Đồ án môn học trang bị điện

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
I\ TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU:
1) Khái niệm chung:
Điều khiển động cơ là một yêu cầu cần thiết tất yếu của các máy sản
xuất.
Ta biết rằng hầu hết các máy sản xuất đòi hỏi có nhiều tốc độ, tùy theo công
việc, điều kiện làm việc mà ta lựa chọn tốc độ khác nhau để tối ưu hóa quá
trình sản xuất. Tốc độ làm việc của động cơ do người điều khiển quy định
gọi là tốc độ đặt. Trong quá trình làm việc, tốc độ động cơ có thể bị thay
đổi vì tốc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào thông số nguồn, mạch và
tải nên khi các thông số thay đổi thì tốc độ động cơ thay đổi theo. Đặc biệt
động cơ điện một chiều cung cấp công suất cơ không đổi hoặc mô men
không đổi, tốc độ động cơ được điều chỉnh trong phạm vi rộng, điều khiển
tốc độ một cách chính xác, vận hành hiệu quả ở dải tốc độ rộng, tăng tốc
và giảm tốc nhanh và đáp ứng nhanh các tín hiệu phản hồi.
2)

Sơ lược cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một
chiều:
a/ Cấu tạo:

Cấu tạo của động cơ gồm có 2 phần: stato đứng yên và rôto quay so
với stato. Phần cảm (phần kích từ - thường đặt trên stato) tạo ra từ trường đi
trong mạch từ, xuyên qua các vòng dây quấn của phần ứng (thường đặt trên
rôto).

b/ Nguyên lý hoạt động:
Khi có dòng điện chạy trong mạch phần ứng, các thanh dẫn phần ứng
sẽ chịu tác động bởi các lực điện từ theo phương tiếp tuyến với mặt trụ rôto,
1

NCL_12LTD

1


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

làm cho rôto quay. Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vị chiều dài
thanh dẫn là tích có hướng của vectơ mật độ từ thông B và vectơ cường độ
dòng điện I. Dòng điện phần ứng được đưa vào rôto thông qua hệ thống chổi
than và cổ góp.
Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng được đổi
chiều khi thanh dẫn đi đến một cực từ khác tên với cực từ mà nó vừa đi qua
(điều này làm cho lực điện từ được sinh ra luôn luôn tạo ra mômen theo một
chiều nhất định).

c/ Các phương pháp hãm động cơ điện 1 chiều:
Trạng thái hãm điện là trạng thái động cơ sinh ra moment điện từ
ngược chiều với tốc độ, do đó sẽ làm cản trở hoặc triệt tiêu tốc độ c ủa
động cơ. Đặc điểm chung của các trạng thái hãm điện là động cơ làm việc
ở chế độ máy phát, biến cơ năng từ hệ truyền động thành điện năng trả về
2

NCL_12LTD

2


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

lưới (hãm tái sinh) hoặc tiêu tán dưới dạng nhiệt năng trên điện trở hãm
(hãm ngược, hãm động năng).
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập hoặc kích từ song
song có 3 trạng thái hãm: hãm tái sinh, hãm ngược và hãm động năng.
*Hãm tái sinh:
Hãm tái sinh là trạng thái xảy ra khi tốc độ quay của động cơ ωĐ lớn
hơn tốc độ không tải lý tưởng ω0 trên đặc tính cơ mà động cơ đang làm
việc (ωĐ > ω0).
Khi làm việc ở chế độ động cơ (ωĐ < ω0), động cơ nhận điện năng
lưới điện từ cung cấp thông qua dòng điện I ư chạy vào phần ứng sinh ra
moment điện từ Mđt > 0 và chuyển thành moment cơ M > 0 phát cơ năng trên
trục động cơ. Ở chế độ hãm tái sinh (chế độ máy phát), động cơ phát năng
lượng điện trả về lưới (suất điện động E ư sinh ra dòng điện I ngược chiều
với dòng điện phần ứng Iư trả về lưới điện, moment điện từ đổi dấu Mđt < 0
và trở thành). Năng lượng điện sinh ra là nhờ cơ năng tích lũy của hệ
truyền động kéo động cơ quay với tốc độ ωĐ> ω0.
Đặc tính cơ của trang thái hãm tái sinh là đoạn kéo dài của đặc tính
cơ làm việc, nằm ở góc phần tư thứ II, (khi động cơ không đổi chiều quay)
và thứ IV (khi động cơ đảo chiều quay) của mặt phẳng tọa độ MOω.
Sức điện động của động cơ khi thực hiện hãm tái sinh:
E ư > Uư

Dòng điện hãm và moment hãm đổi chiều:
Ih =

U u − Eu K .φ .ω 0 − K .φ .ω
=
R
R

Mh = K.φ.Ih < 0

<0

(2.16)
(2.17)

Điện năng được trả về lưới điện là phần công suất có ích có giá tr ị
là:
P = ( E u − u u ).I h

(2.18)

Ví dụ một động cơ kích từ độc lập đang làm việc với MC ở tốc độ ωĐ
tại điểm A trên đặc tính cơ (1) có tốc độ không tải ω01 trên góc phần tư thứ I
(hình 2.1).
3

NCL_12LTD

3

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Để giảm tốc độ động cơ, người ta dung biện pháp hạ điện áp phần ứng từ
U1 xuống U2, đĐộng cơ chuyển sang làm việc tại điểm B trên đặc tính (2) có
tốc độ không tải làø ω02 <ωĐ <ω01. Đây là chế độ hãm tái sinh do tốc độ ban
đầu của động cơ ωĐ lớn hơn tốc đọ không tải ω0, moment điện từ Mđt đổi
dấu thành moment hãm Mh với giá trị cực đại là Mh.max < 0.
(U2 < U1)

(1) ứng với U1
(2 ứng với U2
A
B
D
C

ω6âñ
ωo2
ωo1
ωĐ
0
M
ω
Mc
Mh max

Hình 2.1: Hãm tái sinh xảy ra khi hạ điện áp của phần ứng.

4

NCL_12LTD

4


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Với tốc độ ωĐ và moment hãm Mh ngược dấu nhau nên cùng kéo nhau giảm
nhanh trên đoạn đặc tính hãm BC. Đến điểm C thì Mh = 0, nhưng do có sự
tồn tại của moment hãm MC nên ωĐ tiếp tục giảm xuống dưới giá trị ω02. Lúc
này động cơ lại trở về làm việc ở chế độ động cơ mới, moment động c ơ
MĐ hình thành và tăng dần lênvà khi MĐ= MC, động cơ làm việc ổn định tại
điểm D trên đặc tính cơ (2) với tốc độ ổn định mới ωĐ mới thấp hơn ωĐ.
* Hãm ngược:
Hãm ngược là trạng thái xảy ra khi mạch điện động cơ hoặc do
tác dụng của động năng tích lũy trong các bộ phận chuyển động hoặc
do moment thế năng hoặc do thay đổi kết nối làm sinh ra moment điện
từ có chiều chống lại chiều quay động cơ.
*Có 2 phương pháp hãm ngược sau đây:
i) Hãm ngược nhờ đóng điện trở phụ vào mạch phần ứng:
Động cơ đang làm việc với một tốc độ ωĐ trên đường đặc tính (1), để thực
hiện phương pháp này, ta đóng điện trở phụ có giá tr ị đủ lớn Rp vào mạch
phần ứng, động cơ sẽ chuyển sang đường đặc tính cơ (2) với độ cứng giảm
xuống, tốc độ giảm nhanh về 0 rồi đổi dấu tăng dần theo chi ều ngược l ại.
Vì sơ đồ kết nối động cơ vào lưới điện là không thay đổi nên đặc tính c ơ
hãm ngược khi đóng điện trở phụ vào mạch phần ứng là đặc tính biến trở.

Ứng với các tải có tính thế năng, đặc tính hãm ngược là đoạn cd trên đường
đặc tính biến trở (đồ thị hình 2.2).

Hình 2.2: Đặc tính cơ hãm ngược động cơ một chiều kích từ
độc lập song song
bằng cách đóng điện trở phụ vào.
ωĐ

maïch phaàn öùng

ωoâñ
Mc

ω0
c
b
a
d
5

NCL_12LTD

5


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

0

M
ω
(1)
(2)

Giả sử động cơ nâng tải với tốc độ xác lập ωĐ tại điểm a trên đường đặc
tính (1). Đóng điện trở phụ đủ lớn vào mạch phần ứng, động cơ sẽ chuy ển
sang làm việc tại điểm b trên đường đặc tính biến tr ở (2), moment M do
động cơ sinh ra nhỏ hơn moment cản Mc nên tốc độ giảm xuống nhưng tải
vẫn được tiếp tục nâng lên chậm dần. Đến điểm c tốc độ bằng 0 nhưng vì
moment động cơ vẫn nhỏ hơn moment tải nên dưới tác động c ủa tr ọng l ực
tải, động cơ quay theo chiều ngược lại. Tải trọng được hạ xuống với tốc độ
tăng dần, moment động cơ tăng dần và có xu hướng nâng tải lên. Đến đi ểm
d moment động cơ M cân bằng với moment tải Mc nên kể từ lúc này trở đi,
hệ làm việc ổn định với tốc độ hạ tải không đổi ωôđ. Đoạn cd trên đường
đặc tính biến trở hình 2.11 là đặc tính hãm ngược. Khi hãm ngược tốc độ
đổi chiều, sức điện động đổi dấu nên dòng điện hãm ngược có giá trị:
Ih =

U u − E u U + K .φ .ω
=
Ru + R p
Ru + R p

(2.19)
6

NCL_12LTD

6

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Mơn Học Trang Bị Điện.

Mh = K.φ.Ih < 0

(2.20)

Vậy trên đặc tính hãm ngược, sức điện động tác dụng cùng chiều v ới đi ện
áp lưới, động cơ làm việc như một máy phát nối tiếp với lưới, biến điện
năng nhận từ lưới và cơ năng trên trục động cơ thành nhiệt năng tỏa ra trên
tổng trở mạch phần ứng, vì vậy tổn thất năng lượng là rất lớn.
ii) Hãm ngược bằng cách đảo chiều quay động cơ:

Hình 2.3: Sơ đồ ngun lý mạch hãm ngược

-9_

+ -9-

Rp
Ikt
Rkt

động cơ một chiều kích từ độc lập
(hoặc song song) bằng cách đảo cực tính
điện áp đặt vào phần ứng.

_
+

E
+
CKT
-9-

Mc
(TN)
(Mhbđ2)

ωĐ
c
7

NCL_12LTD

7


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

c
b
b
a
d

0
-Mc
M
ω
-ω 0
ωoâñ
ω0
Mh1
Mh2
(2)
(1)

Hình 2.4: Đặc tính cơ hãm ngược bằng cách đảo cực tính điện áp mạch phần ứng.
Hãm ngược bằng cách đảo chiều quay động cơ được thực hiện thông qua
việc thay đổi kết nối mạch điện động cơ để đảo chiều dòng điện kích từ Ikt
hoặc dòng điện phần ứng Iư. Trong thực tế thường sử dụng biện pháp đảo
cực tính điện áp đặt vào phần ứng Uư để đảo chiều Iư.
Động cơ đang làm việc với tải Mc ở tốc độ ωĐ tại điểm a trên đặc tính tự
nhiên (hình 2.13). Khi đảo cực tính điện áp phần ứng Uư và đóng thêm Rp
vào mạch, động cơ chuyển sang làm việc tại điểm b trên đường đạc tính
mới, moment điện từ Mđt của động cơ đổi dấu thành moment hãm Mh có xu
8

NCL_12LTD

8


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

hướng chống lại chiều quay động cơ làm cho tốc độ giảm nhanh (trên đo ạn
bc). Tại c, tốc độ bằng 0, nếu cắt phần ứng ra khỏi nguồn cung c ấp trong
trường hợp điện trở phụ Rp có giá trị đủ lớn để đường đặc tính hãm là khá
dốc (đường (1)) thì động cơ sẽ dừng và không thể mở máy theo chiều ngược
lại. Nếu không cắt nguồn hoặc nếu Rp không đủ lớn để làm mềm đặc tính
mới (đường (2)), tốc độ động cơ sẽ đổi chiều và bắt đầu gia tăng theo
chiều ngược lại cho đến khi Mh = Mc thì động cơ đạt được tốc độ ổn định
mới tại điểm d.
Dòng điện và moment hãm ngược khi đảo cực tính điện áp phần ứng có giá
trị:
Ih =

− U u − Eu U u + E u
=
Ru + R p
Ru + R p

(2.21)
Mh = K.φ.Ih < 0

(2.22)

Vì đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập hoặc song song
là tương đối cứng nên moment hãm ban đầu Mhbđ rất lớn. Dòng điện hãm ban
đầu Ihbđ tỷ lệ với Mhbđ nên có giá trị khá lớn và có chiều ngược v ới chi ều
dòng điện phần ứng trước đó nên có thể gây nguy hại cho động c ơ, vì v ậy
cần thiết phải đưa điện trở phụ Rp có giá trị đủ lớn vào mạch phần ứng để
tạo ra đặc tính dốc có tốc độ giảm nhanh về 0 đồng thời nhằm hạn chế

moment vàdòng điện hãm ban đầu Mhbđ, Ihbđ trong giới hạn cho phép:
Mhbđ = Mh.max  2.5 Mđm
Ihbđ = Ih.max  2.5 Iđm
Phương trìnhđặc tính cơ là:

−

ω =

Ru + R p
Uu
−
.M
K .φ ( K .φ ) 2

(2.23)

Về mặt năng lượng, ở phương pháp này, động cơ vẫn phải nhận điện năng
từ lưới và điện năng qua quá trình biến đổi từ cơ năng tích lũy c ủa hệ
truyền động để tiêu hao dưới dạng nhiệt năng tỏa ra trên tổng tr ở mạch
phần ứng nên tổn thất công suất là tái sinh, hãm ngược và hãm động năng.
*Hãm động năng:
Trạng thái hãm động năng của động c ơ điện m ột chi ều kích t ừ
độc lập hoặc song song là trạng thái động cơ làm việc ở chế độ máy phát
9

NCL_12LTD

9

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

biến động năng tích lũy của hệ truyền động trong quá trình làm vi ệc tr ước
đó thành điện năng tiêu thụ dưới dạng nhiệt trên điện trở hãm.
Để hãm động năng, phần cảm cần được duy trì kích từ, còn phần ứng được
cắt khỏi nguồn và nối thành mạch kín với điện tr ở hãm. Chuy ển động quay
quán tính của phần ứng trong từ trường phần cảm làm xuất hiện sức đi ện
động cảm ứng, sinh ra dòng điện hãm và moment hãm chống lại chiều quay
động cơ. Dựa vào các hình thức kích từ mà có 2 cách hãm động năng sau:
i) Hãm động năng kích từ độc lập:
Đây là phương pháp duy trì kích từ khi hãm nhờ nguồn ngoài.
Động cơ đang làm việc ổn định với tải Mc ở tốc độ ωĐ tại điểm a trên
đường đặc tính tự nhiên, để thực hiện hãm động năng kích từ độc lập, ta
cắt mạch phần ứng ra khỏi lưới điện một chiều và đóng vào một đi ện tr ở
hãm Rh có giá trị lớn, trong khi mạch kích từ vẫn giữ nguyên kết nối v ới lưới
điện một cách độc lập với mạch phần ứng, điều chỉnh Rkt để dòng điện kích
từ giữ nguyên trị số định mức Iktđm, động cơ sẽ chuyển sang chế độ máy phát
điện một chiều kích từ độc lập, toàn bộ động năng tích lũy trong chuy ển
động trước đó được chuyển hóa thành điện năng phát ra và tiêu thụ trên
điện trở hãm, động cơ nhanh chóng mất động năng duy trì chuyển động v à
dừng lại.Sức điện động của động cơ khi bắt đầu thực hiện hãm, ứng với tốc
độ ωĐ = ωbđ là:
Ebđ =K.φđm. ωbđ

(2.24)

Dòng điện hãm ban đầu:

=−
Ihbđ = -Iư

Ebd
K .φ .ω
= − * dm bd
R + Rh
Ru + Rh
*
u

Trong đó:
Moment hãm ban đầu:

(2.25)

R*ư = rư + rct + rcp
Mhbđ =-M

= K .φ dm .I hbd

<0

(2.26)
+

_

Uö

E
Ikt
Rkt
Ih
-910

NCL_12LTD

10


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.
_

+

Rh
CKT

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm
động năng kích từ độc lập động cơ
một chiều kích từ độc lập (hoăc song
song).

Phương trình đặc tính cơ, đặc tính cơ - điện khi hãm là:

ω=

ω =

Ru* + Rh
Ru* + Rh
.
M
=
−
.M
hbd
( K .φdm ) 2
( K .φdm ) 2

Ru* + Rh
R * + Rh
.I hbd = − u
.I u
K .φdm
K .φdm

(2.27)

(2.28)

Vì từ thông được giữ không đổi (φ =φđm) nên độ cứng của đặc tính cơ hãm
phụ thuộc vào Rh. Khi Rh càng nhỏ thì đặc tính càng cứng, moment hãm
càng lớn, hiệu quả hãm càng cao. Tuy nhiên, điều này kéo theo giá tr ị dòng
điện hãm rất lớn, gây nguy hại cho động cơ, vì vậy phải chọn Rh sao cho
dòng điện hãm ban đầu nằm trong giới hạn cho phép là:
Ihbd = Ih.max = (2 ÷ 2,5) Iđm

Rh =

Tức là cần chọn:

K .φ dm .ω bd
− Ru*
I h. max

(2.29)

Các đặc tính hãm động năng là những đường thẳng đi qua gốc toạ độ và
nằm ở các góc phần tư thứ II và thứ IV.
11

NCL_12LTD

11


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Từ đồ thị đặc tính cơ hãm động năng kích từ độc lập (hình 2.15), ta thấy
nếu với moment cản Mc có tính phản kháng thì tốc độ động cơ giảm về 0 và
không tiếp tục tăng theo chiều ngược lại nên động cơ sẽ dừng hẵn (đặc tính
hãm động năng là đoạn b10 hoặc b20). Còn với moment cản Mc có tính thế
năng thì sau khi tốc độ động cơ giảm về 0, do tác động của tải tr ọng lực s ẽ
kéo động cơ tiếp tục tăng tốc theo chiều ngược lại, và đến làm việc ổn định
tại điểm có M = Mc (đặc tính hãm động năng đoạn là 0c1 hoặc 0c2).

Khi hãm động năng kích từ độc lập, năng lượng tổn hao chủ y ếu l à trong
mạch kích từ :
0
b2
c2
b1
a
c1
Mc
Mh1
Mh2
ω0
ωÑ
ωoâñ1
ωoâñ2
Rh2
Rh1
M
ω

Phương trình cân bằng công suất khi hãm là:
Pktđm =(1 ÷ 5)% Pđm

Eö . Ih =(Rö + Rh). Ih2

12

NCL_12LTD

12

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Hình 2.6: Đặc tính cơ hãm động năng kích từ độc lập
động cơ một chiều kích từ độc lập (hoặc song song).

ii) Hãm động năng tự kích từ, song song:
Hãm động năng tự kích từ là phương pháp hãm mà nguồn kích từ khi hãm
do động cơ tự cấp. Để thực hiện hãm, khi động cơ đang làm việc, ta cắt cả
mạch phần ứng lẫn mạch kích từ ra khỏi lưới điện một chiều và đóng v ào
điện trở hãm Rh có giá trị lớn, đồng thời kết hợp với việc điều chỉnh Rkt giữ
không đổi chiều dòng điện kích từ Ikt, động cơ sẽ chuyển sang chế độ máy
phát điện một chiều tự kích từ.
Toàn bộ động năng tích lũy trong chuyển động trước đó đều được chuy ển
hóa thành điện năng, một phần được cấp cho mạch kích từ, phần lớn còn lại
bị tiêu thụ hết trên điện trở hãm gây tỏa nhiệt. Dòng điện Iư đảo chiều sẽ
sinh ra moment hãm làm tốc độ động cơ suy giảm nhanh kéo theo sức đi ện
động giảm, từ trường kích từ giảm, dòng điện hãm giảm và do đó moment
hãm giảm nhanh chóng, động cơ hoàn toàn mất động năng và k ết thúc quá
trình chuyển động.
Từ sơ đồ nguyên lý (hình 2.16), ta có:
Iư = Ih + Ikt

Iư =

−E
− K .φ .ω

=
.
Rkt .Rh
Rkt .Rh
Ru +
Ru +
Rkt + Rh
Rkt + Rh

(2.30)

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý mạch hãm động năng tự kích từ động cơ
một chiều kích từ độc lập (hoặc song song).
+
-9-

_

Rp
Iö
-9Ikt
Rkt
13

NCL_12LTD

13


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

_
+
Uö
Ih
-9Rh
E
+

Hình 2.8: Đặc tính cơ hãm động năng tự kích từ động cơ một chiều
kích từ độc lập (hoặc song song).

Rh2
Rh1
b2
c2
b1
a
c1
0
M
ω

Mc
Mh1
Mh2
ω0
ωĐ

ωoâñ1
14

NCL_12LTD

14


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

ωoâñ2

Phương trình đặc tính cơ, đặc tính cơ-điện khi hãm là:
Rkt .Rh
Rkt + Rh
.M
( K .φ ) 2

Ru +
−

ω=

Ru +
−

ω=

Rkt .Rh
Rkt + Rh
.I u
K .φ

(2.31)

(2.32)

Trong quá trình hãm, tốc độ động cơ suy giảm dần kéo theo s ức đi ện động
giảm khiến từ thông φ cũng giảm dần và là một hàm số của tốc độ ( φ
=F(ω )). Vì vậy, các đặc tính cơ hãm có dạng đường cong phi tuyến như các
đặc tính không tải của máy phát điện tự kích từ, và nằm ở các góc phần t ư
thứ II và thứ IV.
Phương pháp hãm động năng tự kích từ có hiệu quả hãm thấp hơn phương
pháp hãm động năng kích từ độc lập trong cùng một điều kiện về tốc độ và
moment tải, tuy nhiên ưu điểm lớn nhất của nó (và cũng là nhược đi ểm c ủa
phương pháp hãm kích từ độc lập) là có thể thực hiện hãm khi m ất đi ện
nguồn.
15

NCL_12LTD

15


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ MÁY IN HOA
I\ ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ:
Phân xưởng in nhuộm là một trong những công đoạn cuối cùng của
nhà máy dệt vải trước khi ra cho thành phẩm. Vải sau khi đạ được tẩy trắng
hoặc đã nhuộm màu được đưa đến máy in vải và đi qua buồng sấy để làm
khô. Máy in vải (hình 1)
Công đoạn in vải được thực hiện theo nguyên tắc sau:
Vải được trải căng trên quả lô in, còn các trục in 2 mang hồ in lăn trên
quả lô in 1 và in màu lên vải. Sơ đồ mô tả công nghệ in vải được
trình bày trên hình 2.

Hình 1: Máy in vải (máy in hoa Elitex).

16

NCL_12LTD

16


Trường CĐKT Lý Tự Trọng






1 – quả lô in
2 – trục in mang hồ in
3 – máng hồ

4 – trục Hình
lấy hồ
đồ công
nghệ in vải.

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

2: Sơ

Mỗi trục in lấy hồ ở máng hồ 5 nhờ trục lấy hồ 4. Tùy thuộc vào số
lượng màu in trên vải mà số trục in có thể nhiều hay ít, thường số trục in có
thể là 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16. Vì lô in bằng thép cứng nên không thể quấn
trực tiếp vải lên lô in nên vải được lót bằng một lớp vải cao su ở phía trong
cùng. Ngoài ra để đảm bảo chất lượng vải in còn lót một lớp vải lót lớp kế
tiếp, sau đó mới tới lớp vải in. Các lớp vải in, vải lót, cao su trước khi vào và
sau khi ra khỏi lô in đều đi qua các hệ thống giá căng và vuốt mép vải
Lớp cao su sau khi ra khỏi lô in được quay trở lại vị trí ban đầu, lớp vải lót
được tách ra khỏi máy ngay trước buồng sấy, lớp vải in sau khi được in xong
được đi qua buồng sấy để làm khô.
Để giữ cho vải in được hoàn toàn nằm trong bề rộng của lớp vải lót
cũng như lớp vải cao su. Ở máy in có bố trí một hệ thống tự động điều chỉnh
mép vải. Sau khi ra khỏi buồng sấy thì thành phẩm hoàn chỉnh là vải hoa.

II\ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CỦA ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH MÁY
IN:
17

NCL_12LTD

17

Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

1) Công suất P1 cần thiết để khắc phục lực ma sát giữa các tr ục in v à

quả lô in (hình 3):

P1 =

M 1.ω1
1000

M 1 = F .r1.µ1và ω1 =

F .v1.µ1
P1 =
,, [ kw]
1000

v1
r1

M1: momen quay trục in [Nm]
W1: tố độ góc của trục in [rad/s]
V1: vận tốc dài của trục in [m/s]
F: lực ép của trục in lên quả lô in [N]
µ

1: hệ số ma sát giữa trục in và quả lô in
r1: bán kính trục in [m].

Hình 3: Phụ tải của động cơ

truyền động chính.
truyeñoäïng chính

2) Công suất p2 khắc phục lực ma sát giữa gông tr ục in và cổ tr ục in

(hình 3):

m1.ω
1
p2 =
1000

M2=F.r1.µ1 và

p2 =

M2: Mômen quay của cổ trục in [Nm].

v
ω= 2
r

v2: Tốc dộ dài của ngõng trục
r2 : Bán kính ngõng trục in [m].

2

F.μ .v2
2 [kw]v2 = v1 d1
1000
d2

p2 =
nên :

F.μ .v2.d2
2
[kw]
1000.d1

.

3) Công suất p3 khắc phục lực ma sát giữa ngõng tr ục và tr ục của quả

lô in: (hình 3).

M .W
T.v
3
3
p2 =
[kw] = 3 [ Kw].
1000.
1000

trong đó :
18

NCL_12LTD

18


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

là D = (6-10)/1.Tốc độ thấp nhất là 7-15m/ph. Điều chỉnh tốc độ cần êm,
trơn...
Động cơ truyền động máy in cần có đặc tính cơ ứng cao vì trong thời
gian làm việc, áp lực trên quả lô in có thể thay đổi dẫn đến thay đổi mômen
quay.tốc độ động cơ khi đó cần thay đổi ít.
Để đảm bảo khởi động bình thường máy in hoa cần mômen khởi động
lớn:

M kd ≥ 2.5M dm

Máy cần T: lực ma sát trên ngõng trục quả lô in.
V3 : tốc độ dài của ngõng trục quả lô in.
III\ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG:
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của máy in dừng nhanh, nếu không hãm dừng
nhanh sẽ ra phế phẩm vải nhiều, giảm năng suất.

19

NCL_12LTD

19


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Chức năng các khối
 Khối nguồn: Gồm nguồn 3 pha 380/660 VAC. Cấp nguồn cho mạch điều

khiển, mạch động lực.
 Khối biến đổi: Gồm bộ chỉnh lưu 3 pha không đối xứng. Nhận tín hiệu

góc kích từ khối điều khiển, biến đổi điện áp AC thành điện áp DC cấp
nguồn cho động cơ và hệ điều khiển.
 Khối mạch tạo xung: Tạo xung đưa vào HTĐK để kích các thyrictor hoạt







động.
Khối điều khiển: Đưa ra góc kích đặt vào bộ chỉnh lưu sẽ cấp điện DC vào
mạch phần ứng động cơ.
Khối điều chỉnh dòng điện: Nhận tín hiệu điện áp từ khối đo dòng điện và
khối điều chỉnh tốc độ, để đưa ra điện áp tớ bộ tạo xung HTĐK để kích

thyrictor mở sớm hoặc trể để động cơ hoạt động ứng với tốc độ đã chọn.
Khối điều chỉnh tốc độ: Đưa ra tín hiệu điện áp tới bộ điều chỉnh dòng
điện để thay đổi tốc độ động cơ.
Khối mạch phần ứng: Tạo điện áp phần ứng gởi tín hiệu điện áp vào bộ
điều chỉnh dòng điện.
Khối mạch kích từ: Xin ra từ trường

Chức năng các linh kiện trong mạch
 Đ1, Đ2 Đ3, Đ4, Đ5 là 5 động cơ điện một chiều kích từ song song






lấy điện từ bộ chỉnh lưu cầu bán điều khiển dùng 3 thysistor và 3
diode.
Động cơ Đ1 có công suất 23 kw truyền động quay cho quả lô in, tốc
độ từ 30m/ph đến 60m/ph. Tốc độ trong quá trình làm việc được duy
trì không đổi.
Động cơ Đ2 và Đ3 làm nhiệm vụ kéo vải lót có công suất 2kw.
Động cơ Đ4, Đ5 dùng kéo vải in.
Động cơ Đ2 và Đ4 được đặt ở đầu buồng sấy, động cơ Đ2 kéo
lớp vải lót và vải lót được tách ra khỏi trước buồng sấy, động cơ Đ4
kéo vải vào trong buồng sấy.
Động cơ Đ3, Đ5 kéo vải lót và vải in đến quả lô in.

20

NCL_12LTD

20


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Động cơ Đ2, Đ3 và Đ4, Đ5được đồng bộ tốc độ để các lớp vải
lót vải in trước và sau quả lô in được đều nhau, không quá căng cũng
không quá chùng lại, đó là do trên máy có đặt 4 giá căng trùng nhau
làm việc theo nguyên tắc điều khiển tự động cho các động cơ Đ2
đến Đ5 (nguyên tắc điều khiển từ thông sẽ được trình bày ở phần
ổn định tốc độ động cơ).

Máy phát tốc FT là máy được được gắn đồng trục với động cơ
Đ1 khi tốc độ dòng động cơ vì lý do nào đó mà tăng lên hay giảm xuống thì
tốc độ quay của máy phát tốc thay đổi theo, từ đó biến tín hiệu không điện
thành tín hiệu điện đưa đến HTĐK từ đó điều khiển góc kích thysistor để
điều khiển tốc độ động cơ đến tốc độ đặt.

Biến trở R1 dùng để thay đổi điện áp chủ đạo (tức là tín hiệu đặt
tốc độ động cơ) tăng tốc hay giảm tốc độ động cơ Đ1.

Công tắc tơ (CTT) K0 : khi có điện đóng tiếp điểm thường hở K0
lại đưa Rh vào để hãm động cơ.

CTT Dg dùng cấp điện cho máy biến áp BA1 đồng thời đóng cắt
nguồn 3 pha cho toàn mạch và và cắt điện 1 chiều cho mạch tạo xung.


Tụ C3 : san bằng điện áp.

Các biến trở Vr2, Vr3, Vr4, Vr5 dùng điều chỉnh từ thông các động
cơ từ Đ2 đến Đ5 để các lớp vải lót, vải in trước và sau quả lô in không quá
căng hay không bị chùng nhau.

CKĐ1, CKĐ2, CKĐ3, CKĐ4, CKĐ5 là các cuộn dây kích từ các
động cơ tương ứng từ Đ1 đến Đ5.

Khối biến đổi ĐOI biến đổi dòng điện thực tế bằng điện áp ứng
với dòng điện thực tế đó để đưa vào bộ chỉnh lưu dòng điện.

Rtr2 dùng cấp điện trở hãm Rh vào mạch phần ứng khi các động
cơ ở chế độ hãm.

Các CTT K1 đến K5 dùng cấp điện vào phần ứng động cơ tương
ứng từ Đ1 đến Đ5.

Cuộn kháng Lk bảo vệ xung dòng khi các thysistor đóng cắt liên tục
thì dòng điện sẽ biến thiên, lúc đó sẽ tạo ra xung dòng lớn hơn dòng định
mức các thysistor dễ làm các thysistor bị hư.

Ld là cuộn kháng cân bằng dùng để lọc điện 1 chiều được bằng
phẳng (ổn định dòng điện).

Role RTT là role bảo vệ thiếu từ trường, nếu từ trường phần cảm
động cơ quá nhỏ hay bằng không thì tốc độ động cơ sẽ tăng lên đến vô
cùng kết quả sẽ phá hủy động cơ. Vì vậy cần có role này để khi không có từ
trường phần cảm thì tiếp điểm RTT sẽ mất điện và mạch không thể hoạt
động.


Các role nhiệt RN1 đến RN5 dùng để bảo vệ quá nhiệt cho các
động cơ khi có quá tải.

Transistor T1 diode Đ4, điện trở R7, R8, R16 hạn chế dòng điện
động cơ kích cho T4.

Các công tắc tơ chuyển mạch CM1, CM2, CM3 dùng cấp điện cho
các CTT K1 đến K5 (cấp điện cho các động cơ). CM4 cấp điện cho Rth khi
làm việc ở chế độ tự động. CM4 vừa cấp điện cho Rtr4 khi chạy thử toàn
hệ thống vừa cấp diện cho toàn hệ thống làm việc ở chế độ tự động

Nút nhấn M1 cấp điện cho CTT KL1, CTT KL2, CTT T đóng lại
chuẩn bị cho máy hoạt động (có thể chạy thử, có thể làm việc).


21

NCL_12LTD

21


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

Nút nhấn M2 chạy thử toàn hệ thống (CM4 phải ở trạng thái đóng)
Nút nhấn M3 cấp điện cho hệ thống làm việc ở chế độ tự động.
Nút nhấn M4 dùng để tăng tốc động cơ, nút nhấn M5 dùng để

giảm tốc động cơ nhờ vào dộng cơ vecvô.

Các nút nhấn TT2, TT3,TT4, TT5 là các nút nhấn liên động cấp
điện cho động cơ Đ2 đến Đ5 chạy thử theo chiều thuận.

Các nút nhấn TN2, TN3, TN4, TN5 là các nút nhấn liên động cấp
điện cho động cơ Đ2 đến Đ5 chạy thử theo chiều ngược.

Công tắc M nút khởi động cấp nguồn cho hệ thống mạch điện và
cấp điện 1 chiều cho mạch tạo xung.

Nút dừng D là nút dừng khẩn cấp khi có sự cố hay khi ngưng không
làm việc nữa, lúc đó sẽ ngắt nguồn 3 pha cho mạch điện và ngắt điện 1
chiều cho mạch tạo xung.

Các nút dừng từ Đ1 đến Đ7 có thể dừng khi kiểm tra sản phẩm rồi
sau đó hoạt động tiếp.

CTT T khi cấp điện đảm bảo luôn có điện vào hệ thống hoạt động
theo chiều thuận.

CTT N dùng ở chế độ thử máy ngược của động cơ Đ2 đến Đ5.

CTT KL1 có điện đóng tiếp điểm KL1duy trì cho KL2 và tiếp
điểm KL1 cấp cho mạch để thử máy hoặc làm việc. Khi KL2 có điện thì
đóng tiếp KL2 duy trì cho CTT T luôn có điện trước các CTT K1 đến K5.

CTT KL3 có điện đóng tiếp điểm KL3 duy trì cho Rtr4 có điện,
Rtr4 có điện đóng các tiếp điểm Rtr4 duy trì khi chạy thử toàn hệ thống
hoặc hệ thống làm việc. Khi role RN tác động thì RN hở ra cắt điện cho CTT

KL3 lúc đó không thể chạy thử cho toàn mạch và làm việc toàn hệ thống

CTT KL4 có điện có điện đóng các tiếp điểm KL4 duy trì cho CTT
K3, CTT K5 có điện, rồi tới CTT K2, CTT K4 có điện theo. Đồng thời duy trì
cho KL2 khi KL1 mất điện (lúc dừng hãm ).

Các cầu chì bảo vệ mạch khi có sự cố ngắn mạch hay quá tải xảy
ra.

Điện trở R ở mạch chỉnh lưu 1: khi bộ chỉnh lưu có điện và tiếp K0
đóng lại đảm bảo sự xác lập điện áp chỉnh lưu khi chưa có động cơ nào
hoạt động.

Bộ điều chỉnh dòng điện gồm có
Khối đo dòng điện ĐOI, các điện trở R11, R12, R13, R14, tụ
điện C2, OP-AMP A2.
 Bộ điều chỉnh tốc độ gồm có:
Khuyếch đại thuật toán OP-AMP A1, phản hồi R6, tụ C1, các
điện trở R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, tụ C3, diode D4, máy
phát tốc FT, biến trở R1, R16, role trung gian Rtr0 bộ logic.






Role thời gian Rth dùng để khống chế thòi gian chạy thử.

Role RTr2 RTr3 khóa chéo cho 2 CTT và CTT N không có điện cùng
lúc (ở chế độ chạy thử các động cơ Đ2  Đ5).

C1 và C2 dùng điều khiển động cơ vecvo kéo con trượt biến trở R1,
để tốc độ động cơ được tăng hay giảm (tùy theo người đứng máy).
22

NCL_12LTD

22


Trường CĐKT Lý Tự Trọng

23

NCL_12LTD

Đồ Án Môn Học Trang Bị Điện.

23