Trang Bị điện Trong Một Số Máy Tiện - 123doc

M

a. Nội dung nguyên tắc điều khiển theo thời gian:

3.1.2. Trang bị điện trong một số máy tiện

1. Sơ đồ điều khiển truyền động chính máy tiện nặng 1A660

Máy tiện năng 1A660 đươc dùng để gia công chi tiết bằng gang hoặc thép có trọng

lượng 250N, đường kính chi tiết lớn nhất có thể gia công trên máy là 1,25m. Động cơ

truyền động chính có công suất 55kW. Tốc độ trục chính được điều chỉnh trong phạm vi 125/1 với công suất không đổi, trong đó phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ là 5/1 nhờ thay đổi từ thông động cơ. Tốc độ trục chính ứng với 3 cấp của hộp tốc độ có giá trị như sau:

cấp 1: ntc = 1,6 ÷ 8 vòng / phút

cấp 2: ntc = 8 ÷ 40 vòng/ phút cấp 3: ntc = 40 ÷ 200 vòng/ phút

Truyền động ăn dao được thực hiện từ động cơ truyền động chính. Lượng ăn dao

được điều chỉnh trong phạm vi 0,064 ÷ 26,08 mm/vg Truyền động chính được thực hiện từ hệ thống F-Đ. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi dòng điện kích

từ của động cơ, còn sức điện động của máy phát giữ không đổi.

a/ Mạch động lực Động cơ Đ quay truyền động chính được cấp điện từ máy phát F.

Động cơ sơ cấp quay máy phát F không thể hiện trên sơ đồ. Kích từ của động cơ Đ là cuộn CKĐ(2). Kích từ của máy phát là cuộn CKF(9).Để động cơ Đ làm việc được cần

ĐG(đl) = 1, nối điện áp máy phát với động cơ đồng thời K2 (đl) = 0, để giải phóng

mạch hãm động năng. Cuộn kích từ CKĐ(2) được cấp đủ điện để đảm bảo từ thông

ФĐ và cuộn kích từ máy phát CKF(9) có điện để tạo từ thông ФF làm cho máy phát F

tạo ra điện áp UF. Rơle RC(đl) bảo vệ quá dòng có tiếp điểm là RC(27). Khi dòng

điện qua động cơ lớn hơn giá trị cho phép, RC(đl) = 1, → RC(9) = 0, → cắt điện

mạch điều khiển ( dòng 27)

Rơle RH(đl) và RCB(đl) có giá trị tác động khác nhau. Gía trị tác động của RCB bằng giá trị định mức của điện áp máy phát; còn giá trị tác động của RH bằng 10% giá trị định mức của điện áp máy phát. RG1 và RD1 là hai cuộn dòng của rợle RG và RD. Hai cuộn áp tương ứng là RG2(9) và RD2(8). Hai cuộn dòng và áp nối ngược cực tính nhau. Bình thường khi cuộn áp có điện sẽ làm cho tiếp điểm của rơle tương ứng đóng

lại. Nều dòng điện trong động cơ lớn hơn giá trị cho phép thì cuộn dòng sẽ tạo ra lực

đẩy lớn hơn lực hút của cuộn áp làm cho tiếp điểm của nó

mở ra. Cụ thể khi:

RG(9) = 1,→ RG(8) = 1; nếu IĐ> Icf1 → Fđẩy RG1> FhútRG2 → RG(8) = 0; RD(8) = 1, → RD(4) = 1, nếu IĐ> Icf2 → Fđẩy RD>Fhút RD2→ RD(4) = 0, b/ Mạch kích từ động cơ

Cuộn CKĐ(2) là cuộn kích từ của động cơ Đ được cấp từ nguồn một chiều cùng nguồn với cuộn CKF(9) và là nguồn cấp cho mạch khống chế. Biến trở ĐKT(2) nối tiếp với cuộn CKĐ để thay đổi dòng điện chạy qua nó,làm thay đổi từ thông ФĐ để

CKĐ bằng định mức. Rơle dòng RT(2) có giá trị tác động bằng dòng định mức của CKĐ. Rơle dòng RTT(2) là rơle bảo vệ thiếu từ thông ФĐ. Giá trị tác động của nó nhỏ thua dòng CKĐ nhỏ nhất để tạo ra tốc độ lớn nhất của động cơ.

c/Mạch kích từ máy phát

Cuộn CKF(9) là cuộn kích từ máy phát được cấp điện bởi cầu tiếp điểm T,N(6) và N,T(10). Khi T(6) = 1, và T(10) = 1, tương ứng với chiều quay thuận của động cơ. Khi N(6) = 1, và N(10) = 1, tương ứng với chiều quay ngược của động cơ. Điện trở Rf nối tiếp với cuộn CKF(9) nhằm giảm dòng qua nó, kết quả điện áp của máy phát giảm nhằm làm giảm dòng trong động cơ. d/Các điều kiện làm việc của máy 1. Phải đủ dòng kích từ cho động cơ → RTT(1) = 1, 2. Phải đủ dòng bôi trơn → DBT(36) = 1, → K4(36) = 1, → K4(29) = 1, 3. Các bánh răng đã ăn khớp: 1KBR(39) = 1, 2KBR(39) = 1, 3KBR(39) = 1, 4KBR(39) = 1, → 4RLĐ(39) = 1, → 4RLĐ(29) = 1, 4. Trị số tốc độ đã được chọn → TĐ(29) = 1,

5. Chiều quay đã được chọn: chọn động cơ quay thuận → CTC1(37) = 1, 1RLĐ(37) = 1, → 1RLĐ(17) = 1 và 1RLĐ(19) = 1; chọn quay ngược

→ CTC2(38) = 1, 2RLĐ(38) = 1, 2RLĐ(18) = 1 và 2RLĐ(20) = 1, e/ Khởi động (khởi động thuận)

Các điều kiện làm việc đã đủ. Chiều quay đã được chọn.

Ấn nút M1(22) → LĐT(22) = 1, → LĐT(17) = 1, + LĐT(22,23) = 1, + LĐT(29) = 1,

→ K1(29) = 1, K1(30) = 1, + K1(34) = 1, + K1(17) = 1, → T(17) = 1, → T(16) = 1, + T(20) = 0, + T((30) = 1,→ ĐG(31) = 1, → ĐG(32) = 1, → K2(32) = 1, → K2(30) = 1,

nối với K1(30) tạo ra mạch duy trì cho K1(29). Kết quả khi ấn nút M1, các phần tử sau

đây có điện: K1, T, ĐG và K2.

Trên mạch động lực, ĐG(đl) = 1, nối F với Đ; K2(đl) = 1, giải phóng

K2(1) = 1, → Rđ(2) bị nối tắt; ĐG(3) = 1, → ĐKT(2) bị nối tắt; → ICKĐ

= đm → ФĐ = đm.

K2(8) = 1, + T(6) = 1, + T(10) = 1,→ RG2(9) = 1, → RG(8) = 1, → Rf

bị nối tắt nên ICKF = đm → UF nhanh chóng tăng đến giá trị định mức. Động cơ khởi động cưỡng bức làm cho tốc độ tăng nhanh nhưng dòng

điện có thể vượt quá giá trị cho phép.

Nếu IĐ>Icf1→ FđRG1>FhRG2→ RG(8)= 0, Rf+CKF → ICKF↓ → UF↓ → IĐ↓

Khi IĐ<Icf1→ FđRG1<FhRG2→ RG(8)= 1, Rf = 0, → ICKF ↑ → UF↑ → IĐ↑ Nếu IĐ vẫn còn lớn hơn giá trị cho phép thì quá trình trên được lặp lại nghĩa là dòng

điện trong động cơ không thể vượt qua giá trị cho phép và được gọi

là hạn chế dòng theo nguyên tắc rung. Mặc dầu có sự thay đổi dòng điện trong động

cơ nhưng tốc độ động cơ

vẫn cứ tăng do quán tính. Khi tốc độ tăng thì dòng điện trong động cơ giảm

dần; đến lúc IĐ<Icf1 thì quá trình rung chấm dứt. Khi điện áp máy phát đạt giá trị định

mức (ổn định) thì rơle RCB(đl) = 1,

→ RCB(34) = 1, → K3(34) = 1, → K3(20) = 1, + K3(3) = 0, ĐKT + CKĐ → ICKĐ ↓ → ФĐ ↓ → ωĐ ↑ . Dịch ĐKT qua phải, động cơ tăng tốc; dịch

ĐKT qua trái, động cơ giảm tốc.

Khởi động ngược bằng cách ấn M2 – (người đọc tự nghiên cứu). f/ Hãm máy khi động cơ đang quay thuận

Các phần tử K1, T, ĐG, K2, K3, RCB, RH có điện khi động cơ đang quay thuận. Muốn dừng, ấn nút dừng D(27) → K1(29) = 0, K1(34) = 0, nhưng K3(34) = 1, do RT(35) = 1, và K1(17) = 0, nhưng T(17) = 1, do K3(20) = 1; K1(8) = 1, → RD2 = 1,

→ RD(4) = 1, + K1(4) = 1, nên ĐKT(2) bị nối tắt → ICKĐ tăng về giá trị định mức → động cơ hãm tái sinh giảm tốc về giá trị cơ bản. Trong quá trình hãm này, nếu IĐ< Icf2 thì rơle RD thực hiện việc hạn chế dòng theo nguyên tắc rung tương tự như

RG.Khi dòng điện trong cuộn kích từ ICKĐ = đm thì rơle RT(2) = 1, →

RT(35) = 0,→ K3(34) = 0, → K3(20) = 0, → T(17) = 0, → T(6) = 0, + T(10) = 0, →

ICKF = 0, → UF giảm về Udư → động cơ hãm tái sinh giảm tốc. Khi UF ≤ Udư →

RH(đl) = 0, → RH(29) = 0, + T(30) = 0, → ĐG(31) = 0, → ĐG(32) = 0, + RH(33) = 0, → K2(32) = 0. Trên mạch động lực ĐG(đl) = 0, K2(đl) = 1, → động cơ hãm tái sinh giảm tốc về không. Hãm máy khi động cơ đang quay ngược -(người đọc tự nghiên

cứu). g/ Thử máy

Các điều kiện làm việc đã đủ, chiều quay đã được chọn; giả sử chọn chiều quay thuận.

Ấn TT(18) hoặc TN(19) → T(17) = 1, → T(30) = 1, ĐG(31) = 1, → ĐG(32) = 1, →

K2(32) = 1. Kết quả ta có T, ĐG, K2 có điện.

Việc khởi động diễn ra tương tự như đã mô tả như khi ấn nút M1 nhưng không có duy trì (do không có K1). Dòng ICKĐ= đm → RT(2) = 1, → RT(35) = 1 nên K3 không thể

có điện → ĐKT luôn luôn bị nối tắt → động cơ chỉ tăng tốc đến tốc độ cơ bản. Khi thả

nút ấn, động cơ thực hiện việc hãm tái sinh do giảm điện áp máy phát và hãm động năng. Thử ngược - (người đọc tự nghiên cứu). h/ Điều khiển tốc độ từ xa

Sử dụng động cơ xec vô (servomotor) Đ1(12) để quay biến trở ĐKT(2). Muốn tăng

tốc, ấn M1(22) hoặc M2(25) → LĐT(22) = 1, hoặc LĐN(25) = 1, → LĐT(22,23) = 1, hoặc LĐN(23,24) = 1, → KT(26) = 1, KT(11) = 1 và KT(13) = 1,→ Đ1(12) = 1, →

quay ĐKT về phía phải để tăng tốc động cơ và 1KX(26) là công tắc giới hạn hành trình của ĐKT ở bên phải.

Muốn giảm tốc, ấn M3(27) → KN(27) = 1, → KN(11) = 1, + KN(13) = 1, Đ1(12) = 1, quay ĐKT(2) về phía trái làm giảm tốc động cơ và 2KX(27) là công tắc giới hạn hành trình của ĐKT ở bên trái.

j/ Mạch tín hiệu

Đèn ĐH1(14) sáng báo hiệu đủ dầu bôi trơn. Đèn ĐH2(15) sáng báo hiệu thiếu dầu bôi trơn

Còi C(16) kêu báo hiệu thiếu dầu bôi trơn khi đang làm việc. 2.Sơ đồ điều khiển truyền động chính máy tiện đứng 1540

Động cơ Đ1 là động cơ truyền động chính có công suất 70kW; điện áp phần ứng 440V. Phạm vi điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện áp phần ứng là Du = 6,7/1 và

điều chỉnh từ thông là DΦ= 3/1. a/ Mạch động lực:

Động cơ Đ quay truyền động chính được cấp điện từ bộ biến đổi BBĐ1. BBĐ1 gồm

bộ chỉnh lưu cầu 3 pha dùng Thyristor, không có máy biến áp nên phải sử dụng cuộn kháng Lk để chống tốc độ tăng dòng anốt và hệ thống phát xung điều khiển cho Thyristor. Điện áp Uđk được đặt vào khâu so sánh của hệ thống phát xung điều khiển. Khi Uđk thay đổi sẽ làm cho góc mở α thay đổi để thay đổi điện áp ra của bộ BBĐ1 nhằm thay đổi tốc độ động cơ dưới tốc độ cơ bản. Điện áp Uđk là đầu ra của bộ

khuếch đại một chiều KĐ; đầu vào của KĐ gồm có hai kênh:

- kênh 1: đặt vào chân 21-23 của KĐ là hiệu số của 2 giá trị điện áp: điện áp chủ đạo Ucđ lấy trên điện trở Rω(5-9) và điện áp phản hổi âm tốc độ lấy trên máy phát tốc FT(45- 49). Do đó

Uđk = k(Ucđ – UFT) với k là hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại KĐ

- kênh 2: là khâu hạn chế dòng điện trong động cơ gồm 3 biến áp BA3, BA4, BA5 có cuộn sơ cấp nối song song với cuộn kháng Lk; cuộn thứ cấp nối với chỉnh lưu CL3 có

điện áp đầu ra đặt lên điện trở r1, nối với điôt ĐO1 và transistor Tr. Khi dòng điện trong động cơ Đ lớn hơn giá trị cho phép thì điện áp rơi trên Lk lớn → điện áp trên CL1 cũng như trên r1 đủ lớn để cho ĐO1 thông làm cho transistor Tr mở. Kết quả là

điện áp ra của bộ khuếch

đại một chiều giảm nhằm làm giảm điện áp ra của BBĐ1 để giảm dòng trong

động cơ không vượt quá giá trị cho phép. b/ Mạch kích từ

CKĐ là cuộn kích từ của động cơ Đ được cấp từ bộ biến đổi BBĐ2. BBĐ2 gồm bộ

chỉnh lưu 3 pha hình tia nối song song ngược và hai hệ thống phát xung điều khiển cho hai nhóm Thyristor nối anot chung và catot chung điều khiển theo phương pháp độc

lập. Khi R1 = 1, nhóm chỉnh lưu phía trên ( nhóm catot chung) làm việc, cuộn CKĐ

có dòng tạo ra từ thông Ф ứng với chiều quay thuận của động cơ. Khi R2 = 1, nhóm chỉnh lưu phía dưới (nhóm anot chung) làm việc, cuộn CKĐ

có dòng tạo ra từ thông Ф ứng với chiều quay ngược của động cơ. Rơle RTT là rơle

bảo vệ thiếu từ thông Ф. Khi đủ dòng qua nó, RTT = 1.

c/ Phối hợp điều khiển giữa điện áp phần ứng và từ thông của động cơ. Điện áp phần

ứng của động cơ là 440V. Khi UBBĐ < 420V thì điện áp do khâu đo lường ĐH đặt lên

điện trở r2 chưa đủ để ĐO2 thông; hệ thống phát xung mở các Thyristor phải mở với góc mở α nhỏ nhất để điện áp ra của BBĐ2 là lớn nhất tương ứng với dòng kích từ của

động cơ là lớn nhất. Khi UBBĐ ≥ 420V, điện áp trên r2 đủ để cho ĐO2 thông, hệ

thống phát xung của BBĐ2 thay đổi được góc mở α (tuỳ giá trị đặt) làm thay đổi điện áp ra của BBĐ2 làm thay đổi dòng kích từ của động cơ làm tăng tốc độ động cơ trên

tốc độ cơ bản.

d/ Điều kiện làm việc của máy

- Ấn M1 → K1(1) = 1, → đóng điện cho các truyền động phụ; K1(3) = 1, và K1(12) = 1,→ cấp điện cho các dòng từ (12) ÷( 24). Nếu đủ điện áp lưới

→ RA(21) = 1, → RA(2) = 1, duy trì cho cuộn K1;

- Đủ dầu bôi trơn và áp lực dầu: RAK(23) = 1, RAL = 1, → RBT(23) = 1, →

RBT(13) = 1,

- Các bánh răng đã được ăn khớp: BK1(13) = 1, BK2(13) = 1, - Xà ngang đã được kẹp chặt : BK3(13) = 1,

- Truyền động nâng hạ xà thôi làm việc: BK4 = 1, e/ Khởi động

Ấn M2(3) → K2(3) = 1, → K2(4) = 1, và K2(đl) = 1, làm cho BBĐ1 và BBĐ2 có

điện chuẩn bị cho mạch động lực làm việc. Muốn khởi động thuận, ấn MT(13) →

R5(13)→ R5(14) = 1, + R5(18) =1, + R5(5) = 1, → R1(5) = 1, và R5(9) = 1,→ R3(9) = 1. Do R1 có điện nên hệ thống phát xung của BBĐ2 làm việc → dòng CKĐ tăng lên giá trị định mức. Khi dòng CKĐ đạt đến giá trị chỉnh định (nhỏ thua dòng định mức) thì rơle bảo vệ thiếu từ thông RTT tác động → RTT(17) = 1, → R12(17) = 1,

[R1(17) đãđóng)] và RTT(18) = 1, → R8(18) = 1 → R8(15) tạomạch duy trì

cho R5 (gồm R8(15) + R7(15) + R5(14). Kết quả khi ấn MT ta có được R5, R1, R3, R8 và R12 có điện. R8(15-13) = 1, + R8(1-3) = 1,→ Rω(5-9) được đặt điện áp Ucđ do nguồn

CL2 cấp; R12(19-21) = 1, + R3(41- 45) = 1, + R3(45- 49) = 1, sẽ nối Ucđ với UFT qua các điểm (từ dương nguồn sang âm nguồn) sau: 15, 13, 17, 19, 21, 23, 35, 41, 45, 49, 47, 7, 5, 3, 1. Với giá trị Ucđ - UFT này đặt vào bộ khuếch

đại một chiều KĐ làm cho Uđk ≠ 0, → UBBĐ1≠ 0 → động cơ khởi động. Trong quá trình khởi động, nếu dòng điện trong động cơ lớn hơn giá trị cho phép thì khâu hạn chế

dòng tham gia vào làm việc. Khi thay đổi biến trở Rω(5-9), → Uđk thay đổi làm thay

đổi góc mở α làm thay đổi tốc độ động cơ dưới tốc độ cơ bản. Khi UBBĐ ≥ 420V thì

ĐO2 thông, cho phép hệ thống phát xung của BBĐ2 thay đổi góc mở để thay đổi dòng trong cuộn CKĐ làm thay đổi tốc độ trên tốc độ cơ bản.

Lưu ý là thế tại điểm 45 dương hơn so với điểm 49 và điểm 17 dương hơn so với điểm 35. Do đó điôt ĐO3 (33-35) thông → RTr1 = 0. Khởi động ngược, ấn MN(15) - tự

nghiên cứu f/ Hãm máy

Giả sử động cơ đang quay thuận như trình bày ở mục e/. Các phần tử đang có điện là R5, R1, R3, R8, R12. Ấn nút dừng D3(13) → R5(13) = 0, → R5(5) = 0, → R1(5) = 0, + R5(9) = 1, nhưng R3(9) = 1, + R5(18) = 0, → R8(18) = 0, → R8(1-3) = 0, + R8(15- 13) = 0, → Ucđ đặt lên trên Rω(5-9) bằng 0 → Uđk≈ UFT nghĩa là tỉ lệ với tốc độ của

động cơ. Lúc này, thế tại điểm 35 lớn hơn thế tại điểm 17 (do Ucđ =0) nên điot ĐO3 khoá, RTr1(33-35) = 1, → RTr1(15) = 1, → R11(15) = 1, →R11(17-23) = 1, + R11(19-35) = 1, + R11(17-19) = 0, + R11(23-35) = 0, → cực tính dương của FT được

đặt vào điểm 21 cho phù hợp với cực tính đầu vào của

bộ KĐ. R11(5) = 0, + R11(7) = 1, → R2(8) = 1. Trên bộ BBĐ2, nhóm chỉnh lưu phái trên dừng làm việc, nhóm chỉnh lưu phía dưới làm việc. Tốc độ động cơ

giảm tốc để đảo chiều quay. Trong giai đoạn giảm tốc này, điện áp Uđk do tỉ

lệ với tốc độ nên cũng giảm theo làm cho điện áp ra của bộ BBĐ1 càng giảm nên tốc

độ giảm càng nhanh. Quá trình giảm tốc làm cho thế tại điểm 35 càng giảm; đến lúc thế tại điểm 35 gần bằng thế tại điểm 33 thì RTr1(33-35) thôi tác động → R11(15) = 0,

→ R11(19-35) = 0, + R11(17 -23) = 0, cắt điện áp đặt vào bộ KĐ(21-

23) → Uđk= 0 → UBBĐ1= 0 → động cơ dừng quay. Nếu ấn một trong các nút D3 ÷ D6→ RA(21) = 0, → RA(2) = 0, → K1(1) = 0; điều này cũng như ấn vào D1(1). Khi K1(12) = 0, → R5(13) = 0, và R8(18) = 0, → quá trình hãm xảy ra tương tự như ấn D3.

Nếu ấn vào D2(3) → K2(3) = 0, K2(đl) = 0, → các bộ biến đổi BBĐ1 và BBĐ2 mất

điện, động cơ dừng tự do. Hãm khi động cơ đang quay ngược- tự nghiên cứu g/Thử máy

Quay bộ khống chế KC(17) về vị trí HC → R7(17) = 1, → R7(15) = 0, → mất duy trì cho R5→ chế độ thử máy.

h/Tiện cắt hay tiện mặt đầu

Khi tiện cắt, lúc dao cắt đi dần vào tâm chi tiết thì tốc độ quay của chi tiết cần phải

tăng tương ứng để đảm bảo cho lượng cắt là không đổi nhằm giữ vững năng suất của máy. Lúc tiện cắt, chọn chế độ tiện cắt trên mặt máy để cho BK5(20) = 1,→R9(20) = 1. Chế độ tiện cắt tương tự như chế độ tiện thường, chỉ thêm có R9 tác động, nghĩa là khi ta chọn chế độ tiện cắt quay thuận chẳng hạn thì các phần tử có điện là R5, R1, R3,

R8, R12, R9. Lúc này điện áp Ucđ đặt lên biến trở Rv do R9(3-5) = 0, + R9(9-110 = 0, R9(13-25) = 1, R9(17-29) = 1;điện áp UFT đặt lên biến trở RD do R9(35- 41) = 0, R9(37-35) = 1, R9(39- 41) = 1, R9(47-51) = 1,→ điện áp đặt vào bộ khuếch đai KĐ

lúc này là URV - URD

Chân biến trở RD nối với chuyển động ăn dao theo chiều hướng tâm. Khi dao đi vào tâm chi tiết thì chân biến trở RD dịch chuyển theo hướng giảm nhỏ URD làm cho điện áp đặt vào KĐ tăng nên tốc độ động cơ sẽ tăng tương ứng. Dao càng đi sâu vào tâm chi tiết thì thế tại điểm 43 càng giảm đến mức chênh lệch thế tại điểm 31 với 43 đủ lớn

để cho RTr2 tác động → RTr2(13) = 1, → R10(13) = 1, →R10(29-31) = 0, R10(37- 43) = 0, R10(27-29) = 1, R10(37-39) = 1, điện áp đặt vào bộ khuếch đại đảm bảo tốc

độ động cơ có giá trị không đổi không phụ thuộc vào sự dịch chuyển của chân biến trở

RD trong suốt thời gian gia công còn lại. j/ Mạch tín hiệu:

- Đèn ĐH1(20) sáng → BBĐ1 và BBĐ2 đang có điện, sẵn sàng làm việc.