Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
II. Điều chỉnh công suất hồ quang

II. Điều chỉnh công suất hồ quang

Tải bản đầy đủ - 0trang

§å ¸n tèt nghiƯp



- Điều chỉnh có cấp bằng cách thay đổi có cấp điện áp bên cuộn thứ cấp

máy BAL nhờ việc thay đổi điểm đấu phân áp hoặc cách đấu dây cuộn sơ cấp

- Điều chỉnh trơn hoặc bằng cách thay đổi chiều dài HQ (khoảng cách từ

bề mặt điện cực đến kim loaị) nhờ hệ thống truyền động dịch chuyển điện cực.

III. Ổn định công suất

Ổn định chiều dài HQ nhờ hệ truyền động dịch điều cực

Đ 5. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG DỊCH

ĐIỆN CỰC LỊ HQ NUNG NĨNG TRỰC TIẾP CÁC

PHƯƠNG PHÁP KHỐNG CHẾ HỆ THỐNG TĐĐ

I. Các yêu cầu

1. Đủ độ nhạy để đảm bảo sự làm việc của lò duy trì được dòng điện HQ

khơng sai lệch khoảng (4÷ 5)% giá trị đặt và có 1 vùng khơng nhạy phù hợp, ở

giai đoạn đầu: ± (3÷ 6)%, giai đoạn 2: ± 2%.

2. Tác động nhanh, loại trừ ngắn mạch làm vỉa và đứt HQ với thời gian từ

(1,5÷ 3)s

3. Thời gian điều chỉnh nhỏ

4. Hạn chế đều mức tối đa dịch điện cực khơng cần thiết đặc biệt đối với

lò HQ nhiều pha, hệ thống truyền động của điện cực phải độc lập.

5. Có khả năng điều chỉnh trơn cơng suất HQ từ (20 - 125%) công suất

định mức với sai số khơng được q 5%.

6. Có thể chuyển đổi nhanh chế độ điều khiển từ tự động sang bằng tay và

ngược lại.

7. Tự mồi HQ khi bắt đầu làm việc và khi đang làm việc xảy ra mất HQ

hoặc ngắn mạch.

8. Dừng tất cả các điện cực khi mất điện lưới.

II. Các phương pháp khống chế hệ truyền động dch in cc.

10



Đồ án tốt nghiệp



iu chnh v n định công suất HQ thông qua hệ thống truyền động

dịch chuyển điện cực người ta đưa ra 3 phương pháp để khống chế hệ truyền

động dịch điện cực:

- Duy trì điện áp HQ khơng đổi: Uhq = const

- Duy trì dòng điện HQ khơng đổi: Ihq = const

- Duy trì tổng trở HQ không đổi: Zhq = const

Nhược điểm lớn nhất là có sự ảnh hưởng lẫn nhau giữ các hệ truyền động

dịch chuyển điện cực nên thường chỉ áp dụng cho lò HQ 1 pha, phương pháp

thứ 3 có nhiều ưu điểm hơn và được sử dụng để khống chế lò HQ nhiều pha.

Sơ đồ tương đương 1 pha:



~u

z ng

z hg

H.1.4

Với phương pháp duy trì tổng trở HQ khơng đổi thì tín hiệu để khống chế

hệ truyền động sẽ là:

Ukc = a.Ihq - b.Uhq

Khi Uhq = Uhq0; Ihq = Ihq0 ⇒



U hq 0

I hq 0



= Zhq0



Zhq0: Tổng trở đặt vùng HQ

Ukc = 0

U hq 0



a.Ihq0 = bUhq0 ⇒



I hq 0



=



b

= Zhq0

a



Khi Zhq = Zhq0: Ukc = 0: Điện cực đứng yên

Khi Zhq < Zhq0: Ukc < 0: Nâng điện cc

11



Đồ án tốt nghiệp



Khi Zhq > Zhq0: Ukc > 0: Hạ điện cực

Do khi làm việc bình thường (trừ ngắn mạch) thì R hq > Rng nên Rhq giảm

dẫn đến Phq tăng

Muốn điều chỉnh tăng cơng suất HQ thì giảm Zhq làm cho chiều dài HQ

giảm.



PHẦN II

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG

TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ ĐIỆN CỰC

LÒ HỒ QUANG

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Các lò HQ nấu luyện kim loại đều có hệ thống điều chỉnh tự động việc

dịch điện cực vì nó có cho phép giảm thời gian nấu luyện, nâng cao năng suất

chi phí năng lượng, giảm thấm cácbon cho kim loại, nâng cao chất lượng thép,

giảm dao động công suất khi nấu chảy, cải thiện điều kiện lao động.

Trong phần II của đồ án, em thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền

động dịch điện cực lò hồ quang. Trong đó, thiết kế mạch lực, mạch điều khiển,

ngồi ra do u cầu cơng nghệ của lò HQ ta phải thiết kế thêm mạch tạo luật

điều khiển và mạch tổng hợp tín hiệu.

Trong phần thiết kế mạch lực phải đảm bảo các yêu cầu thiết kế sau :

1. Chọn động cơ truyền động và phương pháp điều chỉnh tốc độ

2. Chọn loại bộ biến đổi

3. Chọn sơ đồ bộ biến đổi

4. Chọn phương pháp đảo chiều động cơ

5. Chọn phương pháp điều khiển bộ biến đổi

Trong phần thiết kế mạch điều khiển có các yêu cầu sau :

1. Chn loi phn hi



12



Đồ án tốt nghiệp



2. Thit k mạch phát xung điều khiển

3. Nêu nguyên lý hoạt động của một kênh phát xung

4. Thiết kế bộ tổng hợp và khuyếch đại trung gian

5. Thiết kế nguồn nuôi



2. SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG MỘT PHA KHỐNG CHẾ

DỊCH ĐIỆN CỰC HỒ QUANG

Một hệ điều chỉnh cơng suất tự động lò HQ có sơ đồ chức năng đơn giản

như hình 2.1

2

1

3



4



1'



5



6



Hình 2.1- Sơ đồ chức năng hệ điều chỉnh cơng suất lò HQ

Hệ gồm đối tượng điều chỉnh 6 (lò HQ) và bộ điều chỉnh vi sai. Bộ điều

chỉnh gồm các phần tử cảm biến dòng 1 và áp 1’, phần tử so sánh 3, bộ khuyếch

đại 4, cơ cấu chấp hành 5 và thiết bị đặt 2. Trên phần tử so sánh có 2 tín hiệu từ

đối tượng điều chỉnh tới (tương ứng tỉ lệ với dòng và áp HQ) và một tín hiệu từ

thiết đặt tới. Tín hiệu sai lệch từ phần tử so sánh được khuyếch đại qua bộ

13



§å ¸n tèt nghiÖp



khuyếch đại 4 rồi tới cơ cấu chấp hành 5 để dịch cực theo hướng giảm sai lệch.

Để hồn thiện đặc tính động của hệ, nâng cao chất lượng điều chỉnh, thường sơ

đồ còn có các phản hồi về tốc độ dịch cực, về tốc độ thay đổi dòng áp hồ

quang...Trong sơ đồ này cũng có thể có các phần tử chương trình hố, máy

tính...



3. SỰ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

I. Giới thiệu chung

Có nhiều hệ thống truyền động dịch điện cực lò HQ như hệ thống truyền

động dùng máy điện khuyếch đại, khuyếch đại từ, Thysistor, thuỷ lực, ly hợp

điện từ. Cơng nghệ luyện thép đòi hỏi những yêu cầu khác nhau về hệ thống

truyền động và cũng phải phù hợp với tình hình thực tế, điều kiện kinh tế của

từng khu vực, từng công ty. Trong khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp chuyên

ngành điện tự động hoá, em đi sâu vào nghiên cứu, lựa chọn phương án truyền

động sử dụng hệ thống điện. Dưới đây là 2 phương pháp truyền động dịch điện

cực bằng điện là hệ thống truyền động dùng máy điện khuyếch đại và hệ thống

truyền động dùng Thysistor.

II. Phân tích một số phương án truyền động

1. Điều khiển dịch điện cực lò HQ dùng hệ MĐKĐ - Đ (Máy điện

khuyếch đại từ trường ngang - Động cơ một chiều kích từ độc lập)

a. Giới thiệu sơ đồ

Sơ đồ hình 2.2

* Phần mạch lực

Đ: Động cơ một chiều kích từ độc lập dùng để truyền động cho cơ cấu

dịch cực (nâng, hạ)

CKĐ: Cun kớch t ca ng c.



14



Đồ án tốt nghiệp



MK: Mỏy điện khuyếch đại từ trường ngang dùng để cung cấp điện áp

cho động cơ

CB: Cuộn bù của MĐKĐ.

8R: Điệu trở điều chỉnh mức độ bù

CĐC1: Cuộn dây kích từ được đặt tín hiệu chủ đạo khi làm việc ở chế

t ng.



15



Đồ án tốt nghiệp



1BA

BD



3CL



7R



CB



8R

4CL



1CD

1R



1CL



+ _



CFA



Đ



RA HN



10R



_



MĐ KĐ



+



RD

9R



5R



RTh CKĐ



5 6



3R



RA



RTh



RD



4R



7

1







CĐ C1

8



2



+



_



N



9 10

1K

2CD



CĐ C2

2R



CC



11 12 H



2K



3 4



N



2CL

đ

iện lực

cơcấu truyền

đ

ộng đ

iện lực



Nồi lß



Hình 2.2. Sơ đồ điều khiển hệ thống nâng hạ

điện cc lũ HQ dựng h MK-



16



Đồ án tốt nghiệp



CC2: Cun điều chỉnh 2 là cuộn dây kích thích được đặt tín hiệu chủ

đạo trong chế độ làm việc bằng tay.

CFA: Cuộn phản hồi âm áp, sử dụng làm nhiệm vụ phản hồi âm áp mạch

phần ứng động cơ.

* Mạch khống chế

Ngồi các cuộn dây kích từ của MĐKĐ trong sơ đồ của hệ thống truyền

động này, mạch khống chế còn có:

- Khâu lấy tín hiệu tỉ lệ với điện áp HQ gồm có cầu dao 2CD, cầu chì CC,

điện trở 2R, các tiếp điểm 1K, 2K, bộ chỉnh lưu hình cầu 1 pha không điều khiển

2CL.

Chiết áp 4R

Phần điện áp một chiều giữa điểm nối chung của 4R, 5R và con trượt 4R

tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của điện áp vùng HQ và được ký hiệu là bUhq

- Khâu lấy tín hiệu tỉ lệ với dòng BD gồm máy biến dòng HQ, cầu dao

1CD, biến trở 1R, Máy biến áp 1BA, bộ chỉnh lưu cầu 1 pha không điều khiển

1CL.

Chiết áp 5R.

Giữa điểm nối chung 4R & 5R và con trượt của 5R ta lấy ra điện áp một

chiều tỉ lệ với giá trị hiệu dụng dòng điện HQ và ký hiệu là aIhq

Mắc nối tiếp với 5R ở trong đầu ra của 1CL có cuộn dây của Rơle dòng

điện RD mà tiếp điểm của nó mắc song song với điện trở 3R

Để điều khiển các chế độ làm việc bằng tay, tự động người ta sử dụng

công tắc quay

TĐ: Tự động

N & H: Nâng hạ bằng tay và 1 vị trí dừng

Ngồi ra mạch khống chế còn có các điện trở 7R, 10R, 9R. Cuộn dây

Rơle điện áp RA và Rơle thời gian Rth. Các điốt 3CL v 4CL cung cp in



17



Đồ án tốt nghiệp



ỏp cho cuộn kích từ của động cơ và cuộn CĐC2. Khi điều khiển bằng tay người

ta sử dụng nguồn một chiều.

Để điều chỉnh tốc độ nâng và hạ khi thực hiện điều khiển bằng tay người

ta ssử dụng chiết áp 6R.

Cực tính của các chiết áp trên động cơ khi động cơ làm việc ở chế độ

động cơ theo chiều nâng và hạ được biểu diễn sơ đồ

b. Nguyên lý làm việc

* Khi hệ thống đã đi vào làm việc bình thường ở chế độ điều khiển tự động.

Khi cho hệ thống làm việc ở chế độ điều khiển tự động thì cơng tắc tơ

điều khiển để ở vị trí TĐ, tiếp điểm nối giữa các điểm 5 - 6. 7 - 8, sẽ kín, còn các

tiếp điểm khác hở mạch.

Như vậy, trên cuộn dây CĐC1 và điện trở 3R được đặt điện áp Ukc

Ukc = aIhq - bUhq



(Lấy giữa con trượt của 4R, 5R)



+ ) Khi tổng trở HQ: Zhq = Zhq0 (Giá trị đặt Zhq0 =



b

)

a



⇒ Ukc = 0

MĐKĐ khơng được cấp kích thích cho nên suất điện động của nó bằng

khơng.

+) Khi Zhq < Zhq0, tức là điện cực gần kim loại hơn so với khoảng cách đặt

dẫn đến dòng HQ tăng làm cho điện áp vùng HQ sẽ giảm

bUhq < bUhq0;



aIhq > aIhq0



⇒ Ukc = aIhq - bUhq < 0

Cuộn CĐC1 được cấp điện dẫn đến MĐKĐ được kích thích phát ra một

s.đ.đ có cực tính làm cho động cơ quay theo chiều nâng điện cực, kết quả là

khoảng cách giữa kim loại và điện cực tăng dần lên, làm cho I hq giảm dần, Uhq

tăng dần.

Khi khoảng cách bằng giá trị đặt thì Ukc = 0.



18



§å ¸n tèt nghiÖp



S.đ.đ của MĐKĐ bằng 0, động cơ sẽ ngừng quay và điện cực ngừng dịch

chuyển.

+) Khi Zhq >Zhq0 ⇒ Ihq→ Ihq↓ → Uhq↑ → Ukc > 0

→ MĐKĐ cũng được kích thích nhưng chiều của từ thong thì ngược lại → Động

cơ quay theo chiều hạ điện cực cho đến khi Zhq = Zhq0 → Ukc = 0

* Loại trừ ngắn mạch làm việc.

Khi lò đang làm việc, nếu xảy ra ngắn mạch Uhq giảm bằng 0, Ihq tăng rất

lớn dẫn đến aUhq = 0 và bIhq rất lớn làm cho Ukc sẽ rất âm. Mặt khác, do điện áp

đầu ra bộ chỉnh lưu 1CL lớn nên dòng qua cuộn RD đạt giá trị tác động đóng

tiếp điểm RD mắc song song với 3R làm cho cuộn CĐC1 có giá trị rất lớn. S.đ.đ

MĐKĐ sẽ có giá trị lớn và cực tính làm cho động cơ quay theo chiều nâng điện

cực, động cơ sẽ thực hiện tách điện cực ra khỏi kim loại và nâng nhanh điện cực

lên, HQ lại xuất hiện.

Mặt khác, với cực tính của điện áp trên động cơ như đẫ giới thiệu ở trên

sơ dồ thì dòng điện đi qua cuộn dây CFA phải đi qua 7R làm cho hệ thống sẽ

phản hồi âm áp nhỏ hơn trường hợp động cơ quay theo chiều hạ, dẫn đến làm

tăng giá trị s.đ.đ MĐKĐ làm tăng tốc độ nâng. Đồng thời với cực tính của điện

áp RA sẽ tác động làm mở tiếp điểm RA thường kín trong mạch cuộn dây Rơle

trung gian Rth, dẫn đến Rth mất điện. Sau một thời gian duy trì, tiếp điểm R th mắc

song song với 9R với động cơ làm giảm từ thông động cơ. Điều này cũng dẫn

đến tăng tốc độ nâng để tăng nhanh khoảng cách, giảm nhanh gía trị dòng điện.

Khi động cơ đã tách ra khỏi kim loại, dòng HQ giảm còn điện áp hồ quang tăng,

Rơle RD ngừng tác động, nối tiếp điện trở 3R vào mạch cuộn dây CĐC1 làm

cho dòng qua CSSC1 giảm nhiều → S.đ.đ của MĐKĐ giảm. Điều này dẫn đến

Rơle điện áp RA ngừng tác động Rth lại có điện thực hiện nối ngắn mạch điện trở

9R, làm cho từ thông động cơ tăng lên bằng định mức. Tất c cỏc tỏc ng trờn



19



Đồ án tốt nghiệp



lm gim tc độ nâng để tránh hiện tượng mất HQ và khi khoảng cách tăng lên

bằng giá trị đặt thì động cơ sẽ ngừng quay.

* Tự động mồi HQ khi mất điện hoặc khi bắt đâùy khởi động lò.

Giả sử điện cực chưa chạm vào kim loại, ta đóng nguồn cung cấp cho

máy biến áp lò để thực hiện đưa lò vào làm việc và phần mạch khống chế đặt ở

chế độ làm việc tự động.

- Công tắc điều khiển chế độ làm việc để ở vị trí tự động.

- Tự đóng cầu dao 2CD, cắt cầu dao 1CD.

Lúc này Uhq=U2 (điện áp khơng tải cuộn thứ cấp MBA) còn I hq=0→Ukc > 0

và có giá trị lớn nhất, điện cực sẽ được hạ xuống với tốc độ nhanh nhất theo

chiều hạ. Khi điện cực tiếp xúc với kim loại xảy ra hiện tượng ngắn mạch → Uhq

giảm bằng 0, còn Ihq tăng rất lớn, Ukc đổi chiều và có giá trị lớn nhất làm cho

s.đ.đ MĐKĐ đổi chiều, động cơ sẽ đổi chiều quay thực hiện quá trình loại trừ

ngắn mạch xuất hiện HQ (Nguyên lý làm việc của giai đoạn này như đã giới

thiệu ở phần loại trừ ngắn mạch làm việc phần trên).

* Khống chế bằng tay quá trình dịch điện cực.

Trong trường hợp này, khi cần nâng ta để cơng tắc điều khiển ở vị trí N,

khi cần hạ ta để cơng tắc ở vị trí H. Nguồn điện một chiều đặt lên chiết áp 6R,

động cơ thực hiện nâng hoặc hạ điện cực. Điều khiển tốc độ nâng hạ nhờ con

trượt của 6R (tăng tốc độ thì con trượt giảm).

* Điều chỉnh cơng suất lò nhờ tác động vào hệ thống truyền động dịch

điện cực.

Muốn tăng Phq thì cần giảm Zhq0 và ngược lại

Zhq0 =



b

a



Tăng Phq → giảm b → tăng a: Trượt con trượt 5R xuống, 4R xuống.

Giảm Phq → tăng b → giảm a: Trượt con trượt 5R lên, 4R lên.



20



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

II. Điều chỉnh công suất hồ quang

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×