U phải trái Điều khiển cánh hướng
1.3.1.1. Giới thiệu sơ đồ hệ thống điện điều khiển độ mở cánh hướng van
Van điều khiển
Phần lớn van điều khiển công nghiệp được cấp nguồn khí nén, song một số nguồn năng lượng khác như điện, điện từ hoặc thủy lực cũng có thể được sử dụng. Ta có thể phân loại van dựa theo cơ chế truyền động như sau:
Van khí nén: Loại phổ biến nhất, truyền động khí nén sử dụng màng chắn/lò xo hoặc piston. Tín hiệu đầu vào có thể là khí nén, dòng điện hoặc tín hiệu số (bus trường). Nếu tín hiệu điều khiển là dòng điện, ta cần bộ chuyển đổi dòng điện – khí nén (I/P) tích hợp bên trong hoặc tách riêng bên ngoài.
Van điện: Cơ chế chấp hành sử dụng động cơ servo hoặc động cơ bước, được điều khiển trực tiếp từ tín hiệu đầu ra của bộ điều khiển, thông thường là dòng điện tương tự 4-20 mA hoặc tín hiệu số. Van điện được sử dụng trong những ứng dụng công suất nhỏ đòi hỏi độ chính xác cao.
Van thủy lực: Cơ chế chấp hành sử dụng hệ thống bơm dầu kết hợp màng chắn hoặc piston, bơm dầu được điều khiển bởi tín hiệu ra từ bộ điều khiển. Van thủy lực được sử dụng cho các ứng dụng công suất lớn.
Van từ: Cơ chế chấp hành cuộn hút kết hợp lò xo, lực nén yếu và độ chính xác kém, chỉ phù hợp với các bài toán đơn giản.
Van thủy lực Van khí nén Van điện
Cơ cấu điều khiển van cánh hướng thường sử dụng hệ thống khí nén hoặc hệ thống điện. Trong luận văn này, van điều khiển được sử dụng là van điều
khiển điện. Điều khiển van cánh hướng sử dụng động cơ điện linh hoạt hơn trong điều khiển vị trí vì có thể dừng bất cứ vị trí nào bằng cách điều khiền nguồn cấp cho động cơ. Ngoài ra, sử dụng hệ thống điều khiển cánh hướng dùng động cơ điện cũng thuận lợi hơn nhiều trong việc phối hợp cùng với các hệ thống điều khiển khác trong hệ thống (Hình 1.8. Sơ đồ khối hệ thống điện điều khiển độ mở cánh hướng van).
Nguyên lý làm việc của van
Với mỗi một độ mở cánh hướng của van điều chỉnh được lưu lượng khói gió đi qua. Cánh hướng gồm hai nửa liên kết với nhau bởi một bản lề ở chính giữa, nên có thể quay đến gần o
90 . Khi góc mở của cánh hướng giảm đi thì lưu lượng gió qua nó sẽ giảm và ngược lại, ứng với mỗi góc mở như vậy thì gây ra một trở lực chắn chống lại sự lưu thông của gió. Trở lực chắn này sẽ làm giảm áp suất của dòng khói gió. Để đóng mở van ta điều chỉnh trong phạm vi từ 0 ÷
o
90 .
Cánh hướng Đường ống
Trụ của cánh hướng
Vị trí mở hoàn toàn Vị trí đóng hoàn toàn
Hình 1.12. Các vị trí của cánh hướng
Tính chất của van
Đặc tính lưu lượng – độ mở của cánh hướng là phi tuyến. Ở vị trí cánh hướng gần đóng hoàn toàn thì với một thay đổi nhỏ của góc mở cũng là nguyên nhân gây ra sự thay đổi lớn ở đầu ra của quạt. Tương tự ở vị trí cánh hướng gần như mở hoàn toàn thì một sự thay đổi lớn góc mở củ cánh hướng sẽ chỉ gây ra ảnh hưởng nhỏ đến đầu ra của quạt. Trong trường hợp lý tưởng đặc tính của cánh hướng là tuyến tính. Độ mở phần trăm của cánh hướng tỉ lệ với lưu ượng gió qua van.
28
Khi hệ gồm nhiều van cánh hướng, các cánh hướng được điều chỉnh có cùng hướng quay và cùng độ mở. Đặc tính quan hệ giữa lưu lượng và độ mở van cánh hướng tuyến tính hơn so với trường hợp sử dụng một van cánh hướng đơn.
Để điều khiển lưu lượng khói gió đặc tính mong muốn của quan hệ giữa lưu lượng khói gió và tín hiệu điều khiển là tuyến tính. Một phương pháp đơn giản là sử dụng cơ cấu điều khiển cánh hướng của van dựa vào khớp nối và góc quay gọi là hệ thống liên kết góc quay. Góc quay của cánh hướng van khi đó phụ thuộc góc quay và kích thước của liên kết khớp nối của cơ cấu.
Quan hệ giữa lưu lượng khói gió và tín hiệu điều khiển góc mở cánh hướng có thể là tuyến tính bằng cách thiết kế cơ cấu điều khiển và tín hiệu điều khiển góc mở là tuyến tính. Với cách này đặc tính phi tuyến của lưu lượng qua van cộng với đặc tính phi tuyến của vị trí cơ cấu điều khiển làm cho đặc tính điều khiển của hệ là phi tuyến, góc quay của cánh hướng tỉ lệ thuận với độ lớn tín hiệu điều khiển.
% Lưu lượng khối gió
100%
50%
Van cánh hướng đơn
0