›
›

Luận văn Tổng quan về truyền động điện và trang bị điện dây chuyền sản xuất giấy công nghệ cao Đình Vũ. Đi sâu truyền động đồng bộ hóa tốc độ các khâu trong dây chuyền

pdf 71 trang phuongnguyen 5020
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Tổng quan về truyền động điện và trang bị điện dây chuyền sản xuất giấy công nghệ cao Đình Vũ. Đi sâu truyền động đồng bộ hóa tốc độ các khâu trong dây chuyền", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_van_tong_quan_ve_truyen_dong_dien_va_trang_bi_dien_day.pdf

Nội dung text: Luận văn Tổng quan về truyền động điện và trang bị điện dây chuyền sản xuất giấy công nghệ cao Đình Vũ. Đi sâu truyền động đồng bộ hóa tốc độ các khâu trong dây chuyền

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG Luận văn Tổng quan về truyền động điện và trang bị điện dây chuyền sản xuất giấy công nghệ cao Đình Vũ. Đi sâu truyền động đồng bộ hóa tốc độ các khâu trong dây chuyền
  2. CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY GIẤY ĐỨC DƢƠNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1. Giới thiệu tổng quan về công ty giấy Đức Dƣơng Công ty – ( DVIZ ) như: . 100 km và thông thương trực tiếp với các đường quốc lộ khác, nhờ đó mà từ Hải Phòng đi đến các tỉnh thành phố khác cũng như vào miền Nam rất thuận tiện. DVIZ chỉ cách trung tâm thành phố 7 km, sẵn có nguồn lao động dồi dào và có tay nghề cao. DVIZ cách sân bay Cát Bi 3 km, nơi có các chuyến bay trực tiếp tới thành phố Hồ Chí Minh và Ma Cao (Trung Quốc). Sân bay này sẽ được nâng cấp thành sân bay quốc tế vào năm 2010. DVIZ chỉ cách cảng Chùa Vẽ - trực thuộc Cảng Hải phòng 3 km nên rất thuận tiện cho viêc vận chuyển hàng hóa . Với rất nhiều thế mạnh về địa lí, giao thông nên công ty giấy Đức Dương đã tạo riêng cho mình một chỗ đứng trên thị trường. Với các mặt hàng đáp ứng được thị trường trong nước, nay công ty đã mở rộng ra thị trường nước ngoài như Trung Quốc, Malaixia, EU . ng. Giá trị cốt lõi của công ty là: 1
  3. o sự tăng trưởng bền vững: Đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ thành công của công ty. Quyết tâm duy trì sự tăng trưởng bền vững của công ty bằng sáng kiến uật, việc đạt được kết quả cao hơn. Xây dựng đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp: tự chủ công việc trong cơ sở tuân thủ các qui chế,qui trình chuẩn để mục tiêu của công ty. Trách nhiệm ành động 1 cách trung thực - vô tư - đoàn kết: xây dựng chữ tín trong và ngoài công ty bằng cách đặt lời nói đi đôi với việc làm và luôn cam kết với công việc một định hướ ột mục tiêu để cùng thành công. Chăm sóc khách hàng, người tiêu dùng và cộng đồng: công ty đang phát triển trong một nền kinh tế cạnh tranh khốc liệt về giá cả - chất lượng sản phẩm . Do vậy, thành công của công ty phụ thuộc vào sự hiểu biết cặn kẽ đối với khách hàng, người tiêu dùng và cộng đồng. ”Chăm sóc” cũng có nghĩa là làm nhiều hơn để cùng nhau phát triển. Mỗi phẩm ột niềm tự hào: Mỗi cá nhân trong công ty sử dụng các sản phẩm công ty làm ra đều cảm thấy tự hào này áp dụng trong nhiều khía cạnh từ khâu thu mua nguyên liệu đến lúc sản phẩm đến tay người tiê . 2
  4. 1.1.2. Cơ cấu tổ chức của công ty giấy Đức Dƣơng Giám Đốc P. KINH DOANH 1.1 - n: Chịu trách nhiệm cung cấp tài chính cho công ty. Làm thủ tục tạm ứng, thanh toán với chủ đầu tư khi đã hoàn thành tất cả các yêu cầu của chủ đầu tư về mặt tài chính. - : Là một mắc xích quan trọng trong chuỗi dây chuyền cung ứng của công ty, phòng kinh doanh chuyển tải thường xuyên nhu cầu máy móc, thiết bị, nguyên vật liệu, từ hoạt động sản xuất - kinh doanh của công ty đến các nhà cung cấp trong việc xem trọng chất lượng và cân nhắc về chi phí, đề ra các chiến lược kinh doanh, thỏa mãn tốt nhất những mong muốn về sản phẩm từ khách hàng quốc tế, đóng góp vào những thành công nhất định của công ty. Chức năng: + Bám sát hoạt động sản xuất, tình hình thị trường và thông tin nhà cung cấp qua các hội trợ, triễn lãm trong và ngoài nước, các phương tiện truyền thông: báo, đài, internet. + Cập nhật liên tục giá cả thị trường của các nhà cung cấp trong nước cũng như ngoài nước. Đặt mối quan hệ thân thiết, thường xuyên thăm hỏi, đánh giá nhà cung cấp. Đảm bảo luôn có nhiều nguồn hàng cung ứng với chất lượng tốt, thời gian đáp ứng nhanh, giá cả cạnh tranh trên thị trường. Quan tâm đào tạo kỹ năng ngoại thương cho các thành viên trong bộ phận. + Tìm hiểu thị trường trong nước và quốc tế để xây dựng kế hoạch và tổ chức thực hiện phương án kinh doanh xuất, nhập khẩu, kế hoạch chiến lược 3
  5. và kế hoạch có liên quan của công ty. + Nghiên cứu, đánh giá khả năng tiềm lực của các đối thủ cạnh tranh trong nước và nước ngoài. Liên tục khảo sát thị trường, cải tiến mẫu mã. Bảo đảm cung cấp giá tốt. + Giới thiệu, chào bán sản phẩm của Công ty tại các hội chợ triển lãm, khảo sát thị trường, trao đổi nghiệp vụ, thu thập thông tin nhằm mở rộng thị trường quốc tế. + Tư vấn và tham mưu cho Ban Giám Đốc trong quan hệ đối ngoại, chính sách xuất - nhập khẩu, pháp luật của Việt Nam, pháp luật quốc tế về hoạt động kinh doanh giấy công nghiệp và giấy Tissue. Giúp Ban Giám Đốc chuẩn bị các thủ tục hợp đồng, thanh toán quốc tế và các hoạt động ngoại thương khác. + Thực hiện các hợp đồng kinh doanh xuất nhập khẩu. Cùng với ban giám đốc tiếp khách, đàm phán, giao dịch, ký kết hợp đồng với khách hàng nước ngoài. Tạo cho khách hành một sự an tâm, tín nhiệm qua hoạt động chăm sóc khách hàng, dịch vụ hậu mãi tốt. - . - : y. Đây là bộ phận chính sản xuất ra sản phẩm chính của Công ty: Giấy gói, giấy photocoppy, Nhà máy gồm 2 khâu . t: Nhiệm vụ tẩy trắng bột giấy. n Vận tải: Nhiệm vụ chính là vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm cho công ty. n Bảo dưỡng: Nhiệm vụ sửa chữa và bảo dưỡng các thiết bị máy móc trong toàn bộ Công ty. Ngoài ra Công ty còn có các phòng ban chức năng phục vụ cho sản xuất cũng như tiêu thụ sản phẩm như phòng vật tư, phòng phụ tùng, phòng kỹ thuật, phòng thị trường, phòng tài vụ, phòng đời sống. 4
  6. 1.2. TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY 1.2.1. Giới thiệu một số loại máy Xeo giấy 1.2.1.1. Những bộ phận của máy Xeo Phần ướt chủ yếu là nơi hình thành tờ giấy Dựa vào phương pháp và bộ phận hình thành tờ giấy mà đặt tên cho các loại máy Xeo: + Máy Xeo tròn: Là tờ giấy được hình thành trên một Lô lưới tròn nghĩa là một Lô quay tròn được nhúng trong một bể chứa còn gọi là bồn lưới + Máy Xeo dài: Là tờ giấy được hình thành trên một mặt lưới phẳng chạy trên các Lô hoặc thanh đỡ Người ta tìm ra một loại máy Xeo đặc biệt để sản xuất bìa cattong đó là loại máy kết hợp giữa Xeo tròn và Xeo dài. Lưới kết hợp với các Lô dẫn các hòm hút chân không và những trang bị khác gọi là bộ phận lưới. Chức năng của bộ phận này là tách nước khỏi bột và hình thành tờ giấy, sau bộ phận lưới tờ giấy được chuyền qua bộ phận ép ở đó một lượng nước nữa được tiếp tục tách khỏi tờ giấy và đồng thời tờ giấy được ép thêm để tăng sự liên kết giữa các thớ sợi. Hòm phun bột, bộ phận lưới, bộ phận ép được gọi là phần ướt của máy Xeo . Phần khô được đặt tiếp với phần ướt Tiếp theo bộ phận ép là bộ phận sấy, ở đó lượng nước còn lại phải được loại bỏ. Đôi khi sau bộ phận sấy có bộ phận làm nhẵn và phần cuối của máy với bộ phận cuộn lại. Phụ thuộc vào sự thiết kế của bộ phận sấy mà người ta có thể đặt tên : + Loại máy nhiều lô sấy nghĩa là nó có nhiều lô sấy nhỏ nối tiếp nhau + Loại máy một lô sấy nghĩa là máy chỉ có một lô sấy to + Loại máy kết hợp là máy có nhiều lô nhỏ và một lô lớn Lô sấy lớn qua đó nó làm cho giấy có bề mặt nhẵn, một mặt có độ nhẵn bong cao do đó người ta gọi là máy làm bóng giấy. Trong suốt quá trình sấy khô tờ giấy bám sát bề mặt lô do đó giấy không có khả năng co. Điều này làm cho tờ 5
  7. giấy không có tính đàn hồi. Loại giấy không được làm bóng là giấy được sản xuất trên máy nhiều lô, ở đó giấy có thể co giãn tự do giữa các lô sấy và tốc độ khô chậm hơn, điều này dẫn đến giấy có tính đàn hồi cao hơn. Với máy Xeo kết hợp người ta cố gắng để sản xuất có độ bóng bề mặt cao nhưng với chất lượng và đặc tính như giấy được làm trên máy không có độ bóng bề mặt. 1.2.1.2. Các loại máy Xeo Người ta đặt tên cho các loại máy xeo khi nhìn vào chất lượng sản phẩm chính quyết định để sản xuất. Máy sản xuất giấy in báo, máy sản xuất giấy vệ sinh, sản xuất giấy viết, máy sản xuất giấy bìa cattong, Nếu một máy sản xuất bìa với 2 lớp hoặc 3 lớp ( thông thường với nhiều loại bột khác nhau ) người ta sẽ gọi máy sản xuất bìa 2 lớp hoặc 3 lớp. a, Máy Xeo tròn Máy xeo tròn là trên một lô được bọc những lớp lưới có kích thước khác nhau và một phần lô được nhúng vào trong bồn bột ở đó bột giấy được cung cấp tới, tờ giấy được hình thành khi nước trong hỗn hợp bột được tách qua lưới khi lô lưới quay và nước được thoát qua các mắt lưới, tờ giấy sau đó được tách khỏi lưới bằng một chăn len nó được ép trực tiếp lên mặt lưới bởi trục ngực, tờ giấy bám vào bề mặt của chăn và tiếp tục di chuyển tới bộ phận sau. Những loại máy Xeo tròn đã được sử dụng là loại thuận chiều, ngược chiều và loại bồn khô. Ở loại máy thuận chiều: bột đi vào bể cùng chiều với chiều quay của lô lưới, lưới sạch được đi xuống bên dưới phía trong bể, ở chỗ đó bột cũng được cấp tới và sự hình thành tờ giấy bắt đầu. Lượng bột thừa được dồn lại thành hỗn hợp bột đặc hơn ở phía đối diện của bồn lưới. Để giải quyết tồn tại này người ta đã làm một hố chảy tràn. Đối với loại ngược chiều, hướng của dòng bột là ngược chiều với chiều quay của lô lưới. Khi dòng bột gặp bề mặt sạch của lô lưới thì nó có một nồng độ thích hợp cao nhất. Tờ giấy được hình thành một cách nhanh chóng và thay đổi nồng độ 6
  8. được điều khiển tự động. Loại thuận chiều được chọn để sản xuất loại giấy có sự hình thành ổn định và độ đều cao, còn loại ngược chiều được sử dụng sản xuất các loại giấy có độ chịu bục và độ dày cao . Loại bồn khô là loại thông thường nhất mà ngày nay thường sử dụng nó có một bể ngắn ở đó lô lưới di chuyển từ dưới lên. Sự thoát nước bắt đầu khi ở vị trí 900 hoặc thấp hơn chu vi của lô. Loại máy bồn khô cho ta tờ giấy có sự hình thành tốt hơn các loại cũ và tốc độ cao hơn thường là 150 m/f so với các loại cũ là 40m /f . Người ta rất dễ dàng thay thế loại máy ngược chiều sang loại bồn khô và nó đã được áp dụng khá rộng rãi ở một số nơi, tất cả các loại máy Xeo tròn cho ta một sự sắp xếp thớ sợi tốt hơn nên tờ giấy có độ đồng đều cao hơn và độ bền chiều dọc cao hơn bề ngang của máy. Điều này có một số thuận lợi trong một vài trường hợp song cũng còn một số bất lợi. Nếu trường hợp bất lợi xảy ra thì những phương pháp hình thành mới phải được áp dụng. Điều này cũng được áp dụng đối với loại có tốc độ cao hơn 150 m/f . Tờ giấy được hình thành trên một vùng ngắn 750 tấm môi giữa lô lưới và tấm hình thành có thể thay đổi được để đạt được sự sắp xếp thớ sợi và hình thành tốt với lượng chảy tràn là 10 % . Khi tốc độ máy thấp hơn 90 m/ f, hút chân không sẽ được sử dụng ( độ không khoảng 100mm cột nước ) thí dụ: nồng độ bột 0,6% độ nghiền SR 550 tốc độ máy:  60 m/ f, định lượng 80 g /m2  90 m/ f , định lượng 65g / m2 Máy Xeo tròn đã được cải tiến nhiều bước, loại máng ngắn đã được thay thế bằng hòm phun bột từ đó bột được phun lên lưới, quá trình thoát nước được thực hiện giữa lô lưới và miệng cong mở khoảng cách từ tấm môi tới lưới có thể thay đổi được . b,Máy Xeo dài Nguyên dạng và bộ phận hình thành là lưới bằng loại mà chạy trên 7
  9. các lô đỡ, tất gạt nước, foil và tấm hình thành trên đó, bột được phân phối tới các hòm phun bột. Máy Xeo dài có thể sử dụng để sản xuất hầu như tất cả các loại giấy và tốc độ máy có thể đạt tới 900 m/ f, định lượng giấy có thể tới 300 g/ m2, sự giới hạn của máy xeo dài đã được thấy từ những năm 1950 khi mà tốc độ máy tăng tới trên 400 m /f, không có vấn đề gì xảy ra đối với sự thoát nước của bột, nhưng có những khó khăn về duy trì tốt sự hình thành tờ giấy và phải có sự ổn định về định lượng theo bề ngang của máy. Sự thoát nước nhanh gây nên vấn đề bảo lưu phụ gia và thớ sợi nhỏ giữa 2 mặt của tờ giấy và định hướng của thớ sợi. Cuối cùng sự chon lọc trên lưới trở thành một vấn đề khi máy có tốc độ 1.2 ) . 7 3 5 6 1 2 4 8 9 10 14 11 13 12 1.2 ng 11 : Lô căng 5 : Foil 7 : lô in 14 8
  10. c, Máy Xeo lƣới đôi Có rất nhiều kiểu máy Xeo lưới đôi, tất cả đều có chung một đặc tính là hỗn hợp bột được tách nước giữa 2 lướ i lượng nước trắng thoát ra qua 2 lưới bằng nhau. Vấn đề là phải tìm ra khoảng cách thích hợp giữa lưới đã được giải quyết bằng phương pháp sau: một lưới được bọc một lô to hoặc một dãy cong hòm hút chân không đặt nối tiếp nhau, trong đó một lưới khác được nén ngược lại lưới trong quá trình thoát nước được khống chế ở khoảng giữa 2 lưới. Hiệu suất thoát nước tăng 6 lần so với máy Xeo dài, sự xác định này qua không gian và thời gian, sự xáo trộn bột đã được xác định. Bộ phận thoát nước cần ít động năng hơn vì nó không cần tách nốt phần nước còn lại qua bộ phận lưới . Máy Xeo lưới đôi không thích hợp cho khoảng lớn tốc độ vì nó có khó khăn cho việc giảm tốc độ dưới 300 m/ f, nó cũng có giới hạn về định lượng vì nó không có tấm bảo vệ bột phun ra về 2 phía. Để sản xuất giấy vệ sinh 1.3), tốc độ máy sẽ được áp dụng là 1800 m/ f. Khi đó lực li tâm phải được áp dụng trong quá trình chạy máy và tốc độ thích hợp cho sự hình thành được áp dụng . 1 2 9
  11. d, Máy Xeo bìa Máy Xeo bìa bao gồm 6 - 8 lô lưới, tất cả các lô lưới tờ giấy được hình thành với định lượng 50 – 100 g / m3 và những tờ giấy được ghép lại với nhau thứ tự. Tấm bìa thường được hình thành từ lớp giữa, nó bao gồm một số bột cơ học hoặc bột thu hồi trong khi đó những lớp khác bao gồm bột hóa học. Một trong những cải tiến đầu tiên sang kiểu máy tròn là loại máy ngược chiề 1.4 ) 4 6 1 5 3 2 9 7 8 10 1.4 1 9 : Lô chân không quay 10 10
  12. e, nh , 55 % n . 3 – 7 % 3% . nư lên lư 1.5 ) ( C ) g ( D ) ( G ). 11
  13. bét tíi vµ ®i tõ G thu håi bét A K L M D H J B E F tíi bé ®iÒu chØnh nång ®é vµ m¸y C thñy lùc 1.5: B . Sau khi . Bơ u . 1.6 ch ) . 12
  14. bét K Y n•íc pha lo·ng b¬m qu¹t 1.6 f, không . . N , g đươn 1.5. . . 13
  15. qu . . 1.2.2. Cấu trúc công nghệ tổng quát dây chuyền sản xuất giấy của công ty 1, Thông số kĩ thuật của dây chuyền Chiều rộng giấy: 2800mm Định lượng: 100 – 200 g /m2 Tốc độ thiết kế: 120 v / f Tốc độ làm việc : 60 – 100 v / f Khối lượng sản xuất hàng ngày: 30 – 35 tấn / ngày 2, Các bộ phận chính trong dây chuyền Dương Dây chu : a, Hòm phun bột thuỷ lực Phần ướt bắt đầu với hòm phun bột, hòm phun bột có 3 nhiệm vụ chính: Phân phối một lượng bột đồng đều trên lưới Đưa một lượng bột ổn định có một tốc độ không đổi trên toàn bộ bề ngang của lưới Giữ cho dòng bột xáo trộn để chống chảy xoáy và phá vỡ sự vón cục của dòng bột đã được hình thành Hòm phun bột đƣợc chia làm 3 phần chính: Cấu tạo hòm phun bột thuỷ lực được biểu diễn trên hình 1.7 Bộ phận phân phối bột: Nó được đặt ngang với máy Xeo, đằng sau hoặc bên dưới than hòm phun bột và được nối liền với thân hòm phun bột bằng một số ống nhánh hoặc tấm có lỗ khoan. Phần bị phân phối bột quyết định sự ổn định của dòng chảy trên toàn bộ chiều rộng không thay đổi và 14
  16. chính xác một hướng với hướng của máy. Phần thân hòm: Bộ phận than hòm có nhiệm vụ ngăn chặn sự rối loạn dòng phía bột vào. Ở loại hòm phun bột thuỷ lực khí nén có nhiệm vụ khống chế sự thay đổi áp suất trong bột. Phần tháo bột ( tấm môi ): Hòm phun bột thuỷ lực không có những lỗ khoan hoặc một lớp đệm không khí. Bộ phận than hòm bao gồm tấm hình tam giác phẳng song song với những đĩa để tạo ra sự chính xác của dong chảy. So với các loại hòm phun bột khác thì hòm phun bột thuỷ lực nhỏ hơn và rẻ hơn, có trọng lượng nhỏ hơn. Đồng thời hòm phun bột thuỷ lực cũng cho chất lượng giấy tốt hơn . 1 2 4 3 5 6 7 Hình 1.7: hòm phun bột thuỷ lực 1 : Hộp chuyền lực 5 : Ống nhánh 2 : Núm điều chỉnh chảy tràn 6 : Ống phân phối 3 : ống chính 7 : Giá đỡ 4 : Đo lưu lượng 15
  17. b, Bộ phận lô lƣới : 4 quả lô Bộ phận lưới bao gồm bộ phận hình thành kiểu lưới dài với sự gia tăng của một số giá đỡ những thiết bị thoát nước. Bên dưới tấm hình thành là máng hứng nước, máng này có nhiệm vụ tập trung nước trắng. Bên dưới máng nước trắng lưới được quay lại và chạy trên một số lô lái lưới, dẫn lưới và căng lưới và được vệ sinh bằng những vòi phun rửa cao áp. Trục bụng có một môtơ chuyển động và lưới có nhiệm vụ kéo toàn bộ các lô và bộ phận lưới chạy. Khổ rộng của màng giấy được điều chỉnh bằng vòi cắt biên áp lực cao, vòi này được gọi là kim cắt biên hoặc cắt biên trục bụng. Vòi nước cao áp được sử dụng để tách riêng phần giấy qua máy Xeo để vệ sinh lưới và thổi bỏ lề của tờ giấy ướt một vòi phun cao áp được áp dụng. Hình 1.8 giới thiệu bộ phận lô lưới của dây chuyền sản xuất giấy của công ty. Bộ phận gồm 4 quả lô tròn, và là nơi tờ giấy được hình thành . Hình 1.8. Bộ phận lô lưới Sự tương quan giữa tốc độ bột qua tấm môi và tốc độ của lưới tỉ lệ cũng có ảnh hưởng tới chất lượng giấy và quá trình hình thành tờ giấy khi tỉ lệ phun bằng một sự kết bông trong tờ giấy không bị ảnh hưởng nên tờ giấy có độ đồng đều tốt hơn . Tốc độ của lưới có thể chạy nhanh hơn hoặc chậm hơn tốc độ phun bột, sự chênh lệch về tỉ số phun bột càng khác nhau thì sự chênh lệch về đặc tính theo bề ngang và chiều dọc máy của tờ giấy càng lớn. 16
  18. c, Bộ phận ép : 3 quả lô ( lô 1, lô 2 , lô 3 ) Quá trình ép được thể hiện bằng hình 1.9. Quá trình ép theo phương nằm ngang có thể chia ra làm 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: màng giấy và chăn đã được ép lại với nhau và tờ giấy sẽ nâng lên tới điểm bão hoà nghĩa là ở đó toàn bộ không khí đã bị đẩy ra khỏi màng giấy. Ở tốc độ máy cao hơn quá trình này tăng lên bằng sự ảnh hưởng của lực gia tốc. Điều này có nghĩa là lực nén và áp suất thuỷ tĩnh sẽ không xung quanh giữa khe ép. Giai đoạn 2: áp suất thuỷ tĩnh tới giữa khe ép là cực lớn trước khe ép một ít. Ở giai đoạn này chăn cũng đạt tới điểm bão hoà. Giai đoạn 3: Áp suất thuỷ tĩnh vẫn lớn làm cho nước từ tờ giấy chảy qua chăn, tuy nhiên áp suất sẽ giảm dần. Trong giai đoạn này sự nén tiếp tục tăng lên và nó sẽ đạt tới mức cực đại thích hợp ở cuối giai đoạn 3. Khi đó áp suất thuỷ tĩnh vượt qua điểm 0 ( áp suất khí quyển ) giai đoạn 4 bắt đầu. Giai đoạn 4: Tờ giấy nở ra và áp suất âm hình thành kéo một số nước nằm trong chăn lại tờ giấy. Độ chân không trong tờ giấy sẽ làm cho sự nén đôi khi cao hơn tổng áp suất trong giai đoạn này. 17
  19. Hình 1.9. Bộ phận lô ép 18
  20. d, Bộ phận sấy: Bộ phận sấy gồm 10 quả lô sấy sắp xếp sole nhau, được thể hiện bằng hình 1.10: Hình 1.10. Bộ phận lô sấy 19
  21. Để truyền nhiệt từ hơi nước tới tờ giấy, loại thép pha gang dẫn nhiệt được sử dụng để làm lô xấy, khi tiếp xúc với tờ giấy ướt, bề mặt gia nhiệt bị nguội đi và dòng nhiệt từ bên trong thành lô xấy ra bên ngoài mặt lô xây tới tờ giấy. Nhiệt độ phía trong của lô xấy được khống chế ổn định bằng hơi ngưng tụ lưu lượng nhiệt đó được quyết định bằng yếu tố sau: Áp suất bên trong lô xấy Chiều dày của lớp nước ngưng Độ dày của thành lô xấy Hệ số truyền nhiệt của thành lô xấy Độ ẩm của tờ giấy Nhiệt độ của tờ giấy 3, Quá trình sản xuất giấy của công ty Bột sau khi được xử lí xong được đưa tới thùng điều tiết, thùng cao vị ( ổn định nồng độ từ 0.6 – 0.8 % ), qua hòm phun áp lực phun vào hệ thống lô lưới. Sau khi bột giấy được đưa vào hệ thống lô lưới sẽ được chăn lưới, ở hệ thống chăn lưới tờ giấy được hình thành, sau đó đưa sang lô ép chân không số 1, ở lô ép 1 giấy được làm khô 10 – 20 % sau đó được đưa tới lô ép số 2 ở lô ép 2 tờ giấy tiếp tục được làm khô 10 -20 % rồi tiếp tục chuyển tới lô ép 3 và được làm khô 10 – 20 % . Khi dời khỏi bộ phận ép giấy được đưa tới bộ phận sấy ( 10 quả lô ) tại lô sấy giấy được cung cấp một lượng hơi có nhiệt độ hơi 40 – 90 0C, sau khi qua lô sấy giấy đã được sấy khô đến 90 - 95 % và được đưa sang máy cuộn lại. Kết thúc quá trình Xeo giấy. 20
  22. CHƢƠNG 2 : HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU 2.1. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 2.1.1. Cấu tạo động cơ không đồng bộ Động cơ không đồng bộ gồm hai phần chính : Phần tĩnh và phần quay 2 1 1- Quạt làm mát 4 2- Hộp đấu dây 3 3-Vỏ máy 4- Stato 5 5-Chân đế lắp cố định 6-Rôto 6 Hình 2.1. Động cơ không đồng bộ Roto dây quấn 1. Phần tĩnh Gồm lõi thép, dây quấn và vỏ máy: a. Lõi thép Stato: Do nhiều lá thép kĩ thuật điện đã dập sẵn, ghép cách điện với nhau chiều dày các lá thép thường từ 0.35 mm đến 0.5mm phía trong có các rãnh đặt dây quấn. Mỗi lá thép kĩ thuật được sơn cách điện với nhau để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên. Nếu lá thép ngắn thì có thể ghép lại thành một khối. Nếu lá thép quá dài thì ghép lại thành các thếp, mỗi thếp dài từ 6 cm đến 8 cm, cách nhau 1 cm để thông gió 21
  23. stato a) b) c) Hình 2.2. a) mặt cắt ngang Stato , b ) Lá thép kĩ thuật điện , c ) Stato động cơ b. Dây quấn: Được đặt trong lõi các rãnh của lõi thép, xung quanh dây quấn có bọc lớp cách điện để cách điện với lõi thép. Với động cơ không đồng bộ ba pha các pha dây quấn đặt cách nhau 1200 điện c. Vỏ máy: Để bảo vệ và giữ chặt lõi thép stato, và không dùng để dẫn từ. Vỏ máy làm bằng nhôm (máy nhỏ) hoặc bằng gang, thép đối với (máy lớn). Vỏ máy có chân đế cố định máy trên bệ, hai đầu có nắp máy để đỡ trục rôto và bảo vệ dây quấn 2. Phần quay Gồm lõi thép, trục và dây quấn a. Lõi thép roto: Cũng gồm các lá thép kĩ thuật điện ghép lại giống ở stato. Lõi thép được ép trực tiếp lên trục, bên ngoài có sẻ rãnh để đặt dây quấn b. Trục máy: Được làm bằng thép, có gắn lõi thép rôto. Trục được đỡ trên lắp máy nhờ ổ lăn hay ổ trượt c. Dây quấn: Tuỳ theo động cơ không đồng bộ mà ta chia ra rôto dây quấn hay rôto lồng sóc:  Rô to dây quấn: Rôto dây quấn có kiểu giống như dây quấn stato và có số cực bằng số cực ở stato. Thông qua chổi than có thể đưa điện trở phụ vào mạch rôto, có tác dụng cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ, hệ số công suất được thay đổi .  Rô to lồng sóc: Kết cấu rất khác với dây quấn stato các dây quấn là 22
  24. các thanh đồng hay thanh nhôm đặt trên các rãnh lõi thép rôto. Hai đầu các thanh dẫn nối với các vòng đồng hay nhôm gọi là vòng ngắn mạch ( hình 2.3 ) Hình 2.3. Rô to kiểu lồng sóc 3. Khe hở Giữa phần tĩnh và phần quay là khe hở không khí, khe hở rất ít thường là (0,2 mm đến 1mm), do rôto là khối tròn nên rôto rất đều. Mạch từ động cơ không đồng bộ khép kín từ stato sang rôto qua khe hở không khí. Khe hở không khí càng lớn thì dòng từ hoá gây ra từ thông cho máy càng lớn hệ số công suất càng lớn . Như vậy với cấu tạo đơn giản, được đấu trực tiếp vào lưới điện 3 pha, giá thành rẻ nên động cơ không đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong các hệ thống hiện nay. Với cấu tạo đơn giản nên rất thuận tiện trong việc sửa chữa, bảo dưỡng và lắp ráp sau này. 2.1.2. Các phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ Trong công nghiệp những phương án thường sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ: - Điều chỉnh điện trở mạch rôto - Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ - Điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động cơ không đồng bộ . a, Điều chỉnh điện trở mạch Roto Có thể điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng cách điều chỉnh điện trở mạch rôto bằng bộ biến đổi xung tristo, ta sẽ khảo sát việc điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng các van bán dẫn . 23
  25. Ưu điểm: dễ tự động việc điều chỉnh Điện trở trong mạch rôto động cơ không đồng bộ [ Tr287 – tài liệu 1 ]: Rr = Rrd + Rf. ( 2.1 ) Trong đó : Rrd : điện trở dây quấn rôto . Rf :điện trở ngoài mắc thêm vào mạch rôto . Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ không thay đổi và độ trượt tới hạn tỷ lệ bậc nhất với điện trở. Nếu coi đoạn đặc tính làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha, tức là đoạn có độ trượt từ s = 0 đến s = sth là thẳng khi điều chỉnh điện trở ta có thể viết [ Tr 288- tài liệu 1 ]: Rr s = si , M = const , ( 2.2 ) Rrd s : độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rf . si : độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rrd . Mặt khác ta có [ Tr 288 – tài liệu 1 ]: 3 2 M = I r Rr 1 s ( 2.3 ) 3 2 biểu thức tính mômen : M = I r Rrd 1 si ( 2.4 ) Nếu giữ dòng điện không đổi thì mômen cũng không đổi và không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Vì thế mà có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh điện trở mạch rôto cho truyền động có mômen tải không đổi . 24
  26. a) b) c) Hình 2.4. a) Điều chỉnh xung điện trở rôto sơ đồ nguyên lý b) phương pháp điều chỉnh c) Các đặc tính Trên (hình 2.4a) trình bày sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phương pháp xung. Điện áp Ur được chỉnh lưu bởi cầu điôt CL ( chỉnh lưu), qua điện kháng lọc L được cấp vào mạch điều chỉnh gồm điện trở R0 nối song song với khoá bán dẫn T1. Khoá T1 sẽ được đóng ngắt 25
  27. một cách chu kỳ để điều chỉnh giá trị trung bình của điện trở toàn mạch [ Tr289 – tài liệu 1 ]. Thời gian ngắt: tn = T – tđ . ( 2.5 ) Nếu điều chỉnh trơn tỷ số giữa thời gian đóng tđ và thời gian ngắt tn ta điều chỉnh trơn được giá trị điện trở trong mạch rôto [ Tr 289 – tài liệu 1 ]. Re = R0 t d + R0 t d = R0 (2.6 ) T t d t n Điện trở tương đương Re trong mạch một chiều được tính đổi về mạch xoay chiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suất. Tổn hao trong mạch rôto nối theo sơ đồ trên là [ Tr 290 – tài liệu 1]: 2 P = Td (2Rrd + Re ) ( 2.7 ) và tổn hao khi mạch rôto nối theo sơ đồ trên là [ Tr 290 – tài liệu 1 ]: 2 P = 3Ir (Rrd + Rf ) ( 2.8 ) Cơ sở để tính đổi tổn hao công suất như nhau nên [ Tr 290 – tài liệu 1]: 2 2 3I (Rrd + Rf ) = Id (2Rrd + Re ) ( 2.9 ) 2 2 với sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha thì Id = 1,5Ir nên [ Tr 290 – tài liệu 1]: 1 R0 Rf = Re = 2 2 ( 2.10 ) Để mở rộng phạm vi điều chỉnh mômen có thể mắc nối tiếp với điện trở R0 một tụ điện dung đủ lớn. Việc xây dựng các mạch phản hồi điều chỉnh tốc độ và dòng điện rôto được tiến hành tương tự như hệ điều chỉnh điện áp. b, Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ ( dùng bộ biến đổi Tristo ) Mômen động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình phương điện áp stato, do đó có thể điều chỉnh được mômen và tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số. 26
  28. a) b) Hình 2.5. Điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ a) sơ đồ khối nguyên lý . b) đặc tính cơ điều chỉnh . Để điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ ba pha phải dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều. Nếu coi điện áp xoay chiều là nguồn áp lý tưởng (Zb = 0 ) thì căn cứ vào biểu thức mômen tới hạn, có quan hệ sau[ Tr 283 – tài liệu 1 ]: 2 M th.u U b * *2 , hay Mth = ub ( 2.11 ) M th U dm Công thức trên đúng với mọi giá trị điện áp và mômen . Nếu tốc độ quay của động cơ là không đổi [ Tr 283 – tài liệu 1 ]: M * = u *2 , = const , M u th b M u M gh ( 2.12 ) Trong đó : Uđm : điện áp định mức của động cơ . ub : điện áp đầu ra của điện áp xoay chiều . 27
  29. Mth : mômen tới hạn khi điện áp là định mức . Mu : mômen động cơ ứng với điện áp điều chỉnh . Mth : mômen khi điện áp là định mức , điện trở phụ Rf . Vì giá trị độ trượt tới hạn sth của đặc tính cơ tự nhiên là nhỏ, nên nói chung không áp dụng điều chỉnh điện áp cho động cơ rôt lồng sóc. Khi điều chỉnh điện áp cho động cơ rôto dây quấn cần nối thêm diện trở phụ vào mạch rôto để mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và momen. Trên hình vẽ 2.5b ta thấy, tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách giảm độ cứng đặc tính cơ, trong khi đó tốc độ không tải lý tưởng của mọi đặc tính như nhau và bằng tốc độ từ trường quay.Tổn thất khi điều chỉnh là [ Tr 284- tài liệu 1]: s Pr = Mc 1 - = Pcơ 1 s ( 2.13 ) Nếu đặc tính cơ của phụ tải có dạng gần đúng [ Tr 284 – tài liệu 1 ]: x x Mc = Mcđm = Mcđm dm 1 ( 2.14 ) Thì tổn thất trong mạch rôto khi điều chỉnh điện áp là [ Tr 284 – tài liệu 1 ]: x Pr = Mcđm . 1( 1 - ) ( 2.15 ) 1 1 Tổn thất là cực đại khi = 0 [ Tr 284- tài liệu 1 ]: Prmax = Mcđm. = Pđm. ( 2.16 ) Như vậy tổn thất tương đối trong mạch là [ Tr 284 – tài liệu 1 ]: Pr = . ( 1 - ) ( 2.17 ) 1 * * X * Pr = ( ) .(1 - ). ( 2.18 ) Quan hệ này được mô tả bởi đồ thị dưới ứng với từng loại phụ tải cơ có tính chất khác nhau . 28
  30. Hình 2.6. Sự phụ thuộc giữa rôto và tốc độ điều chỉnh c, Điều chỉnh tần số nguồn cấp Luật điều chỉnh tần số điện áp theo khả năng quá tải. Khi điều chỉnh tần số thì trở kháng, từ thông, dòng điện của động cơ thay đổi, để đảm bảo một số chỉ tiêu điều chỉnh mà không làm động cơ bị quá dòng cần phải điều chỉnh cả điện áp. Đối với hệ thống biến tần nguồn áp thường có yêu cầu giữ cho khả năng quá tải về mômen là không đổi trong suốt dải điều chỉnh tốc độ. Mômen cực đại mà động cơ sinh ra được chính là mômen tới hạn Mth, khả năng quá tải về mômen được quy định bằng hệ số quá tải mômen M: M th M = M ( 2.19 ) Mth : moment tới hạn M : hệ số quá tải moment Hình 2.7 . Xác định khả năng quá tải về mômen 29
  31. Nếu bỏ qua điện trở của dây cuốn stato Rs = 0 thì từ [ Tr 294 – tài liệu 1 ] 2 2 M = U s Lm Rr 1 2 2 s 0 s F ( 2.20 ) 2 2 U s Lm U s 2 Mth = 2 2 = K( ) . (2.21) 0 2 LS Lr 0 Điều kiện để giữ hệ số quá tải không đổi là: M th M thdm M = = (2.22) M M dm Thay (2.21 ) vào (2.22 ) và rút gọn ta được [ Tr 295 – tài liệu 1 ]: U s = U sdm M 0 0dm M thdm ( 2.23 ) Đặc tính cơ gần đúng của các máy sản xuất ( phụ tải ) có thể viết như sau [Tr 295- tài liệu 1 ]: x 0 Mc = Mđm ( 2.24 ) 0dm Từ (2.22) và (2.24) rút ra được luật điều chỉnh tần số điện áp để có hệ số quá tải về mômen là không đổi [ Tr 295- tài liệu 1 ]: x 1 x 1 2 f 2 U s = 0 = s với x = 0 ; 1 ; 2 ( 2.25 ) U sdm 0dm f sdm Như vậy, muốn điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số ta phải có một bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh điện áp đồng thời theo quy luật sau: U U U 2 1 const ; 1 const ; 1 const f f 2 f 1 1 1 ( 2.26 ) Như vậy với các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ nêu trên, viêc ứng dụng các phương pháp đó vào các dây chuyền sản xuất công nghiệp là hoàn toàn phụ thuộc vào yêu cầu phụ tải: 30
  32.  Đối với dây chuyền sản xuất các vật liệu thay đổi hoặc bề dày vật liệu thay đổi dẫn đến yêu cầu thay đổi tốc độ làm việc  Một số dây chuyền yêu cầu chất lượng sản phẩm cao như độ đồng đều vật liệu cao , sai số ít như công nghệ Xeo giấy thì hệ truyền đông phải đảm bảo có độ chính xác điều chỉnh cao .  Một số vật liệu sản xuất trong dây chuyền liên tục có yêu cầu về chủng loại , tính chất đặt ra yêu cầu phải giữ sức căng không đổi. Vì vậy yêu cầu phải điều chỉnh cả tốc độ và cả lực kéo . 2.2. CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN Các bộ biến tần gián tiếp có sơ đồ cấu trúc như hình vẽ 2.8. Bộ biến tần gồm các khâu: chỉnh lưu ( CL ), mạch lọc ( L ) và nghịch lưu độc lập ( NLĐL ). Như vậy, để biến đổi tần số cần thông qua khâu trung gian một chiều, do đó nó có tên là biến tần gián tiếp. Trong biến tần này,điện áp xoay chiều đầu tiên được chuyển thành điện áp một chiều nhờ mạch chỉnh lưu sau đó qua một bộ lọc rồi mới được biến đổi trở lại thành điện áp xoay chiều với tần số f2.Việc biến đổi năng lượng hai lần này làm giảm hiệu suất biến tần. Nhưng bù lại loại biến tần này cho phép thay đổi dễ dàng tần số của f2 không phụ thuộc vào f1 trong một dải rộng cả trên và dưới f1 vì tần số ra chỉ phụ thuộc vào mạch điều khiển Hình 2.8. Sơ đồ cấu trúc bộ biến tần gián tiếp Trong các bộ tần công suất lớn, người ta dùng chỉnh lưu bán điều khiển với chức năng làm nhiệm vụ bảo vệ cho toàn hệ thống khi quá tải . Nghịch lưu độc lập là thiết bị để biến dòng điện một chiều thành dòng 31
  33. điện xoay chiều có tần số cố định hoặc biến thiên Nhược điểm cơ bản của biến tần gián tiếp là hiệu suất thấp ( vì qua hai lần biến đổi ). Công suất cũng như kích thước của bộ biến đổi lớn. Nếu dùng van tiristo vẫn có một số khó khăn nhất định khi giải quyết vấn đề khoá van. t1 ® t3 t5 ®5 u t7 ®1 ®3 220v ®c c 4 rh t t6 t2 ®4 ®6 ®2 Hình 2.9. Sơ đồ mạch lực biến tần có đầu vào 1 pha , đầu ra 3 pha Đ : diot ; Rh : điện trở hãm ; T(1÷7) : tristo; C : Tụ lọc san phẳng 2.2.2. Một số phƣơng pháp điều khiển biến tần Được sử dụng hầu hết trong các biến tần ngày nay. Tốc độ ĐCKĐB tỉ lệ trực tiếp với tần số nguồn cung cấp. Do đó, nếu thay đổi tần số của nguồn cung cấp cho động cơ thì cũng sẽ thay đổi được tốc độ đồng bộ và tương ứng là tốc độ động cơ. Tuy nhiên, nếu chỉ thay đổi tần số mà vẫn giữ nguyên biên độ nguồn áp cấp cho động cơ sẽ làm cho mạch từ của động cơ bị bão hòa. Điều này dẫn đến dòng từ hóa tăng, méo dạng điện áp và dòng điện cung cấp cho động cơ gây ra tổn hao lõi từ, tổn hao đồng trong dây quấn Stato. Ngược lại, nếu từ thông giảm dưới định mức sẽ làm giảm khả năng mang tải của động cơ. a, Phƣơng pháp – Ta có công thức sau : ( 2.27 ) Với : f : tần số làm việc của động cơ 32
  34. fđm : tần số định mức của động cơ Giả sử động cơ hoạt động dưới tần số định mức ( a < 1 ) , Từ thông động cơ được giữ ở giá trị không đổi. Do từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng từ hóa của động cơ, nên từ thông được giữ không đổi khi dòng từ hóa được giữ không đổi tại mọi thời điểm làm việc của động cơ. Ta có phương trình tính dòng từ hóa tại thời điểm làm việc định mức như sau: ( 2.28 ) Lm : điện cảm mạch từ hóa Tại tần số làm việc f : ( 2.29 ) Từ 2 phương trình trên suy ra điều kiện dòng điện từ hóa không đổi: ( 2.30 ) 2.31 ) Như vậy từ thông động cơ được giữ nguyên không đổi khi E/f được giữ không đổi – Trong thực tế, việc giữ từ thông không đổi đòi hỏi mạch điều khiển rất phức tạp. Nếu bỏ qua sụt áp trên điện trở và điện kháng mạch Stato, ta có thể xem như U ≈ E. Khi đó nguyên tắc điều khiển E/f = const thay bằng phương pháp V/f = const . Trong phương pháp V/f, như đã trình bày ở trên thì tỉ số V/f được giữ không đổi và bằng giá trị tỉ số này ở định mức. Khi Moment tải tăng, dòng động cơ tăng làm gia tăng sụt áp trên điện trở Stato dẫn đến E giảm, có nghĩa là từ thông động cơ giảm. Do đó động cơ không hoàn toàn làm việc ở chế độ từ thông không đổi . 33
  35. c, Phƣơng pháp điều rộng xung Để tạo ra một điện áp xoay chiều bằng phương pháp SINPWM, ta sử dụng một tín hiệu xung tam giác tần số cao đem so sánh với một điện áp sin chuẩn có tần số f. Nếu đem xung điều khiển này cấp cho một bộ biến tần một pha thì ngõ ra sẽ thu được một dạng điện áp dạng điều rộng xung có tần số bằng với tần số nguồn sin mẫu và biên độ hài bậc nhất phụ thuộc vào nguồn điện một chiều cung cấp và tỉ số giữa biên độ sóng sin mẫu và sóng mang. Tần số sóng mang phải lớn hơn tần số của sóng sin mẫu. Sau đây là hình vẽ miêu tả nguyên lí của phương pháp điều rộng sin 1 pha : Hình 2.10. Nguyên lí phương pháp điều rộng sin Khi : V control > V tri thì VAO = Vdc / 2 V control < V tri thì VAO = -Vdc / 2 Như vây, để tạo ra nguồn điện 3 pha dạng điều rộng xung, ta cần có nguồn sin 3 pha mẫu và giản đồ điện áp của 3 pha sẽ được biểu diện như hình vẽ sau: 34
  36. Hình 2.11. Sơ đồ dạng điện áp trên các pha Vì vậy, khi giảm tần số nguồn cung cấp cho động cơ nhỏ hơn tần số định mức thường đòi hỏi phải giảm điện áp V cung cấp cho động cơ sao cho từ thông trong khe hở không khí được giữ không đổi. Khi động cơ làm việc với tần số cung cấp lớn hơn tần số định mức, thường giữ điện áp cung cấp không đổi và bằng định mức, do giới hạn về cách điện Stato hoặc điện áp nguồn . . . 35
  37. 2.12 z ωmz ωm. ψ sx ) sz ωsi is ( CL ) thông qua s d . UST'P' PI T-1 PI FP GNP LR UST'F' PI CL a;ß Mô hình ABC M TG p GPN ωsi 36
  38. sz ωsi s z sxz . -1 . T-1 is GF ? r ? si 1 ? m rr TN m0 Tr GF-1 T isxz isz is hình 2.13 mz wm rr – 37
  39. 2.14 đư 2.15 ωr ψr r . UST'P' T-1 GP PI FP GPN LR UST'B' PI CL M TG động làm việc theo nhóm Trong trường hợp nhiều động cơ cùng làm việc, cùng điều chỉnh tốc độ người ta cấp điện cho chúng bằng bộ biến tần có điều chỉnh điện áp ở mạch trung gian. Hình 2.16 là sơ đồ chức năng của hệ thống điều khiển ngoài truyền động điện nhóm cấp điện từ bộ biến tần gián tiếp có điều chỉnh điện áp ở khâu trung gian. 38
  40. A B C 2 3 4 CL Us PI imax PI id 1 6 7 8 f sz f s u f NL thiet bi do M M M Hình 2.16. Sơ đồ chức năng của hệ thống điều khiển ngoài truyền động điện nhóm cấp điện từ bộ biến tần gián tiếp có điều khiển điện áp ở khâu trung gian Hệ thống TĐĐ không đổi chiều quay được điều khiển bởi đặc tính điện áp – tần số. Tần số cho trước fsz xác định tần số công tác của bộ biến tần điện áp có chuyển mạch cưỡng bức các tristo fn . Tần số này quyết định tốc độ quay của động cơ. Căn cứ vào độ chính xác điều chỉnh mà sử dụng cảm biến tốc độ số hay tương tự. Ở các hệ thống dùng cảm biến số, sai số tần số do nhiệt độ giảm xuống còn 0,1%/100C . Hệ thống trên hình 2.16 dùng cảm biến 0 tương tự nên sai số cỡ 0,5%/10 C . Tần số cho trước fs được đưa tới bộ biến đổi điện áp – tần số 6, bộ biến đổi này sẽ tạo ra xung hình chữ nhật, xung này được chia ở bộ chia xung 7, được khuếch đại ở khâu 8 và đưa tới các nhóm tirito của bộ biến tần . Bộ điều chỉnh 3 so sánh điện áp cho trước us với điện áp thực tế đo được từ khâu 9, để điều chỉnh giữ cho điện áp ổn định. Tín hiệu ra của bộ điều chỉnh 4 của bộ chỉnh lưu làm nhiệm vụ điều chỉnh điện áp ở mạch trung gian, cũng có nghĩa là điều chỉnh điện áp đưa vào động cơ. Động cơ và biến tần được mắc song song với bộ điều chỉnh điện áp và điều chỉnh dòng điện 5 nhằm bảo vệ động cơ khỏi quá tải. Khi bị quá tải bộ điều chỉnh sẽ hạn chế góc mở của các tirito. Bộ phát hàm số 2 tạo giá trị điện áp us cho 39
  41. trước theo hàm tần số fs . Tính chất động của hệ thống khi khởi động được hình thành bởi bộ tích phân hoặc quán tính trong khâu phát 1. Ở các hệ thống truyền động nhóm, khi tần số ra bộ biến đổi không lớn lắm ( 200 Hz ) người ta cũng sử dụng các bộ biến tần có khâu trung gian không điều chỉnh điện áp và bộ biến tần điều chỉnh độ rộng xung . 2.3.3. Sơ đồ cấu trúc chung của hệ thống điều khiển truyền động điện động cơ không đồng bộ cấp điện từ bộ biến tần nguồn áp Hệ thống không khác nhiều với hệ thống cấp điện từ bộ biến tần nguồn dòng hình 2.12 . Ở bộ biến tần nguồn áp PWM có đại lượng điều khiển là điện áp cho trước usz và tần số ωsu , những đại lượng này đưa tới hệ thống điều khiển HĐK để tạo các trạng thái mở của các van SA, SB , SC (hình 2.17). Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống là phải xác định thành phần isxz của dòng stato và đại lượng điều khiển biến tần: usz và ωsu trên cơ sở của moment cho trước Mz. Có hai phương pháp khác nhau để thiết kế cấu trúc hệ thống điều khiển  Loại thứ nhất là tạo các tín hiệu điều khiển ( usz , ωsu ) từ tín hiệu cho trước ( Mz , ψz ) và gọi là điều khiển điện áp  Loại thứ hai là dùng các bộ điều chỉnh dòng stato lúc này việc thiết kế cấu trúc của hệ thống giống như trường hợp cấp điện từ biến tần dòng điện, nhưng cần chú ý nhận dạng chế độ làm việc của bộ biến tần PWM. Khi bộ chỉnh lưu điện áp lưới có trang bị thêm bộ chỉnh lưu có điều khiển làm việc ở chế độ ngược PS, thì dòng id ở mạch trung gian có thể thay đổi hướng, nên khi hướng của ud không đổi năng lượng vẫn có thể chạy 2 chiều, truyền động làm việc được với hãm trả năng lượng về nguồn . 40
  42. CL PS C T-1 BT HÐK Mô iA hình iB UA UB ABC PT M Hình 2.17. Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền động cấp điện từ BBT nguồn áp PWM 2.3.4. Hệ thống truyền động điện có điều khiển ngoài đƣợc cấp điện từ bộ biến tần nguồn áp Trên hình 2.18 biểu diễn một hệ thống truyền động điện cấp từ bộ biến tần gián tiếp nguồn áp. Bộ biến tần gián tiếp gồm bộ chỉnh lưu không điều khiển, làm nhiệm vụ chỉnh lưu điện áp lưới thành điện áp một chiều ud1. Bộ ngắt mạch dòng một chiều PO có diot ngược D biến điện áp một chiều thành điện áp xung điều chỉnh được ud2 . Tụ C trong mạch trung gian giữ vai trò bộ lọc và cách li 2 bộ biến đổi PO và NL. Bộ nghịch lưu NL làm nhiệm vụ biến điện áp một chiều thành xoay chiều cấp cho tải. Trong cuộn dây stato sẽ có dòng xoay chiều 3 pha chay qua hệ thống, dòng 3 pha này tạo ra từ trường quay. Tốc độ quay đồng bộ ( cũng là tốc độ quay của các cơ cấu tải mà động cơ lai ) tỉ lệ với tần số của bộ biến tần fs . Ở chế độ động cơ điện áp us1 , us2 có chiều ngược nhau. Dòng id2 tỉ lệ với thành phần tác dụng dòng stato . Bộ tích phân 1 giới hạn sự thay đổi đại lượng cho trước. Khâu 2 xác định biên độ và hướng (L/P) của điện áp cho trước trong mạch trung gian ud2 . Bộ điều chỉnh 3 so sánh udz2 với ud2 rồi điều khiển hệ thống mở tiristo 4 ngắt 41
  43. PO sao cho ud2 ở mạch trung gian giữ ở mức đã cho. Bộ phát chức năng 5, bộ biến đổi 6 và bộ chia xung 7 ( bộ đếm vòng ) điều khiển giá trị udz2 bằng tần số đồng bộ của bộ biến tần điện áp fn , sao cho từ thông của máy không đổi và không phụ thuộc vào tải. Khi tần số nhỏ hơn 3 Hz thì việc đo chính xác điện áp gặp nhiều khó khăn, nên trong phạm vi này người ta chỉ cho trước một giá trị điện áp tương đối nhỏ, cho phép khởi động máy. Thay đổi tốc độ quay được thực hiện bằng thay đổi điện áp trong mạch trung gian theo tần số stato fs . Dấu của tín hiệu L/P sẽ quyết định bộ đếm 7 sẽ tạo nên hệ thống tín hiệu 3 pha làm cho đối tượng quay trái hoặc quay phải, như vậy động cơ có thể làm việc theo 2 chiều. Khi bị quá tải ( tức là khi dòng trong khâu trung gian đạt giá trị imax ) thì điện áp và tần số được giảm dưới tác dụng của bộ điều chỉnh 8 ( giới hạn dòng ). Quá trình điều chỉnh điện áp và tần số kéo dài cho tới khi động cơ đạy được chế độ ổn định mới nằm trong phạm vi cho phép của is và tốc độ của động cơ trở lại giá trị cho trước. Dòng ismax đươc chọn sao cho quá trình tải xảy ra ngắn mạch ( khoảng 5 – 10s ) với giá trị dòng (1,1- 2 )iđm . Khi tải thay đổi trong phạm vi nhỏ hơn dòng định mức có thể khử được quá trình thay đổi tốc độ động cơ bằng thay đổi thích hợp tần số của khâu khử độ trượt 9. Hệ thống chỉ làm việc ở góc phần tư thứ nhất và thứ ba của hệ tọa độ ( động cơ quay thuận và quay ngược ). Trong hệ thống này không có chế độ hãm trả năng lượng về nguồn. 42
  44. 8 9 CL 4 2 3 PO 1 D Rn 5 6 7 NL L/P M Hình 2.18. Hệ thống truyền động điện có điều khiển ngoài được cấp điện từ bộ biến tần nguồn áp 2.4 . BIẾN TẦN SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY Bộ biến tần sử dụng trong dây chuyền sản xuất giấy là bộ biến tần DELTA – họ B: VFD750B43A, VFD300B43A, VFD220B43A, VFD150B43A. 2.4.1.Đặc điểm chung của bộ biến tần DELTA -họ B  Ngõ ra PWM điều khiển vi xử lí 16 bit  Tự động bù trượt  Dải tần số từ 0,1 Hz – 400Hz  Điều khiển tốc độ 16 bước và tốc độ preset 15 bước  Điều khiển phản hồi PID và phát xung PG  Bốn chế độ đặt thời gian tăng giảm tốc và 2 lựa chọn đường cong  Xử lí tín hiệu : -10 ~ 10 VDC , 0 ~ 10VDC , 4 ~ 20 mA  Cổng giao tiếp RS – 485 43
  45.  Trượt tới khi có lệnh dừng  Có thể điều chỉnh độ dốc V/f và tự điều áp  Tự động điều chỉnh chế độ thời gian tăng giảm tốc  Tự động chỉnh và điều khiển vector không cảm ứng  Bảo vệ : Quá tải, quá dòng, thấp áp, quá tải Motor, dòng rò, quá nhiệt, ngắn mạch IGBT 2.4.2.Bảng thông số của biến tần VFD họ B a, Các thông số cơ bản Thông số Giải thích Cài đặt Mặc định 01-00 Tần số đầu ra lớn nhất 50 Hz – 400Hz 60 Hz 01-01 Tần số điện áp lớn nhất 0,1 Hz – 400Hz 60 Hz 01-02 Điện áp đầu ra lớn nhất 0,1V – 510 V 440 V 01-03 Điểm tần số trung bình 0,1 Hz – 400Hz 0,5 Hz 01-04 Điện áp đầu ra nhỏ nhất 0,1V – 510 V 3,4 V 01-05 Tần số đầu ra nhỏ nhất 0,1 Hz – 400Hz 0,5 Hz 01-06 Điện áp đầu ra nhỏ nhất 0,1V – 510 V 3,4 V 01-07 Giới hạn tần số trên 1 – 120 % 100% 01-08 Giới hạn tần số dưới 00 – 100 % 00 01-09 Thời gian tăng tốc 1 0,01 – 3600 s 10 s 01-10 Thời gian giảm tốc 1 0,01 – 3600s 10s 01-11 Thời gian tăng tốc 2 0,01 – 3600s 10s 01-12 Thời gian giảm tốc 2 0,01 – 3600s 10s 01-13 Thời gian tăng tốc nhấn chạy thử 0,01 – 3600s 1s 01-14 Tần số chạy thử 0,1 Hz – 400Hz 6 Hz 01-15 Tăng tốc / giảm tốc tự động Tăng tốc/ giảm tốc theo đường thẳng 01-16 Tăng tốc theo đặc tính hình chữ S 00 tới 07 01-17 Giảm tốc theo đặc tính hình chữ S 00 tới 07 44
  46. 01-18 Thời gian tăng tốc 1 0,01 tới 3600 s 01-19 Thời gian giảm tốc 1 0,01 tới 3600 s 01-20 Thời gian tăng tốc 2 0,01 tới 3600 s 01-21 Thời gian giảm tốc 2 0,01 tới 3600 s 01-22 Thời gian giảm tốc nhấn chạy thử 0,01 tới 3600 s 01-23 Đơn vị cho thời gian tăng giảm tốc 00: 1s 01: 0,1s b, Thông số phƣơng pháp hoạt động Thông số Giải thích Cài đặt Mặc định 02-00 phương pháp điều khiển 00: điều khiển bằng phím trên tần số bàn phím, hoặc lên /xuống ngoài đầu vào của phím đa chức năng 01: điều khiển bằng đầu vào điện áp 0 – 10 V ( AVI ) 02: điều khiển bằng đầu vào dòng điện 4- 20 mA ( ACI ) 03: điều khiển bằng bộ phân áp - 10V – 10V 04: điều khiển bằng giao diện truyền thông RS -485 05: Điều khiển bằng giao diện truyền thông không ghi lai tần số 06: kết hợp bằng điều khiển tần số chính và phụ 02-01 Phương pháp hoạt động 00: điều khiển bằng bàn phím 01: điều khiển bằng nút ấn ngoài có thể dừng bằng STOP 02: điều khiển bằng nút ấn ngoài 45
  47. không thể dừng bằng Stop 03: điềukhiển bằng giao diện truyền thông Rs485, có thể dừng bằn Stop 04: điều khiển bằng giao diện truyền thông RS485 không thể dừng bằng Stop 02-02 Phương pháp dừng 00: Hãm dừng , E.F dừng tự do 01: dừng tự do , E.F dừng tự do 02: Hãm dừng ,E.F hãm dừng 03: dừng tự do , E.F hãm dừng 02-03 Tần số mang PWM 1~5HP : 01-15KHz 7.5HP : 01-15KHz 30~60HP : 01-09KHz 75-100HP : 01-09KHz 02-04 Điều khiển chiều quay 00: có thể quay thuận / ngược motor 01: không thể quay thuận 02: không thể quay ngược 02-05 Chế độ điều khiển 00: thuận/ dừng , ngược dừng 2dây/3 dây 01:thuận / ngược , chạy /dừng 02: hoạt động 3 dây 02-06 Khóa chức năng tự khởi 00: có thể tự khởi động động 01:không thể tự khởi động 02-07 Mất tín hiệu ACI 00: giảm về 0Hz 01: dừng tức thì và hiển thị EF 02: tiếp tục hoạt động bằng tần số sau 02-08 Chế độ phím lên / 00: cơ bản trên thời gian tăng / xuống giảm tốc 46
  48. 01: tốc độ hằng số 00-09 Tốc độ tăng / giảm tốc 0,01 – 1 Hz/s của phím lên / xuống với tốc độ hằng số 00-10 Phương pháp điều chỉnh 00: bằng bàn phím tần số chính 01: bằng điện áp 0-10V từ AVI 02: 4- 20 mA bằng ACI 03: bằng bộ phân áp -10 – 10 VDC từ AUI 04: bằng giao diện truyền thông RS485 47
  49. 2.4.3.Sơ đồ đấu dây của biến tần 48
  50. CHƢƠNG 3: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY XEO GIẤY 3.1. YÊU CẦU CHUNG Công đoạn xeo giấy là công đoạn hình thành nên tờ giấy cuộn từ bột giấy. Với chiều dài hơn 100 m, công đoạn xeo giấy được thiết kế đảm bảo tờ giấy hình thành được liên tục từ đầu đến cuối một cách thông suốt, hạn chế giấy bị đứt, bị nhăn trong quá trình làm việc. Do đó yêu cầu hệ truyền động cho từng động cơ và cả hệ thống là sự đồng bộ tốc độ đảm bảo theo đặc trưng của quá trình công nghệ. Trong quá trình xeo giấy, tờ giấy đi qua nhiều công đoạn như hình thành, ép, sấy, từ dạng lỏng hình thành nên tờ giấy, do đó chiều dài tờ giấy sẽ tăng lên theo từng công đoạn. Mặt khác tốc độ cả hệ thống thay đổi tuỳ theo yêu cầu sản xuất cụ thể là công suất sản xuất từng ngày, từng tháng, từng quý, kế hoạch năm, từ lúc chạy máy ban đầu đến khi đạt tốc độ làm việc ổn định đòi hỏi hệ truyền động phải đảm bảo yêu cầu cụ thể, đảm bảo sai số nhỏ về mặt tốc độ giữa các khâu, các công đoạn. Tuy nhiên, các động cơ không quay cùng tốc độ nên việc sai lệch tốc độ được điều chỉnh riêng lẻ từ các bộ phận điều chỉnh riêng của các động cơ. 3.2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN LÔ LƢỚI 3.2.1. Yêu cầu về truyền động bộ phận lô lƣới Bộ phận lô lưới là nơi hình thành lên tờ giấy, một trong nhưng đặc tính của tờ giấy là sự đồng đều ( không có sự vón cục ) và sự thay đổi giữa mặt trên và mặt dưới của tờ giấy sẽ khác nhau về cấu trúc. Cho nên yêu cầu về công nghệ rất chặt chẽ và có độ chính xác cao:  Ổn định tốc độ quay giữa 4 lô với nhau  Đảm bảo sự sai lệch tốc độ giữa 4 lô lưới là nhỏ nhất  Tốc độ của 4 lô lưới được điều khiển phù hợp với toàn dây chuyền sản xuất  Quá trình gia tốc tốc độ phải được thực hiện triệt để với việc điều khiển trơn Bộ phận lô lưới gồm 4 quả lô thép, được lai bởi một động cơ với kết 49
  51. cấu liên kết trục giữa các quả lô với nhau bằng bánh răng và dây xích như biểu diễn trên hình 3.1. Quá trình ổn định tốc độ quay đồng đều giữa 4 quả lô với nhau là việc cực kì khó khăn, làm sao cho sai lệch tốc độ là nhỏ nhất và đảm bảo sự đồng đều về cấu trúc của tờ giấy. Động cơ lai cũng phải được tính chọn công suất phù hợp. 2 1 M Hình 3.1. Kết cấu liên kết trục giữa các quả lô với động cơ 1: quả lô ; 2 : liên kết trục bằng dây xích 3.2.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ truyền động chính bộ phận lô lƣới Động cơ truyền động chính được chọn là động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc kiểu 3K200S2 có các thông số định mức: Công suất định mức Pđm= 22 kW Tốc độ định mức n = 2960 vòng/ phút Điện áp định mức Uđm =380 /660 V Dòng điện định mức Iđm = 40,5 A Hiệu suất η = 89% 50
  52. Cosφ = 0,91 Tỉ số Moment cực đại Mmax / Mđm = 2,6 Tỉ số moment khởi động Mkđ / Mđm = 2 Tỉ số dòng điện khởi động Ikđ / Iđm = 7 Cấp cách điện : F a, Quá trình khởi động động cơ thực hiện bằng bộ biến tần Quá trình khởi động là đưa động cơ từ trạng đứng im vào trạng thái làm việc định mức. Với động cơ thực hiện truyền động chính bộ phận lô lưới thì khi khởi động động cơ làm sao phải đưa máy vào quá trình làm việc định mức một cách êm nhất để đảm bảo quá trình khởi động không bị rung giật làm cho giấy bị đứt đoạn, chất lượng sản phẩm kém. Đồng thời quá trình khởi động phải giảm được sự tổn hao của máy, giảm dòng khởi động . Động cơ được cấp điện từ bộ biến tần tĩnh, lúc đầu tần số và điện áp có giá trị nhỏ, sau khi cấp nguồn cho động cơ ta tăng dần giá trị tần số và điện áp, tốc độ động cơ tăng dần, khi tần số đạt giá trị định mức thì tốc độ động cơ đạt giá trị định mức. b, Cấu trúc điều khiển động cơ dùng bộ biến tần Biến tần được sử dụng là loại biến tần gián tiếp nguồn áp loại VFD220- B43A. Bộ biến tần dùng để điều khiển điện áp, tần số cấp cho động cơ theo luật điều khiển được thiết kế và lưu trữ trong CPU của biến tần, đồng thời qua biến tần có thể quan sát và đặt các thông số bảo vệ cho động cơ, đồng thời có thể điều chỉnh tốc độ động cơ nhanh và chính xác hơn . 51
  53. T1 T3 T5 D1 D3 D5 R L1 C C L2 A P B 22kW L3 U C D6 D4 D2 PG Th T6 T4 T2 thiet bi do Hình 3.2. Sơ đồ điều khiển động cơ dùng biến tần gián tiếp nguồn áp T ( 1-6 ) các tristo trong mạch điều khiển của biến tần D ( 1-6 ) các diot trong mạch chỉnh lưu của biến tần PG : cảm biến tốc độ R : điện trở; C: tụ lọc Quá trình điều khiển động cơ bộ phận lô lưới được trình bày ở chương 2 mục 2.3.3 . 3.3. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN ÉP 3.3.1. Yêu cầu về truyền động bộ phận ép Trong công nghệ sản xuất giấy bộ phận ép là khâu quan trọng quyết định tới chất lượng của tờ giấy. Sau công đoạn hình thành tờ giấy ra khỏi lô lưới, các thông số như độ trắng, độ mịn chưa được đảm bảo cho nên công đoạn ép sẽ giúp tờ giấy có được độ trắng mịn theo yêu cầu. Ép là công đoạn dùng lực ép cơ học ép lên tờ giấy giúp tờ giấy trắng hơn, mịn hơn. Tuy nhiên ép cũng giúp tách nước ra khỏi tờ giấy đảm bảo được độ khô bão hòa cho tờ giấy. Sau khi ép tờ giấy đôi khi xảy ra trường hợp bị nát, lượng nước tách ra trong tờ giấy là quá lớn, nó phá vỡ liên kết giữa các 52
  54. thớ sợi dẫn đến mất sự ổn định của tờ giấy.Chính vì vậy khi ép ta tính toán sao cho lực ép phù hợp,tốc độ động cơ thực hiện đảm bảo cho tờ giấy có sự nhãn mịn theo yêu cầu. Bộ phận ép của công ty gồm 3 cặp ép, mỗi cặp ép bao gồm giá đỡ và 2 lô ép: lô trên và lô dưới. Lô trên được ép xuống lô dưới bằng hệ thống đòn bẩy, nó được vận hành bằng khí nén. Lô dưới được truyền động bởi động cơ lai, động cơ lai quay với tốc độ sao cho đảm bảo được lực ép không cho tờ giấy bị nát. Bộ phận ép có những yêu cầu về công nghệ rất chặt chẽ, cụ thể như sau:  Ổn định tốc độ giữa các lô ép của từng cặp ép  Đảm bảo sự sai lệch tốc độ giữa 2 lô ép không quá 0.15%  Ổn định tốc độ giữa 3 cặp ép  Ổn định tốc độ giữa bộ phận ép với toàn dây chuyền sản xuất  Quá trình gia tốc phải được thực hiện triệt để bằng việc điều khiển trơn vô cấp  Đảm bảo sức căng tờ giấy phù hợp 3.3.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ truyền động chính bộ phận ép a, Động cơ truyền động chính ép 1 Quá trình ép 1 là quá trình quan trọng nhất của bộ phận ép, sau khi tờ giấy từ bộ phận lô lưới sang ép 1 thì lúc này tỉ lệ nước trong giấy còn khá lớn. Nên đảm bảo được lực ép làm cho tờ giấy không bị nát, và sự thoát nước đúng theo yêu cầu là việc khó khăn. Động cơ thực hiện được tính chọn sao cho công suất phù hợp, đảm bảo đúng yêu cầu. Ép 1 là loại ép kết hợp chân không và ép có lưới, ở lô ép chân không cũng là lô nâng giấy biểu diễn trên hình 3.3. Chức năng quan trọng nhất của lưới ép là chống tạo vết trên giấy. Nước được tách khỏi tờ giấy ở phía độ khô sau cặp ép này khoảng 35% , tỉ lệ độ ảm khoảng 1,9. 53
  55. 1 3 2 5 4 HÌnh 3.3. Cặp ép 1 1: Lô trên ; 2: lô dưới ; 3 : chăn dẫn giấy ; 4 : Pittong khí nén ; 5 : Giá đỡ Động cơ thực hiện được chọn là loại động cơ không đồng bộ roto lồng sóc kiểu 3K200S2 có các thông số định mức : Công suất định mức Pđm= 22 kW Tốc độ định mức n = 2960 vòng/ phút Điện áp định mức Uđm =380 V Dòng điện định mức Iđm = 40,5 A Hiệu suất η = 89% Cosφ = 0,91 Tỉ số Moment cực đại Mmax / Mđm = 2,6 Tỉ số moment khởi động Mkđ / Mđm = 2 Tỉ số dòng điện khởi động Ikđ / Iđm = 7 Cấp cách điện : F b, Động cơ truyền động chính ép 2 và ép 3 Ép 2: Nước được thoát ra ở phía dưới ( phía lưới ) chức năng của lưới ép ở cặp ép này là làm giảm áp suất thủy tĩnh trong khe ép bằng cấu trúc mở của lưới và mặt khác để choonhs sự tạo vết trên giấy. Độ khô của giấy sau ép này khoảng 40 – 41 % 54
  56. Ép 3: ở ép này không có chăn và cũng không có lưới vì vậy cặp ép này cũng không có tác dụng tách nước khỏi tờ giấy so với 2 cặp ép trên. Cặp ép này áp dụng một lực nhỏ và chức năng chính của cặp ép này là làm mịn và phẳng hơn . Hai cặp ép 2 và 3 sự dụng chung một động cơ lai không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc kiểu 3K200M2 có các thông số định mức: Công suất định mức Pđm= 30 kW Tốc độ định mức n = 2960 vòng/ phút Điện áp định mức Uđm =380 V Dòng điện định mức Iđm = 56 A Hiệu suất η = 90,5 % Cosφ = 0,9 Tỉ số Moment cực đại Mmax / Mđm = 2,6 Tỉ số moment khởi động Mkđ / Mđm = 2 Tỉ số dòng điện khởi động Ikđ / Iđm = 7 Cấp cách điện : F c, Sơ đồ nguyên lí động cơ truyền động chính bộ phận ép Ba cặp ép được điều khiển bởi biến tần nguồn áp VFD300B43A. Quá trình điều khiển sao cho các động cơ thực hiện quay cùng tốc độ với nhau. Bộ phận ép được nhận tín hiệu chung từ bộ tín hiệu chủ đạo, tờ giấy đi qua toàn bộ hệ thống phải đảm bảo đồng bộ tốc độ giữa các cặp ép và đồng bộ với toàn hệ thống. Nếu không tờ giấy sẽ bị xé rách do sức căng tờ giấy quá giới hạn cho phép hoặc tờ giấy quá chùng . Việc đảm bảo sai lệch tốc độ là rất quan trọng, yêu cầu ∆ω ≤ 0,15 % lúc đó mới đảm bảo phụ tải cho động cơ truyền động. Nếu sai lệch không đúng một trong 2 động cơ sẽ bị quá tải hệ thống bảo vệ tác động động cơ sẽ bị dừng lại, hệ thống dừng sẽ bị dừng máy. Mặt khác ép 3 còn làm cho giấy mịn và bóng hơn nên việc không đảm bảo sai lệch tốc độ sẽ làm cho tờ giấy bị cào xước không đảm bảo yêu cầu chất lượng. 55
  57. Việc gia tốc tốc độ chỉ được thực hiện trong quá trình tăng tốc toàn dây chuyền, lúc đó việc gia tốc phải êm phù hợp với cả dây chuyền, tránh không làm cho tờ giấy bị rách trong quá trình gia tốc tốc độ. Sức căng của tờ giấy ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ tờ giấy nó có thể làm cho tờ giấy bị nhăn. Quá trình truyền động phải đảm bảo bộ phận ép phải đảm bảo sức căng toàn dây chuyền . Quá trình điều khiển bộ phận ép được trình bày ở chương 2 mục 2.3.2 . MC1 T1 T3 T5 30kW D1 D3 D5 R MC2 L1 C C L2 A P B 22kW L3 U C D6 D4 D2 PG Th T6 T4 T2 thiet bi do Hình 3.4. Sơ đồ điều khiển 2 động cơ dùng biến tần nguồn áp 3.4. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN SẤY 3.4.1. Yêu cầu truyền động bộ phận sấy  Chức năng của chăn sấy Nâng cao tỉ lệ truyền nhiệt giữa bề mặt lô sấy và tờ giấy đảm bảo tỉ số bốc hơi cao. Tạo cho tờ giấy có chất lượng đảm bảo về độ nhẵn , độ phẳng và độ nhám bề mặt Tạo ra một trạng thái ổn định vầ độ khô theo bề mặt ngang của khổ giấy Tạo ra một trở suất nhỏ nhất cho việc vận chuyển hơi bốc ra từ tờ giấy Tạo ra môi trường thông gió tốt mà không gây lên sự rung giấy và 56
  58. làm giảm nhiệt độ sấy  Yêu cầu truyền động bộ phận sấy Đảm bảo sức căng giấy sẽ giúp tỉ lệ bay hơi của giấy tốt hơn,chất lượng sản phẩm sẽ đảm bảo được độ nhãn và phẳng theo yêu cầu. Nếu sức căng của giấy quá lớn nó sẽ tạo vết trên giấy Đảm bảo đồng bộ tốc độ động cơ của bộ phận sấy với toàn dây chuyền sản xuất . Bộ phận sấy gồm 10 quả lô sấy cho nên đảm bảo được tốc độ quay của từng lô sấy với cả dây chuyền là việc khó. Việc tính chọn động cơ có công suất lớn và đảm bảo động cơ không bị non tải hoặc quá tải dẫn đến chất lượng sản phẩm không theo yêu cầu là việc khó khăn. Động cơ thực hiện bộ phận sấy là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc kiểu 3K280S2 có các thông số định mức: Công suất định mức Pđm= 75 kW Tốc độ định mức n = 2960 vòng/ phút Điện áp định mức Uđm =380 V Dòng điện định mức Iđm = 101 A Hiệu suất η = 91 % Cosφ = 0,92 Tỉ số Moment cực đại Mmax / Mđm = 2,2 Tỉ số moment khởi động Mkđ / Mđm =1,2 Tỉ số dòng điện khởi động Ikđ / Iđm = 7 Cấp cách điện : F 3.4.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ thực hiện bộ phận sấy Động cơ truyền động chính bộ phận sấy được điều khiển từ bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng VFD750 B43A .Quá trình điều khiển được trình bày ở chương 2 57
  59. T1 T3 T5 D1 D3 D5 R L1 C C MC L2 A P B 75kW L3 U C D6 D4 D2 PG Th T6 T4 T2 thiet bi do Hình 3.5. Sơ đồ điều khiển động cơ bộ phận sấy dùng biến tần nguồn áp 3.5. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN CUỘN LẠI  Yêu cầu truyền động bộ phận cuộn lại Động cơ bộ phận cuộn lại phải đảm bảo sức căng giấy không làm giấy bị đứt. Vì đây là khâu cuối của dây chuyền nên việc đảm bảo đồng bộ tốc động cơ với toàn dây chuyền là quan trọng . Động cơ chỉ phải lai một quả lô cuộn nên chọn động cơ có công suất nhỏ. Động cơ được chọn là động cơ không đồng bộ roto lồng sóc kiểu 3K160M2 có các thông số định mức: Công suất định mức Pđm= 15 kW Tốc độ định mức n = 2940 vòng/ phút Điện áp định mức Uđm =380 V Dòng điện định mức Iđm = 27 A Hiệu suất η = 90 % Cosφ = 0,94 Tỉ số Moment cực đại Mmax / Mđm = 3,1 Tỉ số moment khởi động Mkđ / Mđm =2,6 Tỉ số dòng điện khởi động Ikđ / Iđm = 7 Cấp cách điện : F 58
  60. 3.6. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY Trang bị điện – điện tử của dây chuyền sản xuất giấy của công ty được biểu diễn trên những sơ đồ . Bao gồm những phần tử chính sau : 5 động cơ truyền động chính UF1,UF2,UF3,UF4,UF5: các biến tần của hãng DETAL họ B L1, L2, L3: nguồn điện áp 3 pha 4 dây ( 3N-380V/220V-50Hz )cung cấp cho biến tần và động cơ R, S, T: đầu vào cấp nguồn cho biến tần U, V ,W: Đầu ra bộ biến tần nối với động cơ CD1, CD2 , CD3: cầu dao 3 pha bảo vệ cấp nguồn QF1, QF2, QF3, QF4,QF5: Bảo vệ cấp nguồn cho các bộ biến tần PE: nối đất KA1, KB1,KC1, KD1,KE1: các tiếp điểm congtacto để dừng động cơ khi có tín hiệu dừng khẩn cấp SG+, SG- : Điểm kiểm tra điện áp của RS-485 DL : Bộ lọc DVP-16EH (CPU) : bộ xử lí trung tâm DVP- 16HM11N : tín hiệu vào / ra S ( 0-19 ): các nút ấn điều khiển UA: cấp nguồn một chiều ± 5V , ± 24 V FPQ: nối cáp truyền thông cho bộ biến tần ST0: nút ấn khởi động toàn dây chuyền ST ( 1 – 5): nút ấn dừng động cơ SQ ( 1- 5 ): nút ấn khởi động động cơ HL ( 1 – 5 ): các đèn báo có sự cố FWD: lệnh hoạt động về phía trước . FWD-CM: Động cơ chạy theo chiều tiến, FWD-CM: Động cơ giảm tốc độ và dừng lại X ( 1- 17): Đầu vào kĩ thuật số. Các chức năng như mệnh lệnh dừng 59
  61. máy bên ngoài, tín hiệu báo động ở ngoài, đặt lại tín hiệu báo động và điều khiển nhiều tốc độ có thể bật hoặc tắt bằng các đầu nối Y0, Y1, Y2: Đầu ra tranzitor, tín hiệu đầu ra như sự vận hành, tốc độ tương đương, đề phòng sớm quá tải.  Nguyên lí hoạt động của dây chuyền sản xuất giấy Nguyên lí hoạt động của dây chuyền sản xuất giấy được biểu diễn bằng những hình vẽ trang bên. Hệ thống được điều khiển bởi bảng điều khiển trung tâm đặt ở giữa nhà máy. Các cực vào của nguồn điện mạch chính được nối với nguồn điện qua cầu dao tiếp mát để bảo vệ đường dây. Pha bất kì có thể được nối với dây dẫn bất kì. Nối một công tắc tơ điện từ bộ biến tần để có thể ngắt ra khỏi nguồn điện. Không khởi động hay dừng bộ biến tần bằng cách bật hoặc tắt cầu dao nguồn chính. Dùng các cực mạch điều khiển FWD, REV, và khóa Stop trên bảng điều khiển để khởi động hay dừng bộ biến tần. Các cực nối đất của bộ biến tần phải được nối xuống đất để đảm bảo an toàn và để đo độ ồn. Trước khi cấp nguồn bộ biến tần phải được cài đặt chương trình để vần hành từ bảng điều khiển trung tâm. Bật nguồn, kiểm tra tốc độ, đặt tốc độ bằng cách sử dụng nút ấn. Nhấn nút FWD để điều khiển động cơ, nhấn nút Stop để dừng động cơ. Màn hình LED hiển thị 4 con số, được sử dụng để hiển thị các mục khác nhau của dữ liệu quan sát tần số cài đặt. Màn hình LCD được dùng để hiển thị các dạng thông tin khác nhau về tình trạng làm việc  Một số vấn đề về chống nhiễu ở mạch điều khiển Mạch điều khiển bộ biến đổi làm việc với tín hiệu có công suất nhỏ, vì vậy nó rất nhạy với nhiễu. Việc chống nhiễu cần được thực hiện ở mạch điều khiển bằng các mạch lọc, đồng thời cần phải thực hiện các yêu cầu về lắp đặt 60
  62. cáp truyền tín hiệu:  Cáp điều khiển cần phải có bọc chống nhiễu đặt cách xa cáp lực cao thế ít nhất là 60cm ( chống nhiễu điện trường ).  Chống các liên hệ tạo điện cảm kí sinh do các mạch vòng cáp lực và cáp điều khiển: - Cáp truyền tín hiệu cộng và trừ thường bố trí thành một cặp - Các cặp ( một hoặc nhiều cặp ) cần phải xoắn với bước xoắn cực đại là 15mm ( tức là 70 bước xoắn trong 1m) - Cáp điều khiển đặt xa cáp lực có dòng điện chạy lớn hơn 200A khoảng 30cm, cáp có dòng điện lớn hơn 1000A khoảng 1m - Không bố trí cáp lực và cáp điều khiển trong một rãnh hoặc trong cùng một ống thép  Tín hiệu nhiễu có thể xâm nhập vào mạch điều khiển khi cáp tín hiệu có dòng điện kí sinh gây sụt áp  Bảo vệ trong hệ thống a, Bảo vệ cắt khẩn cấp: Như ngắn mạch ở bộ biến đổi hệ truyền động, quá tốc độ quá điện áp. Mạch bảo vệ thực hiện cắt khẩn cấp bằng các thiết bị như cầu chì, aptomat, role kết hợp với bảo vệ ở mạch điều khiển như khóa tirstor, cắt nguồn nuôi, khóa bộ điều chỉnh b, Bảo vệ cắt có thời gian: Quá tải, cách điện giảm, quá nhiệt .Mạch bảo vệ phát hiện và phát tín hiệu cảnh báo trong lúc đó mạch điều chỉnh sẽ tự thay đổi tham số điều khiển để thoát khỏi sự cố hoặc người vận hành trực tiếp điều chỉnh. Nếu sau một thời gian quy định mạch bảo vệ sẽ tác động cắt hệ thống, ngừng làm việc để giải quyết sự cố. 61
  63. L11 L1 L12 L2 L13 L3 N 3N-380/220V-50Hz 1 3 5 1 3 5 QF1 QF2 2 4 6 2 4 6 R S T R S T 3 SG+ 3 SG+ 4 SG- 4 SG- RS-485 RS-485 A1 B1 UF1 RB UF2 RB (VFD220B43A) 6 (VFD220B43A) 6 RC RC A2 B2 FWD FWD KA1 6 6 A3 KB1 DCM DCM B3 10 10 PE U V W PE U V W U1 V1 W1 U2 V2 W2 22kW 22kW PE PE 62
  64. L11 L12 L13 N 1 3 5 1 3 5 1 3 5 QF3 QF4 QF5 2 4 6 2 4 6 2 4 6 R S T R S T R S T 3 SG+ 3 SG+ 3 SG+ 4 4 4 RS-485 SG- RS-485 SG- RS-485 SG- UF3 RB UF4 RB UF5 RB (VFD750B-43A) (VFD150B-43A) (VFD330B-43A) RC RC RC FWD FWD FWD KC1 6 KD1 6 KE1 6 DCM DCM DCM 10 U V W U V W 10 U V W 10 PE PE PE U3 V3 W3 U4 V4 W4 U5 V5 W5 30kW 75kW 15kW PE PE PE 63
  65. N L12 QF6 100 24G S0 S1 S2 S3 S4 S5 1 PE S 2 N 100 101 102 103 104 105 106 107 1 2 L N +24V S/S 24G X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 DL DVP-16EH (CPU) 4 3 C0 Y0 C1 Y1 C2 Y2 3 N Y0 Y1 Y2 -5G 64
  66. 24G S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 100 110 111 112 113 114 115 116 117 120 121 122 123 124 125 S/S X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 DVP-16HM11N (I/O ) 65
  67. N 2 Y0 Y1 Y2 Y0 Y1 Y2 S' L N 99 +5V +5V -5G -5G FPQ UA UF1 UX1 UF2 UX2 UF3 UX3 UF4 UX4 UF5 UX5 UF6 UX6 UF1 UF1 UX1 UF2 UX2 UF3 UX3 UF4 UX4 UF5 UX5 GND +24V PE +24V GND PE PE PE PE PE PN1 PN2 PN3 PN4 PN5 66
  68. 2 10 +24V 3 11 RC RC RC 4 12 UF1 UF2 UF3 RB RB RB A1 B1 C1 ST1 ST2 ST3 15 ST0 7 11 5 5 5 KA1 KB1 KC1 SQ1 SQ2 SQ3 9 9 9 17 5 99 13 13 13 13 13 KT0 KA1 HL1 KB1 HL2 KC1 14 14 14 14 GND 67
  69. 6 RC RC UF4 UF5 RB RB D1 C1 ST4 ST5 19 23 5 5 SQ4 KD1 SQ5 KE1 9 9 21 25 13 13 KD1 HL4 KE1 HL5 GND 14 14 68
  70. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY GIẤY ĐỨC DƢƠNG 1 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 1 1.1.1. Giới thiệu tổng quan về công ty giấy Đức Dương 1 1.1.2. Cơ cấu tổ chức của công ty giấy Đức Dương 3 1.2. TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY 5 1.2.1. Giới thiệu một số loại máy Xeo giấy 5 1.2.1.2. Các loại máy Xeo 6 1.2.2. Cấu trúc công nghệ tổng quát dây chuyền sản xuất giấy của công ty 14 CHƢƠNG 2: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN DÙNG BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU 21 2.1. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 21 2.1.1. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 21 2.1.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 23 2.2. CẤU TRÚC VÀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN 31 31 2.2.2. Một số phương pháp điều khiển biến tần 32 35 35 38 2.3.3. Sơ đồ cấu trúc chung của hệ thống điều khiển truyền động điện động cơ không đồng bộ cấp điện từ bộ biến tần nguồn áp 40 2.3.4. Hệ thống truyền động điện có điều khiển ngoài được cấp điện từ bộ biến tần nguồn áp 41 69
  71. 2.4. BIẾN TẦN SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY 43 2.4.1.Đặc điểm chung của bộ biến tần DELTA -họ B 43 2.4.2.Bảng thông số của biến tần VFD họ B 44 2.4.3.Sơ đồ đấu dây của biến tần 48 CHƢƠNG 3: HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY XEO GIẤY 49 3.1. YÊU CẦU CHUNG 49 3.2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN LÔ LƢỚI 49 3.2.1. Yêu cầu về truyền động bộ phận lô lưới 49 3.2.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ truyền động chính bộ phận lô lưới 50 3.3. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN ÉP 52 3.3.1. Yêu cầu về truyền động bộ phận ép 52 3.3.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ truyền động chính bộ phận ép 53 3.4. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN SẤY 56 3.4.1. Yêu cầu truyền động bộ phận sấy 56 3.4.2. Sơ đồ nguyên lí động cơ thực hiện bộ phận sấy 57 3.5. HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BỘ PHẬN CUỘN LẠI 58 3.6. TRANG BỊ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY CỦA CÔNG TY 59 KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 70