kẹp chặt (tiếp điểm BK3 kớn).
- Truyền động nõng hạ xà khụng làm việc( tiếp điểm BK4 kớn).
- Đócú nguồn một chiều cung cấp cho cỏc khớp ly hợp ( Rơle R11, R12).
Hỡnh 1.12b. Sơ đồ điều khiển truyền động chớnh mỏy tiện 1540 (B) b. Phõn tớch nguyờn lý tỏc động
Để đưa hệ thống vào làm việc, đúng ỏptụmỏt AT1, AT2, AT3 cấp nguồn cho cỏc mạch động lực và mạch điều khiển. Ấn nỳt M1, cụngtắctơ K1 cú điện, cung cấp nguồn 3 pha cho truyền động ăn dao và cấp nguồn cho mạch điều khiển truyền động chớnh (tiếp điểm K1(73- 105). Ấn nỳt M2 cụng tắc tơ K2 cú điện, bộ biến đổi BBĐ1, BBĐ2 được cấp nguồn 3 pha.
Để khởi động động cơ, ấn MT (quay thuận) - mõm cặp quay phải, hoặc MN (quay ngược) mõm cặp quay trỏi.
Ấn MT, rơ le R5 cú điện, tiếp điểm R5(89-91) và R5(73- 97) đúng làm cho rơ le R1, R3 cú điện. tiếp điểm R1 đặt tớn hiệu điều khiển cho bộ biến đổi BBĐ2, đảm bảo cho từ thụng của động cơ cú giỏ trị định mức và chiều ứng với chiều quay thuận của động cơ Đ1. Cỏc tiếp điểm R3(41-45) và R3(47-49)-nối phỏt tốc FT1 với cực tớnh sao cho phản hồi tốc độ là õm. Khi từ thụng động cơ đạt đến giỏ trị định mức, rơ le kiểm tra từ thụng RTT tỏc động, R8 cú điện đúng nguồn điện ỏp cho mạch đặt tốc độ Rω. Rơ le R12 cú điện bởi hai tiếp điểm R1(51-61) và RTT(61-63). Hiệu điện ỏp chủ đạo và điện ỏp trờn mỏy phỏt tốc FT1 được đặt tới đầu vào của bộ khuếch đại theo đường: 1-3-5-7- 47-49-FT1-45-41-35-23;15-13-17-19-21, bộ biến đổi làm việc, tốc độ động cơ tăng đến trị số tương ứng với điện ỏp chủ đạo đặt bởi chiết ỏp Rω. Dũng điện động cơ được hạn chế ở mức 1,5Iđm nhờ khõu ngắt dũng điện.
Hóm dừng động cơ được thực hiện bằng nỳt ấn D3.Khi đú cỏc rơ le R5 và R8 bị ngắt điện, điện ỏp chủ đạo sẽ bằng khụng. Do quỏn tớnh cơ, tốc độ của động cơ vẫn cũn lớn nờn điện ỏp của phỏt tốc FT1 vẫn cũn lớn và điện ỏp điều khiển bị đổi dấu, do đú rơ le RTr1 tỏc động, tiếp điểm của nú RTr1(51-59) đúng điện cho rơ le R11, đảm bảo cho điện ỏp đặt vào bộ khuếch đại vẫn cú dấu như trước. Đồng thời R1 mất điện bởi tiếp điểm R11 mở ra(73-89) mở ra và R2 cú điện do R11(73-95) đúng lại, từ thụng động cơ sẽ đổi chiều. Khi đú động cơ sẽ được hóm tỏi sinh, năng lượng dư thừa trong hệ thống động học được tỏi sinh về lưới bởi bộ biến đổi BBĐ1. Tốc độ của động cơ giảm dần đến một trị số nào đú thỡ rơ le Rtr1 nhả ra dẫn đến rơ le R11 và tiếp theo là R2 mất điện, sơ đồ trở về trạng thỏi ban đầu.Dừng động cơ cú thể thực hiện bằng cỏc nỳt ấn sau: Nỳt D1 cắt điện cụng tắc tơ K1 rồi R5, làm cho R8 mất điện, quỏ trỡnh hóm xảy ra như đó phõn tớch ở trờn; Nỳt D2 cắt điện K2, bộ biến đổi BBĐ1 mất điện, động cơ hóm tự do, cú thể dừng bằng một trong cỏc nỳt dừng sự cố: D4 đặt ở bàn điều khiển, D5 đặt ở hộp điều khiển di động, D6 đặt ở ụ dao trỏi, D7 đặt ở ụ dao phải.
Ở chế độ hiệu chỉnh (thử mỏy ), bộ khống chế KC1 ở vị trớ HC, rơ le R7 cú điện, do đú rơ le R5 ( hoặc R6) chỉ cú điện trong khi ấn nỳt ấn MT( hoặc MN), động cơ chỉ quay khi cũn ấn nỳt và tốc độ của nú thấp do điện ỏp chủ đạo nhỏ (điểm 11-13).
Ở sơ đồ điều khiển cú mạch bảo đảm duy trỡ tốc độ cắt là hằng số khi tiện mặt đầu (tiện cắt) - đường kớnh chi tiết liờn tục thay đổi. Khi tiện mặt đầu, con trượt chiết ỏp RD cú hệ cơ khớ với sự di chuyển bàn dao và do tiếp điểm BK5(105-145) kớn nờn rơ le R9 cú điện. Khi đú chiết ỏp đặt tốc độ Rω bị loại khỏi mạch, chiết ỏp Rv và RD được nối vào phần ứng của mỏy phỏt tốc FT1, đồng thời điện ỏp mỏy phỏt tốc được đưa sang mạch điều khiển truyền động ăn dao nhằm duy trỡ lượng ăn dao s khụng đổi tức tốc độ
động cơ ăn dao thay đổi theo tốc độ động cơ chớnh. Cũng như ở chế độ tiện bỡnh thường, khởi động động cơ quay thuận - mõm cặp quay phải - bằng ấn nỳt MT, động cơ quay