Chương 4: Hệ truyền động điện 48 Chương 4 HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY NGHIỀN ЩБM 370/ 850 TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 4.1 – Hệ truyền động điện: 1. Động cơ máy nghiền: Là động cơ xoay chiều đồng bộ tốc độ thấp 100 v /ph moden: CM 3 - 2 - 22 - 41 – 60 TB 2 . Các thông số kỹ thuật của động cơ được trình bày tại bảng đặc tính kỹ thuật của hệ thống chế biến than ( chương II). Điện áp cấp nguồn là 6000 V lấy từ lưới điện 6kv của khối tự dùng qua máy cắt dầu Q 1 đặt tại các tủ phân phối điện tự dùng của các khối trong nhà máy. Trên mạch lực 6kv có đặt máy biến áp T 15 và hai máy biến dòng T 9 , T 10 và biến áp cách ly T 7 ( biến áp cách ly T 7 phục vụ cho mạch đo lường và bảo vệ) từ máy biến áp T 15 qua biến áp cách ly T 6 cấp nguồn cho đèn báo H 6 và cấp cho mạch bảo vệ phi đồng bộ và cường hành kích thích. Máy biến dòng T 9 , T 10 cấp điện cho đồng hồ PA 1 để đo dòng mạch Stator và cấp cho rơ le K 7 của mạch bảo vệ quá dòng, cấp nguồn cho khối điều khiển qua T 7 . Động cơ đồng bộ máy nghiền là động cơ đồng bộ có rotor kép gồm hai phần: Rotor lồng sóc và phần dây quấn kích thích để thùng nghiền chuyển động. Động cơ máy nghiền chuyển động qua khớp nối trung gian đến bánh răng chủ động, bánh răng chủ động ăn khớp với vành răng lắp trên thùng nghiền. Động cơ truyền động phục vụ cho việc bổ xung Chương 4: Hệ truyền động điện 49 Hình 4-1: Nguồn cấp cho động cơ máy nghiền S 2 T 6 T 15 3 pha ~,6kV,50Hz Q 1 146 107 T 10 K 7 PA 1 T 7 (-)333 108 V 8 K 5 V 11 V 12 K 5 V 10 K 9 R 16 A B C S 6 A B C V 8 §Õn m¹ch ®iÒu khiÓn 3 pha ~,380V,50Hz T 9 M Chương 4: Hệ truyền động điện 50 bi và khi sửa chữa thay thế. Máy cắt dầu Q 1 thực hiện bằng khóa điều khiển đặt tại phòng điều khiển khối (БЩЦ) bằng khóa điều khiển đặt tại phòng điều khiển. Áptômát S 2 , S 6 đặt tại tủ điều khiển trung gian máy nghiền, việc đóng cắt máy nghiền và hệ thống phụ trợ do công nhân vận hành thực hiện. 2. Khởi động máy nghiền: Sau khi những người có chức năng (trưởng kíp lò máy ) đã kiểm tra hệ thống và xác định đủ điều kiện an toàn, cho phép sẽ phát lệnh khởi động hệ thống nghiền than. Đầu tiên vận hành điện cho đóng c ầu dao cách ly ở tại tủ tự dùng để cấp điện đến máy cắt dầu Q 1 . Tiếp đó cho chạy máy nghiền, kiểm tra các trạm bơm dầu, bơm mỡ, đóng át tô mát S 2 , S 6 cấp nguồn cho mạch điều khiển. Tiếp theo người vận hành điện vặn khóa điều khiển tại bàn điều khiển khối (БЩЦ) đóng máy cắt dầu Q 1 cấp điện 6kv vào mạch Stato của động cơ đồng bộ, động cơ ở chế độ khởi động. Khi cấp điện 6kv vào mạch Stato của động cơ d, rotor của động cơ đã ngắn mạch dẫn điện động cơ được khởi động ở chế độ không đồng bộ. như một động cơ không đồng bộ có rotor lông sóc. Chương 4: Hệ truyền động điện 51 Hình 4-2: Mạch khởi động máy nghiền. Mạch khởi động có chức năng đảm khởi động động cơ ở chế độ không đồng bộ và đóng kích thích khi kết thúc quá trình khởi động. Mạch gồm điện trở khởi động R 16 và các phần tử đóng ngắt cho R 16 . Khi xoay khóa S 1 sang phải, cuộn dây đóng Q 5 của máy cắt dầu Q 1 sẽ đóng rơle K 2 theo mạch 121 -122-K 2 đóng để đưa điện áp vào mạch điều khiển. Đồng thời cặp tiếp điểm thường kín ở mạch 121- 124 của Q 1 mở ra làm rơle K 3 (rơle ở chế độ nghịch lưu) sẽ nhả ra sau một thời gian trễ, trong khoảng thời gian K 3 nhả, dòng điện stator động cơ đã kịp tăng đủ lớn để rơle dòng điện K 7 tác động. Vẫn đến k 4 tác động theo mạch có tiếp điểm của K 3 và K 7 . Sau đó K 4 tự duy trì mạch 101-175 do vậy chừng nào quá trình khởi động chưa kết thúc, tức là K 4 còn đang ở trạng thái hút thì khâu điều khiển 1 còn chịu tác động của điện áp 12v ( tác động vào bazơ của bóng V7) do đó điện áp 3Fa 6kv §Õn cÇu chØnh luu R1 R16 K9 V10 K5 V8 V8 K5 V12 V11 Chương 4: Hệ truyền động điện 52 điều khiển cho mạch phát xung sẽ vượt qua đỉnh điểm của điện áp răng cưa nên không có xung phát cho các thyzistor ở mạch cầu chỉnh lưu, tức là không có điện áp kích thích.Khi tốc độ động cơ tăng gần đến tốc độ đồng bộ thì dòng điện stator giảm đến tốc độ rơle dòng điện K 7 nhả ra, làm K 4 nhả theo lúc và lúc này điện áp trị số điều khiển mạch tạo xung không còn băng 12v mà là trị số V 1 . Trong thời gian khởi động, cuộn dây rotor được đấu song song với điện trở R 16 (Hình 2) để thực hiện chế độ khởi động không đồng bộ, nó cũng có chức năng quá áp lên cầu chỉnh lưu kích từ khi khởi động. Điện trở khởi động R 16 được đóng vào và ngắt ra nhờ hai Thyzitor V 11 -V 12 đấu song song ngược. Các Thyzitor này được điều khiển bằng cụm đi ốt ổn áp V 8 - V 10 và rơ le K 5 -K 9 trong quá trình khởi động không có xung điều khiển cho cầu chỉnh lưu kích từ, nên rơ le K 8 không tác động. Do vậy động cơ khởi động ở chế độ không đồng bộ nên cuộn dây rô to cảm ứng các điện áp xoay chiều với tần số bằng tần số trượt. Ngưỡng điện áp mà các Thyzitor V 11 - V 12 phải bắt đầu phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu. Với chỉnh lưu hình tia 3 pha là 300 v Với chỉnh lưu hình cầu 3 pha là 600 v Trong quá trình khởi động rơ le k 5 tác động nhờ tiếp điểm của rơle k 4 , khi điện áp rotor đạt đến ngưỡng mở tương ứng với trị số của các đi ốt ổn áp thì V 11 -V 12 dẫn điện trở khởi động R 16 được cấp điện rơ le k 9 sẽ đóng ngắt có chu kỳ khi kết thúc khởi động và kích thích đã được đóng riêng V 12 bị khóa trước. Còn V 11 khóa là do điện áp rơ le k 5 lúc này vẫn hút do k 8 đã có điện từ cần chỉnh lưu kích từ. Khi tốc độ Chương 4: Hệ truyền động điện 53 động cơ đạt yêu cầu gần tới tốc độ đồng bộ ( n ≈95%n đ/b ) hệ số trượt ≈ 5% lúc này điện áp của suất điện động cảm ứng trong mạch cuận dây kích thích giảm suống thấp hơn điện áp ngưỡng mở của dây đi ốt ổn áp v 8 . Động cơ tự động và làm việc ở chế độ đồng bộ với tốc độ quay: n đb = 100 v/ph U kt = 126 V I kt = 265 A Trị số của dòng điện kích thích được hiển thị trên đồng hồ PA 1 Khi động cơ truyền động máy nghiền khởi động xong công nhân vận hành tiếp tục chỉ khởi động máy cấp than nguyên cấp than cho máy nghiền lúc này hệ thống chỉ biến than vào hoạt động. 3. Dừng máy nghiền và hệ thống chế biến than: Trước khi dừng máy nghiền phải dừng hệ thống máy cấp than nguyên trước, để không tiếp tục cấp than vào máy nghiền. Khi cắt máy cắt Q 1 hoặc bằng khóa S 1 hoặt do tác động của rơ le bảo vệ k 1 , thì động cơ sẽ dừng theo quy trình sau: Rơ le k 3 sẽ tác động theo mạch 101- 103 sẽ bắt đầu chỉ độ nghịch lưu phụ thuộc để cưỡng bức dập từ trường rotor. nguồn cung cấp cho khối điều khiển vẫn tiếp tục tồn tại trong khoảng 1,5 ÷ 2s sau khi máy cắt Q 1 đã ngắt do thời gian tự nhả của rơ le k 2 đang cấp điện cho biến áp T 1 - T 3 . Chương 4: Hệ truyền động điện 54 Động cơ bị cắt điện mạch lực và mạch kích thích nhưng do thùng nghiền và rôtor động cơ có quán tính lớn nên nó giảm tốc độ dần dần sau đó mới dừng hẳn. 4.2 Mạch điều khiển kích từ : Động cơ đồng bộ máy nghiền 1- Các chế độ vận hành và bảo vệ Bộ điều khiển cho phép chạy 3 chế độ vậ n hành khác nhau. a- Chế độ bằng tay: Khởi động động cơ trực tiếp hoặc qua cuận kháng điều chỉnh trên dòng điện kích thích trong phạm vi ( 0,3÷1,4 I đm ), phạm vi điều chỉnh có thể thay đổi được. Hạn chế điện áp kích thích tối thiểu trong khoảng ( 0÷0,5 U đm ) bảo vệ quá tải dòng kích thích rôto đảm bảo chế độ cường hành kích thích theo điện áp bằng 1,75 U đm ( nếu điện áp lưới đủ định mức) thì động cường hành sẽ phát động khi điện lưới cung cấp cho stator bị sụt từ 15 ÷ 20 % so với điện áp định mức. Bảo đảm chế độ cưỡng bức nhiệt từ trường rô to khi ngắt động cơ, khi mất điện stator hoặc khi có lệnh (nhiệt từ ). b- Chế độ điều chỉ nh tự động : Trong chế độ này, ngoài việc đảm bảo các chức năng ở chế độ bằng tay, cho phép từ ổn định dòng điện kích thích và tự động điều chỉnh theo một trong các tham số sau: Chương 4: Hệ truyền động điện 55 Dòng áp kích thích, điện áp stator, dòng điện toàn phần của stator, thành phần phản kháng của dòng điện stator, thành phần hiệu dụng của dòng điện stator , góc ϕ góc trong của động cơ. c. Chế độ điều khiển khi sự cố: Trong chế độ này cho phép điều khiển dòng kích thích trong toàn dải điều chỉnh, từ giá trị 0 đến giá trị tương ứng, chế độ cường hành kích thích. d. Bả o vệ: Gồm các bảo vệ: Ngắn mạch trong, ngắn mạch ngoài ( phía một chiều) quá nhiệt điện trở khởi động và khi động cơ chạy quá tải . ở chế độ không đồng bộ. 2- Cấu trúc bộ điều khiển: a. Các phần cơ bản: +) Bộ chỉnh lưu thyzistor được cấp nguồn từ biến áp T 1 qua áp tô mát S6 với cấp điện áp 380v, 50Hz +) Khối nguồn gồm cặp thyzistor V 11 - V 12 đấu nối tiếp điện trở khởi động R 16 . Khối này đấu song song với cuận kích thích khu vực này có hai rơle dòng điện là k8 đấu nối tiếp với cuận kích thích và k 9 mắc nối tiếp với điện trở khởi động. +) Phần điện tử gồm các khối sau: Khối tự động điều khiển kích thích (Khối A) khối điều khiển hạn chế và bảo vệ. Khối phát xung cho thyzistor (khối B) điện áp điều khiển U đk đưa đến (khối B ) thông qua chuyển mạch S 5 từ biến trở sự Chương 4: Hệ truyền động điện 56 cố R 13 hoặc từ khối trong chế độ điều chỉnh tự động hoặc bằng tay điện áp điều khiển sẽ tăng làm cho góc điều khiển tăng và tương ứng sẽ làm giảm điện áp chỉnh lưu tức là giảm dòng kích thích rotor. Điện áp đồng pha đấu từ khối nguồn lấy ở biến áp nguồn T 1 ( lệch pha 30 0 điện). Khối nguồn (khối T) bộ điều khiển điện tử có chức năng là tạo tín hiệu xung để mở van thyzistor. Tự động đưa điện áp kích thích trong quá trình khởi động động cơ, tự động ngắt điện trở khởi động và bảo vệ quá nhiệt cho điện trơ này chuyển sang chế độ nghịch lưu khi hoạt độ ng bình thường hoặt khi ngắt động cơ ở chế độ sự cố, điều chỉnh kích thích tự động hay bằng tay, bảo vệ mạch chỉnh lưu chống ngắn mạch, bảo đảm chế độ cường hãm kích thích, bảo vệ quá tải dòng điện stator. b. Tín hiệu đưa đến các panen điều khiển : Trong chế độ điều chỉnh bằng tay, tín hiệu đư a đến panen điều chỉnh từ mạch khởi động, hạn chế dùng rôtor, bảo vệ ngắn mạch, mạch cường hành và từ biến trở điều khiển tay R 14 . Trong chế độ điều chỉnh tự động, tín hiệu đi đến từ khối A lúc này các mạch cương hành kích thích hạn chế dòng kích thích ( hoạt động ở chế độ băng tay) có thể ngắt đi bằng chuyển mạch S 5 . Mạch hạn chế dòng điện rôtor nhằm hạn chế dòng kích thích khi sẩy ra quá tải. Mạch này được cung cấp từ cảm biến dòng điện stator. Cảm biến dòng điện rôto gồm 3 biến dòng T 2 – T 4 và cầu chỉnh lưu V 12 – V 17 . Chương 4: Hệ truyền động điện 57 Chuyển mạch S 1 dùng để đóng, ngắn mạch stator thông qua máy cắt dầu Q 1 . chuyển mạch S 1 cũng có thể dùng như một khóa cho phép điều khiển động cơ đồng bộ từ bên ngoài. Khi máy cắt dầu Q 1 ngắt sẽ sẩy ra quá trình cưỡng bức triệt từ trường rôtor nhờ bộ chỉnh lưu chuyển sang làm việc ở chế độ nghịch lưu. Tín hiệu chuyển chế độ này thực hiện khi tiếp điểm của rơle k 3 bị ngắt mạch. Mạch bảo vệ chống động cơ chạy ở chế độ không đồng bộ tác động khi có dòng điện chạy qua điện trở khởi động la xoay chiều do điện áp cấp cho nó là điện áp cảm ứng của rôtor biên độ điện áp này ( có tác dụng làm mở thyzistor ) phụ thuộc vào trạng thái của k 3 và giảm mạch khi rơle k 5 nhả ra. Mạch bảo vệ chống ngắn mạch lấy tái hiệu từ biến dòng điện rô tor. Như vậy mọi hiện tượng làm dòng điện rôto tăng quá ngưỡng đặt sẽ làm mạch này tác động lẫn đến ngắt xung điều khiển lấy từ khối B và dẫn đến ngắt máy cắt dầu. Trong trường hợp này không sảy ra chế độ nghịch lưu. Mạ ch khởi động theo dòng điện, lấy từ T 9 phía mạch stator sẽ tự động thực hiện việt tự động đóng kích thích khi khởi động kiểu không đồng bộ. Nếu dòng điện stator vượt quá trị số đặt thì mạch phát xung sẽ không phát xung, trong trường hợp này động cơ khởi động kiệu cuộn kiểu cuộn kháng thì xung điều khiển thyzistor sẽ được phát sau một thời gian định trước trong quá trình khởi động. [...]... +5,6V -id Hình 4-8 : Khâu tạo điện áp điều khiển c- 2- Mạch ngưỡng cường hành kích thích 65 Chương 4: Hệ truyền động điện Nguồn cấp cho mạch lấy từ biến thế T15 Điện áp được cấp điện thông qua áp tô mát S2 và biến thế cách ly T6 điện áp xoay chiều 100v được đưa vào thoe mạch 107 – 146 và chỉnh lưu thành điện áp một chiều nhờ sơ đồ cầm V12, V15 và bộ lọc R15 –C5 Điện áp một chiều này so sánh với điện áp... nguồn lấy điện áp các cuộn thứ cấp của máy biến áp T1 (Đóng ngắt nhờ rơle K2) và chỉnh lưu nhờ mạch cần để có điện áp -2 4V sau đó dùng các điốt ổn áp và tranzitor để có điện áp chuẩn +5,6 V và -1 2 V Bảo đảm ngắn mạch nguồn ổn áp – 12V nhờ điện trở 5,1 Ω mắc nối tiếp với dòng tải -2 4V 5,1 Ω 470 Ω 3 pha ∼ 380V 6,8V 600μ -1 2V + - 5,6V + 5,6V - 200μ 200 μ + +5,6V 63 Chương 4: Hệ truyền động điện Hình 4-7 : Khối... nguồn tạo điện áp cục bộ cấp cho khâu tạo xung răng cưa, điện áp ổn định một chiều ( nguồn ổn áp một chiều +5,6 V; -1 2V ; -2 8V cấp cho mạch điều khiển + Khối bảo vệ: - Bảo vệ dòng điện rô to 58 Chương 4: Hệ truyền động điện - Bảo vệ quá dòng mạch lực - Bảo vệ phi đồng bộ - Bảo vệ cường hành kích thích (quá tải) b.Chức năng hoạt động của các khối b.1 Khối điều khiển b.2 Khâu tạo xung răng cưa -1 2v R1... R4 V1 C1 - K9 + U®b Hình 4-3 : Sơ đồ mạch tạo xung răng cưa Uđb được cấp từ khối nguồn đã được dịch pha 300 điện. , điện áp Uđb được nắn dòng nửa chu kỳ đưa vào cực bazơ của tranzistor V2 Khi Uđb ở nửa chu kỳ dương tranzitor V2 khóa tụ C1 nạp điện – 12v qua điện trở R2; R3 khi Uđb ở nửa chu kỳ âm, điôt V1 khóa, điện áp 12v được đưa qua điện trở R1 đặt vào bazơ của V2 làm V2 mở, tụ C1 phóng điện qua V2... lưu lấy từ biến trở R31 sao cho tương đương - Ứng với góc điều khiển cỡ 1500 - 1700 Điện áp này chỉ tác động được đến bazơ V7 khi tiếp điểm của zơle K3 đóng, zơ le K3 chỉ tác động thông qua mạch 12 1- 124 khi máy cắt dầu Q1 ngắt - Mạch hạn chế tranzitor (Stator) tối đa 64 Chương 4: Hệ truyền động điện - Mạch bảo vệ ngắn mạch lưới - Đầu ra của mạch hạn chế dòng điện kích thích rôtor mạch hạn chế dòng kích... có xung răng cưa âm b.3 Khâu so sánh tạo xung chữ nhật -1 2v R5 680Ω V4 59 Chương 4: Hệ truyền động điện Hình 4-4 : Sơ đồ mạch so sánh Điện áp tựa răng cưa được đưa đến cực bazơ của tranzitor V3, V3 thực hiện việc so sánh giữa hai điện áp điều khiển ( Uđk) nếu ở thời điểm Urc ≤ Uđk thì V3 thông lúc này V4 thông Mạnh vi phân C2 → R8 tạo xung đơn, được khuếch đại qua V6-V8 tiếp đến truyền qua biến áp xung... V14 C4 V12 Hình 4- 9: Mạch ngưỡng - cường thành kích thích c-3 Mạch bảo vệ chống chạy lâu ở chế độ không đồng bộ (panel b4) 66 Chương 4: Hệ truyền động điện Trong mạch này bộ zơle thời gian có thể điều chỉnh được thời gian, mạch này sẽ hoạt động khi có dòng điện chạy qua điện trở khởi động R16 Khi động cơ chạy ở chế độ không đồng bộ trong cuộn dây kích thích sẽ xuất hiện thành phần dòng điện xoay chiều,... các van của nhánh khác để đảm bảo xung tới từng van là xung ký b-4 Khâu tạo độ rộng, khuyếch đại, biến áp xung -2 8v T1 R10 4,99Ω R14 100Ω V5 Uss V9 C2 V7 R8 1K R9 680Ω +5,6v V8 60 Chương 4: Hệ truyền động điện Hình 4-5 : Sơ đồ mạch khuyếch đại xung Khối tạo xung gồm 6 kênh giống nhau, mỗi khâu đảm nhận việc tạo xung điều khiển cho một nhánh van mạch lực, một kênh tạo xung bao gồm mạch đồng pha (V1,V2)... thực hiện so sánh giữa điện áp răng cưa và điện áp điều khiển xung mở Thyzitor là xung đơn nhờ mạch vi phân C7, R8 và được khuyếch đại qua V6-V8 sau đó được truyền qua biến áp xung có 4 cuộn thứ cấp 61 V 8V 62 R7 5,5K R2 Sơ đồ tạo mạch phát xung U®k V3 R6 1,5K R5 680 Ω R8 1K +5,6V V6 V5 V8 V7 BAX V9 R 10 R 14 100 Ω 4,99 Ω K G Chương 4: Hệ truyền động điện Chương 4: Hệ truyền động điện b- Khối nguồn... chảy lâu ở chế độ không đồng bộ R6 V13 R26 K9 V15 R16 V18 A2/B4 S2 C7 C6 V14 V12 R35 K5 R37 V17 C8 Hình 4-1 0: Mạch bảo vệ chống chạy lâu ở chế độ không đồng bộ 68 Chương 4: Hệ truyền động điện c-4 Mạch hạn chế dòng rotor: Phần tử chấp hành là rơle K3, phần tử cảm biến là biến dòng T2 – T4 Điện áp trên điện trở R12 tỷ lệ thuận với dòng rotor ( lấy các biến dòng và chỉnh lưu bằng sơ đồ cầu ) đưa tới mạch . truyền động điện 48 Chương 4 HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY NGHIỀN ЩБM 370/ 850 TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 4.1 – Hệ truyền động điện: 1. Động cơ máy nghiền:. 600 μ + - -2 4V +5,6V 5,1 Ω -1 2V 200 μ - + 200 μ - + Chương 4: Hệ truyền động điện 64 Hình 4-7 : Khối nguồn c- Khối điều khiển, hạn chế và bảo vệ. c-1 Khâu