1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:
-ACB: áp tô mát cấp nguồn cho hệ thống.
- M: Động cơ thực hiện, đây là dị bộ xoay chiều 3 pha rơto lồng sóc 3 cấp tốc độ có 3 cuộn dây riêng biệt đấu sao với số đôi cực là 4/8/16.
- S1: phanh điện từ, ở đây sử dụng phanh điện từ 1 chiều ( vì số lần địng mở cho phép lớn, lực hút ổn định). Nguồn điện được cấp cho phanh điện từ nhận được từ cầu chỉnh lưu 3 pha n1.
- M2: biến áp hạ áp để cấp nguồn cho phanh điện từ và mạch điều khiển, các thiết bị bảo vệ quá tải.
- R4: điện trở phóng điện cho cuộn phanh. Cần lưu ý rằng với các cuộn hút điện từ nói chung cần thiết phải có điện trở phóng điện nhằm bảo vệ cho cuộn dây khỏi bị đánh thủng do sự chênh lệch điện thế ở các vòng dây ở thời điểm quá độ.
- B1: Tay điều khiển có 7 vị trí 1 vị trí “0” và 3 vị trí mỗi phía thu thả neo. Tay điều khiển này có các tiếp điểm (1-01), (3-03), (5-05), (7-07), (9-09), (11-011).
- Bd: biến dòng. - b2: Nút dừng sự cố.
- e1, e2, e3, e8, e9, e10: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch.
-e6: Rơle dòng điện cực đại, bảo vệ quá tải ở tốc độ cao cho động cơ thực hiện.
- e4, e5: Các rơle nhiện bảo vệ quá tải ở tốc độ 1 và 2. -d1, d2: Các rơle trung gian.
- d4, d5, d6: Các rơle thời gian. - C1, C2: Các công tắc tơ đảo chiều.
- C3, C4, C5: Các công tắc tơ tốc độ 1, 2, 3. - C7: Công tắc tơ cấp nguồn cho phanh điện từ. - C8: Công tắc tơ trung gian.
- H: Cầu chỉnh lưu.
- b3: Tiếp điểm hành trình khi phanh hút hồn tồn thì tiếp điểm b3 mở. Nếu phanh khơng mở hồn tồn trong thời gian tác động thì hệ thống sẽ dừng làm việc.
- WL1, WL2, H1, H2, H3, H4, WL: Các chỉ báo đèn thu, thả, tốc độ 1, 2, 3, phanh, nguồn.
2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
- Đóng Áptơmát cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển, rơ le d1 có điện đóng tiếp điểm d1(1-2, 3-4), d1(1-2) đóng cấp nguồn cho mạch điều khiển d1(3-4) đóng tự giữ, d1(5,6) đóng. Lúc này đèn WL sáng báo đã có nguồn.
- Điều khiển hệ thống làm việc từ tốc độ thứ nhất đến tốc độ thứ ba về phía thu hoặc thả neo đều nhờ tay điều khiển b1.
- Giả sử người ta đưa tay điều khiển từ vị trí “0” sang bất kỳ vị trí nào theo chiều thu neo thì tiếp điểm 3-03 đóng cơng tắc tơ C1 có điện, mở tiếp điểm C1(7-8) khống chế khơng cho cơng tắc tơ C2 có điện. Đồng thời C1(13-14) đóng lại chờ sẵn. C1(11-12) đóng lại đèn WL1 sáng báo thu neo. Tiếp điểm C1(1-2, 3-4, 5-6) đóng lại ở trên mạch động lực cấp nguồn cho động cơ theo chiều thu neo.
- Khi đưa tay điều khiển từ vị trí “0” sang vị trí “I”(ứng với tốc độ 1) tiếp điểm tay điều khiển 7-07 đóng cơng tắc tơ C3 có điện mở các tiếp điểm thường đóng và đóng các tiếp điểm thường mở. Tiếp điểm C3(9-10) đóng lại cơng tắc tơ C7 có điện làm đóng tiếp điểm C7(1-2, 3-4) cấp điện cho cuộn phanh S1 giải phóng trục động cơ. C3(7-8) mở khống chế không cho động cơ hoạt động ở tốc độ 2. Đồng thời C3(1-2, 3-4, 5-6) đóng động cơ được gia tốc tốc độ thứ nhất. Tiếp điểm C3(11-12) đóng đèn H1 sang báo thu neo tốc 1.
- Khi đưa tay điều khiển từ vị trí “I” sang vị trí “II” ( tốc độ thứ hai ) thì tiếp điểm (9-09) đóng cơng tắc tơ C4 có điện. Đóng tiếp điểm C4(9-10) cấp điện cho C7. Tiếp điểm C4(7-8) mở khống chế không cho hoạt động tốc độ 1. Tiếp điểm C4(1-2, 3-4, 5-6) đóng lại cấp điện cho động cơ làm việc ở tốc độ thứ hai. Tiếp điểm C4(11-12) đóng đèn H2 sáng báo động cơ hoạt động ở tốc độ 2.
- Từ vị trí II sang III ( tốc độ thứ 3 ) thì tiếp điểm 11-011 đóng, trước đó tiếp điểm cúa rơle thời gian d4 (3-4) đóng.cơng tắc tơ C5 có điện, mở tiếp điểm thường đóng để khống chế khơng cho động cơ thực hiện làm việc ở tốc độ 1 và 2. Tiếp điểm C5(1- 2, 3-4, 5- 6) đóng động cơ làm việc ở tốc độ thứ 3. Đồng thời đèn H3 sáng báo động cơ hoạt động tốc độ 3.
( phanh điện từ S1 ln có điện ở bất kì vị trí nào từ 1 sang 3 cả phía thu và thả neo, khi phanh được hút đèn H4 luôn sáng ).
- Hệ thống điều khiển này cho phép động cơ thực hiện làm việc khi ta đưa tay điều khiển từ vị trí “0” sang bất kì vị trí nào (phía thu hoặc thả) thì động cơ thực hiện gia tốc ở tốc độ đó.
- Khi đưa tay điều khiển từ vị trí “0” sang “2” thì tiếp điểm 3-03, 9- 09 của tay điều khiển đóng, cơng tắc tơ C4 có điện, tiếp điểm C4( 1-2, 3-4, 5- 6 ) đóng cấp nguồn cho động cơ thực hiện làm việc ở tốc độ thứ 2.
- Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí “0” sang vị trí “3” phía thu neo. Khi đó các tiếp điểm của tay điều khiển 3- 03, 9- 09, 11- 011 đóng lại, tiếp điểm 3- 03 đóng cấp điện cho cơng tắc tơ C1 sẵn sàng cấp điện cho động cơ theo chiều thu neo. Mặc dù tiếp điểm (9-09) và (11-011) đóng đồng thời nhưng động cơ thực hiện không gia tốc ngay ở tốc độ thứ ba do tiếp điểm của rơ le thời gian d4(3-4) cịn mở. Như vậy do (9-09) đóng cơng tắc tơ C4 và rơle thời gian d4 có điện làm cơng tắc tơ C4 có điện. Động cơ bắt đầu gia tốc tốc độ thứ hai. Sau một thời gian bằng thời gian trễ của d4, tiếp điểm d4(3-4) đóng lại, động cơ tự động chuyển sang làm việc tốc độ thứ ba. Để tránh tình trạng bảo vệ quá tải giả ở tốc độ thứ ba hệ thống có rơle thời gian d5. Khi động cơ thực hiện bắt đầu làm việc ở tốc độ thứ ba, dòng điện đủ để rơle dịng điện e6 tác động, tiếp điểm e6 đóng lại nhưng rơ le d2 chưa được cấp điện do d5(3-4) còn mở. Như vậy nhờ rơ le d5 hiện tượng quá tải giả khi động cơ bắt đầu làm việc ở tốc độ thứ ba khơng cản trở hoạt động bình thường của hệ thống. Rơle d6 có vai trị quan trọng khi bắt đầu đưa hệ thống vào làm việc. Ngay sau khi phanh điện từ S1 được cấp điện nhờ công tắc tơ C7 tác động đồng thời rơ le thời gian d6 cũng được cấp nguồn. Thời gian trễ của d6 đủ để tiếp điểm C8(15-16) kịp đóng lại (cơng tắc tơ C8 mất điện do ngắt hành trình b3 mở ra dưới tác động của má phanh động của phanh điện từ S1).
3. Bảo vệ cho hệ thống:
- Bảo vệ quá tải cho hệ thống ở tốc độ thứ 3 được thực hiện nhờ rơle dòng cực đại e6. khi động cơ đang làm việc ở tốc độ thứ 3, nếu bị quá tải đóng tiếp điểm e6(1-2) đóng lại. Rơ le d2 được cấp nguồn do d5(3-4) cịn đóng trước đó làm d2(3-4) mở ra. Cơng tắc tơ C6 ngừng hoạt động mở tiếp điểm ở mạch động lực động cơ ngừng hoạt động. Động cơ tự động chuyển về tốc độ 2.
- Bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống điều khiển bằng các cầu chì e1, e2, e3. - Bảo vệ ngắn mạch cho phanh điện từ bằng các cầu chì e7, e8.
- Bảo vệ ngắn mạch, quá tải cho hệ thống bằng aptomat.
- Vì lí do nào đó hệ thống bị sự cố thì ta tác động vào nút b2 khi đó rơle d1 mất điện mở các tiếp điểm của nó d1(1- 2), d1(3-4) hệ thống điều khiển ngừng hoạt động.
- Bảo vệ mất pha: Hệ thống sử dụng cả ba pha ở mạch điều khiển, khi mất một trong các pha thì hệ thống không hoạt động.
- Bảo vệ không nhờ rơle trung gian d1, khi mất điện đột ngột sau đó có điện lại thì hệ thống khơng cho phép hoạt động.