Đề tài Truyền động điện lò quay trong dây chuyền sản xuất xi măng

y được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khi khởi động. Hình 2.3. Đặc tính của động cơ khi điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng. 2.2.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều. Để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều có hai phương pháp chính: Điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ. Và để thực hiện việc điều chỉnh ta thường sử dụng các hệ truyền động sau: Hệ truyền động máy phát - động cơ (F-Đ). Hệ truyền động máy khuếch đại - động cơ (MĐKĐ-Đ). Hệ truyền động chỉnh lưu tiristo - động cơ (T-Đ). Hệ truyền động xung áp - động cơ (XA-Đ). Tuy nhiên, do yêu cầu công nghệ của lò quay nên ta chỉ xét đến hệ truyền động T-Đ. Quá trình làm việc không đảo chiều động cơ, từ thông động cơ không đổi mà chỉ điều chỉnh điện áp phần ứng. Trong công nghệ lò quay, hiện nay việc sử dụng hệ truyền động xoay chiều đang mang lại nhiều lợi ích thiết thực, có thể liệt kê một vài ưu điểm của hệ truyền động xoay chiều như sau: Hệ số công suất không phụ thuộc vào tải. Không bị nhiễu loạn điện áp lưới tác động. Hiệu suất cao nên giảm tổn thất. Làm việc ổn định và tin cậy. Chi phí vận hành nhỏ. Giá thành ngày càng thấp. Động cơ xoay chiều roto lồng sóc cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, chăm sóc, bảo dưỡng dễ dàng. Vẫn biết là hệ truyền động xoay chiều có nhiều ưu điểm, nhưng không vì thế mà hệ truyền động một chiều mất đi chỗ đứng. Ta biết rằng hệ truyền động một chiều (đặc biệt là hệ T-Đ) là hệ điều tốc cơ bản đã được nghiên cứu từ lâu và phát triển hoàn chỉnh. Mạch lực và mạch điều khiển đơn giản. Chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ. Hệ có đặc tính cơ cứng, mômen khởi động lớn. Đặc biệt với hệ truyền động lò quay thì hệ truyền động một chiều có đặc tính rất phù hợp với đặc tính phụ tải: mômen khởi động lớn gấp 2,5 lần mômen định mức, dải điều chỉnh tốc độ rộng và có thể làm việc ở tốc độ thấp (lò quay chậm ở tốc độ 0,2 vòng/phút), hệ truyền động lò quay chỉ áp dụng một kỹ thuật điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ vì cơ cấu chấp hành không yêu cầu làm việc ở dải tốc độ cao. Tuy vậy, trong quá trình vận hành hệ truyền động một chiều xuất hiện các nhược điểm sau: Việc chăm sóc bảo dưỡng và sửa chữa cơ cấu vành góp, chổi than rất phiền toái và tốn kém do cấu tạo của nó phức tạp, đắt tiền và lại nằm ỏ phần quay của hệ truyền động. Thời gian bảo dưỡng kéo dài. Chính những nhược điểm này làm cho chi phí vận hành tăng cao. Do yêu cầu công nghệ của lò quay không cần đảo chiều nên chỉ cần sử dụng hệ thống T-Đ không đảo chiều. Chỉnh lưu điều khiển Tiristo cho phép thực hiện các yêu cầu kỹ thuật của hệ truyền động điện với độ tự động hoá cao, nhất là sơ đồ chỉnh lưu cầu. Sơ đồ điều chỉnh như sau: Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh động cơ một chiều. Thông qua việc điều chỉnh điện áp Uđk có thể thay đổi góc mở T dẫn đến thay đổi điện áp phần ứng động cơ cho nên có thể tiến hành điều chỉnh vô cấp tốc độ.Tuy nhiên nhược điểm của hệ truyền động kiểu này là do T rất nhạy cảm với nhiệt độ, trị số quá định mức của các đại lượng như điện áp, dòng điện, du/dt, di/dt vì vậy bắt buộc phải có những thiết bị bảo vệ tin cậy và điều kiện tản nhiệt phù hợp. Mặt khác, khi hệ thống ở trạng thái điều khiển quá sâu, góc mở T quá lớn, hệ số công suất của hệ thống rất thấp đồng thời sinh ra sóng hài cao tần làm cho dạng điện áp lưới điện thay đổi và làm nhiễu các thiết bị liền kề. Hình 2.5. Đặc tính cơ của hệ truyền động T-Đ. Tại vùng dòng điện liên tục đặc tính tương đối cứng, còn ở vùng dòng gián đoạn đặc tính rất mềm và có tính chất phi tuyến, tốc độ không tải lý tưởng lên khá cao. 2.3. Giới thiệu chung về simoreg 6RA24. 2.3.1. Giới thiệu. SIMOREG (Siemens Motor Regulator) là bộ điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều dựa trên nền vi điều khiển. Bộ điều chỉnh biến đổi nguồn 3 pha, 50/60Hz thành điện áp một chiều có thể điều chỉnh được để điều khiển tốc độ động cơ một chiều có công suất từ 6-774kw. 6RA24 SIMOREG K là họ bộ biến đổi có cấu trúc rất nhỏ gọn, nguồn điện cấp cho phần ứng và phần kích từ của động cơ 1 chiều được lấy từ đường dây ba pha. Phạm vi dòng cho phép là 15A-1200A. Dòng cho phép có thể lên tới 3600A nếu nối thêm các bộ SITOR song song với bộ biến đổi. Các bộ biến đổi SIMOREG có thể dùng để điều chỉnh tốc độ ở phạm vi một góc phần tư hoặc cả bốn góc phần tư tuỳ theo ứng dụng cụ thể. 2.3.2. Mô tả. SIMOREG K là bộ biến đổi nhỏ gọn (ví dụ: kiểu 15A được gắn trên một thanh panel lắp trong một khối hộp nhỏ, được gắn ở các đầu để tiết kiệm không gian hoặc trên các khung trượt có thể tháo lắp dễ dàng). Thiết kế kiểu module nên rất dễ dàng ghép nối các phần riêng biệt với nhau, gồm 1 bảng mạch điện tử cơ bản chứa các thiết bị điện tử cơ bản và các bảng mạch bổ sung có thể tháo lắp dễ dàng ra khỏi bảng mạch điện tử cơ bản. Các tín hiệu bên ngoài như vào/ra nhị phân, vào/ra analog, xung encoder... không được nối vào bảng mạch điện tử chính và được cách ly với các module đầu cuối nhằm tạo ra sự linh động trong ghép nối. Hai đường dây cáp được sử dụng để truyền tín hiệu giữa bảng mạch chính và các module đầu cuối. Bộ biến đổi SIMOREG sử dụng ba nút ấn và 5 hiển thị LED 7 thanh gắn trên một panel điều khiển lắp trên bảng mạch điện tử chính. Bộ biến đổi có thể sử dụng giao tiếp RS232 để kết nối với một PC có phần mềm thích hợp, giao diện của PC được sử dụng để khởi động, bảo dưỡng, sửa chữa trong quá trình hoạt động và dùng để dừng máy. Phần mềm điều khiển được cài đặt trong EPROM, phần mềm này có thể dễ dàng thay thế và cài đặt. Các bộ biến đổi hoạt động ở một góc phần tư có phần ứng được cấp nguồn từ 1 cầu 3 pha Tiristor điều khiển hoàn toàn. Bộ biến đổi hoạt động ở cả 4 góc phần tư thì phần ứng được cấp nguồn từ 2 cầu 3 pha Tiristor điều khiển hoàn toàn. Bộ biến đổi 15A có khối nguồn được lắp trên bảng mạch PC. Bộ biến đổi 15A-600A có khối nguồn để cung cấp điện cho phần ứng và phần kích từ là một module Tiristor có cánh tản nhiệt cách điện và phần vỏ được bảo vệ khỏi những tác động xung quanh. Bộ biến đổi 640A-1200A, khối nguồn gồm 6 khối SITOR được thiết kế có thể tháo lắp được. Cấu trúc cơ khí cơ bản gồm một khung với những bộ phận cách điện và các busbar để có thể nối với các bộ SITOR. Kết nối nguồn với SITOR được thực hiện ở mặt sau, còn những bộ phận điện tử được gắn ở mặt trước của khối. Có thể mô tả các đặc điểm chung của Simoreg như sau: Chỉnh lưu Tiristor cầu 3 pha sử dụng bộ điều khiển với vi xử lí 16 bít, 38MHz. Giao diện người sử dụng : Bàn phím, màn hình hiển thị. Mạch bảo vệ R/C cho mỗi Tiristor. Phản hồi dòng sử dụng biến dòng. Có thể phản hồi tốc độ dùng máy phát tốc. Bộ điều khiển PID. Giao tiếp RS232 hoặc 485 + các đèn hiển thị. Tín hiệu phản hồi về từ máy phát tốc là tín hiệu số và tương tự. Điện trở Shunt bên mạch kích từ làm nhiệm vụ bảo vệ mất từ thông và đảm bảo kinh tế phía mạch kích từ. Ngoài ra, trong simoreg còn tích hợp thêm các mạch bảo vệ như: Bảo vệ mất kích từ. Bảo vệ quá tốc độ. Bảo vệ quá tải. Bảo vệ mất tín hiệu từ máy phát tốc. Bảo vệ mất pha và hiển thị thứ tự pha. Bảo vệ quá dòng. Bảo vệ quá áp du/dt cho các Tiristor. Tản nhiệt bằng quạt + cánh tản nhiệt. Cách ly. 2.3.3. Hoạt động. Một vi xử lý 16 bit thực hiện việc điều khiển chức năng giao tiếp và chức năng của các mạch vòng kín và hở. Các chức năng điều khiển được cài đặt trong phần mềm như các Module chương trình và được truy cập thông qua các thông số. Các giá trị đặt và giá trị hiện tại có thể ở dạng tương tự hoặc dạng số. Với từng loại bộ biến đổi có dòng điện định mức riêng và dòng cho phép riêng (dòng cho phép có thể lên tới 1,5 lần dòng định mức). Bộ vi xử lý còn có chức năng tính toán giá trị I2t để bảo vệ Tiristor khỏi bị phá huỷ vì hiện tượng quá nhiệt, nếu như giá trị tính toán được vượt quá giá trị cho phép thì lỗi sẽ được thông báo và tuỳ thuộc vào mức độ lỗi mà bộ biến đổi sẽ hoạt động tiếp hoặc dừng hoạt động. Sự cân bằng của các mạch vòng điều chỉnh liên quan đến tốc độ định mức của động cơ. 2.3.4. Giới thiệu về họ SIMOREG D.../640A-1200A, 3-ph AC 400V bis 750V/1Q. Với các thông số của động cơ sử dụng truyền động cho lò quay như trên, ta chọn SIMOREG loại có dòng từ 640A1200A, điện áp nguồn 3-ph AC 400 đến 750V/1Q. Với các thông số chính sau: Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật. 6RA24..-4DS22 6RA24..-4GS22 6RA24..-4KS22 87 91 87 91 85 87 Nguồn cấp định mức cho phần ứng V 3-ph.AC 400 (+15%/-20%) 3-ph.AC 500 (+10%/-15%) 3-ph.AC 400 (+10%/-15%) Nguồn cấp định mức cho mạch điện tử V 2-ph.AC 400 (+15%/-25%) ; In = 0,5A. Nguồn cấp định mức cho quạt V 3-ph.AC 400 (±15%). Nguồn cấp định mức cho phần kích từ V 2-ph.AC 400 (+15%/-20%). Tần số định mức Hz Bộ biến đổi tự động điều chỉnh theo tần số nguồn trong dải từ 45Hz đến 65Hz. Điện áp một chiều định mức V 485 600 900 Dòng điện một chiều định mức A 850 1200 850 1200 640 860 Khả năng quá tải Lớn nhất là 150% dòng một chiều định mức. Công suất định mức kW 412 582 510 720 576 860 Tổn hao tại giá trị dòng định mức W 3300 4900 3400 5000 4000 4800 Điện áp kích từ một chiều định mức V Lớn nhất là 325V. Dòng kích từ một chiều định mức A 30A Nhiệt độ môi trường oC 0 -> 35oC tại Iđm , làm mát cưỡng bức . Nhiệt độ vận chuyển và bảo quản oC -30 đến +85 Độ cao lắp đặt ≤ 1000m ở điều kiện dòng định mức. Độ ổn đinh tốc độ ∆n = 0,006%ωđm khi giá trị đặt là số. ∆n = 0,1%ω®m khi giá trị đặt là tương tự. Khối lượng kg 77 Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý bộ simoreg Hình 2.7. Sơ đồ đầu nối bộ simoreg Sau đây ta đi khảo sát các bảng mạch chính bên trong bộ simoreg. a./ Bảng mạch C98043-A1600. Bảng 2.2. Các đầu nối của bảng mạch C98043-A1600. Đầu dây nối Chức năng XJ1 Cho phép ghi vào EPROM VT 1-2: Cho phép ghi. VT 2-3: Không cho phép ghi. XJ2 Nguồn cấp 5V cho giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618) VT 1-2: Không cấp nguồn. VT 2-3: Cấp nguồn cho giao diện BBĐ. XJ3 Kết thúc đường truyền RS485 VT 1-2: Đường truyền không kết thúc. VT 2-3: Đường truyền kết thúc (X500.3 và X500.8 nối qua một điện trở 150W). XJ4 Kết thúc đường truyền RS485 VT 1-2: Đường truyền X500.8 kết thúc sau X500.5(M5) nối qua điện trở 390W. VT 2-3: Đường truyền không kết thúc. XJ5 Kết thúc đường truyền RS485 VT 1-2: Đường truyền X500.3 kết thúc sau X500.6(P5) nối qua điện trở 390W. VT 2-3: Đường truyền không kết thúc. XJ6 Tín hiệu truyền từ giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618) VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501. VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501. XJ7 Tín hiệu vào giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618) VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501. VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501. XJ8 Tín hiệu điều khiển giao diện bộ biến đổi (C98043-A1618) VT 1-2: Tín hiệu không được đưa tới X501. VT 2-3: Tín hiệu được đưa tới X501. XJ9 Nối đất M5/2 (của các đầu vào lựa chọn nhị phân) với đất M (của hệ thống trong) VT 1-2: Không nối. VT 2-3: Nối. XJ10 Nguồn cấp 24V cho các đầu ra lựa chọn nhị phân VT 1-2: Nguồn cấp P24 trong. VT 2-3: Nguồn cấp P24 ngoài đấu qua đầu XB-49. XJ11 Encoder, track 1 VT 1-2: Điện áp định mức 15V. VT 2-3: Điện áp định mức 5V. XJ12 Encoder, track 2 VT 1-2: Điện áp định mức 15V. VT 2-3: Điện áp định mức 5V. XJ13 Encoder, 0mark VT 1-2: Điện áp định mức 15V. VT 2-3: Điện áp định mức 5V. Nút ấn S1 S2 S3 Giảm. Tăng. Thay đổi chế độ. Chuyển mạch S4 Điểm đặt chính ( XA-4, XA-5) VT 1-2: 0...±10V. VT 2-3: 0...20mA. Chuyển mạch S5 Đầu vào lựa chọn Analog 1(XA-6, XA-7) VT 1-2: 0...±10V. VT 2-3: 0...20mA. b./ Bảng mạch giao diện động cơ C98043-A1617. Dây nối XJ100: Nối đất M5/3(cho các đầu vào của hệ thống cảm biến của động cơ) với đất trong M. VT 1-2: Đầu nối kín. VT 2-3: Đầu nối hở. Dây nối XJ101: Chọn loại cảm biến đo nhiệt độ động cơ. VT 1-2: KTY84 hoặc PTC. VT 2-3: PT100. c./ Bảng mạch PC mở rộng giao diện C98043-A1618. Dây nối XJ200: Đầu cuối đường truyền RS485. VT 1-2: Đường truyền X502.8 kết thúc sau X502.5(M5) nối qua điện trở 390W. VT 2-3: Đường truyền không kết thúc. Dây nối XJ201: Đầu cuối đường truyền RS485. VT 1-2: Đường truyền không kết thúc. VT 2-3: Đường truyền kết thúc (X502.3 nối với X502.8 qua một điện trở 390W). Dây nối XJ202: Đầu cuối đường truyền RS485. VT 1-2: Đường truyền X502.3 kết thúc sau X502.6(P5) nối qua điện trở 390W. VT 2-3: Đường truyền không kết thúc. 2.3.5. Giới thiệu về chức năng của một số đầu cuối. a./ Khối nguồn. Bảng 2.3. Thông số liên quan đến khối nguồn. Chức năng Đầu cuối Tham số liên quan Đầu vào nguồn cấp phần ứng 1U1 1V1 1W1 P071 Thiết bị bảo vệ Kết nối mạch phần ứng với động cơ 1C1(1D1) 1D1(1C1) P072 P100 P101 b./ Quạt. Sử dụng cho các bộ biến đổi có I³200A, làm mát cưỡng bức. Bảng 2.4. Thông số liên quan đến quạt. Chức năng Đầu cuối Giải thích Nguồn cấp 4U1 4V1 4W1 BBĐ 200A-600A: 3ph-400VAC(±15%); 0,24A; 95W BBĐ ³600A: 3ph-400VAC(±15%); 2x0,27A; 2x120W Thiết bị bảo vệ PE c./ Mạch kích từ. Bảng 2.5. Thông số liên quan đến mạch kích từ. Chức năng Đầu cuối XF Giải thích Tham số liên quan Kết nối với nguồn Kết nối với kích từ 3U1 3W1 3C 3D 2pha400VAC(+15%/20%) Điện áp 1 chiều định mức 325V P102 d./ Nguồn cấp cho các thiết bị điện tử. Bảng 2.6. Thông số về nguồn cấp cho thiết bị điện tử. Chức năng Đầu cuối XP Giải thích Nguồn cấp 5U1 5W1 2 pha 400VAC(+15%/-25%) In=0,5A. e./ Khối điều khiển mạch vòng kín và mạch vòng hở. Bảng 2.7. Các đầu vào Analog-điểm đặt: Chức năng Đầu cuối XA,XB Giải thích Tham số liên quan M P10 N10 1 2 3 ±0,5% tại 250C Đầu vào lựa chọn: Điểm đặt + Điểm đặt - 4 5 S4 ở VT1: ±10V; 515kW; độ phân giải: 0,6mV. S4 ở VT2: 0-20mA; 300W 4-20mA; 300W S4 P701 P702 P703 P704 Đầu vào lựa chọn: Analog 1+ Analog 1- 6 7 S5 ở VT1: ±10V; 515kW; độ phân giải: 0,6mV. S5 ở VT2: 0-20mA; 300W 4-20mA, 300W S5 P710 P711 P712 P713 P714 Đầu vào lựa chọn: Analog 2 Đất 8 9 ±10V, 52kW Độ phân giải: 10,8mV. P716 P717 P718 P719 Đầu vào lựa chọn: Analog 3 Nối đất 10 11 ±10V, 52kW Độ phân giải: 10,8mV. P721 P722 P723 P724 Bảng 2.8. Các đầu vào Analog-giá trị phản hồi tốc độ, máy phát tốc. Chức năng Đầu cuối XT Giải thích Tham số liên quan Đầu nối máy phát tốc: 80V-250V 25V-80V 8V-25V Nối đất 101 102 103 104 ±250V; 438kW ±80V; 138kW ±25V; 44kW P083 P706 P707 P708 P709 Bảng 2.9. Các đầu vào Encorder. Chức năng Đầu cuối XA,XB Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp(13V-18V) Đất Track 1: Nguồn + Nguồn - Track 2: Nguồn + Nguồn - 0 mark: Nguồn + Nguồn - 26 27 28 29 30 31 32 33 200mA, ngắn mạch qua PTC Tải £ 5mA ở 15V. XJ11 XJ12 XJ13 P083 P140 P141 P142 P143 Bảng 2.10. Các đầu ra Analog. Chức năng Đầu cuối Giải thích Tham số liên quan Giá trị dòng điện phản hồi Nối đất 12 13 0...±10V ứng với 0...±200% Iđm Tải max: 2mA P739 Đầu ra lựa chọn: Analog 1 Nối đất 14 15 0...±10V Tải max: 2mA Độ phân giải: ±11bit P740 P741 P742 P743 P744 Đầu ra lựa chọn: Analog 2 Nối đất 16 17 0...±10V Tải max: 2mA Độ phân giải: ±11bit P745 P746 P747 P748 P749 Đầu ra lựa chọn: Analog 3 Nối đất 18 19 0...±10V Tải max: 2mA Độ phân giải: ±11bit P750 P751 P752 P753 P754 Đầu ra lựa chọn: Analog 4 Nối đất 20 21 0...±10V Tải max: 2mA Độ phân giải: ±11bit P755 P756 P757 P758 P759 Bảng 2.11. Các đầu vào điều khiển nhị phân. Chức năng Đầu cuối XA,XB Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp M5/2, nối đất cho các đầu ra nhị phân 34 44 35 45 24V DC, tải max 100mA. M5/2 phải được nối với M thì hệ thống mới hoạt động(XJ9 ở VT2-3) XJ9 XJ9 ON/OFF 37 Tín hiệu cao ở mức cao: ON Chức năng ON cùng với tín hiệu cao ở đầu 38 sẽ thúc đẩy hoạt động của máy phát tốc. Tín hiệu ở mức thấp hoặc đầu 37 mở:OFF. Giảm kích hoạt của máy tạo gia tốc tới n<nmin (P370), bộ điều khiển ngừng hoạt động, công tắc OFF. Tín hiệu cho phép 38 Tín hiệu cao: cho phép bộ điều khiển hoạt động. Tín hiệu thấp: bộ điều khiển bị cấm. Lựa chọn đầu vào: Nhị phân 1 39 P761 Lựa chọn đầu vào: Nhị phân2 40 P762 Lựa chọn đầu vào: Nhị phân3 41 P763 Lựa chọn đầu vào: Nhị phân4 42 P764 Lựa chọn đầu vào: Nhị phân5 43 P765 Lựa chọn đầu vào: Nhị phân6 Báo lỗi 44 Nhóm tín hiệu này tác động theo sườn dương. BBĐ sẽ tiếp tục ở trong trạng thái lỗi cho đến khi lỗi này được báo và được loại bỏ. Sau đó BBĐ ở trạng thái tạm ngừng hoạt động cho đến khi tín hiệu thấp đặt vào đầu 37 thì trạng thái này bị huỷ bỏ. P766 Bảng 2.12. Thông số khối ngắt an toàn (E-stop). Chức năng Đầu cuối X5 Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp 106 24VDC, tải max 50mA, ngắn mạch qua PTC. Chuyển mạch 105 Ie=20mA Nút ấn 107 Công tắc thường đóng Ie=30mA Khởi động lại 108 Công tắc thường mở Ie=10mA Bảng 2.13. Các đầu ra điều khiển nhị phân. Chức năng Đầu cuối Giải thích Tham số liên quan Nguồn cấp ngoài cho đầu ra lựa chọn nhị phân. Nối đất 49 47 51 24VDC(XJ10 ở VT2-3). Đối với nguồn cấp trong tải max cho lựa chọn đầu ra là 10mA, nguồn cấp ngoài là 100mA. XJ10 Đầu ra lựa chọn “” 46 Tín hiệu cao (16-30V): không có lỗi. Tín hiệu thấp (0-2V): có lỗi. P771 Đầu ra lựa chọn: nhị phân 2 48 P772 Đầu ra lựa chọn: nhị phân 3 50 P773 Đầu ra lựa chọn: nhị phân 4 52 P774 Rơle của công tắc tơ K1, loại chung. Rơle của công tắc tơ K1, loại thường mở. 109 110 Khả năng tải: £250VAC, 4A, cosf=1 £250VAC, 2A, cosf=0,4 £30VDC, 2A 2.3.6. Giới thiệu về bộ biến đổi Tiristor cấp nguồn cho phần ứng động cơ. Hình 2.8. Bộ biến đổi Tiristo cấp nguồn cho phần ứng động cơ. Do lò quay không yêu cầu đảo chiều nên bộ biến đổi T cấp điện cho phần ứng chỉ cần dùng một cầu chỉnh lưu ba pha gồm 6 T chia thành 2 nhóm: Nhóm katôt chung : T1, T3, T5. Nhóm anôt chung : T2, T4, T6. Điện áp xoay chiều cấp cho bộ biến đổi: Đặt q=wt Trong mỗi nhóm, khi một tisritor mở, nó sẽ khoá ngay tisritor dẫn dòng trước nó. Góc mở được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên, thứ tự mở của các T như sau: Bảng 2.14. Thời điểm đóng mở tiristor. Thời điểm Mở Khoá q1 = p/6 + a T1 T5 q2 = 3p/6 + a T2 T6 q3 = 5p/6 + a T3 T1 q4 = 7p/6 + a T4 T2 q5 = 9p/6 + a T5 T3 q6 = 11p/6 + a T6 T4 Hình 2.9. Đồ thị điện áp và dòng điện. Điện áp đầu ra trung bình của bộ biến đổi T: Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van : Ungmax= Dòng điện chảy qua các van là : IT = Id/ 3 2.3.7. Giới thiệu về bộ biến đổi cấp nguồn cho kích từ động cơ. Sơ đồ (hình 2.10): Hình 2.10. Nguồn cấp cho mạch kích từ. Trong đó : Dòng kích từ một chiều tương ứng với giá trị điện trở shunt như sau: Dòng kích từ một chiều Điện trở shunt lắp trên A1603 5A R178 10A R177, R178 15A R174, R177, R1778 20A R173, R174, R177, R178 25A R172, R173, R174, R177, R178 30A R171, R172, R173, R174, R177, R178 Bộ biến đổi cấp điện cho phần kích từ động cơ là bộ biến đổi cầu 1 pha bán điều khiển. Hoạt động: - q = a: phát xung mở T1 nên T1 và Đ2 dẫn. - p< q < p+a: Đ1 và Đ2 dẫn. Ukt = 0 - q = p+a: phát xung mở cho T2 nên T2 và Đ1 dẫn. - 2p 0, Đ1 và Đ2 dẫn. Hình 2.11. Đồ thị điện áp và dòng điện mạch kích từ Giá trị điện áp ra trung bình và dòng trung bình qua van là: Chương 3 SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN CỦA SIMOREG DÙNG TRONG LÒ QUAY 3.1. Sơ đồ khối tổng thể phần điều khiển của bộ Simoreg Do yêu cầu công nghệ lò quay không cần đảo chiều quay và tốc độ làm việc nhỏ nên động cơ một chiều dùng để quay lò chỉ cần điều chỉnh điện áp phần ứng mà không cần điều chỉnh kích từ. Vì vậy, ở đây ta chỉ xét sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển điều chỉnh điện áp phần ứng. Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển điện áp phần ứng 3.2. Phân tích sơ đồ 3.2.1. Khâu xử lý tín hiệu Sơ đồ hình 3.2 Hình 3.2. Sơ đồ khối xử lý tín hiệu a./ Khối tạo tín hiệu đặt Bảng 3.1. Thông số liên quan đến sơ đồ Tên tham số Đặt Giải thích P701 100% P701= X: điện áp đầu vào (dòng điện đầu vào). Y: tỷ lệ phần trăm đặt cho điện áp vào (dòng điện vào). P703 00 Từ điều khiển cho tín hiệu đặt: x0: Tín hiệu đặt được lấy đúng dấu. x1: Tín hiệu đặt được lấy giá trị tuyệt đối. x2:Tín hiệu đặt được lấy đảo dấu. x3: Tín hiệu đặt được lấy ngược dấu giá trị tuyệt đối. 0x: Đầu vào là điện áp ±10V(S4 của A1600 ở VT1) 1x: Đầu vào là dòng điện 4-20mA (S4 ở VT2). 2x: Đầu vào là dòng điện 0-20mA. P702 0x0,0061% Đặt giá trị bù thêm vào tín hiệu đặt. P704 0ms Đặt thời gian lọc cho tín hiệu đặt. P001 75,1% Hiển thị đầu vào XA-4, XA-5. Tín hiệu đặt được lấy từ các đầu XA-4, XA-5. Tuỳ theo giá trị cài đặt trong P703 mà tín hiệu đặt là giá trị điện áp hoặc dòng điện. Ta có bảng lựa chọn như sau: ±10V 4-20mA 0-20mA S4 1 2 2 P703 0x 1x 2x Tín hiệu dạng điện áp hoặc dòng điện được đưa qua một khâu khuếch đại và một khâu lọc có thời gian lọc 1ms, sau đó sẽ được đưa qua một bộ ADC để chuyển thành tín hiệu số. Tín hiệu số được đưa qua một khâu chuẩn hoá có hệ số P701/100%. Tín hiệu sau chuẩn hoá đi qua một bộ lựa chọn, tuỳ theo giá trị đặt trong P703 mà tín hiệu được nhân với các hệ số khác nhau như 100%, 200%, 250%. Tín hiệu ra khỏi bộ lựa chọn này sẽ được bù thêm một lượng đặt trong P702 trước khi được đưa qua bộ lựa chọn 2, ở bộ lựa chọn này tín hiệu sẽ được xác định dấu cho phù hợp với tải ( tải không đổi, tải phản kháng, tải thế năng...). Tín hiệu tiếp tục được lọc thêm một lần nữa. Việc cho phép tín hiệu đặt được điều khiển bởi hàm vào nhị phân BEF43. P001 để hiển thị giá trị tín hiệu ra khỏi khối tạo tín hiệu đặt. b./ Khối xử lý tín hiệu phản hồi Bảng 3.2. Thông số liên quan đến sơ đồ Tham số Đặt Chức năng P708 10 Từ điều khiển cho tín hiệu phản hồi: x0: Tín hiệu phản hồi được lấy đúng dấu. x1: Tín hiệu phản hồi được lấy giá trị tuyệt đối. x2:Tín hiệu phản hồi được lấy đảo dấu. x3: Tín hiệu phản hồi được lấy ngược dấu giá trị tuyệt đối. 0x: XT101, XT102, XT103 không nối đi đâu. 1x: Tín hiệu phản hồi được lấy từ XT101. 2x: Tín hiệu phản hồi được lấy từ XT102. 3x: Tín hiệu phản hồi được lấy từ XT103. P706 80V Giá trị chuẩn của điện áp đặt vào ứng với nmax (điện áp của máy phát tốc ứng với nmax ). P707 120x0,0061% Đặt lượng bù cho tín hiệu phản hồi. P709 0ms Đặt thời gian lọc cho tín hiệu phản hồi. P002 74,5% Hiển thị giá trị tại các đầu XT101, XT102, XT103, XT104. Tín hiệu phản hồi được lấy từ một trong 3 đầu XT101, XT102, XT103 tuỳ theo giá trị đặt vào P708. Ta có bảng lựa chọn như sau: 80-250V 25-80V 8-25V XT101 XT102 XT103 P708 1x 2x 3x Tín hiệu phản hồi điện áp được đưa qua một khâu khuếch đại (thực chất là một khâu phân áp) và được lọc qua một bộ lọc có thời gian lọc là 1ms. Tín hiệu qua bộ biến đổi ADC sẽ chuyển thành tín hiệu số. Nhằm mục đích chuẩn hoá tín hiệu người ta đưa tín hiệu qua một khâu lựa chọn hệ số 1, a=250/P706, b=80/P706, c=25/P706. Tín hiệu sau khi được chuẩn hóa được đưa tiếp tới bộ lựa chọn thứ 2 để chọn dấu, tiếp đến lại được đưa qua một khâu lọc. Việc cho phép tín hiệu phản hồi tuỳ thuộc vào hàm vào nhị phân BEF44. P002: Hiển thị giá trị tại các đầu XT101 đến XT104. K004: Giá trị điện áp phản hồi . 3.2.2. Khâu hạn chế cho bộ tích phân gia tốc RFG Sơ đồ hình 3.3 Hình 3.3. Sơ đồ khối hạn chế điểm đặt cho RFG Bảng 3.3. Các thông số liên quan đến sơ đồ Tham số Đặt Chức năng P029 75,04% Hiển thị đầu vào khâu hạn chế cho bộ tích phân gia tốc. P625.00 P625.01 P625.02 P625.03 2 2 2 2 Thứ tự đầu nối (connector) được dùng. Khi thay đổi thứ tự đầu nối thì hệ số nhân với giá trị đặt giới hạn (+) (cho bộ hạn chế) sẽ thay đổi do vậy giới hạn (+) cho bộ hạn chế cũng thay đổi theo. P315 100% Giá trị đặt giới hạn (+) cho bộ hạn chế của khâu tích phân gia tốc. P319 100% Giá trị đặt giới hạn (+) cho bộ hạn chế của khâu tích phân gia tốc, giá trị này sẽ được đưa vào nếu có lệnh “giảm giá trị đặt”. P316 -100% Giá trị đặt giới hạn (-) cho bộ hạn chế của khâu tích phân gia tốc. P320 -100% Giá trị đặt giới hạn (-) cho bộ hạn chế của khâu tích phân gia tốc, giá trị này sẽ được đưa vào nếu có lệnh “giảm giá trị đặt”. P626.00 P626.01 P626.02 P626.03 2 2 2 2 Thứ tự đầu nối (connector) được dùng. Khi thay đổi thứ tự đầu nối thì hệ số nhân với giá trị đặt giới hạn (-) (cho bộ hạn chế) sẽ thay đổi do vậy giới hạn (-) cho bộ hạn chế cũng thay đổi theo. P623.00 P623.01 P623.02 P623.03 2 2 2 2 Thứ tự đầu nối (connector) đưa tới bộ tích phân gia tốc. Các đầu nối: K198: Đầu vào bộ hạn chế cho bộ tích phân gia tốc. K194: Đầu ra bộ hạn chế cho bộ tích phân gia tốc. K196: Giá trị giới hạn (+) nhỏ nhất của khâu hạn chế cho bộ tích phân gia tốc. K197: Giá trị giới hạn (-) nhỏ nhất của khâu hạn chế cho bộ tích phân gia tốc. 3.2.3. Khâu tích phân gia tốc RFG Sơ đồ hình 3.4 Bảng 3.4. Các thông số liên quan đến sơ đồ Tham số Đặt Chức năng P028 75,01% Hiển thị đầu vào RFG. P624.00 P624.01 0 0 Thứ tự đầu nối (connector) nối tới tín hiệu giảm các giá trị thời gian trong RFG. P303 P304 P305 P306 5s 5s 0s 0s Thời gian cho tăng tốc 1. Thời gian cho giảm tốc 1. Thời gian cho tăng gia tốc 1. Thời gian cho giảm gia tốc 1. P307 P308 P309 P310 0s 0s 0s 0s Thời gian