Bài giảng Trang bị điện máy gia công kim loại - Chương 4: Trang bị điện máy doa

uyền động chính máy doa 2620
 76
a/ Khởi động:Giả sử 1KH(4) = 1, 2KH(5) = 1. Muốn khởi động thuận ấn 
MT(1) → 1T(1) = 1, → 1T(3) = 0, 1T(8) = 1, 1T(1-2) = 1, → KB(2) = 1, → 
tđ KB(2) = 1, nối với 1T(1-2) tạo mạch duy trì. KB(4) = 1, → Ch(4) = 1, 
đồng thời RTh(7) = 1. Sau một thời gian chỉnh định, RTh(4) = 0, → Ch(4) = 
0; RTh(5) = 1, → 1Nh(5) = 1, → 1Nh(6) = 1, → 2Nh(6) = 1. 
 Kết quả khi ấn MT ta được: KB, 1T, Ch có điện; sau đó KB, 1T, 1Nh, 2Nh 
có điện. KB(đl) = 1, động cơ ĐB quay bơm dầu bôi trơn. 1T(đl) = 1, và 
Ch(đl) = 1, → động cơ Đ được nối ∆ khởi động với tốc độ thấp; sau một thời 
gian duy trì, 1T(đl) = 1, 1Nh(đl) = 1, 2Nh(đl) = 1, động cơ Đ được nối YY 
chạy với tốc độ cao. Nếu 2KH(5) = 0, → chỉ có 1T(1) và Ch(4) có điện → 
động cơ chỉ chạy ở tốc độ thấp. 
 Khởi động ngược ấn MN. 
 b/ Hãm máy 
 Để chuẩn bị mạch hãm và kiểm tra tốc độ động cơ, sơ đồ sử dụng rơle 
kiểm tra tốc độ RKT nối trục với động cơ Đ (không thể hiện trên sơ đồ). 
RKT làm việc theo nguyên tắc ly tâm: khi tốc độ lớn hơn giá trị chỉnh định 
(thường khoảng 10%) tốc độ định mức, nếu động cơ đang quay thuận thì 
tiếp điểm RKT-1(8) đóng; nếu đang quay ngược thì tiếp điểm RKT-2(11) 
đóng. 
 Giả sử động cơ đang quay thuận. RKT-1(8) = 1, → 1RH(8) = 1, → 1RH(8-
9) = 1, và 1RH(13-14) = 1. 
 Nếu đang quay chậm thì KB, 1T, Ch có điện; nếu quay nhanh thì KB, 1T, 
1Nh, 2Nh, RTh có điện. → Ch(13) = 0, hoặc RTh(13) = 0. Muốn dừng, ấn 
D(1) → 1T, KB, Ch hoặc 1T, KB, 1Nh, 2Nh, RTh mất điện → Ch(13) = 1, 
hoặc RTh(13) = 1, → 2N(14) = 1. Trên mạch động lực, 1T, KB, Ch, 1Nh, 
2Nh mở ra, 2N đóng lại → động cơ Đ được đảo hai trong 3 pha làm cho 
động cơ hãm ngược → tốc độ giảm đến dưới 10% định mức thì RKT-1(8) 
mở → 1RH(8) = 0, → 1RH(13-14) = 0, → 2N(14) = 0, → động cơ Đ được 
cắt ra khỏi lưới , động cơ dừng tự do. 
 c/ Thử máy 
 Muốn điều chỉnh hoặc thử máy, ấn TT (12) hoặc TN(14) → 2T(12) = 1, 
hoặc 2N(14) = 1, → động cơ được nối ∆ với điện trở phụ Rf làm cho động 
cơ chỉ chạy với tốc độ thấp. 
 77
 3. Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 
R11 R122BO-2 2BO-3C1R10 C1 R10
R13
R15R14
2BO-1 R
C
R16
FT
RT
RT
RN
RN
1BT
+
-
1BO-2 1BO-3C2 R5C2R5
+
-
Đ
+ -
MĐKĐ
+ -
CKĐ
1BO-1
CBCB
1V
Uo
2BT
1CK 2CKK K
R1 R2
R3
R4
R6 R7
R8 R9
1ĐT
2ĐT 3ĐT
 Hình 4.3. Sơ đồ hệ thống truyền động ăn doa máy doa 2620
 Hệ thống truyền động ăn dao thực hiện theo hệ MĐKĐ có bộ khuếch đại 
điện tử trung gian, thực hiện theo hệ kín phản hồi âm tốc độ. Tốc độ ăn dao 
được điều chỉnh trong phạm vi (2,2 ÷ 1760)mm/ph. Di chuyển nhanh đầu 
dao với tốc độ 3780mm/ph chỉ bằng phương pháp điện khí. Tốc độ ăn dao 
được thay đổi bằng cách chuyển đổi sức điện động của khuếch đại máy điện 
 78
khi từ thông động cơ là định mức, còn di chuyển nhanh đầu dao được thực 
hiện bằng cách giảm nhỏ từ thông động cơ khi sức điện động của MĐKĐ là 
định mức. 
 Kích từ của MĐKĐ là hai cuộn 1CK và 2CK được cung cấp từ bộ khuếch 
đại điện tử hai tầng. Tầng 1 là khuếch đại điện áp (đèn kép 1ĐT) và tầng hai 
là tầng khuếch đại công suất (đèn 2ĐT và 3ĐT). 
 Tín hiệu đặt vào tầng 1 là: 
 Uv1= Ucđ – γ.ω – Um2 (4-1) 
Trong đó: Ucđ - điện áp chủ đạo lấy trên biến trở 1BT; 
 γω - điện áp phản hồi âm tốc độ động cơ, lấy trên FT 
 Um2- điện áp phản hồi mềm, tỷ lệ với gia tốc và đạo hàm gia tốc, 
lấy ở đầu ra của cuộn thứ cấp 2BO-2 và 2BO-3 của biến áp 2BO, cuộn sơ 
cấp của 2BO (2BO-1) nối tiếp với mạch R, C. Do đó, dòng điện sơ cấp của 
biến áp vi phân 2B0-1 gồm hai thành phần tỷ lệ với tốc độ và tỷ lệ với gia 
tốc của động cơ. Như vậy điện áp thứ cấp biến áp 2BO sẽ tỉ lệ với gia tốc và 
đạo hàm của gia tốc động cơ. 
 Điện áp đặt vào tầng khuếch đại 2 là Uv2 được xác định bằng biểu thức: 
 Uv2 = Ur1 – Um1 (4-2) 
Trong đó: Ur1 - điện áp đầu ra tầng 1, là điện áp rơi trên điện trở R8, R9. 
 Um1- điện áp phản hồi mềm tỷ lệ với đạo hàm dòng điện mạch 
ngang, được lấy trên hai cuộn thứ cấp 1BO-2 và 1BO-3; cuộn sơ cấp 1BO-1 
mắc nối tiếp trong mạch ngang của MĐKĐ. 
 Nguyên lý làm việc: khi điện áp chủ đạo bằng không, do sơ đồ bộ khuếch 
đại nối theo sơ đồ cân bằng nên dòng điện anôt hai nửa đèn 1ĐT là như 
nhau (IaP = IaT), điện áp rơi trên R8 và R9 bằng nhau, như vậy điện áp ra tầng 
1 bằng không. 
 Ur1 = (IaP - IaT). R8 = 0 
Và tương tự dòng điện anôt hai đèn 2ĐT và 3ĐT bằng nhau (Ia2 = Ia3), hai 
cuộn dây 1CK và 2CK có điện trở và số vòng như nhau, sức từ động của 
chúng tác dụng ngược chiều nhau nên sức từ động tổng của KĐMĐ bằng 
không. 
 F∑ = F1CK – F2CK = (Ia2 – Ia3). W = 0 
Khi RT = 1, → Ucđ > 0 , do sự phân cực của điện áp chủ đạo nên nửa đèn 
phải thông yếu hơn nửa đèn bên trái của 1ĐT, điện áp trên R8 lớn hơn điện 
áp trên R9, điện áp ra của tầng 1 có cực tính làm cho đèn 3ĐT thông mạnh 
hơn 2ĐT tức là Ia3 > Ia2 hay I2CK > I1CK và sức từ động F∑ có dấu tương ứng 
với chiều quay thuận của động cơ. Tốc độ động cơ lớn hay bé tuỳ thuộc vào 
điện áp chủ đạo. 
 Khâu phản hồi âm dòng điện có ngắt: lợi dụng tính chất của MĐKĐ là khi 
có dòng điện phần ứng, điện áp ra của nó sẽ giảm do tác dụng của phản ứng 
 79
phần ứng. Mạch phản hồi âm dòng điện có ngắt gồm có cuộn bù, cầu chỉnh 
lưu 1V và biến trở 2BT. Khi dòng điện phần ứng còn nhỏ và nhỏ hơn dòng 
điện ngắt (Iư< Ing), sụt áp trên cuộn bù nhỏ hơn điện áp trên biến trở 
2BT(U0); cầu chỉnh lưu 1V không thông, và dòng điện cuộn bù hoàn toàn 
tương ứng với dòng điện phần ứng, MĐKĐ được bù đủ. Với giả thiết Ib = Iư 
thì sức từ động của cuộn bù sẽ là: 
 Fb = Ib. Wb = Iư. Wb (4-3) 
Khi Iư > Ing thì ta có Ub > U0; các van 1V thông, xuất hiện dòng điện phân 
mạch I1V và dòng điện cuộn bù sẽ giảm đi một lượng: 
 Ib = Iư – I1V (4-4) 
Mức độ bù giảm đi và kết quả điện áp ra của MĐKĐ giảm nhanh khi dòng 
điện phần ứng tăng làm cho dòng điện phần ứng được hạn chế. 
 Trong trường hợp này, sức từ động của MĐKĐ là: 
 F∑ = F12 + Fb - Fd = F12 + (Iư – I1V). Wb – Iư. Wb = F12 – I1V. Wb (4-5) 
 Trong đó : F12 – stđ của hai cuộn 1CK và 2CK 
 Fb = Ib. Wb - sức từ động của cuộn bù 
 Fd = Iư. Wb - sức từ động dọc trục được bù đủ khi Iư < Ing. 
 Từ công thức (4-5) ta thấy: khi Iư > Ing thì sức từ động của MĐKĐ bị giảm 
đi một lượng (Ilv. Wb). Như vậy có thể coi sức từ động tổng của MĐKĐ 
được sinh ra bởi hai cuộn 1CK- 2CK là F12 và cuộn bù Wb với sức từ động 
(I1V. Wb) ngược chiều sức từ động F12 
4.3 Sơ đồ truyền động máy doa toạ độ 2A450 
 1/ Thông số kỹ thuật 
 Máy doa toạ độ 2A450 dùng để gia công nhiều lỗ có toạ độ khác nhau trên 
1 chi tiết gia công tiện. Máy doa này cho phép nhận được độ chính xác gia 
công cao. Trên máy có thể thực hiện được các phép đo kích thước lấy dấu và 
kiểm tra kích thước giữa các tâm của lỗ. 
 Hình 4-5 trình bày nguyên lý mạch lực của máy. Động cơ truyền động 
chính có Pđm = 8kW; Uđm = 220V; nđm = 1440vg/ph. Phạm vi điều chỉnh tốc 
độ D = 10:1. 
 Biến áp động lực BA dùng để phối hợp điện áp giữa điện áp lưới điện và 
động cơ Đ, nhằm hạn chế tốc độ tăng trưởng dòng điện (di/dt) để bảo vệ 
Thyristor. Bộ chỉnh lưu cầu 3 pha dùng Thyristor cấp điện cho động cơ Đ. 
Chỉnh lưu cầu 3 pha dùng Điôt cấp điện cho cuộn kích từ CKĐ của động cơ 
và mạch điều khiển công nghệ của máy. Sơ đồ khối chức năng như hình 4-4 
 Để nâng cao chất lượng tĩnh và chất lượng động của hệ thống, hệ thống 
truyền động chính là hệ điều khiển kín có hai mạch vòng phản hồi: 
 80
 - Phản hồi âm dòng điện: tín hiệu tỉ lệ với dòng điện phần ứng của động cơ 
lấy từ biến dòng 1TI ÷ 3TI và cầu chỉnh lưu 1CL (UI = KIIư). 
 - Phản hồi âm tốc độ: tín hiệu tỷ lệ với tốc độ của động cơ lấy từ máy phát 
tốc FT (UFT = kω.ω). 
 - Bộ điều chỉnh dòng điện RI là khâu tỉ lệ - tích phân 
 - Bộ điều chỉnh tốc độ Rω là khâu tỷ lệ 
R11TI 2TI 3TI R3R2
2CL
R C R C
4T 1T
R C R C
6T 3T
R C R C
2T 5T
RĐA R4
ĐK
KH
G4 
K4
G6
K6
G2
K2
+
K1
G3
K3
G3
K3
-
G1
UI
KCB
KH
RĐA Đg
RĐL Đg
RTT KHRAL Đg
Đg
RTTCKĐ
Đ0 R5KBC
BT
D
M
+
-
UFT
Đ
FT
Đg Đg Đg
Rh
4-5 Sơ đồ nguyên lý mạch lực máy doa toạ độ 2A450
1CL
R R R
C C C
C1B1A1
C2B2A2
N2
N2
A2
IC1
+
-
1
CL
BAĐF
R1
R2
VR1 R3
+ Ucc
2
IC2
-
+
R5Đ1
R4VR2+ Ucc Đ2
C1 3
IC3
-
+
R6
R7
Đ10 R16
R8
R9
Đ3
Đ11 R17
R14
R11
5 64
555
4 8 7
2
6 1 5
3
C6
C5
R25
Đ15 R26
+ Ucc
VR3
+ Ucc
IC4
-
+
R18
R19
Đ12
Đ13
R20
IC5
-
+
R21
R22
R23 C2
VR4
VR5
VR6
R24
C3C4
G4
K4
+ UccR10BAX2
*
* TR3
TR4
R15
G1
K1
+ UccR10BAX1
*
* TR1
TR2
R12
+ Ucc
TR5
TR6
R28
RLĐ
Đ16
Đ14
ω
Kω
RωU
UFT
- -
UI
RI BBĐ Đ
KI
H. 4-4 Sơ đồ khối chức năng của hệ truyền động
7 8
 81
 Sơ đồ điều khiển bộ biến đổi Thyristor có 3 kênh cho các pha A kích mở 
các Thyristor là 1T và 4T; pha B cho 3T và 6T; pha C cho 5T và 2T. Đồ thị 
đo tại các điểm của sơ đồ điều khiển một kênh như hình 4-6 
Hình 4-6 Đồ thị điện áp tại các điểm đo 
 82
 Nguyên lý làm việc của sơ đồ điều khiển công nghệ như sau: ấn M → Đg 
= 1, → đóng điện cho các bộ biến đổi và nguồn điều khiển. Điều chỉnh tốc 
độ động cơ dưới tốc độ dưới tốc độ cơ bản bằng chiết áp VR3. Tốc độ động 
cơ tăng dần đến ωđm. Khi điện áp đặt lên động cơ đạt trị số định mức, rơle 
điện áp RĐA tác động → tiếp điểm RĐA = 1, → KCB = 1, → tiếp điểm 
KCB mở ra để biến trở BT đấu nối tiếp với cuộn kích từ CKĐ làm giảm từ 
thông, tăng tốc đến trị số cực đại đến 3000vg/ph. 
 Dừng máy bằng cách ấn nút D, công tắc tơ Đg có điện, tiếp điểm thường 
đóng của nó sẽ làm cho công tắc tơ KH có điện, tiếp điểm của nó sẽ đấu Rh 
song song với phần ứng của động cơ. Quá trình hãm động năng bắt đầu. Khi 
tốc độ động cơ giảm dần gần bằng không, điốt ổn áp Đ14 không bị đánh 
thủng, rơle RLD không tác động để tiếp điểm của nó sẽ cắt điện cuộn dây 
công tắc tơ KH. 
- Bảo vệ quá áp cho các tiristo 1T ÷ 6T bằng mạch R-C đấu song song 
với các tiristo. 
- Bảo vệ mất từ thông bằng rơle dòng điện RTT. 
- Hệ thống chỉ làm việc khi quạt gió làm mát cho các tiristo đã làm việc 
(RAL đã kín).