Bài tập lớn

Trang bị điện

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hóa có
liên quan chặt chẽ đến điện khí hóa và tự động hóa. Hai yếu tố sau cho phép đơn
giản kết cấu cơ khí của máy sản suất, tăng năng suất lao động, nâng cao chất
lượng của quá trình sản xuất và giảm nhẹ cường độ lao động.
Trong bài tập lớn này chúng em tìm hiểu về “Máy cán nóng quay thuận
nghịch” với các đặc điểm công nghệ, phân tích các quá trình mở máy, hãm,
dừng, đảo chiều và qua đó đánh giá vai trò của máy cán trong công nghiệp.
Bài tập lớn được chia làm 3 chương:
Chương 1 : Tổng quan về máy CNQTN
Chương 2 : Phân tích sơ đồ truyền động nhóm máy CNQTN
Chương 3 : Đánh giá phân tích vai trò của máy CNQTN trong công nghiệp
Trong quá trình làm bài tập lớn còn nhiều thiếu sót mong thầy cô và các bạn
đóng góp ý kiến để bài tập lớn hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Đỗ Thị Hương

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 1


Bài tập lớn

Trang bị điện

MỤC LỤC

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 2


Bài tập lớn

Trang bị điện

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY CÁN NÓNG QUAY THUẬN NGHỊCH
1.1.Đặc điểm công nghệ
Máy cán nóng quay thuận nghịch CNQTN (hay máy cán nóng đảo chiều) dùng
để cán đi cán lại nhiều lần một phôi gia công đã được nung nóng. Sau mỗi lần cán,
động cơ kéo trục cán phải đảo chiều quay để cán lần tiếp theo.
Một máy cán thường có các bộ phận chính sau:
+ Hộp cán: gồm hai trục cán 9 (h1.1a) hoặc nhiều trục cán 10, 11…
(h1.1.d), gối trục đặt trên thân máy 12 (h1.1a và 1.1d). Trục cán trên thường
được gọi là trục cán động có thể dịch chuyển theo phương thẳng đứng và được
định vị bằng thiết bị kẹp trục, còn trục cán dưới là trục cán cố định.
+ Cơ cấu và thiết bị truyền lực: có thể khác nhau tuỳ theo chức năng và cấu tạo
của từng loại máy cán.
Ở những máy cán công suất lớn (cán thô, cán thép tấm dày) và các máy cán
có tốc độ cao, thì hai trục cán được truyền động riêng rẽ từ hai động cơ riêng rẽ 3
(h1.1a và 1.1b). Ở những máy cán khác, truyền động quay trục cán do một động
cơ 9 đảm nhận gọi là truyền động nhóm thông qua hộp bánh răng có cùng đường
kính với tỷ số truyền i = 1.
Giữa động cơ truyền động 3 và hộp bánh răng 4 có đặt hộp tốc độ để phối hợp

tốc độ giữa động cơ truyền động và tốc độ của trục cán phù hợp theo yêu cầu
công nghệ.
+ Động cơ truyền động: để truyền động trục cán dùng động cơ điện một chiều.
Trong tổ hợp máy CNQTN, ngoài các hộp cán, còn có các thiết phụ như : các
băng lăn, dao cắt xe trở phôi, máy lật v.v…

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 3


Bài tập lớn

Trang bị điện

Hình 1.1: Cấu tạo của máy cán
Máy CNQTN có nhiều kiểu, loại, kết cấu khác nhau nhưng điều kiện làm việc
của hệ truyền động là giống nhau. Trước mỗi lần cán, máy cán được tăng tốc không
tải. Tới một tốc độ nhất định thì bắt đầu ngoạm phôi và quá trình cán bắt đầu. Tốc

ωmax
15 ÷ 30
độ ngoạm phôi tương đối nhỏ (cỡ
% tốc độ cực đại
của lần cán tương
ứng) để ngoạm phôi tin cậy và giảm va đập giữa phôi và trục cán lúc ngoạm. Sau
khi đã ngoạm phôi, máy cần giảm tốc để tránh phôi văng quá xa khỏi hộp cán, mất
thời gian quay phôi lại để cán tiếp, giảm năng suất máy. Sau khi đảo chiều quay
máy tiếp tục cán theo quy trình tương tự.


SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 4


Bài tập lớn

Trang bị điện

1.2.Đặc tính phụ tải
1.2.1.Điều kiện để trục cán ngoạm được phôi
Trục cán ngoạm phôi và cán ép được là nhờ lực ma sát tiếp xúc xuất hiện tren
cung ngoạm AB khi trục quay. Nhưng ngoài lực kéo vào do trục cán gây ra còn có
lực đẩy ra. Nếu lực đẩy lớn hơn lực kéo thì trục cán không ngoạm được phôi.

Hình 1.2: Biểu đồ lực tác dụng lên trục cán
Suy ra, điều kiện trục cán ngoạm được phôi là:
k ms ≥ tgα
δms ≥ α
Hay:
Kết luận: trục cán chỉ ngoạm được phôi khi hệ số ma sát trượt lớn hơn tang của
góc ngoạm hay góc của ma sát trượt lớn hơn của góc ngoạm.
k ms = m(1,05 − 0,0005t) = 0, 25 ÷ 0,6
Khi cán nóng:
o
C
t
- nhiệt độ kim loại,
m = 0,8
m

m =1
- hệ số.
: cán nóng trên trục thép.
: cán nóng trên trục gang luyện.

1.2.2.Tính mômen truyền động trục cán
• Phương pháp Xêlicốp
Phương pháp này dựa theo áp suất ép trung bình để tính mômen truyền động trục
cán, bao gồm các thành phần mômen sau:

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 5


Bài tập lớn

Trang bị điện

- M : mômen hữu ích cần thiết để làm biến dạng phôi và khắc phục lực ma sát
hi
giữa phôi kim loại và trục cán trong vùng biến dạng ứng với cung ngoạm
- Mômen không tải M .
0
- Mômen động M để khắc phục lực quán tính, tạo gia tốc.
đg
Mômen động xuất hiện khi thực hiện đảo chiều quay và điều chỉnh tốc độ.
Vậy mômen cán bằng : M = M + M + M + M
hi
ms

o
đg

Hình 1.3: Sơ đồ tính toán mômen cán
Mômen hữu ích được tính dựa vào áp lực trên trục cán.Nếu coi biến dạng phôi
như nhau ở hai phía của trục cán (α = α ) như hình 1.3, từ đó ta có:
1
2

Lực tác dụng:

P =P =P
1
2

Cánh tay đòn đặt lực: a = a = a, lúc đó mômen tác dụng lên trục cán 1 là:
1
2
M = P.a = PΨ.l
1
Trong đó:

Ψ=

a
l là tỷ số cánh tay đòn đặt lực trên chiều dài của cung ngoạm

Ψ = 0,5 đối với phương pháp cán nóng

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ


Page 6


Bài tập lớn

Trang bị điện

Ta có:
M = P .B .Ψ.R.∆h
1
tb tb
Mômen truyền động cho cả hai trục cán:
M = 2P .B .Ψ.R.∆h
hi
tb tb
Mômen ma sát được tính theo biểu thức:
M ms =

Trong đó:

Pdµ1  1  M hi + Pdµ1
+  − 1÷
i
i
η 

2
P - áp suất nén đặt lên trục cán [N/mm ]
d - đường kính của trục cán

i - tỷ số truyền
µ - hệ số ma sát lăn
η - hiệu suất của cơ cấu truyền lực.

- Mômen không tải:
M = (3 ÷ 5)%M
o
đm
- Mômen động:
Md = J

dω
dt

Md =

hay

J dn
9,55 dt

2
Trong đó:

J - mômen quán tính của hệ truyền động [kgm ]

[ω]

- rad/s


[n]- vg/ph
• Phương pháp suất tiêu hao năng lượng
Phương pháp này thực chất là phương pháp tính mômen truyền động trục cán
theo suất tiêu hao năng lượng trên một đơn vị khối lượng sản phẩm.
Phương pháp STHNL là phương pháp dùng đương cong STHNL xây dựng từ
thực nghiệm. Đường này năng lượng tiêu hao trên một đơn vị khối lượng sản phẩm
theo độ dài kéo hay chiều dài phôi các lần cán.

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 7


Bài tập lớn

Trang bị điện

Hình 1.4: Đường cong STHNL

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 8


Bài tập lớn

Trang bị điện

Đường cong STHNL có dạng như hình 1.4.Thường nó biểu thị quan hệ


W = f (λ )

Theo độ dài kéo hay theo tiết diện phôi.
Độ dài kéo phụ lúc ban đầu:
λo =

F
Ftk

Trong đó:
F: tiết diện phôi ứng với đường cong thực nghiệm
Ftk

: tiết diện phôi ở máy thiết kế

( λ o ,Wo )
λo
Wo
Sau đó từ
xác định
rồi tịnh tiến gốc tọa độ về điểm
. Từ tọa độ
này, tiến hành xác định STHNL cho các lần cán cụ thể của máy đang thiết kế.
Mômen cán cho lần cán đang tính là:
M = M td + M ms = 1, 4.107 ∆W.F.D

Trong đó:
F – tiết diện phôi ở lần cán đang tính [mm2]
D - đường kính trục làm việc [mm2]
∆W


- hiệu STHNL của lần cán đang tính và lần cán trước đó.

1.3.Yêu cầu truyền động
Trong máy cán nóng quay thuận nghịch thường sử dụng hai phương pháp truyền
động.
- Truyền động nhóm: là dùng một động cơ truyền động quay hai trục cán nhờ
hộp bánh răng. Ưu điểm của phương pháp này là sơ đồ điều khiển đơn giản, nhưng
sơ đồ động học phức tạp, kích thước của hai trục cán yêu cầu phải như nhau.
- Truyền động riêng rẽ: phương pháp này có ưu điểm là: sơ đồ động học đơn
giản, kích thước của hai trục cán không yêu cầu giống nhau, nhưng sơ đồ nguyên
lý điện phức tạp, cần đến hai động cơ, mỗi động cơ truyền động một trục riêng
biệt.
Động cơ truyền động trục cán làm việc ở chế độ rất nặng nề: đặc trưng bởi tần số
đóng cắt điện lớn (có máy đạt 1500 lần/ giờ) và luôn làm việc ở trạng thái quá tải,
lúc ngoạm phôi, mômen của động cơ truyền động có thể đạt tới (2,5 ÷ 3) M
Từ
đm.

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 9


Bài tập lớn

Trang bị điện

những đặc điểm trên, ta có thể đưa ra những yêu cầu chính cho hệ truyền động trục
cán của máy cán thép như sau:


10 ÷1
- Dải điều chỉnh tốc độ rộng
- Tần số đóng cắt lớn.
- Mômen quán tính nhỏ để đảm bảo thời gian quá độ ngắn, do đó giảm tổn hao quá
độ và đảm bảo năng suất máy.
- Chịu được phụ tải xung lớn khi ngoạm phôi.
λM = 3 ÷ 3,5
- Có hệ số quá tải về mômen lớn (
) và về dòng lớn để tăng tốc nhanh
sau khi đã ngoạm phôi mà không quá chuẩn quy định.
- Hệ làm việc tin cậy, kinh tế…
Với hộp cán truyền động các trục bằng các động cơ riêng thì cần đảm bảo điều
chỉnh quan hệ giữa tốc độ các trục cán trên và dưới cũng như việc cân bằng tải giữa
các động cơ.
Yêu cầu đòi hỏi các sơ đồ cấp điện kích từ có đảo chiều (từ thông) là thời gian
quá độ tối thiểu. Thời gian này phụ thuộc vào hằng số thời gian của của cuộn kích
k
cb
từ và giá trị hệ số cưỡng bức
:
U
k = bdmax
cb U
ktdm
U
Trong đó:

bdmax


U

ktdm

- điện áp cực đại của bộ biến đổi.

- điện áp định mức của cuộn kích từ.

1.3.Tính chọn công suất cho động cơ truyền động chính máy CNQTN
Khi tính công suất cho động cơ truyền động chính máy CNQTN, cần được biết
chương trình cán và năng suất cán.
Chương trình cán cho biết số lần cán, kích thước phôi sau và trước mỗi lần cán,
sự phân bố lực ép ở mỗi lần cán, thứ tự lật phôi, nhiệt độ phôi, đường kính trục cán
dùng trong chương trình cán.
Với các phôi hình dáng khác nhau ứng với các chương trình cán khác nhau thì
cần tính công suất cho từng chương trình rồi chọn động cơ theo công suất lớn nhất.
Để tính công suất động cơ phải xây dựng đồ thị tốc độ, từ đó xây dựng đồ thị phụ
I tb
tải để tính dòng điện trung bình toàn phương . Kết quả sẽ được so sánh với dòng
Idm
I tb > Idm
định mức
của động cơ chọn sơ bộ. Nếu
thì phải chọn động cơ khác
hoặc thay đổi lại chương trình cán theo hướng giảm lực ép và tăng số lần cán.
Đồ thị tốc độ cho một lần cán có dạng như sau:

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 10



Bài tập lớn

Trang bị điện

Hình 1.5: Các dạng đồ thị tốc độ và mômen của máy CNQTN

1.3.1.Tốc độ ngoạm phôi
Khi tốc độ ngoạm phôi thấp, động cơ sẽ bị phát nóng nhanh. Ngoài ra tốc độ cán
trung bình giảm và làm giảm năng suất máy. Khi tốc độ ngoạm lớn, động cơ sẽ chịu
xung lực lớn và hệ số ma sát lúc ngoạm giảm. Tốc độ ngoạm lớn sẽ tăng tốc độ cán
trung bình lên. Hợp lý nhất là chọn tốc độ ngoạm ở các lần cán từ đầu đến cuối là
n = 10 ÷ 45
vg/ph.
1.3.2.Tốc độ ra phôi
Vì là cán thuận nghịch nên tốc độ ra phôi liên quan đến thời gian phôi cán ra khỏi
hộp cán và quay trở về hộp cán để cán tiếp, nghĩa là liên quan đến năng suất máy.

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 11


Bài tập lớn

Trang bị điện

n = 10 ÷ 45
Hợp lý là

vg/ph. Nhưng thường thấp hơn chút ít so với tốc độ ngoạm
của cùng lần cán. Lần ra phôi của lần cán cuối cùng thường có tốc độ lớn vì phôi
không cần quay lại hộp cán nữa.

1.3.3.Gia tốc và giảm tốc
Trị số gia tốc và giảm tốc chọn theo yêu cầu về thời gian quá độ (mở máy trong
0,8 ÷ 1,0I dm
0,7 ÷ 1s
khoảng thời gian
) và dòng điện trong giai đoạn này
. Từ đó, có:
a = (40 ÷ 60)vg / ph / s
Với truyền động nhóm:
a = (70 ÷ 100)vg / ph / s
Với truyền động riêng lẻ:
Giảm tốc thương có trị số lớn hơn:
b = (50 ÷ 70)vg / ph / s
Với truyền động nhóm:
b = (80 ÷ 130)vg / ph / s
Với truyền động riêng lẻ:
1.3.4.Tốc độ cán cực đại
Chọn cho đồ thị tam giác là:
n cd =

2ab

60L
+ n 2r a + n n2 b
πD
a+b


Trong đó:
L – chiều dài phôi sau lần cán tương ứng [mm];
D – đường kính trục cán [mm]
[n] – vg/ph; [a, b] – vg/ph/s
1.3.5.Các khoảng thời gian
Thời gian gia tốc khi chưa ngoạm phôi:
t1 =

nn − 0
a

Thời gian gia tốc sau khi ngoạm phôi để tăng tốc độ cán tới tốc độ cán cực đại
n − nn
t '2 = cd
φ = φdm
a
(ứng với
)
Thời gian gia tốc sau khi ngoạm phôi để tăng tốc độ tới tốc độ cơ bản:
n − nn
t 2 = dm
φ = φdm
a
(ứng với
)

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 12



Bài tập lớn

Trang bị điện

Thời gian gia tốc sau khi ngoạm phôi để tăng tốc độ từ tốc độ cơ bản (
n , cd n , cd > n dm
độ cán cực đại
(
):
n , cd − n dm
t3 =
φ < φdm
a,
(ứng với
)
,
a
Trong đó: - gia tốc khi giảm từ thông (thường a’< a).
Thời gian giảm tốc lúc còn phôi:
n, − n
t 5 = cd , dm
φ < φdm
b
Khi
:
,
φ < φdm b < b
b,

Với là giảm tốc khi
n − n r n cd − n r
t 6 = dm
=
φ = φdm
b
b
Khi
:
Thời gian giảm tốc lúc không còn phôi:
n −0
t7 = r
b
Thời gian cán ở đồ thị hình 1.5b:

t4 =

n cb

) lên tốc

t c.h.t = t 2 + t 4 + t 6

2
2
60L
1  n dm
− n n2 n dm
− n r2 
−

+
πDn dm n dm  2a
2b 

Với
Thời gian cán ở đồ thị hình 1.5c:
t c.htl = t 2 + t 3' + t '4 + t 5 + t 6
2
2
2
-n 2n n dm
-n 2r n '2cd − n cd
60L
1  n dm
 1 1 
t 4=
- ' 
+
+
 ' + ' ÷
'
πDn cd n cd  2a
2b
2
 a b 
'

Với
Thời gian nghỉ giữa hai lần cán tùy thuộc vào thời gian điều chỉnh cơ cấu ép trục
t n = (1,5 ÷ 2)s

(để thay đổi khoảng cách hai trục làm việc). Thường lấy
.
Nếu cần phải lật phôi trước khi cán tiếp thì phải tăng thời gian này lên.
t n = (2 ÷ 3,5)s
Thường lấy
.
Thời gian nghỉ giữa hai phôi cán tùy thuộc vào thời gian mà cơ cấu ép trục di
t n.2 = (4 ÷ 6)s
chuyển từ vị trí thấp nhất lên vị trí cao nhất. Thường lấy
.
1.3.6.Đồ thị mômen

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 13


Bài tập lớn

Trang bị điện

M td
Trường hợp tổng quát, mômen truyền động
gồm mômen cản tĩnh khi cán
Mc
Md
và mômen động
M td = M c + M d
Md
Mc

Mômen động chỉ có khi mở máy và hãm máy.
có thể cùng chiều với
(lúc
Mc
mở máy), ngược chiều với
(lúc hãm máy) và có trị số tương ứng là:
Ja
Md =
9,55
[kNm] (lúc mở máy)
Jb
Md =
9,55
[kNm] (lúc hãm máy)
Trong đó:
J – mômen quán tính toàn phần của hệ truyền động, bao gồm động cơ,
máy cán và phôi cán
J = J D + J mc + J ph
[T.m2]

[a,b] – vg/ph/s
M tddt
Sau khi tính mômen truyền động đẳng trị
cho tất cả các lần cán của 1 phôi,
xác định tiếp mômen động cơ:
M D = M tddt + M ms

Cuối cùng so sánh với mômen động cơ đã chọn sơ bộ.

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ


Page 14


Bài tập lớn

Trang bị điện

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG NHÓM MÁY CNQTN
2.1.Phân tích sơ đồ

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 15


Bài tập lớn

Trang bị điện

Hình 3.1: Sơ đồ truyền động nhóm máy CNQTN

2.1.1.Mạch lực
Hệ truyền động F-Đ

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 16



Bài tập lớn

Trang bị điện

Động cơ điện trong truyền động chính là động cơ điện một chiều Đ (1) được cấp
nguồn từ hai máy phát 1F(3) và 2F(4) nối song song nhau. Cuộn kích từ của hai
máy phát KT1F(5) và KT2F(5) được cấp nguồn từ máy kích từ FKF(6). Cuộn kích
từ của máy phát KTFKF(14) được cấp nguồn từ máy điện khuếch đại từ ngang
MĐKĐF(14).

• Phương pháp điều chỉnh tốc độ (2 phương pháp):
- Vùng dưới tốc độ cơ bản (

ω

) nhờ thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động
đm
cơ, hay chính là điều chỉnh điện áp của hai máy phát 1F, 2F qua máy phát kích thích
FKF được cấp điện từ cuộn kích từ của MĐKĐF.
- Vùng trên tốc độ cơ bản ( ω > ω

)
đm

. Thực hiện bằng cách giảm từ thông kích từ

của động cơ.
Quá trình điều chỉnh tốc độ ở hai vùng tiến hành không đồng thời và không phụ
thuộc lẫn nhau.


• Phương pháp đảo chiều
Động cơ được đảo chiều nhờ đảo chiều cực tính điện áp cấp cho cuộn AKĐF của
MĐKĐF
I KTFKF ± → φF ± → E F ± → U D m→ ωD ↑↓

• Các loại động cơ
- Động cơ Đ (1): là động cơ một chiều làm nhiệm vụ truyền động chính
- Máy phát 1F, 2F (3,4) cấp điện cho động cơ
- Máy phát kích thích FKF (6): cấp nguồn cho 2 cuộn kích từ KT1F, KT2F.
- Máy điện khuếch đại MĐKĐF (14): cấp điện cho cuộn kích từ của máy phát
KTFKF(14). Có các cuộn kích từ sau:
+AKĐF(15) cuộn điện áp thực hiện chức năng đảo chiều quay của động
cơ bằng hai công tắc tơ 1N(15) và 1T(15).
+CĐKĐF(9) là cuộn chủ đạo đồng thời là cuộn phản hồi âm điện áp có ngắt.
+MKĐF (6) cuộn phản hồi mềm điện áp máy phát 1F, 2F
+DKĐF (18) cuộn dòng điện, nằm trong bộ hạn chế dòng điện
- Khuếch đại từ nằm trong hệ thống kích từ máy phát KĐTF (11). Nó có 2 cuộn
điều khiển:

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 17


Bài tập lớn

Trang bị điện

+ CĐKĐTF (13): cuộn chủ đạo

+AKĐTF (12): cuộn dịch chuyển
-Máy điện khuếch đại trong nhóm động cơ MĐKĐĐ (21): cấp điện kích từ cho
FKĐ (23). Có 4 cuộn dây kích từ:
+ CĐKĐĐ (25) : cuộn chủ đạo
+ MKĐĐ (27) : cuộn phản hồi mềm dòng kích từ động cơ
+ AKĐĐ (22) : cuộn điện áp
+ DKĐĐ (18) : cuộn dòng điện, nằm trong bộ hạn chế dòng điện.
-KĐTĐ (19) Khuếch đại từ nằm trong hệ thống kích từ của động cơ, tạo ra điện
áp so sánh cho bộ hạn chế dòng động cơ. Nó có 2 cuộn điều khiển:
+ AKĐTĐ (20) : cuộn chủ đạo
+DKĐTĐ (26) : cuộn dịch chuyển
-FKĐ (23) : Máy phát kích thích, cấp điện kích từ cho động cơ Đ (1) kéo trục
cán.
2.1.2. Mạch điều khiển
• Các thiết bị

- Contactor
1- T: điều khiển quay thuận
+ 4 tiếp điểm thường mở 1T, 1 tiếp điểm thường mở 2T
+ 1 tiếp điểm thường đóng 1T và 2T

2- N: điều khiển quay ngược
+ 4 tiếp điểm thường mở 1N, 1 tiếp điểm thường mở 2N
+ 1 tiếp điểm thường đóng 1N và 2N

3- KH: tiếp điểm bảo vệ
+2 tiếp điểm thường mở
+1 tiếp điểm thường đóng

4- KT

+ 3tiếp điểm thường mở
+ 3 tiếp điểm thường đóng

5- KN

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 18


Bài tập lớn

Trang bị điện

+ 3tiếp điểm thường mở
+ 3 tiếp điểm thường đóng

6- 1Y
+ 1tiếp điểm thường mở

7- 2Y
+ 1tiếp điểm thường mở

8- 3Y
+ 1tiếp điểm thường mở

9- 4Y
+ 1tiếp điểm thường mở

10-


5Y
+ 1tiếp điểm thường mở

- Relay
RA: bảo vệ quá áp. Khi

U D = 80%U dm

thì role RA tác động, RA(28)=1 và

RA (22) = 0
+ 1tiếp điểm thường mở
+ 1 tiếp điểm thường đóng

- Tín hiệu liên động
KC: tay quay chọn chế độ làm việc
2.2. Thuyết minh sơ đồ
2.2.1. Quá trình khởi động quay thuận
Động cơ truyền động Đ được thực hiện bằng bộ khống chế chỉ huy KC. Mạch
chỉ hoạt động được khi các tiếp điểm bảo vệ đã được đóng kín. Khi KC ở vị trí“0”,
công tắc KH(12) = 1 → KH(13) = 1 [duy trì] → KH(14) = 1 (cấp nguồn cho các
dòng 14 ÷ 21).
¬
¬
¬
Đ quay + 1F, 2F
+ FKF + MĐKĐF

1T = KH.1N



2T = KH.1N.KN

+ Khởi động động cơ từ tốc độ bằng không đến tốc độ định mức (

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 19

ω

đm

).


Bài tập lớn

Trang bị điện

Quay bộ khống chế chỉ huy K C lần lượt từ “0” đến vị trí “3” sang bên phải
tương ứng với chiều quay thuận
+1T

KC = 0 → 3 → +2T →
+ KT


quay,


UF

→

tăng dần

+ AKĐF(15)

→

+KTFKF(14)

+ KT1F(5)

→ + KT2F(5) →

1F, 2F

động cơ Đ quay.

+1Y(18)

KC = 0 → 3 → +2Y(19) →
+3Y(21)


điện trở 3VR(13) được nối tắt

→ ICDKDTF


(13)

↑

UF
↑
↑ UF →
UKĐTF (11) ( USS trên điện trở 2VR) . Khi USS (> ) cưỡng bức
tăng
↑→
→
ω
U
U
(quá trình tăng Đ giảm dần do có phản hồi âm áp làm giảm sự
ư
ưđm
UF
tăng cưỡng bức của
)
→

+ U u
→

φ
=
φ
Ddm

 D
ω ↑→ ω
Đ

+ Tăng tốc độ từ

ω

đm

Đđm

đến tốc độ trên cơ bản.

−4Y(22) −DKDF(16)
KC = 4,5 → 
→
−
5Y(24)

↓ U CDKDD (26) → U KDKDD (21) ↓
→

UKTFKĐ

↓→

Ikt của KTĐ

↓ →φ


↓ →ω

Đ

↑

Đ

2.2.2. Quá trình hãm
+ Hãm động cơ từ tốc độ

Chuyển bộ khống chế
→

UCĐKĐĐ

↑→

ω

>

ω

đm

về “0”

+4Y

KC = 5,6 → 
→
+5Y

IKTFKĐ (21)

↑→

IKTĐ

4Y(16, 26) =1

↑ → ω ↓ →ω
Đ

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

→

Đđm

Page 20

ICĐKĐĐ (26)

↓→

0



Bài tập lớn

Trang bị điện

+ Hãm động cơ từ tốc độ ω

về 0.
đm
1N, 2N = KT.1T

−1T(14)
−2T(15)

−1Y(18)
KC = 4 → 
→
−2Y(19)
−3Y(21)

+ KT(27)

→
Khi chuyển bộ khống chế
+ 1 N (16), +2N (17)
IKĐF
→
ω ↓
÷
(15) đảo chiều
động cơ thực hiện hãm ngược. Khi Đ và ứng với Uư = (10

−1N
→
→
−
2N

→
→
15)% Uđm
- RA (2)
RA (28) =1
quá trình hãm ngược kết thúc.

2.2.3. Quá trình đảo chiều
→
Khi quay bộ khống chế KC = 6 (quay thuận) KC = 6 (quay ngược) KN = 1
→
→
dòng trong cuộn áp AKĐF đảo chiều
IKTFKF (14) đảo chiều
UF đảo chiều. sự
φ
→
tăng UF và giảm Đ xảy ra đồng thời nên dòng Ihãm rất lớn
cuộn DKĐF (16) của
φ ↑ →φ
bộ hạn chế dòng (17) phát huy tác dụng làm cho U F giảm chậm. Khi Đ
Đđm,
→
→φ φ

ω
và UF giảm thấp làm cuộn RA (2) mất điện
+ 4Y
Đ= Đđm và
Đ tiếp tục
giảm.

Sau đó UF giảm nhanh về 0 và tiếp tục tăng theo hướng ngược lại. Khi đạt 80%
→
→
→
ω
Uđm
+ RA -4Y
động cơ tiếp tục tăng tốc đến Đlv về phía ngược lại do

φ ↓
Đ

.

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 21


Bài tập lớn

Trang bị điện


CHƯƠNG 3
ĐÁNH GIÁ PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CỦA MÁY CNQTN TRONG
CÔNG NGHIỆP

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 22


Bài tập lớn

Trang bị điện

3.1. Các sơ đồ truyền động khác của máy CNQTN(sơ đồ truyền động riêng rẽ)

Hình 3.1: Sơ đồ truyền động riêng rẽ

• Phân tích
Sử dụng hệ truyền động F-Đ. Việc cấp điện cho 2 động cơ dùng 2 máy phát riêng
rẽ 1F, 2F.
Mạch động lực

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 23


Bài tập lớn

Trang bị điện


+ Máy điện khuếch đại cân bằng KĐCBT dùng để điểu chỉnh quan hệ tốc độ
của hai động cơ 1Đ, 2Đ . Máy này có 2 cuộn dây kích từ:

- Cuộn điều chỉnh KĐCBT (2)
- Cuộn phản hồi KĐCBFH (10)
+ Máy điện khuếch đại MĐKĐ.F (22) khuếch đại dòng điện đưa vào để kéo 2
máy phát. Có 3 cuộn kích từ:

- AKĐF (24) : cuộn điện áp
- DKĐF (27) : cuộn dòng
- MKĐF (12) : cuộn phản hồi mềm điện áp máy phát 1F và 2F.
+ Máy điện khuếch đại cân bằng KĐCBĐ để cân bằng dòng kích từ của 2
động cơ 1Đ và 2Đ. Có 2 cuộn dây kích từ được nối qua cầu chỉnh lưu để đảm bảo
sđđ giữ nguyên chiều trong quá trình máy đảo chiều:

- KĐCB1 (6)
- KĐCB2 (6)
+ Máy FK1Đ, FK2Đ (39), máy điện khuếch đại động cơ MĐKĐĐ (33), máy phát
kích thích FKF (14).

• Nguyên lý hoạt động
+ Hệ thống kích thích máy phát
Để cân bằng tốc độ dùng một bộ cân bằng làm việc do sự thay đổi kích từ máy
phát. Trong hệ thống kích từ máy phát có hai cầu cân bằng:

- Cầu 1, gồm 2 cuộn kích từ của 2 máy phát CKT1F, CKT2F và 2 điện trở 1R, 2R.
Đường chéo của cầu nối vào 2 cực của máy KĐCBT (9). Cuộn điều chỉnh của
KĐCBT được nối vào hiệu điện áp của 2 máy phát tốc gắn cùng hai trục động cơ.
Khi có sự chênh lệch điện áp giữa 2 động cơ cuộn KĐCBT sẽ có dòng điện chạy

qua làm cho các cuộn kích từ của máy phát có dòng I cb. Dòng này sẽ tăng cường
dòng kích từ cho máy phát cho động cơ có tốc độ thấp và giảm dòng kích từ cho
máy phát cấp điện cho động cơ có tốc độ cao.
- Cầu 2, gồm CKT1F, CKT2F, 4R và (3R+5R). Đường chéo của cầu này là cuộn phản
hồi mềm MKĐF (12) của MĐKĐF (22) để hạn chế sự tăng cưỡng bức của U F dựa
trên sự so sánh với Uss trên điện trở (17)
+ Hệ thống kích từ động cơ
Để cân bằng phụ tải, dùng 1 bộ phận cân bằng làm việc do sự thay đổi dòng kích
từ động cơ. Máy điện khuếch đại cân bằng KĐCBĐ (35) nằm trên đường chéo của
cầu cân bằng có 4 nhánh là 6R, 7R, KTFK2Đ, KTFK1Đ. Khi phụ tải không cân
bằng thì KĐCBĐ phát điện áp mà cực tính có chiều để dòng điện cân bằng tăng

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 24


Bài tập lớn

Trang bị điện

cường dòng kích từ của máy phát kích cho động cơ đang nặng tải và giảm kích từ
của máy phát kích cho động cơ đang nhẹ tải.
3.2. Những ứng dụng thực tế trong công nghiệp

3.2.1. Vai trò
Máy CNQTN có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cán thép, dùng để cán thô
các phôi nung nóng. Ở các nước tiên tiến trên 70% sản lượng thép sau khi nấu luyện
được cán thô trên các máy CNQTN. Có nhiều máy cán thuộc nhóm này như máy
cán phôi tấm, tấm dày thanh dầm, ray, máy cán phá 1150, máy cán phá 850, máy

cán phôi vuông Bluimin, máy cán phôi dẹt Slamin…
Ở nước ta có nhiều nhà máy lớn cán thép nóng như: nhà máy thép Cái Lân ở
Quảng Ninh, nhà máy thép Hòa Phát
Một số hình ảnh:

Hình 3.1: Sản xuất thép cán nóng ở nhà máy Cái Lân

SVTH: Đỗ Thị Hương – Đ3CNTĐ

Page 25