5. Tự động khống chế động cơ điện một chiều
1.1.2. Nguyờn lý vận hành mỏy tiện
Cỏc mỏy tiện đứng và mỏy tiện cỡ nặng cú một trong cỏc chế độ làm việc cơ bản là tiện mặt đầu. Để đạt được năng suất lớn nhất ứng với cỏc thụng số của chế độ cắt tối ưu, yờu cầu phải duy trỡ tốc độ cắt khụng đổi. Để đạt được điều đú, khi đường kớnh D của chi tiết giảm dần, cần phải điều chỉnh tốc độ gúc của chi tiết ωct theo luật hyperbol: ωct.D = const. Sau đõy ta xột một số sơ đồ điều khiển điển hỡnh.
98
Hỡnh 3.2. cỏc sơ đồ điều khiển duy trỡ tốc độ cắt là hằng số. Đattric đường kớnh chi tiết gia cụng khi tiện mặt đầu là biến trở DD. Con trượt của nú liờn hệ với bàn dao qua bộ điều tốc P. Phạm vi di chuyển lớn nhất của con trượt sẽ tương ứng với đường kớnh lớn nhất của chi tiết gia cụng trờn mặt
mỏy. Điện ỏp đặt lờn biến trở RD được lấy từ mỏy phỏt tốc FT1 tỉ lệ với tốc
độ gúc của chi tiết, vỡ vậy UD~ ωct D. Điện ỏp đặt lờn biến trở RV là điện ỏp
ổn định. Điện ỏp lấy ở con trượt của RV sẽ tỉ lệ với tốc độ cắt. Hỡnh 3.2. Cỏc sơ đồ điều khiển duy trỡ tốc độ cắt là hằng số (v = const)
Hiệu điện ỏp ở cỏc đầu con trượt của biến trở RV và RD là UVưUD được
đặt vào rơle 3 vị trớ RTr2. Rơ le này sẽ điều khiển động cơ ĐX đặt tốc độ
quay của động cơ chớnh ĐC. Khi khởi động, biến trở Rc ở vị trớ tương ứng với tốc độ gúc mõm cặp
nhỏ nhất, cũn UD = 0. Sau khi khởi động, động cơ chớnh (rơle KT hoặc KN tỏc động), do tiếp điểm RTr2(T) kớn nờn rơle RT tỏc động, động cơ ĐX quay theo chiều thuận ứng với sự tăng tốc của động cơ chớnh và điện ỏp mỏy
99
phỏt tốc FT1. Khi điện ỏp UD=Uv, rơle RTr2 mất điện nờn RT ngắt nờn động cơ ĐX dừng được hóm động năng. Tốc độ của động cơ chớnh sẽ tương
ứng với tốc độ cắt đặt trước và vị trớ bàn dao khi bắt đầu gia cụng. Khi gia cụng, bàn dao di chuyển tới tõm, con trượt của biến trở
hướng giảm UD, do đú rơle RTr2, RT lại tỏc động; động cơ di chuyĐX lạểi quay n về theo chiều tăng tốc độ động cơ trục chớnh, như vậy duy trỡ được điện ỏp UD~ωct.D là hằng số. Khi tốc độ gúc động cơ chớnh đạt giỏ trị lớn nhất, cụngtắc hành trỡnh 1BK tỏc động, động cơ ĐX dừng quay. Khi dừng mõm cặp, rơle RTr2 tỏc động tương ứng với tiếp điểm RTr2 (N) đúng và động cơ ĐX quay theo chiều giảm tốc độ động cơ chớnh, con trượt biến trở Rc
được di chuyển về vị trớ ban đầu, cụng tắc hành trỡnh 2BK sẽ bị tỏc động dừng động cơ ĐX. Tốc độ cắt được duy trỡ khụng đổi với độ chớnh xỏc phụ
thuộc độ chớnh xỏc chế tạo bộ phận liờn hệ giữa bàn dao và biến trở RD, mức độ tuyến tớnh của đặc tớnh biến trở RD và phỏt tốc, độ nhạy điểm khụng của rơle cực tớnh RTr2, và độ ổn định của cỏc thụng số
khi nhiệt độ và điện ỏp lưới
thay đổi.
của sơ đồ
Trờn hỡnh 3.2.b. là sơ đồ điều khiển tốc độ quay của động cơ ĐC theo
hàm của đường kớnh chi tiết gia cụng theo nguyờn lý Ucđ≈Uph ≈ωD. Điện ỏp chủ đạo Ucđ tỉ lệ với tốc độ cắt được đặt bằng biến trở RV. Điện ỏp phản hồi Uph ≈ωD . Nếu hệthống điều chỉnh cú bộ điều chỉnh PI thỡ luụn luụn cú:
Ucđ ≈ Uph ≈ ωD nghĩa là Vz = ωD
Trờn hỡnh 3.2.c là sơ đồ điều khiển duy trỡ tốc độ cắt là hằng số thực hiện bằng cỏc đattric đường kớnh và tốc độ kiểu khụng tiếp điểm. Điện ỏp phỏt ra của đattric X31 tỉ lệ với tốc độ dài Vz. Điện ỏp phản hồi lấy từ mỏy phỏt tốc FT, cuộn dõy kớch từ phỏt tốc được cấp từ đattric X32 qua cầu chỉnh lưuCL2 tỉ lệ với đường kớnh của chi tiết UCL2 = K1D; như vậy điện ỏp phỏt tốc UFT = K2ωD. Sơ đồ điều khiển đảm bảo Ucđ= Uph = K2 ωD và
điều khiển ω.D = const Độ chớnh xỏc duy trỡ tốc độ cắt phụ thuộc vào những yếu tố: Đặc tớnh phi tuyến của đattric X32 và phỏt tốc, đường cong từ trễ của phỏt tốc. Để thực hiện phộp nhõn cỏc tớn hiệu tỉ lệ với ω và D, cú thể dựng bộ nhõn bằng điện tử thay cho mỏy phỏt tốc. Ưu điểm của nú là
điều chỉnh trơn, độ tin cậy cao. Nhược điểm là khú chỉnh định mạch sao
cho quỏ trỡnh quỏ độ tối ưu trong toàn bộ điều chỉnh. Một yờu cầu đặc biệt
đối với mỏy tiện cỡ nặng và mỏy tiện đứng là duy trỡ lượng ăn dao khụng đổi. Điều đú cú thể thực hiện bằng sơ đồ 3.3. Điện ỏp chủ đạo của hệ
thống truyền động ăn dao được lấy từ mỏy phỏt tốc FT1 nối cứng với trục
động cơ truyền động chớnh ĐC. Khi đú UcdD = K 1ωD = K 2ωC và
100