Đồ án khai thác hệ thống điện cho truyền động cầu trục 20 tấn

Đồ án khai thác hệ thống điện cho truyền động cầu trục 20 tấn gồm hai phần: Phần 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ CẨU TRỤC Phần 2: PHÂN TÍCH MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN đồ án khai quát về các loại cầu trục đang được ứng dụng rộng rãi trong công cuộc xây dựng đất nước như Cần cẩu chân đế Sokol,Cần trục cảng,Cần trục cảng lắp đặt trên phương tiện thủy...

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ CẨU

TRỤC Phần 1 giới thiệu cẩu trục 20 tấn

và cần cẩu tháp Trong các cảng biển thì cầu trục bốc dỡ hàng hóa từ trêntàu xuống kho bãi hay vận chuyển hàng hóa xuất khẩu từ kho bãi xuốngtàu, vận chuyển các container, các máy móc xuất nhập khẩu qua đườngbiển Như vậy cầu trục giúp cho con người cơ khí hóa, tự động hóa khâubốc xếp hàng hóa làm giảm sức lao động, tăng năng xuất lao động và chấtlượng sản phẩm

Điều này cho thấy trong bất kỳ lĩnh vực sản xuất nào cũng có sựtham gia của cầu trục Vì tính đa dạng của nó nên cấu tạo của cầu trục cũngrất khác nhau Tuy nhiên chúng đều có đặc điểm chung là có ba cơ cấu: Cơcấu nâng hạ, cơ cấu dịch chuyển dọc, cơ cấu dịch chuyển ngang và một số

cơ cấu phụ khác để giữ lấy hàng Việc điều khiển truyền động của cầu trục

bốc xếp hàng hóa được thiết kế để người vận hành trực tiếp điều khiển quỹđạo chuyển động của hàng hóa Chính vì vậy mà các hệ thống điều khiểnchuyển động cho cơ cấu của cầu trục thường được thiết kế hoạt động độclập với nhau.

1.2 Phân loại cầu trục

1.2.1.Phân loại theo tải trọng nâng

- Cầu trục tải trọng nhỏ: trọng tải nâng chuyển từ 1 tấn đến 5 tấn;

- Cầu trục tải trọng trung bình: trọng tải nâng chuyển từ 10 tấn đến 30tấn;

- Cầu trục tải trọng lớn: trọng tải nâng chuyển từ 30 tấn đến 60 tấn;

- Cầu trục tải trọng rất lớn: trọng tải nâng chuyển từ 80 tấn đến 1200 tấn;1.2.2 Phân loại theo đặc điểm công tác

- Cần trục chân đế (cần cẩu chân đế)

Cần trục chân đế được trình bày trên hình 1.1, có các cơ cấu chính: Cơcấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ cần, cơ cấu quay (cơ cấu quay mâm), cơcấu di chuyển chân đế Cầu trục chân đế có khả năng bốc xếp hàng rời, bốcxếp hàng hóa treo trên móc cầu trục (hình 1.2), bốc xếp container,…

Hình 1-1: Cần cẩu chân đế Sokol trang bị cho cảng biển

Hình1-2: Cần trục chân đế bốc xếp hàng rời

- Cầu trục lắp đặt trên công tông nổi

Cần trục loại này thường có tải trọng nâng lớn, dùng để nâng hạ cáccấu kiện, phụ tùng cho các ngành lắp máy được vận chuyển bằng đườngthủy mà các cầu trục chân đế không có khả năng bốc xếp Các cảng biểnthường được trang bị loại cầu trục này nhưng với số lượng không lớn,nhưng tính cơ động của nó rất cao để đáp ứng yêu cầu bốc xếp hàng hóasiêu trọng, mà vẫn đảm bảo kinh tế trong vận hành khai thác

- Cần trục tời hàng trên biển.

Hình 1-4: Cần trục cảng lắp đặt trên phương tiện thủy

Cần trục tời hàng trên biển có cấu tạo gồm 3 cơ cấu điều khiển truyềnđộng chính là cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ cần và cơ cấu quay Sựhoạt động của cần cẩu trên tàu thủy phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng củatàu trong quá trình bốc xếp hàng hóa, góc nghiêng trong quá trình hoạtđộng lớn hơn so với cần cẩu chân đế lắp đặt ở cảng

Tời hàng trên tàu thủy thường có hai loại là tời đơn và tời kép Tời đơn

là loại tời chỉ có một cần, các chuyển động của nó tương tự cần cẩu Tờikép là loại tời có hai cần thường có hai chuyển động khi bốc xếp hàng hóa

là nâng hạ và kéo bằng tời để dịch chuyển hàng hóa trong khoảng cáchgiữa hai đỉnh cần

Đặc điểm hoạt động của tời đơn trên tàu thủy đảm bảo được tính linhhoạt cao, thời gian đưa vào làm việc nhanh hơn tời kép Còn nhược điểmcủa loại này là đòi hỏi công suất đặt lớn hơn tời kép

- Xe nâng - cần trục trên ôtô.

Hình 1-5: Xe nâng chuyển container chuyên dụng

Hình 1-6: Cần trục lắp đặt trên xe ôtô

Nhóm thiết bị bốc xếp hàng hóa loại này có số lượng lớn ở cảng biển.Chúng có tính linh hoạt cao, hiệu quả kinh tế trong sử dụng Các xe nâng

chuyên dụng như hình 1.5 thường có các cơ cấu điều khiển chuyển độngtương tự cần cẩu: Chuyển động nâng hạ hàng, chuyển động nâng hạ cần vàchuyển động quay Cần cẩu trên ôtô có các cơ cấu điều khiển chuyển độngchính tương tự cần trục.

Đặc điểm của cần cẩu trên ôtô và xe nâng là chủ yếu sử dụng nănglượng dầu diezen, hệ thống chuyển động có thể bằng động cơ điện hoặcđiện thủy lực

- Cần cẩu ziczắc

Cần cẩu ziczắc được trình bày trên hình 1.7, là loại cần cẩu được trang

bị để thực hiện công tác dịch vụ như: lắp mới, sửa chữa kho bãi nhà xưởng,

và công tác bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện, các cần cẩu chân đế,… Đặc điểm công tác của cần cẩu ziczắc là tính linh hoạt cao, gọn nhẹ.Các hệ thống điều khiển chuyển động thường là điện thủy lực

Hình 1-7: Cần trục ziczắc

- Cầu trục trang bị cho kho bãi và nhà xưởng.

Cầu trục chạy trên ray trang bị cho kho hàng, các phân xưởng cơ khíđược biểu diễn trên hình 1.8a và 1.8b

Cầu trục loại này có các cơ cấu chuyển động chính: cơ cấu nâng hạhàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn Các cần trục nàythường được thiết kế điều khiển tại chỗ và từ xa

Hình 1-8a: Cầu trục trong nhà máy thủy điện

Hình 1-8b: Cầu trục trong nhà máy cơ khí

- Cầu trục khung dầm hộp chạy trên đường ray

Cầu trục khung dầm thép dạng hộp chạy trên đường ray được biểu diễntrên hình 1.9, được trang bị cho cảng biển, các nhà máy đóng tàu biển, nhàmáy thủy điện hay các kho bãi Loại này được thiết kế co trọng tải lớn, làmviệc trong phạm vi quy định Gồm ba cơ cấu điều khiển chuyển động cơcấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển giàn

Hình 1-9: Cầu trục khung dầm hộp chạy trên đường ray

- Cầu trục bốc xếp container

Cầu trục giàn chạy trên đường ray bốc xếp container được biểu diễntrên hình 1.10 Các cơ cấu chính của cầu trục giàn chạy trên đường ray baogồm: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn

và cơ cấu nâng hạ giàn Đặc điểm công tác nổi bật của loại này là tầm với

và trọng tải nâng lớn, năng suất bốc xếp rất cao Được trang bị cho các cầucảng chuyên dụng bốc xếp container

Hình 1-10: Cầu trục giàn bốc xếp container

\

Phần 2 : đặc điểm và yêu cầu công nghệ

2.1 Đặc điểm

2.1.1 Cấu tạo chung của cầu trục

- Cần trục có kết cấu rất đa dạng được sử dụng trong nhiều lĩnh vựckhác nhau Ở đây ta chỉ nghiên cứu cấu tạo đặc trưng nhất của cầu trụcđược biểu diễn tại hình 1.11

Hình 1-11: Cấu tạo chung của cầu trục

- Cấu tạo chung của cầu trục gồm ba bộ phận chính:

Xe con (3): là bộ phận chuyển động trên đường ray trên xe cầu, trên đó

có cơ cấu nâng hạ và cơ cấu di chuyển xe con

Xe cầu (2): là một khung sắt hình chữ nhật được thiết kế với kết cấuchịu lực gồm một dầm chính chế tạo bằng thép, đặt cách nhau một khoảngtương ứng với khoảng cách bánh xe con, bao quanh là một dàn khung, haidầm cầu được liên kết cơ khí với dầm ngang tạo thành một khung hình chữnhật trong mặt phẳng nằm ngang

Cơ cấu nâng hạ (1): có hai loại chính

Loại dùng cho cầu trục một dầm là pa-lăng điện hoặc pa-lăng tay lăng điện hoặc pa-lăng tay đều có khả năng di chuyển dọc theo dầm chính

Pa-để nâng hạ vật Các loại pa-lăng này được chế tạo theo tải trọng nâng vàtốc độ di chuyển

Đối với loại dầm thông thường các cơ cấu nâng hạ được chế tạo và đượcđặt trên xe con để có thể di chuyển dọc theo trục chính

Ngoài ra còn có cơ cấu phanh hãm, cấp nguồn,…

Chuyển động nâng hạ( của bộ phận nâng tải ) chuyển động ngang của xe cần Các động cơ đề làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại số lần đóng cắt điện lớn , điều khiển mô trường nặng nề , đặc biệt là cẩu trục ngoài trời , hải cảng trên mặt nước các nhà máy hóa chất và luyện kim

Các thiết bị điện cẩu trục phải dảm bảo yêu cầu năng xuất, an toàn vàđơn giản đảm bảo yêu cầu về năng xuất an toàn và đơn giản trong thao thác

Các động cợ cơ chuyện động phải có khả năng đảo chiêu

quay ,phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và có các đặc tính cơ bản thỏa mãn yêu cầm công nghệ

vd: Các cẩu trục lắp ráp thỏa mãn về đường chính xác nên nên đòi hỏi các đường đặc cơ cứng có đường đặc tính thấp có nhieu đường đặc tính trung gian để mở và hám êm Việc điều chỉnh tốc độ các cơ cấu đều thưc hiện bằng phương pháp diện

Các bộ phận chuyện động phải có hám điên từ để giữ trục chuyện động khi động cơ mất điện từ giữ chặt các chuyện động khi động cơ mất điện ở các cẩu trục duy chuyển kim loại nóng chạy dể an toàn người ta dùng phanh hãm điện từ trên trục động cơ

Mạng điên cung cấp cho cẩu trục không vượt quá 500v Mạch điện xoay chiều: 220, 380v mạch điện 1 chiều là 220v , 440v điện áp chiếu sáng không vượt quá 220v , điện áp sửa chứa phải nhỏ hơn 36v không dùng máybiến áp tự ngẫu để cung cấp cho mạch điện chiêu sáng và sửa chứa

Các mạch điện và các động cơ phải được bảo vệ ngắn mạch quá tải trên 200% bằng rơle dòng điện cực đại.không dùng rơle nhiệt vì các động cơ

làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại,trong việc khống chế và bố trí khâu bảo

vệ khống chế tự động cơ tự khởi động khi điện áp lưới tự phục hồi

Để đảm bảo cho người và thiết bị vận hành trong sơ đồ khống chế phải có công tác hành trình để hạn chế truyền động của cơ cấu khi chúng phải di lên vị trí giớ hạn ( đối vơi cơ cấu nâng hạ chế hành trình nâng mà khồng hạn chế hành trình hạ )

Gia tốc của trục là thông số hết sức quan trọng hầu hết cẩu trục có hạn chếgia tốc Ở bộ phận nâng hạ phần cẩu trục có yêu cầu hạn chế gia tốc Ở bộ phận nâng hạ cẩu trục gia tốc cho phép thường đươc quy định theo khả năng chịu đựng tải động cơ của cơ cấu

vd : đối với câu cấu nâng hạ cẩu trục gia tốc phải nhỏ hơn 0.2 m/s2 để không bị giật đứt dây cáp

2.1.2 yêu cầu làm việc của cầu trục

- Chế độ làm việc của các cơ cấu cầu trục được xác định từ các yêu cầucủa quá trình công nghệ, chức năng của cầu trục trong dây truyền sản xuất.Cấu tạo và kết cấu của cầu trục rất đa dạng Khi thiết kế và chế tạo hệthống điều khiển và hệ truyền động điện phải phù hợp với từng loại cụ thể

- Cầu trục trong phân xưởng luyện thép lò mác tanh, trong các phânxưởng nhiệt luyện phải đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật trong chế độ quá độ.Cầu trục trong các phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo quá trình mở máy êm,dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng chính xác nơi lấy hàng và hạ hàng,…

- Sau đây là các đặc điểm chung của cầu trục – cần trục:

Tải thay đổi trong phạm vi rộng từ không tải đến tải định mức

Khởi động phải đầy tải

Mômen trên trục động cơ phụ thuộc vào tải

Chế độ làm việc là ngắn hạn lặp lại

Tần số đóng cắt lớn, chế độ quá độ xảy ra nhanh khi hãm và đảo chiều

- Nguồn cấp điện: phần lớn các cơ cấu của cầu trục – cần trục đượctruyền động bởi các động cơ điện cung cấp điện cho hệ truyền động có 3dạng:

Cung cấp điện từ lưới qua các thanh góp điện cố định Loại nàythường là cầu trục phân xưởng

Cung cấp điện từ lưới qua các cuộn cáp điện Loại này thường dùngcho các cầu trục dịch chuyển đường ray trên mặt đất

Cung cấp điện từ máy phát diezen thường cho loại cầu trục di độngtrên ôtô

- Môi trường làm việc của cầu trục rất khắc nghiệt

Ví dụ: Trong các nhà máy cơ khí luyện kim môi trường nóng ẩm, nhiềubụi Trên các cảng biển môi trường nắng gió ngoài trời hay trong các nhàmáy có môi trường hóa chất độc hại

- Từ các đặc điểm trên mà ta có các yêu cầu đối với hệ thống cầu trục:

Do điều kiện làm việc của cầu trục rất nặng nề, thường xuyên làm việctrong chế độ quá tải Vì vậy cầu trục được chế tạo phải có độ bền và hệ số

dự trữ của các cơ cấu cơ khí lớn để chịu quá tải

Quá trình hãm, khởi động diễn ra phải êm

Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động đơn giản

Các phần tử cấu thành phải đơn giản về cấu tạo, thay thế dễ dàng Quá trình mở máy phải diễn ra theo một luật định sẵn

Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ riêng biệt, độc lập

Các cơ cấu chuyển động phải có khả năng đảo chiều quay, phạm viđiều chỉnh tốc độ rộng, khả năng thay đổi tốc độ êm Việc điều chỉnh tốc

độ thực hiện bằng phương pháp điện

Các cơ cấu chuyển động phải có phanh hãm đủ mômen để hãm tảinâng hạ cũng như tải dịch chuyển ngang

Các mạch điện và các động cơ phải được bảo vệ ngắn mạch và quá tải.

Có mạch điện bảo vệ không để bảo vệ động cơ không tự khởi động lại khi

có sự cố mất điện Các thiết bị điện trong hệ thống phải làm việc an toàn,hiệu quả, hệ thống điện đơn giản để dễ kiểm tra và sửa chữa

Có hạn chế dòng và tải

Có công tắc hành trình hạn chế hành trình tiến, lùi cho xe cầu, xe con,hạn chế hành trình lên cho cơ cấu nâng hạ

Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp

Tự động cắt nguồn cấp khi có người làm việc trên xe cầu

Phải có độ tin cậy và tuổi thọ cao

Yêu cầu về phụ tải:

Hình 1-12: Đặc tính phụ tải cơ cấu nâng hạ

Đối với cơ cấu dịch chuyển, do mômen cản tĩnh và tải trọng nênmômen cản không tải là:

MC0=(30 50%) Mđm – Đối với xe con

MC0=(50 55%) Mđm – Đối với xe cầu

W

Hình 1-13: Đặc tính phụ tải cơ cấu di chuyển Đối với truyền động điện cho cơ cấu di chuyển của cầu trục phải đảmbảo khởi động động cơ ở chế độ toàn tải Khi mùa đông môi trường làmtăng mômen ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng đáng kể mômen cảntĩnh Mc

Hình 1-14: Mômen của động cơ phụ thuộc vào tải trọng.

1- Động cơ di chuyển xe cầu; 2- Động cơ di chuyển xe con; 3- Động cơnâng hạ

Đối với các động cơ chuyển động cho các cơ cấu nâng hạ hàng,mômen thay đổi theo tải rất rõ rệt Khi không có tải trọng, mômen

Trong các hệ truyền động các cơ cấu nâng hạ của cầu trục yêu cầu quátrình tăng tốc diễn ra phải êm, đặc biệt là đối với cầu trục thiết kế cho nângchuyển container và bốc xếp hàng hóa, lắp ráp thiết bị máy móc Bởi vậymômen động trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu kỹthuật an toàn

Năng suất của cầu trục được quyết định bởi hai yếu tố: Tải trọng củathiết bị và số chu kỳ bốc xếp trong 1h Thường số lượng hàng hóa bốc xếptrong 1chu kỳ không như nhau và nhỏ hơn trọng tải định mức Cho nên phụtải của động cơ chỉ đạt (60 70%) công suất định mức của động cơ

CH ƯƠNG II : NG II : PHÂN TÍCH MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU

KHIỂN

2.1 Mạch động lực

A sơ đồ :

Hình 2.2 sơ đồ tổng thể cấp nguồn cho các phủ tải cẩu trục sử

dụng động cơ không đồng bộ rotor có day quấn

Điện áp cung cấp cho các động cơ ba pha , Uđm =380 V,tần số f =50 Hz

380 /48 V

Thứ tự cấp nguồn cho cẩu trục :

Cầu dao chính MCB1 đóng cấp điện cho toàn bộ hệ thống mạch điều khiển lấy nguồn 48V qua máy biến áp hạ áp 380/48 khi đó MCB2 =1 mạch điều khiển được cấp nguồn

Để tiến hành cung cấp nguồn điện cho mạch động lực cho các cơ cấu nâng

hạ hàng , cơ cấu duy chuyển xe cầu , cơ cấu duy chuyển xe con thì trước tiên thì ta phải đưa tất cả các tay điều khiển của cơ cấu chính về vị trí 0 Sau đó đóng cầu dao MCB4 cấp nguồn cho quạt làm mát Tiếp đó ấn nút khởi động hệ thống ở mạch điều khiển dể thực cấp điện cho cuộn hút của công tắc tơ chính K1 Khi tiếp điểm của công tắc tơ chính dã đóng thì mạch động lực các cơ cấu cấp điện để sắn sàng hoạt động

Có thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi tốc độ giá trị điện trở trong mạch rôto

Các cầu dao MCB3 cấp nguồn cho động cơ di chuyển xe

cầu MCB5 cấp nguồn cho động cơ nâng hạ ,MCB6 cấp nguồn cho động

cơ chuyền động con các cầu dao MCB7 ,MCB8 và MCB9 đóng cấp

nguồn cho các phanh của cơ cấu dây cuốn các phanh hãm dừng

+ Han chế :

Vùng điều chỉnh tốc độ hoạt động của các công tắc tơ cơ cấu còn phụ thuộcvào giá trị điện trở phụ trong mạch rôtor Số lượng công tắc tơ , rơle sử dụng còn nhiều nên độ tin cậy hoạt động chưa cao , hay có sự đánh lừa làmgiảm tuổi thọ thiết bị

Kích thước thiết hị điều khiển và hoạt động còn cồng kềnh , chiêm nhiều diện tích sản xuất Mặt khác vật tư thiết bị cho phương án này gặp nhiều khó khăn trên thị trường sản xuất khồng phổ biến

Khả năng tự động hóa thấp , khó kết nối điều khiển nối mạng trong nhà máy gây nhiều khó khăn trong việc quản lý thiết bị

Cẩu trục có hai dầm chính 40 tấn gồm 06 động cơ chính li các cơ cấu

truyền động và 02 động cơ quạt gió làm mát động cơ nâng hạ hàng , các phanh điện từ và các phần tử khác :

Động cơ M61 và M62 là động cơ di chuyện cầu , di chuyển dọc phầnxưởng

Động cơ 1M21 và 2M32 la hai động cơ nâng hạ hàng được đặt

chung vào hộ số hai quạt gió M11 gắn trực tiếp ỏ duôi động cơ 1M21 và 2M21 đẻ làm mát

Động cơ M41 và M42 là động cơ du chuyển xe con các động cơ này

sử dụng phương pháp hám dừng phanh diện từ

Mạch điện bao gồm các động cơ , phanh diện từ day dẫn , cầu đấu dây , hộp điều khiển , các khí cụ điện cần thiết như cầu dao aptomat hay công tác tơ , cầu chì…

2 Chức năng các phần tử cơ bản và nguyên lý làm việc của cơ cấu di chuyển xe cầu.

* Mạch động lực

Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu duy chuyển cầu được thể hiện trên bản vẽ Mạch động lực được lấy từ lưới điện trực tiếp từ nguồn điện chính cua cẩu trục bao gồm các thiết bị sau :

U62 là khối chỉnh lưu có nhiệm vụ tạo ra dòng điện 1 chiều cung cấp ch phanh điện từ.

M61 và M62 hai động cơ truyện động cho cẩu trục di chuyện dọc nhà xưởng

Y1là phanh điện từ

S71.1 , S71.2 công tắc giới hạn hành trình ( theo chiều tiến ) ;S 71.3 và S71.4 ( theo chiều lùi )

Sơ đồ vị tri tay trang điều khiển được biểu điễn trên ản vẽ 1A và sơ đồ mạch điều khiển trên hình 4A

Mạch gồm có :

S31.1 tiếp điểm cồng tắc giớ hạn trình bảo dẩm chuyển mạch an toàn

K1 : Cuộn hút của coong tắc tơ k1

S71.1,S71.2,S71.3,S71.4 : các tiếp điểm công tắc tơ giới hạn hành trình hoặc thay thê các tiếp điểm của các cảm biến quang (đèn báo di chuyển) B74 và B75

Nguồn cấp điện chính cho hệ thống là 3/PE -50hz ; 380 ,được lấy qua hệ thống thanh trượt và cấp cho cẩu trục qua phích cắm XO Nguồn chính được bảo vệ bở cầu chì tổng F1 và được khống chế bởi contactor chính K1.Thông qua biến áp hạ áp T1(380/48) cấp cho nguồn mạch điều khiện

( bảo vệ nguồn sơ cấp là F10 ,F11 và bên thứ cấp là F12)

Ban đầu cẩu trục chưa hoạt động ,tức vị trí của tay điều khiển S61 ỏ vị trí 0,k1 chưa có diện ,chưa cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động

Gỉa sử cẩu trục đang ở chế độ làm việc bình thường k1 đã đóng cấp điện cho toàn bộ hệ thống

Khi di chuyển theo chiều tiến về phía trước ( có sự tham gia của tay trang

Đưa tay điều khiển S61 tới vị trí 1 ,làm đóng tiếp điểm S61 ( 13-14) đưa điện qua chân số 5 của khối chỉnh lưu U62 và đư tới X2(13 ,8,9 ) của biên tần U61 để thực hiện điều khiển di chuyển cơ cấu xe cầu tiến về phía trước với tốc độ chậm

Nếu muốn với tốc độ nhanh thì ta chuyển tay trang S61 sang vị trí 2,khi đó S62 (13 – 14 ) vấn đóng nhưng có thêm s61 (33- 34 ) dống đưa điện vào chan số 3 của U61 , sau đó vào U61 và đưa ra tín hiệu điều khiển cầu duy chuyển với tốc độ nhanh hơn

Trong quá trình duy chuyển về phía trước nhưng lúc này thay S61 bằng S62 và công tắc hành trình S71.3 bị tác động thì cầu sẽ dừng tác động thì cầu sẽ dừng duy chuyển

Nếu muốn dừng trong quá trình duy chuyển bình thường thì ta chỉ cần chuyển tay trang theo chiều ngược lại về vị tri 0

Bảo vệ ngắn mạch động cơ : được thực hiện bằng cầu chì F60

Bảo vệ dừng khẩn cấp bằng nút ấn dừng khẩn cấp S1 ( chug cho toàn bộ hệthống )

3 Chức năng các phần tử và nguyên lý hoạt động của cơ duy chuyển xe con

Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển của cơ cấu duy chuyển xe con được biể diễn bản vẽ 6A và 8A

Mạch động lực gồm các phần tử chính :

M4 và M42 : hai động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc truyền động cho cơ cấu duy chuyển xe con.

Y1 là van diện từ hám dừng động cơ

V41 và V42 : là hai khối chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều thành điện

áp một chiều đẻ cung cấp cho phanh điện từY1

K41, K42, K43 :các tiếp điểm của công tác tơ

Q41 :tiếp điểm của cầu dao tự động phần tử nhiệt bảo vệ quá tải

Mạch điện từ gồm các phần tử :

K41 ,K42,K43 :Cóc cuộn hút của công tác tơ

k41,k42,k43.S51.1 ,S51.2,S51.2,S51.3,S51.4.: Các tiếp điểm của công tác hành trình giới hạn hành trình di chuyển

Khi cẩu trục chưa hoạt động , tức là cơ cấu duy chuyển cũng chưa hoạt động , lúc này tay trang điều khiển S41 và S42 dang ỏ vị trí 0

Khi đó cấp nguồn dễ dàng được hoạt động , nếu muốn duy chuyển xe con

về phía bên phải thì dưa tay điều khiển S41 sang vị trí 1 Lúc này tiếp điểm S (13- 14) đứng lại cấp điện cho cuộn hút công tác tơ k41 ,dẫn đến đến tiếp điểm

( 1 -6 ) trên mạch động lực đúng lại cấp nguồn cho hai động cơ họt động đưa cơ cấu duy chuyển về bên phải vơ tốc độ chậm ( tốc độ1)

Nếu muốn tăng tốc độ lớn hơn ta trang điều khiển sang vị trị trở 2.Lúc này tiếp điểm S41 ( 13 14 ) vấn đóng , đông thời đóng thêm các tiếp điểm K43 ( R1 – R2 , R3 – R4 ) loại bộ dây quấn của tốc độ ra đúng các tiếp điểm k43 ( 1 -2 ,3 – 4 ) lại đưa bộ dây quấn của tốc độ 2 vào làm động

cơ quay với độ lớn hơn ( tốc độ 2 )

Trong quá trình duy chuyển , nếu công tắc hành trình S51.1 bị tác động thì K41mất điện , làm mất điện cấp cho động cơ và phanh điện từ làmcho cơ ngừng nữa

Quá trình chuyện động sang trái ( theo chiều ngược lại) và động cơ được hám dần , sau đó ngưng quay làm cơ cấu ng ng di chuy n.ừng di chuyển ển.

+ Các bảo vệ

Bảo vệ quá tải và ngắn hạn và ngắn mạch động cơ truyền động : được thựchiện bở cầu dao tự động Q41( có phần tử nhiệt bảo vệ quá nhiệt ,bảo vệ quá mạch )

Bảo vệ giới hạn hành trình duy chuyển xe con : là nhiệm vụ của các công tắc hành trình S5.1,2,3,4

4 Chức năng các phần tử cơ bản và nguyên lý làm việc của cơ cấu nâng hạhàng

Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển được thể hiện trên bản vẽ 5A và 7A

T11: biến áp hạ áp , hạ điện áp từ 400V xuống 230V cấp điện cho 2 động

cơ quạt gió làm mát động cơ chính ( phía sơ cấp được bảo vệ câu chì F15

và F16 phía thưc cấp được bảo vệ bởi F1)

Y1 phanh điện từ

F1 là cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho hai động cơ quạt làm mát

S3102 và S31.3 : hai công tác hành trình theo chiều lên và xuống

+ Nguyên lý hoạt động

Theo chiều nâng hàng :

Ban dầu cẩu trục dag ở chế độ dừng khoog họa động , từ vị trí của tay điềukhiển S21 dang ỏ vị trí 0, công tức tơ K1 chưa có diện cấp nguồn cho toàn

bộ hệ thống

Khi làm việc ỏ chế độ bình thường K1 đã đóng cấp điện cho toàn bộ hệ thống K1.1 đã có điện , đóng tiếp điểm K1.1 (13 _14 ) cấp điện cho bộ LIASE/SV

Điều khiển S21 sang vị trí 1,S21 ( 13_14) đóng cấp điện cho chân E6 của bộ LIS – SE/SV khi tín hiệu phù hợp thì bộ LIS sẽ xuât hiện ra ở chân 21 , cấp điện điều khiển cho cuộn hút của K21 K21 có điện sẽ đóng các tiếp điểm thường mở K21 (13 -14 ) để cấp điện cho công tắc tơ K26.1 làm đóng K26.1 ( 1_2)(3_4) cấp điện cho phanh điện từ Y1 làm đóng tiếp điểm thường mở mở chậm K26.1 ( 57_58 ) cấp điện cho động cơ quạt gió làm việc ; K (1-2,3-4,5-6) của mạch động lực cấp điện cho 2 động cơ thực hiện lên hàng trình lên hàng trình lên hàng tốc độ 1

Đưa tay điều khiển S21 sang vị trí 2 ,S21 ( 13 _14 ) vân đóng giữ nguyên các giá trị của nó và đóng thêm S21 (33 _34) cấp điện điều khiển cho chân e7 của bộ LIS xuất điện áp điều khiển cho chân 23 của bộ LIS cấp điện chocuộn hút của K23 mở các tiếp điểm K23 (R1 _R2)( R3 _R4) loai bôn dây quấn của tốc độ 1ra và đóng các tiếp điểm K23(1_2)( 3_4) loại bộ dây quấncủa tốc độ 2 vào làm việc Cẩu trục lên hàng ở tốc độ 2

Nếu trong quá trình nâng hàng mà công tắc hành trình S31.2 bị tác động thìquá trình nâng hàng sẽ dừng lại

Khi muốn dừng , kéo tay điều khiển theo chiều ngược lại quá trình sẽ diễn rchiều ngược lại , khi S21ở vị trí 0 các tiếp điểm sẽ trở về vị trí ban đầu như trước khi làm việc các tiếp điểm K21, K23 và K26.1 ,mở ra và ngừng cấp điện cho động cơ và phanh điện từ Động cơ được hãm dừng cưỡng bức duy nhât là tiếp điểm K26.1 (57 _ 58) sẽ vẫn đóng duy trì điện áp cho quạt gió , sau một khoảng thời gian cài dặt trước ( thường trong thực tế đặt 180 giây) tiếp điểm sẽ nhả ra ngừng cấp cho điện cho quạt

Theo chiều hạ hàng :

Quá trình hạ hàng diễn ra tương tự , nhưng lúc này thay K21 bằng K22 ; vàcông tắc hành trình S31.3 bị tác động thì quá trình hạ hàng sẽ dừng

+ Các bảo vệ

Bảo vệ quá tải động cơ : được thực hiện bởi bộ LIS – SE /SV

Bảo vệ vượt hành trình ( ngắt cuối ) S31.2,S31.3

Bảo vệ ngắn mạch động cơ quạt gió bằng cầu chì F1

+ Đánh giá cau trục

Về kỹ thuật điều khiển

Cẩu trục la một trong những cẩu trục được sử dụng rất lâu đời và rộng rãi trong nhà máy xí nghiệp

Vẽ kỹ thuật điều khiển : ngoài các phần tử chính dùng các công tắc tơ , rơle, để cải thiện điều kiện làm việc của cẩu trục thì có thêm các thiết bị làm mát được dảm bảo an toàn trong công tác vận hành

Mạch có cấu tạo mạch đơn giản , trong đó sử dụng chỉnh lưu cầu dùng cho các phanh một chiều va bộ bảo vệ quá tải sử dugj trng cơ cấu nâng tải động

có trong quá trình cầu hoạt động

Cơ cấu duy chuyển có sự dụng bộ chỉnh lưu và biến tần để điều chỉnh tốc

độ khi duy chuyển Tần số của biến tần thay đổi bàng cách dịch chuyển các tay điều khiển dau là biến tần gián tiếp , của abu liner có nhiều ưu điểm như là :

Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị đặt mong muốn

Khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trùy từ thông khe hở khôngđổi trong vòng điều chỉnh mômen

Độ tin cậy cao với kỹ thuật ti học và điện tử công suất ngày càng phát triển , các thiết bị bán dẫn và kỹ thuật biến đổi điện năng công suất lớn được chỉ tiêu về chất lượng và kinh tế

Về việc sự dụng bọ biến tần gián tiếp trong các cơ cấu duy chuyển , hệ thông cẩu trục đảm bảo quá trình mở máy êm , dải điều chỉnh tốc độ rộng , điều khiển trơn hám dừng chính xác phần điều khiển hoạt động động cơ bằng công tắc tơ , rơle họa động chưa chính xác , tin cậy , an toàn nhìn chung chưa có sự cố nghiêm trọng xảy ra

+ về kỹ thuật năng lượng truyền động điện

Trong cẩu trục này sử dụng đã sự dụng các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc các loại có nhiều cuộn giây quấn trên stator để truyền động cho các cơ cấu chính

Các động cơ này có ưu điểm là : có thể tạo ra các cấp tốc độ khác nhau bằng cách đổi các cuộn dây hoặc thay đổi điện áp , tần số nguồn cấp cho các cuộn dây stator Việc chiều quay của các động cơ và thường thực hiện bàng các phương pháp đổi thứ tự ba pha điện áp nguồn cấp phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn tuy nhiên cũng có nhượ điểu là độ trơn điều chỉnh không cao , có thể gây nên lực giật trng quá trình làm việc của cẩu trục

Ngoài ra các trang thiết bị lắp đặt đề là loại chuyên dụng cho cẩu trục có tần xuất làm việc cao và tin cậy

CHƯƠNG III : CẢI TIẾN HỆ TRUYỀN ĐỘNG CẨU TRỤC

3.2.1.Khái quát

- Trên cầu trục bao gồm 3 cơ cấu truyền động độc lập với nhau Khi kếthợp điều khiển 3 cơ cấu này hoạt động hoặc điều khiển hoạt động riêng rẽtừng cơ cấu sẽ đạt được quỹ đạo bốc xếp hàng hóa theo mong muốn

- Các cơ cấu truyền động chính của cầu trục bao gồm:

Truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng

Truyền động cho cơ cấu di chuyển xe con

Truyền động cho cơ cấu di chuyển giàn (chân đế)

- Thông thường các hệ truyền động điện cho cơ cấu nâng hạ hàng, nâng

hạ cầu trục được xây dựng hoàn toàn giống nhau về biện pháp điều khiển.Tuy nhiên khác nhau về phạm vi công suất truyền động

- Tuy nghiên các hệ truyền động điện thuần túy khi sử dụng động cơchuyển động: Động cơ một chiều, động cơ không đồng bộ rôto lồng sóchoặc dây quấn sẽ cho đặc tính điều chỉnh tốt nhất Các cơ cấu di chuyển xecon, di chuyển giàn của cầu trục trong tính toán gần giống với cơ cấu dichuyển cầu trục Chúng ta sẽ phân tích các hệ truyền động điện dùng chocầu trục vì tính phổ biến của nó trong kĩ thuật điều khiển của các cần trụchiện đại

3.2.2 Các sơ đồ động học cầu trục

- Cấu trúc của hệ thống truyền động cơ khí dùng cho cầu trục được đưa

ra với hai dạng phổ biến trình bày trên hình 2.1

Hình 3-1a: Cấu trúc hệ truyền động cơ khí1.Động cơ điện truyền động cho các cơ cấu

2.Phanh hãm dừng điện từ

3.Bộ truyền cơ khí

4.Có thể là trống tời quấn cáp nâng hạ hàng hoặc nâng hạ cần

5.Phanh hãm an toàn cho cơ cấu nâng hạ hàng hoặc nâng hạ cần

- Riêng động cơ truyền động cho cơ cấu quay mâm thường sử dụng bộtruyền cơ khí trục vít vô tận với bánh răng nón dẫn động trục quay

- Với cấu trúc trên hình 2.1a, động cơ thực hiện có thể là động cơ mộtchiều điều chỉnh tốc độ bằng điện trở phụ trong mạch phần ứng và mạchkích từ Cần chú ý rằng cuộn kích từ nối tiếp được sử dụng để hỗ trợmômen của động cơ trong điều khiển ở chiều nâng và hạ là khác nhau.Việc trao đổi chiều quay của động cơ điện một chiều được thay đổi chủ yếubằng cách đổi chiều điện áp phần ứng Hệ thống cấp nguồn cho động cơmột chiều có thể là máy phát điện một chiều có nhiều mạch phần ứng (F-D)hoặc bộ biến đổi Thyristo - động cơ điện một chiều (T-D)

- Với cấu trúc trên hình 2.1a động cơ thực hiện là động cơ không đồng

bộ rôto lồng sóc loại có nhiều dây quấn trên stato, các tốc độ khác nhauđược tạo ra bằng cách đổi nối các cuộn dây hoặc thay đổi điện áp, tần sốnguồn cung cấp cho các cuộn dây stato Việc đổi chiều quay cho các động

cơ xoay chiều không đồng bộ thường được thực hiện bằng phương pháp

- Ưu điểm cơ bản của hệ truyền động cơ khí trên hình 2.1a: kết cấu hệthống đơn giản, thường xây dựng trên nguyên tắc dùng tay điều khiển kếthợp với trạm từ Đồng thời dạng này cũng cho phạm vi điều chỉnh tốc độrất lớn, đầu tư thấp.

- Nhược điểm của hệ thống là độ trơn điều chỉnh tốc độ không cao, cóthể gây nên lực giật trong quá trình làm việc của cầu trục Vì vậy tính bềnvững không cao và chỉ ứng dụng cho các cầu trục khi yêu cầu đặc tính côngnghệ nâng chuyển không cao

- Để khắc phục các nhược điểm trên trong các hệ thống điều khiểnchuyển động cho các cơ cấu, ngày nay đã ứng dụng cho các hệ thốngtruyền động điện hiện đại sử dụng bộ biến tần - động cơ không đồng bộ vớithiết bị điều khiển PLC Dạng hệ thống này cho kết quả tốt về điều chỉnhtốc độ, tính linh hoạt trong điều khiển và giám sát, cũng như hiệu quả kinh

tế cao

Hình 3-1b: Cấu trúc hệ truyền động cơ khí

- Hình 2.1b biểu diễn cấu trúc động lực của hệ thống truyền động điện

đã được ứng dụng cho nhiều loại cầu trục của hãng danh tiếng CRANNEFcủa Phần Lan hoặc KONDOR, KRANBAU của Đức hoặc KYPOB củaNga

- Trong hệ thống bao gồm:

1 Động cơ truyền động

2 Phanh điện từ hãm dừng

3 Bộ truyền cơ khí.

4 Phụ tải động dùng để điều chỉnh tốc độ của hệ thống bằngmáy phát hãm đồng bộ hoặc máy phát điện một chiều hoặc các dạng phanhhãm điện từ

5 Cơ cấu thực hiện có thể là trống tời cho cơ cấu nâng hạhàng hoặc nâng hạ cần

6 Phanh an toàn

- Đặc điểm cơ bản của hệ thống ở hình 2.1b là chỗ cơ cấu hãm điềuchỉnh tốc độ 4 có thể điều chỉnh được mômen hãm theo yêu cầu và kết hợpvới đặc tính của động cơ điện để tạo ra đặc tính của hệ thống thỏa mãnđược công nghệ nâng chuyển cho các loại cầu trục Đặc biệt thích hợp vớicác loại cầu trục dùng trong công nghiệp lắp máy, xây dựng và các cầu trụcbốc xếp container ở các cảng biển Dạng hệ thống trên hình 2.1b thườngđược ứng dụng cho các hệ thống có phạm vi công suất lớn hơn sử dụngđộng cơ 1 chiều, động cơ không đồng bộ rôto dây quấn

- Ưu điểm của hệ thống trên hình 2.1b có đặc tính điều chỉnh tốt, độ trơnđiều chỉnh và có khả năng điều chỉnh sâu cả hai phía nâng hạ

- Nhược điểm của hệ thống: Hệ thống điều khiển phức tạp và là hệ kín,giá thành tổng thể cao, hiệu suất vùng điều chỉnh sâu thấp

- Cấu trúc hệ điều khiển cho các hệ truyền động điện biểu diễn trênhình.2.1 có thể được xây dựng trên nguyên tắc hở hoặc kín điều chỉnh tốcđộ

- Cần chú ý rằng: các phanh hãm dừng điện từ 2 và cơ cấu phanh antoàn 5 của hệ thống trên hình 2.1a hoặc 6 trên hình 2.1b làm việc tiên cậytính bền vững cao để đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc Khi có sửachữa thay thế các phần tử trên trục truyền động chính nhất thiết phải đảmkhóa phanh an toàn 5 hoặc 6 chắc chắn để tránh gây mất an toàn nghiêm

F Ð ÐK

MS

ω f

M ω

2.3 Các hệ truyền động điện điển hình

2.3.1 Hệ truyền động điện máy phát - động cơ một chiều (hệ F-Đ)

- Hệ thống máy phát - động cơ (F-Đ) là hệ truyền động điện mà bộbiến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập Máy phát nàythường do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha quay

- Hệ F-Đ có những đặc tính động tốt, rất linh hoạt khi chuyển các trạng

thái làm việc Động cơ chấp hành Đ có thể làm việc ở chế độ điều chỉnhđược cả hai phía là kích thích máy phát F và kích thích động cơ Đ Hệ đảochiều quay bằng cách đảo chiều dòng kích từ máy phát, hãm động năng khidòng kích thích máy phát bằng không, hãm tái sinh khi giảm tốc độ hoặckhi đảo chiều dòng kích từ, hãm ngược ở cuối giai đoạn hãm tái sinh khiđảo chiều hoặc khi làm việc ổn định với mômen tải có tính chất thế năng

Hệ F-Đ có các đặc tính cơ điền đầy cả bốn góc phần tư của mặt phẳng tọa

- Nhược điểm quan trọng nhất của hệ là sử dụng nhiều máy điện quay,trong đó có ít nhất hai máy điện một chiều nên gây ồn lớn, cồng kềnh, tốndiện tích lắp đặt Công suất lắp đặt máy ít nhất gấp ba lần công suất động

cơ chấp hành nên chi phí lắp đặt lớn, hệ thống khó điều chỉnh sâu tốc độ

2.3.2 Hệ truyền động chỉnh lưu điều khiển – động cơ (CL-Đ)

- Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển – động cơ mộtchiều, bộ biến đổi điện là các mạch chỉnh lưu điều khiển có suất điện độngphụ thuộc vào giá trị của pha xung điều khiển Chỉnh lưu có thể dùngnguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích động cơ Tùytheo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lưuthích hợp

- Phân loại các dạng sơ đồ chỉnh lưu:

Theo số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha

Theo sơ đồ nối: hình tia, hình cầu, đối xứng, không đối xứng

Số nhịp: số xung áp đập mạch trong một thời gian chu kỳ điện ápnguồn

Khoảng điều chỉnh: là vị trí đặc tính ngoài trên mặt phẳng tọa độ [ω, M].Ud,

Id]

Chế độ dòng tải: liên tục, gián đoạn.

- Chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc và phương thức điều khiển

và các tính chất của tải, trong truyền động điện, tải của chỉnh lưu thường làcuộn kích từ hoặc là mạch phần ứng của động cơ điện

- Hệ truyền động chỉnh lưu điều khiển – động cơ tiêu biểu và thườngđược sử dụng là hệ truyền động Thyristo – động cơ một chiều (T-Đ) có đảochiều quay

- Hệ thống truyền động Thyristo – động cơ một chiều (T- Đ) có đảochiều là hệ truyền động - động cơ điện một chiều kích từ độc lập, điềuchỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặcphần cảm của động cơ thông qua các bộ chỉnh lưu Thyristo

- Ưu điểm của hệ truyền động chỉnh lưu điều khiển - động cơ một chiều(T-Đ) là độ tác động nhanh cao, không gây ồn và dễ tự động hóa do cácvan bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất cao, điều đó thuận lợi cho việcthiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chấtlượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống

- Nhược điểm của hệ thống chủ yếu là do các van bán dẫn của hệ thống

có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lưu ra có biên độ đập mạch cao gâytổn thất phụ trong máy điện, ở các truyền động có công suất lớn còn làmxấu dạng điện áp của nguồn và lưới xoay chiều Hệ số công suất cosφ của

hệ nói chung là thấp

2.3.3 Hệ truyền động điện điều chỉnh động cơ không đồng bộ

- Động cơ không đồng bộ ba pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trongcông nghiệp Động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành antoàn, sử dụng nguồn cấp điện trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha

- Khác với động cơ một chiều, động cơ KĐB được cấu tạo phần ứng vàphần cảm không tách biệt Từ thông động cơ cũng như mômen động cơsinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số Do vậy hệ điều chỉnh động tự động

truyền động điện động cơ KĐB là hệ điều chỉnh tham số có tính phi tuyếnmạnh.

- Trong công nghiệp thường sử dụng năm hệ truyền động điều chỉnh tốc

độ động cơ KĐB sau:

Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Thyristo

Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung Thyristo hoặc dùngthiết bị đóng cắt kiểu điện từ

Điều chỉnh công suất trượt Ps

Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổitần số

a Phương pháp điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ

- Mômen động cơ KĐB tỷ lệ với bình phương điện áp stato, do đó có thểđiều chỉnh được mômen và tốc độ động cơ KĐB bằng cách điều chỉnh điện

áp stato trong khi vẫn giữ nguyên tần số

- Sơ đồ cơ bản

T1

T2 T3

T4 T5

T6

Hình 2-3: Sơ đồ nguyên lý mạch điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ

- Để điều chỉnh điện áp động cơ KĐB phải dùng bộ biến đổi điện áp

rôto dây quấn cần nối thêm điện trở phụ vào mạch rôto để mở rộng dải điềuchỉnh tốc độ và mômen Vì đặc tính cơ của hệ hở rất dốc nên thường dùngphản hồi âm tốc độ để ổn định tốc độ làm việc và mở rộng dải điều chỉnh.

- Phương pháp điều chỉnh điện áp chỉ thích hợp với truyền động màmômen tải là hàm tăng theo tốc độ như quạt gió, bơm ly tâm,… Có thểdùng máy biến áp tự ngẫu, điện kháng hoặc bộ biến đổi bán dẫn làmĐAXC, trong đó vì lí do kỹ thuật và kinh tế mà bộ điều áp xung kiểu bándẫn là được dùng phổ biến hơn

- Dạng đặc tính cơ

Hình 2-4: Dạng đường đặc tính cơ Nhìn vào sơ đồ đặc tính cơ (Hình 2-4), ta thấy khi giảm điện áp đặt vàoStator (Uđm U1 U2) thì Mth giảm rất nhanh theo bình phương của điện ápnguồn Tuy nhiên tốc độ đồng bộ và độ trượt tới hạn không thay đổi Do đóphương pháp điều chỉnh này chỉ phù hợp với các loại tải bơm quạt

b Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch Rôto bằng van bán dẫn

- Đối với động cơ KĐB rôto dây quấn có thể điều chỉnh tốc độ động cơbằng cách thay đổi điện trở mạch rôto Ưu thế của phương pháp này là dễ

tự động hóa việc điều chỉnh 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 bậcnhất với điện trở

- Biểu thức giá trị điện trở trong mạch rôto động cơ KĐB:

Rr = Rrd + Rf

Trong đó - Rrd : điện trở dây quấn rôto

- Rf : điện trở mắc thêm vào mạch rôto

- Biểu thức tính mômen của động cơ:

M= 3∗I

2

∗R rd ω∗s i

- Nếu giữ dòng điện rôto không đổi thì mô men cũng không thay đổi vàkhông phụ thuộc vào tốc độ động cơ Vì thế có thể ứng dụng phương phápnày điều chỉnh điện trở mạch rôto cho truyền động có mômen tải khôngđổi

- Ta xét sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phương

kỳ để điều chỉnh giá trị trung bình của điện trở toàn mạch

- Hoạt động của khóa bán dẫn tương tự như trong mạch điều chỉnh xung

áp một chiều Khi khóa T1 đóng, điện trở R0 bị loại ra khỏi mạch, dòng điệnrôto tăng lên Khi ngắt khóa T1, điện trở R0 lại được đưa vào trong mạch, dòng điện rôto giảm xuống Với tần số đóng ngắt nhất định, nhờ có điện cảm L mà dòng điện rôto coi như không thay đổi Nếu điều chỉnh trơn được

tỷ số giữa thời gian đóng tđ và thời gian ngắt tn thì ta điều chỉnh trơn được giá trị điện trở trong mạch rôto

- Đường đặc tính cơ:

M 0

ρ =1

ρ =0

ω

M 0

- Để mở rộng phạm vi điều chỉnh mômen có thể mắc nối tiếp với điện trở

R0 một tụ điện đủ lớn

- Ưu điểm của phương pháp điều chỉnh điện trở mạch rôto là có phạm viđiều chỉnh rộng, có khả năng điều chỉnh trơn tốc độ

- Nhược điểm của phương pháp là chỉ thực hiện được với các hệ thống

có yêu cầu không cao về điều chỉnh tốc độ

c Điều chỉnh điện trở mạch roto bằng loại trở

- Phương pháp này chỉ áp dụng với động cơ rôto dây quấn và thườngdùng để hạn chế dòng khởi động hoặc để điều chỉnh tốc độ động cơ Rôtođược nối thêm nhiều cấp điện trở và có thể thay đổi giá trị điện trở mạchrôto bằng cách đóng ngắt các công tắc ngắt tơ nối trong mạch điện trở

- Sơ đồ nguyên lý

Hình 2-7: Sơ đồ nguyên lý và dạng đường đặc tính cơ

- Trong sơ đồ Hình 2-7, đường đặc tính TN ứng với đường đặc tính tự nhiên của động cơ, các đường đặc tính 1, 2, 3 tương ứng với đường đặc tính động cơ trong các trường hợp điên trở mạch rôto tăng dần Việc thêm điện trở phụ trong một phạm vi nhất định sẽ làm tăng mômen khởi động

vào mạch roto cần phải căn cứ vào điều kiện khởi động và đặc điểm phụ tải

d Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp thay đổi tần số

- Phương pháp điều chỉnh động cơ thông qua điều chỉnh tần số nguồn áp,cho phép mở rộng phạm vi sử dụng động cơ KĐB trong nhiều ngành côngnhiệp Nó cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động họccủa hệ thống điều chỉnh động cơ xoay chiều nói chung và động cơ KĐBnói riêng Trước hết chúng ta ứng dụng cho các thiết bị cần thay đổi tốc độnhiều động cơ cùng một lúc như các truyền động của nhóm máy dệt, băngtải,… phương pháp này còn ứng dụng cho các thiết bị đơn lẻ nhất là những

cơ cấu có yêu cầu tốc độ cao như máy ly tâm, máy mài Đặc biệt là hệ