NGHIÊN cứu TỔNG QUAN về cầu TRỤC TRONG các NHÀ máy cơ KHÍ THIẾT kế cải TIẾN hệ TRUYỀN ĐỘNG điện

Các phương pháp nghiên cứu đánh giá thiết bị điện của cầu trục 1.Các phương pháp nghiên cứu đánh giá cầu trục Để nghiên cứu đánh giá về cầu trục người ta dựa trên hai quan điểm đó là: *

1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xu thế hội nhập toàn cầu, Việt Nam luôn chú trọng phát triển kinh

tế cũng như việc củng cố quốc phòng, an ninh để có thể đưa Việt Nam thành một thị trường đầu tư an toàn và có hiệu quả không những trong khu vực mà cũng như trên toàn thế giới

Để làm được việc đó Việt Nam phải biết phát triển nền kinh tế từ trong nội lực của đất nước mình cụ thể hơn là việc vực dậy nền công nghiệp còn non trẻ của mình và chú trọng đến việc phát triển cơ sở hạ tầng

Do đó máy móc ngày càng được sử dụng rộng rãi và với mức độ càng ngày càng hiện đại hơn trong đó bộ phận máy thiết bị nâng và xếp dỡ đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất và trong vận chuyển hàng hoá, thiết bị nâng đã góp phần làm giải phóng sức lao động tăng nhanh năng suất lao động tạo điều kiện cho xí nghiệp đầu tư vào việc cải tiến công nghệ và đưa công nghệ mới vào quá trình sản xuất

Cầu trục là một thiết bị nâng được sử dụng rộng rãi trong các nhà xưởng

do nó có nhiều ưu điểm và có kết cấu nhỏ gọn phù hợp với không gian nhà

xưởng Cầu trục được sử dụng trong xây dựng công trình công nghiệp, trong các nhà máy luyện kim, trong các nhà máy cơ khí, và trong các cảng biển…

Đặc biệt là trong các nhà máy cơ khí, nhóm thiết bị cầu trục đóng vai trò rất quan trọng, góp phần lớn vào việc quyết định năng suất và hiệu quả kinh doanh Nhưng gắn liền với việc sử dụng cầu trục, là quá trình điều khiển kết hợp giữa các cơ cấu sao cho đạt được hiệu quả sản xuất là cao nhất Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị này ngày càng được hoàn thiện,

có tính năng ưu việt hơn, đáp ứng tốt các yêu cầu vận hành như công suất, mức

2

độ tự động hoá cao, vận hành an toàn và hiệu quả… Vì vậy nghiên cứu đánh giá

kỹ thuật nhóm thiết bị này là rất cần thiết, giúp cho ta đi sâu và khai thác tối đa thiết bị Ngoài ra còn có thể đưa ra phương án, những giải pháp kỹ thuật hợp lý

để cải tiến phục vụ tốt hơn trong sản xuất

Sau quá trình học tập tại trường và qua quá trình tìm hiểu thực tế tại công ty đóng tàu Phà Rừng Em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu tổng quan về cầu trục trong các nhà máy cơ khí - Thiết kế cải tiến hệ truyền động điện”

Đồ án gồm các phần sau:

Chương 1: Khái quát chung về cầu trục phục vụ trong các nhà máy cơ khí Chương 2: Đánh giá trang bị điện – điện tử cầu trục ABUS Đề xuất các

phương án cải tiến hệ truyền động điện

Chương 3: Tính toán thiết kế cải tiến hệ truyền động điện cầu trục ABUS Với sự hướng dẫn tận tình của Ts.Hoàng Xuân Bình, cùng sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử và các bạn sinh viên lớp ĐC1001, em đã hoàn thành bản đồ án này Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó

Tuy nhiên do hạn chế về thời gian cũng như về trình độ của bản thân, nên không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót Em mong các thầy cô chỉ bảo để em hoàn

thiện kiến thức của mình hơn nữa

Hải Phòng, ngày 12 tháng 7 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Bùi Văn Vĩnh

3

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CẦU TRỤC PHỤC

VỤ TRONG NHÀ MÁY CƠ KHÍ

1.1 SƠ LƯỢC CHUNG VỀ CẦU TRỤC PHỤC VỤ TRONG CÁC NHÀ MÁY CƠ KHÍ

1.1.1 Sự cần thiết của cầu trục trong các nhà máy cơ khí

Ngày nay nền kinh tế thế giới phát triển nhanh chóng gắn liền với sự phát triển của các ngành sản xuất công nghiệp với mức độ cơ giới hoá, tự động hoá ngày càng cao, ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại Nhờ đó mà năng suất và hiệu quả các quá trình sản xuất ngày càng được nâng cao giảm bớt sức lao động của con người, đồng thời khối lượng hàng hoá xã hội tạo ra ngày càng nhiều, điều này đòi hỏi phải có những máy móc chuyên dùng để thoả mãn nhu cầu nâng vận chuyển Trong các bến cảng thì cần trục bốc dỡ hàng hoá từ trên tàu xuống kho bãi hay vận chuyển hàng hoá từ kho bãi xuống tàu, vận

chuyển các container, các máy móc xuất khẩu qua đường biển Trong các nhà máy cơ khí thì cầu trục vận chuyển các phôi gia công để lắp lên máy hay vận chuyển các chi tiết được gia công xong đưa sang công đoạn khác Còn trong các nhà máy luyện kim cầu trục vận chuyển cuộn thép, phôi thép hoặc thùng kim loại nóng chảy để nó vào khuôn đúc vv…

Khi nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Các nhà máy cơ khí (các công ty đóng tàu, các nhà máy xi măng…) đã bắt đầu được cơ giới hoá mạnh mẽ, hàng loạt cầu trục được lắp đặt phục vụ cho công tác sản xuất, sửa chữa trong các nhà xưởng Vào thời kỳ này, các nhóm cầu trục như MHE DEMAG, Scanmer, cầu trục 20 tấn…được trang bị nhằm tạo ra nguồn năng lực dồi dào cho các ngành cơ khí sửa chữa Do nền kinh tế ngày càng phát triển, hàng loạt các nhà máy cơ khí được xây dựng, bên cạnh đó lượng hàng hoá

khiển, năng suất lao động và trọng tải được nâng lên rõ rệt Biến tần và thiết bị lập trình được được đưa vào trong quá trình điều khiển ngày càng nhiều hơn

Vì tính đa dạng của nó nên cấu tạo của cầu trục cũng rất khác nhau Tuy nhiên chúng có các đặc điểm và cơ cấu chung như: Cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển dọc, cơ cấu di chuyển ngang và một số cơ cấu phụ để lấy và giữ hàng

1.1.2 Phân loại cầu trục

1 Phân loại theo tải trọng nâng chuyển hàng hoá

Cầu trục có tải trọng nhỏ: sức nâng chuyển từ 1-5 tấn, được trình bày trong hình 1.1

Hình 1.1 Cầu trục trọng tải nhỏ

5

Cầu trục có tải trọng trung bình: sức nâng chuyển từ 10-30 tấn, được trình bày trong hình 1.2

Hình 1.2 Cầu trục trọng tải trung bình

Cầu trục có tải trọng lớn: sức nâng chuyển từ 30-60 tấn, được trình bày trong hình 1.3

Hình 1.3 Cầu trục có trọng tải lớn

6

Cầu trục có tải trọng rất lớn: sức nâng chuyển từ 80-1200 tấn, được trình bày trong hình 1.4

Hình 1.4 Cầu trục trọng tải rất lớn

2 Phân loại theo đặc điểm công tác

Cầu trục trang bị cho kho bãi và nhà xưởng, được thể hiện trong hình 1.5: Cầu trục chạy trên ray trang bị cho kho hàng, các phân xưởng cơ khí

Hình 1.5 Cầu trục cho các kho bãi

7

Cầu trục loại này có các cơ cấu điều khiển chuyển động chính: Cơ cấu nâng

hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn Các cầu trục này thường được thiết kế điều khiển tại chỗ hoặc từ xa, [tr10; TL1]

Cầu trục khung dầm hộp chạy trên đường ray, được thể hiện trong hình 1.6:

Hình 1.6 Cầu trục có dạng hộp chạy trên đường ray

Được trang bị cho cảng biển, các nhà máy đóng tàu biển Loại này thường được thiết kế có tải trọng nâng lớn, năng suất bốc xếp rất cao, làm việc trong phạm vi quy định Gồm 3 cơ cấu điều khiển chuyển động: Cơ cấu nâng hạ hàng,

cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn, [tr11; TL1]

Cầu trục bốc xếp contener, được thể hiện trong hình 1.7

Cầu trục dạng này thường gồm các cơ cấu: Cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển

xe con, cơ cấu di chuyển giàn Việc cung cấp nguồn cho cầu trục hoạt động bằng diezen lai máy phát điện đồng bộ Đặc điểm làm việc của cầu trục giàn bánh lốp

có tính cơ động, năng suất cao, [tr12; TL1]

8

Hình 1.7 Cầu trục bánh lốp trong các cảng biển bốc xếp contener

3 Phân loại theo kết cấu dầm

Cầu trục một dầm, được thể hiện trong hình 1.8

Hình 1.8 Cầu trục một dầm

Cầu trục loại này có một thanh dầm dạng hộp hay dạng xương bắc hai bên nhà xưởng, tuỳ thuộc vào chiều dài nhà xưởng sẽ có loại cầu trục tương ứng Cầu trục hai dầm, được thể hiện trong hình 1.9

Cầu trục loại này có hai thanh dầm dạng hộp hay dạng xương lắp đặt song song nhau cách nhau một khoảng tuỳ vào trọng tải của mỗi cầu trục

9

Hình 1.9 Cầu trục hai dầm

1.1.3 Các phương pháp nghiên cứu đánh giá thiết bị điện của cầu trục 1.Các phương pháp nghiên cứu đánh giá cầu trục

Để nghiên cứu đánh giá về cầu trục người ta dựa trên hai quan điểm đó là:

* Quan điểm điều khiển:

Khi thiết kế hệ thống điều khiển, các nhà thiết kế thông thường đã dùng kỹ thuật tối ưu hoá các biến điều khiển (tối ưu hoá số tiếp điểm của các công tắc tơ rơle…) để xây dựng mạch điều khiển cho các cầu trục Đây là các thiết bị dùng

để thực hiện các luật điều khiển nhất định

Điều khiển chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển hàng hoá treo trên móc cầu trục theo quỹ đạo mong muốn trong không gian hoạt động của cầu trục có thể thực hiện đồng thời nhờ 3 cơ cấu: nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển giàn Việc điều khiển chuyển động của các cơ cấu có thể thực hiện điều khiển tại chỗ hoặc từ xa

Tuy nhiên trong thực tế hiện nay điều khiển chuyển động của cầu trục bốc xếp

10

hàng hoá được thiết kế để người vận hành trực tiếp điều khiển quỹ đạo chuyển động của hàng hoá, quyết định tốc độ nâng hạ và di chuyển tuỳ theo từng điều kiện công tác và chủng loại hàng hoá cụ thể

Chính vì vậy mà hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu của cầu trục thường được thiết kế hoạt động độc lập với nhau Việc khai thác tối ưu năng xuất thiết kế phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật điều khiển của người vận hành, cũng như cấu trúc điều khiển của các hệ thống điều khiển chuyển động Điều khiển các hệ thống điều khiển truyền động điện cho chuyển động của các cơ cấu của cầu trục được thiết kế rất đa dạng Để thuận tện cho quá trình tổng hợp và phân tích các hệ thống điều khiển chúng ta dựa vào các đặc điểm sau [tr99;1]:

a Hệ thống điều khiển sử dụng công tắc tơ – rơle để điều khiển quá trình khởi động, hãm và điều chỉnh tốc độ cho động cơ thực hiện

b Hệ thống điều khiển việc cấp nguồn cho động cơ thực hiện bằng cách điều khiển các bộ biến đổi công suất như hệ F-Đ (hệ thống máy phát - động cơ); BBĐT - Đ (bộ biến đổi Tiristor - động cơ điện một chiều); (Bộ biến tần - động

cơ không đồng bộ)

c Hệ thống điều khiển kết hợp giữa công tắc tơ rơ le cấp nguồn cho động cơ thực hiện, thay đổi giá trị điện trở phụ trong mạch phần ứng của động cơ một chiều hoặc điện trở phụ trong mạch rotor của động cơ không đồng bộ rotor dây quấn, kết hợp điều khiển phụ tải động để tạo ra các đặc tính mong muốn

d Hệ thống điều khiển ứng dụng thiết bị PLC điều khiển các hệ thống

truyền động điện với sự giám sát bằng máy tính

Mạch cấp nguồn cho các hệ thống điều khiển truyền động điện cho các cơ cấu chính, các hệ thống truyền động phụ và hệ điều khiển giám sát sự hoạt động của cầu trục có các đặc điểm sau:

Điều khiển cấp nguồn cho toàn bộ cầu trục trong chế độ hoạt động và chế độ

11

không hoạt động Nguồn điện dùng cho cầu trục bao gồm nguồn điều khiển, nguồn động lực cung cấp cho các động cơ truyền động Đồng thời hệ thống cấp nguồn thực hiện các bảo vệ cần thiết cho cầu trục như: bảo vệ ngắn mạch động lực, bảo vệ không, bảo vệ quá tải các động cơ truyền động

* Quan điểm năng lượng:

Cầu trục trong các nhà xưởng thường được thiết kế với tải trọng nâng hạ hoặc

di chuyển trung bình và lớn Vì vậy khi nghiện cứu cần phải chú ý đến khả năng cung cấp công suất cũng như độ an toàn, tin cậy của các động cơ thực hiện Để phân tích được các đặc tính đặc trưng của hệ truyền động điện các nhóm cầu trục này thì ta phải xuất phát từ các nguyên tắc cơ bản của truyền động điện sử dụng trong thiết bị nâng chuyển Khi đã phân tích được điều đó mới có thể ứng dụng

và vận dụng một cách thành thạo các công tác điều chỉnh hệ thống thoả mãn các yêu cầu công nghệ

Hiện nay phần lớn các cơ cấu của cầu trục được thực hiện bởi các động cơ điện, cung cấp điện cho hệ thống truyền động có dạng sau:

- Cung cấp điện từ lưới qua các thanh góp điện cố định, loại này thường là cầu trục phân xưởng

- Cung cấp điện từ lưới qua các cuộn cáp điện, loại này thường dùng đối với cầu trục di chuyển theo đường ray trên mặt đất

2 Phương pháp chung để đánh giá khả năng phục vụ của thiết bị điện của cầu trục

Để đánh giá khả năng phục vụ của thiết bị điện phục vụ bốc xếp hàng hoá thường có 2 phương pháp sau:

- Phương pháp thứ nhất: Đó là phương pháp thống kê khả năng hoạt động

và số lần hỏng hóc trong một giai đoạn nhất định, trong một năm hoặc trong nhiều năm mà đưa ra kết luận

12

- Phương pháp thứ hai: Là dựa vào tính năng kỹ thuật, kết cấu của từng thiết bị, khí cụ điện, máy điện cũng như xuất xứ của chúng Phương pháp này cho kết quả nhanh song đòi hỏi người đánh giá phải có chuyên môn cao Cũng từ kết quả đánh giá đó xây dựng quy trình khai thác vận hành cho hợp lý

1.2 ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA HỌ CẦU TRỤC TRONG CÁC NHÀ MÁY CƠ KHÍ

1.2.1 Đặc điểm chung

Cầu trục là thiết bị nâng vận chuyển được dùng nhiều ở các bến bãi, các phân xưởng trong các nhà máy nơi có yêu cầu về nâng vận chuyển hàng hoá Cầu trục,

có nhiều chuyển động, các cơ cấu chính của cầu trục là:

- Cơ cấu nâng hạ hàng

- Cơ cấu di chuyển xe con

- Cơ cấu di chuyển giàn

Ngoài ra cầu trục còn có các cơ cấu truyền động phụ như: Cơ cấu thu thả dây cáp nguồn, điều khiển và giữ cho cáp khung cầu luôn căng, các thiết bị thông gió cho cabin công tác

Phần lớn môi trường làm việc của các cầu trục trong các nhà máy cơ khí là rất khắc nghiệt, nóng ẩm và nhiều bụi Chế độ làm việc của các cầu trục này là chế

độ ngắn hạn lặp lại, khởi động và hãm thường xuyên

Tất cả truyền động cho các cơ cấu đều cần phải điều chỉnh tốc độ, lực và gia tốc Hàng hoá được dịch chuyển theo quỹ đạo trong không gian, cho nên thường phải phối hợp hai hoặc ba truyền động cùng một lúc…

Do vậy để đảm bảo có được những đặc điểm trên thì đối với những thiết bị nâng chuyển nói chung và đối với cầu trục trong các nhà máy cơ khí nói riêng các bộ truyền động phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật dưới đây

13

1.2.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ truyền động sử dụng trong cầu trục

[tr16; TL1]

1 Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển với tải trọng định mức

Tốc độ chuyển động tối ưu của hàng hoá được nâng chuyển là điều kiện trước tiên để nâng cao năng suất bốc xếp hàng hoá, đưa lại hiệu quả kinh tế tốt nhất cho sự hoạt động của cầu trục Nếu tốc độ thiết kế quá lớn sẽ đòi hỏi kích thước trọng lượng của các bộ truyền động cơ khí lớn, điều này dẫn đến giá thành chế tạo cao

Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ưu đảm bảo cho hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu thỏa mãn các yêu cầu về thời gian đảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục trong chế độ quá độ, gia tốc và độ giật thoả mãn yêu cầu

Ngược lại tốc độ quá thấp sẽ ảnh hưởng đến năng xuất bốc xếp hàng hoá Thông thường tốc độ chuyển động của hàng hoá ở chế độ định mức nằm trong phạm vi (0,2-1)m/s hay (12-60)m/p

2 Có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng

Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là điều kiện cần thiết để nâng cao năng xuất bốc xếp đồng thời thoả mãn yêu cầu của công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hoá Cụ thể là: khi nâng và hạ móc không hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc

độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào đúng vị trí yêu cầu

nhất là 3 cấp tốc độ Cấp tốc độ thấp nhằm thoả mãn công nghệ khi nâng và hạ hàng chạm đất, cấp tốc độ cao là tốc độ tối ưu cho từng cơ cấu, giữa hai cấp tốc

độ này thường được thiết kế thêm các tốc độ trung gian để thoả mãn công nghệ bốc xếp hàng hoá cũng như sự ổn định của cầu trục

3 Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ

14

Các cơ cấu điều khiển chuyển động trên cầu trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường hệ số đóng điện ε% = 40% vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện pháp cơ bản để nâng cao năng xuất Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp như: Chọn động cơ có mômen khởi động lớn; Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay; Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000-1500) v/ph

Đối với động cơ điện một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào giới hạn của các phiến góp vì vậy thường chọn dòng khởi động Ikđ = (2-2,5)Iđm

Đối với động cơ xoay chiều mômen khởi động phụ thuộc vào loại động cơ, với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc mômen khởi động có thể đạt 1,5Iđm, còn với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn về nguên tắc mômen khởi động

có thể chọn bằng mômen tới hạn Mmax

4 Có trị số hiệu suất cosφ cao

Công tác khai thác hợp lý cầu trục trong bốc xếp hàng hoá là một yếu tố để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển Như chúng ta đã biết hệ thống truyền động điện của các cần trục thường không sử dụng hết khả năng công suất,

hệ số tải thường trong khoảng 0,3 - 0,4 Do vậy khi chọn các động cơ truyền động ta phải chọn loại có hiệu cosφ cao và ổn định trong phạm vi rộng, làm việc tin cậy

5 Đảm bảo an toàn hàng hoá

Đảm bảo an toàn cho hàng hoá, thiết bị và công nhân bốc xếp là yêu cầu cao nhất trong công tác khai thác vận hành cầu trục Để thực hiện điều đó thì các bộ truyền động cần phải có quy trình an toàn cho công tác vạn hành và điều khiển cầu trục trong quá trình hoạt động

15

Trong quá trình tính toán thiết kế phải chọn các hệ số dự trữ hợp lý Kỹ thuật điều khiển chuyển động cầu trục cần có các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống Ngoài ra còn có các hệ thống đo lường và bảo vệ quá tải cho cơ cấu nâng hạ hàng

Hệ thống điều khiển bắt buộc phải có đầy đủ các bảo vệ sự cố, bảo vệ không, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện và bảo vệ dừng khẩn cấp

Các loại phanh hãm cho các hệ thống làm việc phải có tính bền vững cao

6 Điều khiển tiện lợi và đơn giản

Để đảm bảo thuận lợi cho người điều khiển, việc thiết kế thiết bị điều khiển phải được bố trí thuận tiện và thống nhất giữa các loại cầu trục Đồng thời người điều khiển có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện và dễ dàng

7 Ổn định nhiệt cơ và điện

Các cầu trục thông thường được lắp ráp để vận hành ở các nơi có nhiệt độ và

độ ẩm cao, các khu vực làm việc thường có nhiệt độ biến đổi theo mùa rõ rệt Vì vậy các thiết bị điện phải được chế tạo thích hợp với môi trường công tác

8 Tính kinh tế và kỹ thuật cao

Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành

hạ, chi phí bảo quản và chi phí năng lượng hợp lý

1.3 CÁC ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ CẦU TRỤC TRONG NHÀ MÁY CƠ KHÍ

1.3.1 Đặt vấn đề

Nhóm các cầu trục SWF 50/10 tấn, ABUS, MHE, cổng trục dầm đôi SWL 10 tấn, cầu trục 20 tấn… được sử dụng hầu hết ở các nhà máy cơ khí, đóng tàu và sửa chữa tàu biển Đặc biệt ở Hải Phòng, nhóm cầu trục này được sử dụng ở nhà

16

máy đóng tàu Phà Rừng, Nam Triệu, Bạch Đằng, xi măng Ching Fong Hải

Phòng,…

Nhóm cầu trục MHE, cầu trục 20 tấn thuộc nhóm các thiết bị sản xuất trước,

do đó kết cấu hệ thống tư ơng đối đơn giản Vật tư thiết bị lắp ráp từ nước ngoài Đối với nhóm cầu trục SWF, cổng trục dầm đôi, cầu trục ABUS thuộc nhóm các thiết bị sản xuất sau, do đó kết cấu được trang bị đồng bộ hơn về kỹ thuật và được cải tiến hơn về công nghệ thuận lợi hơn về điều kiện hoạt động, song đòi hỏi sự chính xác khi hoạt động cũng như người vận hành phải có kiến thức nhất định

Tóm lại, để đánh giá được ưu nhược điểm của họ cầu trục chúng ta phải tìm hiểu về mạch kết cấu cũng như thiết bị điều khiển, tìm ra được những giống nhau

và khác nhau giữa chúng Trên cơ sở kết hợp với thực tiễn đánh giá một cách khách quan về khả năng hoạt động của chúng

1.3.2 Đánh giá về mạch và thiết bị điều khiển

AC 380V kiểu điện từ thường đóng (nguồn điện cấp cho phanh được lấy từ

nguồn điện động cơ) Có thể đảo chiều quay các động cơ bằng tiếp điểm các

2 Với cầu trục SWF 50/10 tấn

Về mạch: Có cấu tạo mạch không quá phức tạp, nguồn cấp cho cầu trục dùng thanh quẹt – ray điện an toàn Cấp điện cho cơ cấu xe con bằng cáp mềm sâu đo

Về thiết bị điều khiển: Ngoài các phần tử chính chuyên dùng là các công tắc

tơ, rơle để cải thiện điều kiện làm việc của cầu trục còn có thêm các thiết bị bảo

vệ như: cầu chì, aptomat, thiết bị bảo vệ quá tải MCE, công tắc giới hạn hành trình, còi báo lỗi… Giúp cho các thiết bị được đảm bảo an toàn trong công tác vận hành

Trong các cơ cấu của cầu trục còn sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động

cơ, cụ thể là: cơ cấu di chuyển xe con được điều khiển bởi biến tần E - A1

D2M003FP10AWN; còn cơ cấu di chuyển xe cầu được điều khiển bởi biến tần SJ300 - 110HFEF của hãng HITACHI Việc sử dụng biến tần trong quá trình hoạt động của cầu trục tạo được nhiều ưu điểm, như:

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

- Giảm được các xung lực khi khởi động

- Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trì từ thông khe hở không đổi trong vòng điều chỉnh mômen

- Độ tin cậy cao, với kỹ thuật tin 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 đưa vào sử dụng phổ biến thì ngày càng làm cho kỹ thuật điều chỉnh tốc độ đạt được chỉ tiêu về chất lượng và kinh tế

Về mạch: Việc cấp nguồn cho toàn hệ thống cổng trục hoạt động được sử dụng hệ dẫn điện kiểu thanh quẹt 3 pha trong hộp kín Mạch các thiết bị bảo vệ

và báo lỗi được trang bị đầy đủ hơn các thế hệ cầu trục trước, có thêm bộ kiểm pha kiểm tra nguồn động lực, có thêm mạch điện chiếu sáng trong quá trình làm việc

Về thiết bị điều khiển: Ngoài các phần tử chính chuyên dùng là các công tắc

tơ, rơle để cải thiện điều kiện làm việc của cầu trục còn có thêm các thiết bị bảo

vệ như: Aptomat, cầu chì, bộ kiểm pha, hệ thống đèn quay, đèn báo lỗi, các đèn báo pha, đèn lỗi nguồn

Trong các cơ cấu của cổng trục còn sử dụng các thiết bị điều khiển là biến tần, thiết bị bảo vệ quá tải, cụ thể là: Trong cơ cấu nâng hạ hàng có thêm bộ giới hạn tải, nếu hệ thống bị quá tải thì bộ giới hạn sẽ có còi báo lỗi và cắt nguồn cấp cho quá trình nâng hạ Còn trong cơ cấu di chuyển xe con và di chuyển cổng trục

sử dụng biến tần SJ200, SJ700 của hãng HITACHI để điều khiển tốc độ và đảo chiều quay cho các động cơ di chuyển Cũng như đã nhận xét ở cầu trục SWF 50/10 thì việc sử dụng biến tần cũng được nhiều ưu điểm trong quá trình hoạt động nên các thế hệ cầu trục càng về sau càng sử dụng nhiều hơn nhằm đạt hiệu quả sản xuất cao nhất

19

Tóm lại, qua chương 1 ta đã hiểu qua về sự phát triển của cầu trục trong các nhà máy cơ khí tại Hải Phòng Chúng ta đã chỉ ra được những đặc điểm nổi bật của họ cầu trục được sản xuất từ trước đến nay Đánh giá khách quan về những

ưu điểm của mỗi dòng cầu trục Từ đó chúng ta có một cái nhìn tổng quan về cầu trục trong các nhà máy, về sự phát triển của chúng trong việc vận chuyển hàng hoá Ở chương tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu phân tích trang bị điện điện tử của Cầu trục ABUS để từ đó đưa ra các phương án thiết kế cải tiến hệ truyền động điện của cầu trục

2.1.1 Các bộ phận chính của cầu trục ABUS

Các bộ phận chính của cầu trục ABUS được thể hiện trong hình 2.1 [TL2] Bao gồm:

- Tay điều khiển nút bấm

- Ray điện an toàn cầu trục

Tuỳ thuộc vào tải trọng nâng và không gian hoạt động mà cấu trúc của cầu trục có thể có thêm cabin điều khiển và một số bộ phận khác Cầu trục ABUS có cabin được bố trí ở phía dưới mặt sàn thao tác của cầu trục sao cho phù hợp với tầm quan sát của người ngồi điều khiển khi cầu trục hoạt động Bên trong cabin

là chỗ ngồi điều khiển, có các bảng điều khiển và tay trang điều khiển

21

công ty đóng tàu phà rừng iso 9001 - 2000 cầu trục 40t x 31.11 m abus

Hỡnh 2.1 Sơ đồ tổng thể cỏc bộ phận cầu trục ABUS

22

Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng cầu trục ABUS

Cầu trục dầm đôi với 2 dầm chính dạng hộp chống xoắn Khi chế tạo hàng

loạt thì không có mặt sàn

Giới hạn hành trình xe chạy được hàn trên phần đệm xe chạy và được lắp trên

cả hai bên của dầm chính

Dầm bánh xe di chuyển tải (dầm đầu) ở dạng hộp được hàn tự động Ổ đỡ bánh xe và bề mặt dầm chính được kẹp chặt với nhau bằng máy CNC đảm bảo chính xác vị trí của bánh xe Dầm chính và dầm chuyển tải được bắt với nhau bởi bulông độ căng dãn cao nó phải được bắt chặt ở mô men xoắn xác định

Hệ thống bánh răng dẫn động đảm bảo di chuyển và dừng nhẹ nhàng, ít phải bảo dưỡng khi chuyển đổi cực của động cơ

Thiết bị điện: Sử dụng loại phích nối điện đảm bảo nối điện an toàn nhanh chóng và dễ dàng

Công việc liên quan đến hệ thống điện phải là người có chuyên môn Nguồn điện cung cấp phải được ngắt trước khi bắt đầu công việc

Đường điện chính: Tiết diện dây dẫn đối với mạch điện từ mạch điện trung tâm qua công tắc chính tới tiếp điểm dây dẫn đầu vào phải được xác định bởi người điều khiển Tiết diện của dây dẫn phải đảm bảo hiệu điện thế tại đầu vào của hệ thống dây dẫn không dưới giá trị nhỏ nhất quy định, sai số không quá 5% Công tắc chính không ở trong hệ thống cầu trục hoặc Palăng và mục đích chính của nó là ngắt mạch tới hệ thống cầu trục và palăng từ nguồn điện để phục

vụ việc sửa chữa và bảo dưỡng Khi cần thiết công tắc này có thể được dùng để dừng mọi chuyển động trong trường hợp khẩn cấp

Hệ thống dây nối tiếp điểm dựa an toàn ABUS ASL được sử dụng cho cầu trục giàn và xe chạy tự hành 4 thanh góp ( 3 dây pha + 1 nối đất ) với bảo vệ tiếp điểm được lắp đặt trong vỏ bọc nhựa Dây nối được lắp trên giá công xon

2.1.2 Chức năng các phần tử và nguyên lý làm việc của cầu trục

1 Giới thiệu chung

Cầu trục ABUS hai dầm chính 40 tấn gồm 06 động cơ chính lai 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 chuyển xe cầu, di chuyển dọc phân

xưởng (bridge drive)

Động cơ 1M21 và 2M21 là hai động cơ nâng hạ hàng (hoist motor) được lắp

chung vào một hộp số (có thông số giống nhau) Hai quạt gió M11 gắn trực tiếp

ở đuôi động cơ 1M21 và 2M21 để làm mát

Động cơ M41 và M42 là động cơ di chuyển xe con (trolley drive motor)

Các động cơ này sử dụng phương pháp hãm dừng bằng phanh điện từ

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

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

24

Trước khi đi vào phân tích các chức năng của cầu trục ABUS ta qui ước các bản vẽ của cầu trục Sheet 1, 2, 3 là số thứ tự các bản vẽ, from là số thứ tự tập bản vẽ Ví dụ 1A là bản vẽ tay trang điều khiển, 2A, 3A, 4A là bản vẽ biểu diễn mạch nguyên lý của cơ cấu di chuyển xe cầu Bản vẽ 5A và 7A biểu diễn cơ cấu nâng hạ, bản vx 6A, 8A biểu diễn cơ cấu di chuyển xe con

S71.1, S71.2: Công tắc giới hạn hành trình (theo chiều tiến); S71.3 và S71.4

(theo chiều lùi)

*) Mạch điều khiển

Sơ đồ vị trí tay trang điều khiển được biểu diễn trên bản vẽ 1A và sơ đồ mạch điều khiển trên hình 4A, [TL2]

Mạch gồm có:

25

S31.1 tiếp điểm công tắc giới hạn hành trình đảm bảo sự chuyển mạch an

toàn

K1: Cuộn hút của công tắc tơ K1

S71.1, S71.2, S71.3, S71.4: Các tiếp điểm của các công tắc giới hạn hành

trình hoặc thay thế là các tiếp điểm của các cảm biến quang (đèn báo di chuyển) B74 và B75

Ban đầu cầu trục chưa hoạt động, tức vị trí của tay điều khiển S61 ở vị trí 0, K1 chưa có điện, chưa cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động

Giả sử cầu 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 điều khiển S61):

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 đưa tới đầu X2(13, 8, 9) của biến tần U61 để thực hiện điều khiển di chuyển cơ cấu xe cầu tiến về phía trước với tốc

độ chậm

Nếu muốn di chuyển với tốc độ nhanh hơn thì ta chuyển tay trang S61 sang vị trí 2, khi đó S61(13-14) vẫn đóng nhưng có thêm S61(33-34) đóng đưa điện vào chân số 3 của U62, sau đó vào U61 và từ đây đưa ra tín hiệu điều khiển cầu di chuyển với tốc độ nhanh hơn

26

Trong quá trình di chuyển chân, nếu công tắc hành trình S71.1 bị tác động sẽ làm mất nguồn đưa vào chân điều khiển di chuyển tiến về phía trước trong biến tần dẫn đến cầu trục dừng di chuyển

Khi di chuyển theo chiều lùi về phía sau:

Tương tự như khi di 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 di chuyển

Nếu muốn dừng trong quá trình đang di chuyển bình thường thì ta chỉ cần chuyển tay trang theo chiều ngược lại về đến vị trí 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 (chung cho toàn hệ thống)

3 Chức năng các phần tử và nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển

M41 và M42: Hai động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc truyền động cho

cơ cấu di chuyển xe con

Y1 là van điện từ hãm dừng động cơ

27

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

áp một chiều để cung cấp cho phanh điện từ Y1

K41, K42, K43: Các tiếp điểm của các công tắc tơ

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

- Mạch điều khiển gồm các phần tử:

K41, K42, K43: Cỏc cuộn hút của các công tắc tơ K41, K42, K43

S51.1, S51.4, S51.2, S51.3: Các tiếp điểm của công tắc hành trình giới hạn

Nếu muốn tăng tốc lớn tốc độ lớn hơn ta chuyển tay trang điều khiển sang vị trớ 2 Lúc này tiếp điểm S41(13-14) vẫn đóng, đồng thời đóng thêm tiếp điểm S41(33-34) cấp điện cho cuộn hút công tắc tơ K43 làm mở các tiếp điểm

K43(R1-R2, R3-R4) loại bộ dây quấn của tốc độ 1 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 tốc độ lớn hơn (tốc độ 2)

Trong quá trình di chuyển, nếu công tắc hành trình S51.1 bị tác động thì K41 mất điện, làm mất điện cấp cho động cơ và phanh điện từ làm động cơ ngừng quay, dẫn đến cơ cấu dừng không di chuyển nữa

28

Quá trình chuyển động sang trái (theo chiều ngược lại) diễn ra tương tự

nhưng thay S41 bằng S42, K42 sẽ thế chỗ K41 và công tắc hành trình S51.4 có tác dụng giống S51.1

Nếu muốn dừng trong quá trình di chuyển thì ta thực hiện các động tác

chuyển ngược tay trang điều khiển từ vị trí 2 về vị trí 1 rồi về vị trí 0, quá trình

sẽ ngược lại và động cơ sẽ được hãm dần, sau đó ngừng quay làm cơ cấu dừng di chuyển

*) Các bảo vệ

Bảo vệ quá tải và ngắn mạch động cơ truyền động: được thực hiện bởi cầu

dao tự động Q41 (có phần tử nhiệt bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ ngắn mạch)

Bảo vệ giới hạn hành trình di chuyển xe con: là nhiệm vụ của các công tắc hành trình S51.1, 2, 3, 4

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

T32 là máy biến dòng làm thay đổi dòng điện khi đưa vào bộ U32

U32 là bộ LIS - SE/SV bảo vệ quá tải, giảm sự thay đổi về dòng điện trong

mạch

K21, K22, K23 là các cặp tiếp điểm của các contactor K21, K22, K23,

khống chế chiều quay và tốc độ

1V21, 2V21: Các cầu điôt có tác dụng nắn điện áp xoay chiều thành 1 chiều

cấp cho phanh điện từ để dừng động cơ khi cần thiết

29

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 bởi cầu chì F15 và F16, phía thứ cấp được bảo vệ bởi F1)

Y1 là phanh điện từ

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

S31.2 và S31.3: Hai công tắc hành trình theo chiều lên và xuống

*) Nguyên lý hoạt động

Theo chiều nâng hàng:

Ban đầu cầu trục đang ở chế độ dừng không hoạt động, tức là vị trí của tay

điều khiển S21 đang ở vị trí 0, công tắc tơ K1 chưa có điện chưa cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống

Khi ở chế độ làm việc 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 LIS- SE/SV

Đưa tay 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 xuất tín hiệu 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 và làm đóng tiếp điểm thường

mở mở chậm K26.1(57_58) cấp điện cho 2 động cơ quạt gió làm việc; K21(1-2, 3-4, 5-6) của mạch động lực cấp điện cho 2 động cơ thực hiện hành trình lên hàng tốc độ 1

Đưa tay điều khiển S21 sang vị trí 2, S21 (13_14) vẫn đóng và 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 ra chân 23 của bộ LIS cấp điện cho cuộn hút của

30

K23 Mở các tiếp điểm K23(R1_R2) (R3_R4) loại bộ dây quấn của tốc độ 1 ra

và đóng các tiếp điểm K23(1_2) (3_4) đưa bộ dây quấn của tốc độ 2 vào làm việc Cầu trục lên hàng ở tốc độ 2

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

Khi muốn dừng, kéo tay điều khiển theo chiều ngược lại quá trình sẽ diễn ra ngược lại, khi S21 ở vị trí 0 tất cả các tiếp điểm sẽ trở về vị trí ban đầu như khi trước khi làm việc Các tiếp điểm K21, K23 và K26.1 mở ra ngừng cấp điện cho động cơ và phanh điện từ Động cơ được hãm dừng cưỡng bức Duy nhất có tiếp điểm K26.1(57_58) sẽ vẫn đóng duy trì điện áp cho quạt gió, sau khoảng thời gian đặt trước ( thường trong thực tế đặt 180 giây) tiếp điểm sẽ nhả ra, ngừng cấp điện cho quạt

Theo chiều hạ hàng:

Quá trình hạ hàng diễn ra tương tự, nhưng lúc này thay K21 bằng K22; và công 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 nâng hạ: việc này được thực hiện nhờ các công tắc giới hạn hành trình (ngắt cuối) S31.2, S31.3

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

2.1.3 Đánh giá cầu trục ABUS

1 Về kỹ thuật điều khiển

Cầu ABUS là một trong những cầu trục được sử dụng lâu đời và rộng rãi trong các nhà máy xí nghiệp

31

Về kỹ thuật điều khiển: Ngoài các phần tử chính chuyên dùng là các công tắc tơ, rơle, để cải thiện điều kiện làm việc của cầu trục thì cần có thêm thiết bị quạt gió cho các động cơ truyền động Điều này giúp cho thiết bị được làm mát đảm bảo an toàn trong công tác vận hành

Mạch có cấu tạo mạch đơn giản, trong đó có sử dụng chỉnh lưu cầu dùng cho các phanh một chiều; và có bộ bảo vệ quá tải sử dụng trong cơ cấu nâng hạ hàng,

có tác dụng bảo vệ quá tải động có trong quá trình cầu hoạt động

Cơ cấu di chuyển có sử dụng bộ chỉnh lưu và biến tần để điều chỉnh tốc độ khi di chuyển Tần số ra của biến tần thay đổi bằng cách dịch chuyển các tay điều khiển Đây là biến tần gián tiếp, của hãng ABUliner có nhiều ưu điểm như là:

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

- Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trì từ thông khe hở không đổi trong vòng điều chỉnh mômen

- Độ tin cậy cao, với kỹ thuật tin 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 đưa vào sử dụng phổ biến thì ngày càng làm cho kỹ thuật điều chỉnh tốc độ đạt được chỉ tiêu về chất lượng và kinh tế

Việc sử dụng bộ biến tần gián tiếp này trong cơ cấu di chuyển, hệ thống cầu trục đảm bảo quá trình mở máy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, điều khiển trơn, hãm dừng chính xác

Phần điều khiển hoạt động động cơ bằng công tắc tơ, rơle hoạt động chưa chính xác, tin cậy, an toàn Nhìn chung chưa có sự cố nghiêm trọng xảy ra

2 Về kỹ thuật năng lượng truyền động điện

Trong cầu trục này đã sử dụng các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc loại

có nhiều cuộn dây quấn trên stator để truyền động cho các cơ cấu chính

32

Các động cơ này có ưu điểm là: có thể tạo ra các cấp tốc độ khác nhau bằng cách đổi nối các cuộn dây hoặc thay đổi điện áp, tần số nguồn cấp cho các cuộn dây stator Việc đổi chiều quay các động cơ này thường thực hiện bằng phương pháp đổi thứ tự pha điện áp nguồn cấp Phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn

Tuy nhiên cũng có nhược điểm là độ trơn điều chỉnh không cao, có thể gây nên lực giật trong quá trình làm việc của cầu trục

Ngoài ra các trang thiết bị lắp đặt đều là loại chuyên dụng cho cầu trục có tần suất làm việc cao và tin cậy

2.2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CẤP NGUỒN CHO CÁC PHỤ TẢI CẦU TRỤC ABUS

Để lựa chọn được phương án điều khiển cấp nguồn tối ưu nhất, tạo ra năng suất cao tối ưu, đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất thì trước tiên ta phải đưa ra được nhiều phương án cấp nguồn khác nhau Sau đó phân tích các ưu nhược điểm của mỗi phương án thiết kế cấp nguồn sao cho phương án được lựa chọn là khả thi, cho hiệu quả hoạt động là tốt nhất và tính kinh tế cao

Vì vậy ta có một số các phương án cấp nguồn cho cầu trục ABUS sau đây:

2.2.1 Cấp nguồn cho các phụ tải cầu trục ABUS với động cơ truyền động rôto dây quấn

Sơ đồ tổng thể cấp nguồn cho các phụ tải cầu trục của phương án được trình

bày trong hình 2.2a

Nguồn điện cung cấp cho cầu trục được lấy từ lưới điện ba pha và được điều khiển bằng các cầu dao, công tắc tơ, rơle

Điện áp cung cấp cho các động cơ 3 pha, Uđm = 380V, tần số f=50Hz

Điện áp cung cấp cho mạch điều khiển (Uđk = 220V) bởi máy biến áp

380/48V

33

Thứ tự cấp nguồn cho cầu 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 380/48V 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 di chuyển xe cầu, cơ cấu di chuyển xe con thì trước tiên ta phải đưa tất cả tay điều khiển của các 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 để thực cấp điện cho cuộn hút của công tắc tơ chính K1 Khi tiếp điểm của công tắc tơ chính đã đóng thì mạch động lực các cơ cấu được cấp điện để sẵn sàng hoạt động

Có thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi giá trị các 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 chuyển xe con Các cầu dao MCB7, MCB8 và MCB9 đóng cấp nguồn cho các phanh của các cơ cấu Trong mạch động lực của các cơ cấu sử dụng các động cơ không đồng bộ rôto dây quấn và các phanh hãm dừng

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

34

OL2 T2

K1

380/48 V

380/220 V K3

Ưu nhược điểm của phương án

OL2 T2

hoist brake bridge brake bridge brake M

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển cấp nguồn cho các phụ tải là:

Để đưa toàn bộ hệ thống vào làm việc thì nguồn điện được lấy từ lưới điện 3 pha chạy dọc nhà xưởng của xí nghiệp Qua thiết bị cầu chì bảo vệ ngắn mạch F1, một hướng qua F10,11 sau đó qua biến áp T1 (380/48V) và qua F12 cấp nguồn cho mạch điều khiển các tay trang, các cuộn hút công tắc tơ rơle, còi báo động Còn một hướng là qua tiếp điểm công tắc tơ chính đi đến cấp nguồn cho mạch động lực các cơ cấu

Với mạch động lực cơ cấu di chuyển xe cầu, nguồn điện qua cầu chì F60, qua cuộn kháng nguồn T62 và bộ lọc chính cấp nguồn cho biến tần Bộ biến tần này cấp nguồn cho động cơ di chuyển xe cầu

Nguồn cấp cho phanh điện từ hãm dừng động cơ di chuyển được lấy từ khối chỉnh lưu U62

Với mạch động lực cơ cấu nâng hạ hàng, dòng điện được chia thành hai hướng Một hướng là qua biến dòng và bộ cảm nhận tín hiệu dòng điện để đưa

về điều khiển (U32) và qua một số tiếp điểm của công tắc tơ đến cấp nguồn cho các động cơ nâng hạ, các khối chỉnh lưu để cấp điện cho phanh điện từ

Một hướng qua cầu chì F15,16, qua biến áp T11 cấp nguồn cho quạt gió làm mát động cơ nâng hạ

T61 Main Filter

M M

Các thiết bị điều khiển có độ tin cậy không cao Khi hoạt động, sự đóng mở các tiếp điểm gây ra sự đánh lửa làm giảm tuổi thọ các thiết bị

Động cơ sử dụng là động cơ không đồng bộ stator nhiều cuộn dây, việc thay đổi tốc độ thực hiện khó khăn (chủ yếu là đổi nối các cuộn dây stator của động cơ) và thay đổi được ít cấp tốc độ

Độ trơn điều chỉnh không cao

Hiện nay trên thị trường các loại động cơ stator nhiều cuộn dây ít được sử dụng nên không sản xuất đại trà nữa Vì vậy khi muốn thay thế động cơ này sẽ gặp nhiều khó khăn

Mặt khác tính tự động hoá rất thấp, chưa có khả năng điều khiển nối mạng trong toàn nhà máy