truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thủy

MỤC LỤC TrangPHẦN I:TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA 1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ 04 1.2:Phân loại hệ thống làm hàng t

MỤC LỤC Trang

PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT

CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA

1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ 04

1.2:Phân loại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ 04

1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện 04

1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động

1.3:Yêu cầu của Đăng kiểm đối với TĐĐ thiết bị làm hàng 05

CHƯƠNG 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG

2.1:Hệ thống truyền động điện làm hàng với động cơ điện

2.1.1:Hệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc

1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử 09

2.1.2:Hệ thống truyền động điện làm hàng Van -Động cơ xoay

1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử 16

2.2: Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng sử

CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM

1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử 24

3.3 Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng thuỷ 27

CHƯƠNG 4:HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM

4.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng điện - thuỷ lực. 29

4.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng điện -thuỷ lực

1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử 29

PHẦN II:ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU

KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG

VỚI ĐỘNG CƠ DỊ BỘ ROTO LỒNG SÓC 3 CẤP TỐC

1.3: Trình tự chung của việc viết chương trình điều khiển 45CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG

SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 48

2.1: Thuyết minh nguyên lý hoạt động của hệ thống điều

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây và nhiều năm tới, ngành kinh tế Hàng hảiđóng vai trò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH củađất nước Cụ thể là ngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tảilớn, vận tải trên nhiều tuyến, cả nội địa lẫn quốc tế Song song với nó làviệc đóng mới các con tàu với trọng tải ngày càng lớn, ngày càng hiện đại ởcác Nhà máy đóng tàu Cùng với việc xuất hiện các cảng nước sâu ở ViệtNam

Do vậy, việc học tập về những ngành kinh tế có liên quan đến Hànghải là một hướng đi đúng đắn

Sau 4,5 năm học tập tại Khoa Điện- ĐTTB, Trường ĐHHH Việt Nam

Em đã được các thầy cô giáo trong khoa trang bị cho những kiến thức quantrọng, để chuẩn bị làm việc trên các con tàu hiện đại Để chứng thực chokiến thức của mình, em đã được Ban chủ nhiệm Khoa giao cho đề tài tốtnghiệp:

" Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ trên thực tế

Đi sâu nghiên cứu hệ thống làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc

3 cấp tốc độ ứng dụng PLC "

Mặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi sâu và tìm hiểu trongthực tế, với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.Song do hạn chế về kiến thức cũng như về tầm nhìn thực tế, nên trong quátrình thực hiện đề tài không tránh khỏi những khiếm khuyết Em mongnhận được các ý kiến đóng góp của các thầy g iáo trong khoa

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới toàn thể các thầy cô giáotrong khoa Điện- ĐTTB và Thầy giáo hướng dẫn: Thạc sĩ Hứa Xuân Long,Thầy giáo Vương Đức Phúc đã giúp em hoàn thành bản luận văn của mình

PHẦN I:

TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT BỊ LÀM HÀNG

TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ

CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ

THỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ:

1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:

Hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ có chức năng bốc xếp hàng hoá từ tàulên bờ, từ bờ lên tàu, vận chuyển các trang thiết bị trên tàu, thu thả dây cáp,đóng mở nắp hầm hàng, cẩu thực phẩm từ bờ lên tàu để cung cấp chothuyền viên

1.2:Phân loại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:

1.2.1.Phân loại theo mục đích sử dụng:

- Tời hàng và cần trục: đây là các thiết bị được sử dụng rộng rãi trêncác tàu vận tải Chúng thực hiện chức năng bốc xếp hàng hoá từ tàulên bờ hoặc ngược lại hay bốc xếp hàng hoá giữa hai tàu với nhaukhi đanh neo đậu trên vịnh, trên biển

- Máy nâng: dùng để nâng hạ và di chuyển hàng hoá ở các kho bãihoặc di chuyển, bốc xếp các thiết bị, chi tiết máy trong buồng máytàu thuỷ

- Nhóm tời thông dụng: tời nâng hạ cầu thang, tời nâng hạ xuồng cứusinh, tời sau lái

- Nhóm tời đặc biệt: là các loại tời được trang bị trên các tàu cứu hộ,tàu đánh cá, tàu nghiên cứu biển

1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện:

- Cơ cấu nâng hạ: Cơ cấu này để nâng hàng (hoặc cần) lên hay hạhàng (hoặc hạ cần) xuống một độ cao h nhất định

- Cơ cấu quay mâm: Cơ cấu này để đư a hàng hay cần quay sangphải hay trái một góc nhất định

- Cơ cấu thay đổi tầm với: Cơ cấu này để thay đổi phạm vi làmviệc cho cần

1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động điện:

- Truyền động điện cơ: đơn giản trong chế tạo, có hiệu suất sử dụngchung của toàn hệ thống cao (khoảng 0,79  0,9)

- Truyền động điện thuỷ lực: dạng truyền động này đang được sử dụngngày càng rông rãi cho nhóm máy phụ trên boong Chúng có các ưuđiểm nổi bật sau: cho phép sử dụng động cơ dị bộ rôto lồng sóc mộttốc độ làm động cơ thực hiện, có thể điều khiển ở phần thuỷ lực 1.2.4.Phân loại theo chế độ công tác:

- Công tác ở chế độ ngắn hạn lặp lại: tời hàng, cần trục, tời lai tựđộng,

- Công tác ở chế độ ngắn hạn: tời nâng hạ xuồng, tời nâng hạ cầuthang.

1.2.5.Phân loại theo hệ thống nguồn cấp: lấy nguồn trực tiếp từ lưới điệnhay từ máy phát riêng

- Hệ thống được lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện: loại này phổ biếntrên các tàu hàng Nguồn được lấy từ máy phát chung cho toàn tàu,đặt dưới buồng máy

- Hệ thống được l ấy nguồn từ máy phát riêng: loại này ít phổ biến hơn,

để phục vụ việc cấp điện cho hệ thống làm việc, có một máy phátriêng

1.2.6.Phân loại theo hệ thống điều khiển: điều khiển bằng tay khống chếhoặc tay điều khiển kết hợp với trạm từ

- Điều khiển bằng tay khống chế: việc đóng mở các công tắc tơ trựctiếp bằng tay điều khiển Hệ thống này chỉ áp dụng cho các cần cẩu

có công suất làm hàng thấp, trọng lượng hàng nhỏ ( ≤ 500 tấn)

- Điều khiển kết hợp với trạm từ: việc điều khiển được thực hiện quatrung gian: công tắc tơ trung gian, rơle trung gian để điều khiểnđóng mở các công tắc tơ, hay van khống chế hoạt động của hệ thống

Hệ thống này áp dụng cho các cần cẩu có công suất làm hàng cao,trọng lượng hàng cao

1.3:Yêu cầu của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ:

Yêu cầu cao nhất đối với thiết bị làm hàng tàu thuỷ là rút ngắn đượcthời gian bốc xếp hàng hoá tại bến cảng Như chúng ta đã biết, ngày naycác nhà máy đóng tàu đã cho ra đời những con tàu có tốc độ khá cao (cóthể đạt tới 25-30 hải lý/1 giờ) Với tốc độ hành trình lớn như vậy thời gianquay vòng của con tàu phụ thuộc chủ yếu vào thời gian bốc xếp hàng hoá ởcác đầu bến

Rõ ràng muốn nâng cao tính kinh tế của vận tải đường biển ta phải tìmcách rút ngắn thời gian bốc xếp hàng hoá Muốn thế, ngoài những yêu cầu

kỹ thuật chung cho các hệ thống truyền động điện như ta đã biết, thiết bịlàm hàng tàu thuỷ phải đáp ứng được hai yêu cầu rất quan trọng sau:

1.3.1.Năng suất làm hàng cao:

Để thoả mãn yêu cầu năng suất làm hàng cao, thiết bị làm hàng phảiđược tính toán lựa chọn theo các yếu tố sau:

*Đảm bảo đủ tốc độ nâng hạ hàng khi tải là tải định mức: Truyềnđộng điện thiết bị làm hàng có chế độ công tác là chế độ ngắn hạn lặp lại(tuỳ theo từng cơ cấu mà hệ số ngắn hạn lặp lại có thể là 25% hoặc 40%).Như vậy,trong 1 chu kỳ công tác, thường xuyên xảy ra tình trạng đóng mởmáy Mặt khác, quãng đường mà hàng hoá di chuyển ở từng giai đoạn củachu kỳ làm hàng thường không lớn Vì vậy, khi tải của hệ thống là tải địnhmức ta cần lựa chọn được một tốc độ nâng hạ hàn g hợp lý nhất Vì quãngđường di chuyển ngắn lại thường xuyên xảy ra các quá trình hãm, gia tốc,khởi động, Việc lựa chọn tốc độ lớn sẽ không phát huy được tác dụng

Mặt khác, khi chọn tốc độ lớn sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước của hệthống Ngược lại, nếu chọn tốc độ quá thấp thì thời gian của một chu kỳbốc xếp sẽ tăng làm giảm năng xuất bốc xếp hàng.

Mặt khác, khi lựa chọn tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức ta còncần phải chú ý đến yếu tố an toàn của hàng hoá Việc lựa chọn tốc độ phảitính tới sự gia tốc bình thường để không gây xung lực lớn, đột ngột ở dâycáp và các bộ cơ khí của cơ cấu truyền động

*Hệ thống phải có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng, tạođược tốc độ cao khi không tải hoặc khi tải nhẹ

Khi nghiên cứu 1 chu kỳ làm hàng của tời hàng hoặc cần trục ta thấytải của hệ thống không phải là một giá trị cố định Vì vậy, nếu ta gọi tốc độnâng hạ hàng với tải định mức là Vđm thì hệ thống cần phải có những cấptốc độ trung gian khác phù hợp với từng trạng thái của tải Sau đ ây là một

*Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ: ta đã biết, tời hàng và cầntrục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trìnhkhởi động, hãm đối với động cơ điện (theo thống kê, số lần khởi động, hãm

có thể lên tới 500 l/h) Vì vậy, việc rút ngắn thời gian quá độ có ý nghĩa tolớn trong việc nâng cao năng suất làm hàng Để rút ngắn thời gian quá độngười ta có thể thực hiện các biện pháp sau:

Chọn những động cơ điện có mômen khởi động lớn: chế tạo nhữngđộng cơ chuyên dùng có mômen quán tính nhỏ bằng cách giảm đường kínhcủa rôto đồng thời tăng chiều dài của rôto để giữ cho công suất của động cơkhông đổi

Chọn động cơ thực hiện của hệ thống là những động cơ có tốc độkhông quá lớn Ta thường chọn những động cơ có tốc độ không lớn hơn

1000 v/p Việc chọn động cơ có tốc độ không lớn ngoài mục đích làm giảmtính quán tính của các phần quay còn nhằm giảm bớt các cơ cấu t ruyềnđộng trung gian, tăng hiệu suất chung của toàn hệ thống

1.3.2.An toàn cho hàng hoá,thiết bị:

An toàn cao cho con người, hàng hoá và thiết bị cũng là một yêu cầuđược các nhà thiết kế hết sức coi trọng Người điều khiển hệ thống phảiphải được bố trí ở vị trí thích hợp, thuận tiện cho việc quan sát, có thểphòng ngừa được các tai nạn do đứt cáp, rơi hàng, gây ra Để đảm bảo antoàn cho hàng hoá, thiết bị, hệ thống phải có độ bền cơ học cao, hoạt độngnhịp nhàng, không gây xung lực đột ngột trên dây cáp và cơ cấu truyềnđộng Cần phải có các ngắt cuối, ngắt hành trình để tự động ngừng hoạtđộng của hệ thống khi có những sai phạm trong điều khiển, vận hành hệthống Cụ thể, với cần trục, ở cơ cấu nâng hạ hàng phải có thiết bị bảo vệmóc chạm đỉnh cần, bảo vệ sức căng tối đa, sức căng tối thiểu trên dây cáp,bảo vệ quá tốc khi hạ hàng Ở cơ cấu nâng hạ cần phải có thiết bị bảo vệgóc nâng cần tối đa và góc hạ cần tối thiểu, bảo vệ móc chạm đỉnh cần Ngoài hai yêu cầu chính đã được phân tích ở trên, thiết bị làm hàngtàu thuỷ còn cần phải đáp ứng các yêu cầu khác như: hệ thống có tính kinh

tế cao trong thiết kế, chế tạo và sử dụng Thuận tiện cho việc bảo quản, bảodưỡng, sửa chữa Với tời hàng và cần trục, tải của chúng liên tục thay đổi,thời gian làm việc với tải nhỏ chiếm một lượng lớn trong chu kỳ xếp dỡ.Khi tải thay đổi thì hiệu suất truyền của bộ truyền động cơ khí và hệ sốcosφ của lưới điện bị thay đổi Vì vậy, động cơ thực hiện trong hệ thống tờihàng và cần trục phải được chế tạo đặc biệt để sao cho cosφ và hiệu suất ítthay đổi khi tải thay đổi trong phạm vi rộng

Mặt khác, hệ thống phải được lắp đặt chắc chắn, kết cấu đơn giản,kích thước và trọng lượng nhỏ, giá thành hạ,

CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG

SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN

2.1:Hệ thống truyền động điện làm hàng với động cơ điện xoay chiều nhiều cấp tốc độ:

Với hệ thống này, động cơ điện thường được sử dụng là động cơ điện

dị bộ rôto lồng sóc có nhiều cấp tốc độ ( thường là 3 cấp tốc độ) Đây làloại động cơ chuyên dùng được chế tạo đặc biệt Động cơ này được xemnhư hai động cơ ghép lại với nhau.Trong đó, tốc độ thứ nhất dùng mộtcuộn dây riêng rẽ với rôto riêng Rôto này thường là loại lồng sóc rãnh sâuhoặc lồng kép nhằm mục đích hạn chế dòng khởi động cho động cơ Tốc

độ thứ hai và thứ ba được tạo ra bằng cách thay đổi cách đấu dây của cuộndây stato thứ hai Việc tạo ra các cấp tốc độ khác nhau được thực hiện bằngcách thay đổi số đôi cực của cuộn dây stato của động cơ Sơ đồ khối củađộng cơ này được trình bày như hình I.1

Roto thuêngR«to r·nh kÐp

Sơ đồ tổng thể của hệ thống:

Tay điều khiển gồm có 7 vị trí: 3 vị trí phía nâng hàng, 3 vị trí phía hạhàng và vị trí 0 Tay điều khiển có kết hợp với trạm từ Quá trình điềukhiển dựa trên nguyên tắc thay đổi số đôi cực, phổ biến là: 2p = 4/8/32.Người điều khiển đưa tay điều khiển sang vị trí mong muốn (VD: nânghàng thì đưa tay điều khiển lên các vị trí tương ứng của nâng hàng, quaymâm sang trái thì đưa tay điều khiển sang trái với vị trí tương ứng ) Tuỳvào hệ thống làm hàng và nhiệm vụ cụ thể của nó mà hệ thống có thể có 1hay 2 hay 3 tay điều khiển Nếu hệ thống làm hàng cần cả 3 cơ cấu là nâng

hạ hàng, nâng hạ cần, quay mâm thì có đủ cả 3 tay điều khiển

Động cơ điện ở đây được cấp nguồn theo 1 trong 3 con đường khácnhau, tương ứng với mỗi cấp tốc độ

2.1.1:Hệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc độ củahãng SIEMEN: (Sơ đồ ở tập bản vẽ)

2.1.1.1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử:

M1: Động cơ thực hiện Đây là loại động cơ d ị bộ rôto lồng sóc ba tốc

độ có ba cuộn dây riêng biệt đấu sao với số đôi cực 4/8/16 công suất tươngứng 4,5/22/45 KW

M2: Động cơ quạt gió

S11: Phanh điện từ, ở đây sử dụng phanh điện từ 1 chiều (vì có số lầnđóng mở cho phép lớn, lực hút ổn định), nguồn 1 chiều cấp cho phanh nhậnđược từ cầu chỉnh lưu ba pha n11

m13: biến áp hạ áp 380/220-110V để cấp nguồn cho phanh điện từ vàthiết bị bảo vệ quá tải

Hình I.2: Sơ đồ tổng thể của hệ thống làm hàng với

động cơ dị bộ 3 cấp tốc độ

Tay điều khiển

Tủ điều khiển

Động cơ2p = 4/8/32

Cơ cấutruyền

Trốngcáp

Phan

h

NguồnNguồn

r12: Điện trở phóng điện cho cuộn phanh, nhằm bảo vệ cho cuộn dâyphanh không bị đánh thủng do mức chênh lệch điện thế ở các vòng dây tạithời điểm quá độ.

r11: Điện trở hạn chế

A11a11 và B11b11: hai tay điều khiển Hệ thống có thể được điều khiển

từ hai phía với hai tay điều khiển này Mỗi tay điều có bảy vị trí, một vị trí

"0" và ba vị trí về mỗi phía nâng, hạ

b12: Công tắc hành trình Công tắc này được đặt tại cửa gió làm mátđộng cơ, khi cửa gió mở ra thì công tắc này đóng lại

1b1: nút dừng khẩn cấp, được đặt tại tay điều khiển chính

C16: Công tắc tơ khống chế quạt gió

C11, C12: Hai công tắc tơ k hống chế đảo chiều

C13, C14, C15: Các công tắc tơ khống chế các tốc độ một, hai, ba

C17: Công tắc tơ khống chế mạch phanh điện từ Đây là công tắc tơđiện từ một chiều

d11: Rơle trung gian thực hiện chức năng bảo vệ "không"

d12, d13: Các rơle trung gian đảo chiều

d14: Rơle trung gian

d15: Rơle thời gian Rơle này có chức năng duy trì cho động cơ làmviệc ở tốc độ một bằng thời gian trễ của nó khi đưa nhanh tay điều khiển từtốc độ hai hoặc ba về vị trí "0"

d16, d17: Các rơle thời gian có chức năng chuyển dần từng nấc tốc độmột, hai, ba khi đưa nhanh tay điều khiển từ tốc độ "0" sang tốc độ ba

U11d1 và U12d2: Các phần tử cảm biến nhiệt dùng để bảo vệ quá tảichung và bảo vệ quá tải ở các cấp tốc độ cao cho động cơ

f1, f2, f3: Là các phần tử cảm biến nhiệt Đây là các điện trở nhiệt có hệ

số nhiệt dương, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chúng tăng Các điện trởnhiệt này được đặt trong rãnh đặt các cuộn dây của động cơ do vậy chúngcảm nhận được rất chính xác sự thay đổi của nhiệt độ

e11, e12, e13: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống điều khiển

e14, e15: Cầu chì bảo vệ mạch phanh

e16: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt gió

2.1.1.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Khi cửa gió làm mát động cơ mở, tiếp điểm hành trình b12 đóng lại.Khi đó công tắc tơ C16 được cấp điện, tiếp điểm C16 ở mạch động lực đónglại, cấp điện cho động cơ quạt gió hoạt động Đồng thời tiếp điểm C16 (13-14) đóng lại chờ sẵn

Giả sử ta sử dụng tay điều khiển A11b11

Khi tay điều khiển ở vị trí 0, rơle d11 có điện (do tiếp điểm C16 đăđóng), rơle d14, công tắc tơ C13 cũng có điện, sẵn sàng đưa hệ thống vàolàm việc Khi d11 có điện, đóng tiếp điểm d11(13-14) cấp điện cho mạchđiều khiển phía sau

Khi rơle d14 có điện, đóng tiếp điểm d14(1-2) tự giữ, đóng tiếp điểm

d14(13-14) sẵn sàng cho động cơ M1 hoạt động ở tốc độ 2, hoặc tốc độ 3.Khi công tắc tơ C13 có điện, đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực sẵnsàng cho động cơ M1hoạt động ở tốc độ 1 và tiếp điểm C13(13-14) đóng lạichờ sẵn cấp điện cho C17

Khi đưa tay điều tới vị trí 1 phía nâng hàng:

Công tắc tơ d13 có điện Tiếp điểm d13(1-2) đóng lại cấp điện cho côngtắc tơ C12 và tiếp điểm d13 (13-14) đóng lại chờ sẵn Khi C12 có điện, tiếpđiểm C12(13-14) đóng lại tự giữ, tiếp điểm của nó ở mạch động lực đónglại, tiếp điểm C12 (17-18) đóng lại Khi đó công tắc tơ C17 có điện, cuộnphanh được giải phóng Do đó động cơ M1 hoạt động ở cấp tốc độ 1 (dotiếp điểm C12 ở mạch động lực đã đóng) Đồng thời, khi C12(17-18) đónglại, thì rơle d16 có điện, sau trễ đóng tiếp điểm d16 (3-4), sẵn sàng đưa tốc

độ 2 và 3 vào hoạt động Tốc độ 1 của động cơ được đưa vào hoạt động khinhấc thử hàng hoặc đặt hàng chạm đất

Khi đưa tiếp tay điều khiển sang vị trí 2 phía nâng hàng:

Khi đó tiếp điểm A11a11(9-09) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ C14vàrơle thời gian d17 Khi C14có điện, tiếp điểm C14(15-16) mở ra, công tắc tơ

C13 mất điện, làm cho tiếp điểm của nó ở mạch động lực mở ra, và tiếpđiểm C13(13-14) cũng mở ra Đồng thời khi đó, tiếp điểm C14(13-14) đónglại cấp điện cho cuộn dây phanh C17, tiếp điểm của C14 ở mạch động lựcđóng lại, động cơ M1chuyển sang hoạt động ở cấp tốc độ 2 Khi rơle d17cóđiện, đóng tiếp điểm d17(3-4) sẵn sàng đưa cấp tốc độ 3 vào hoạt động.Khi đưa tay điều khiển sang vị trí 3 phía nâng hàng: (khi nâng hoặc hạmóc không):

Khi đó tiếp điểm A11a11(11- 011) đóng lại cấp điện cho rơle C15 Tiếpđiểm C15(19-20) mở ra, làm mất điện công tắc tơ C14 Tiếp điểm C15(13-14)đóng lại, cấp điện cho cuộn phanh, khi mà C14(13-14) mở ra Tiếp điểm của

C14 ở mạch động lực mở ra, đồng thời khi đó tiếp điểm C15 ở mạch độnglực đóng lại Động cơ M1chuyển sang hoạt động ở cấp tốc độ 3

Hệ thống cũng hoạt động tương tự khi ta đưa tay điều khiển sang vị trí

1, vị trí 2, vị trí 3 phía hạ hàng

*Một số đặc điểm kỹ thuật quan trọng của hệ thống:

Động cơ thực hiện M1có công suất lớn (4,5/22/45) KW Nếu động cơđựợc gia tốc tại các cấp tốc độ cao sẽ gây sụt áp lớn cho trạm Vì vậy, hệthống được thiết kế để động cơ phải gia tốc bắt đầu từ tốc độ một dù ngườiđiều khiển có đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí "0" tới bất kỳ vị trí nào ở cảhai phía nâng, hạ hàng

_ Hoạt động của hệ thống khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 0 sang

vị trí 3 phía nâng hàng: khi đó rơle d13có điện làm đóng tiếp điểm d13(1-2);

d13(13-14)và mở d13(5- 6) Khi đó, C12 có điện làm tiếp điểm C12 ở mạchđộng lực đóng Đồng thời C12(17- 18) đóng, nguồn được cấp cho rơle thờigian d16 Động cơ bắt đầu gia tốc ở tốc độ thứ nhất (hình I.3) Sau thời gian

trễ của rơle thời gian d16, tiếp điểm d16(3- 4) đóng lại làm công tắ c tơ C14 vàrơle thời gian d17 có điện Tiếp điểm C14(15- 16) mở làm công tắc tơ C13

mất điện Đồng thời tiếp điểm C14 ở mạch động lực đóng, động cơ chuyểnsang hoạt động ở cấp tốc độ 2 (đặc tính 2) Động cơ thực hiện gia tốc ở tốc

độ hai với thời gian bằng thời gian trễ của rơle thời gian d17.Sau trễ của rơ

le d17 tiếp điểm d17 (3- 4) đóng lại, công tắc tơ C15 có điện Tiếp điểm

C15(19- 20) mở ra làm C14 mất điện Tiếp điểm C14 ở mạch động lực đóngcấp nguồn cho cuộn dây tốc độ ba Động cơ chuyển sang làm việc ở tốc độthứ ba (đặc tính 3) Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí "0" sang vị trí 3phía hạ hàng, hoạt động của hệ thống cũng diễn ra tương tự như trên, chỉkhác là khi đó rơle d12 có điện để C11 được cấp nguồn, đóng C11 cấp điệncho động cơ quay theo chiều hạ hàng

_ Để đảm bảo an toàn cho hàng hoá và thiết bị, hệ thống điều khiểnđược thiết kế để động cơ thực hiện không bị dừng đột ngột khi đang làmviệc ở tốc độ cao Động cơ đang làm việc ở tốc độ hai hoặc ba, nếu đưanhanh tay điều khiển về vị trí "0" thì động cơ sẽ chuyển về làm việc ở tốc

độ một trước khi ngừng Thời gian động cơ làm việc ở tốc độ này bằng thờigian trễ của rơle d15

Cụ thể là: Khi đưa tay điều khiển từ vị trí 3 về "0", công tắc tơ C15mấtđiện

Làm tiếp điểm C15(19-20) mở ra, dẫn đến công tắc tơ C14 mất điện Như vậy, động cơ M1 không được cấp điện qua các tiếp điểm của công tắc

tơ C14hoặc C15 ở mạch động lực Vì C14và C15 đều mất điện nên tiếp điểm

C14(15-16) và C15(15-16) đóng trở lại, cấp điện cho công tắc tơ C13 và rơlethời gian d15 Tiếp điểm C13 ở mạch động lực đóng trở lại, động cơ hoạtđộng ở cấp tốc độ 1 Trong khi đó, công tắc tơ C12(hoặc C11tuỳ theo khi đó

là nâng hay hạ hàng) vẫn tiếp tục được cấp nguồn qua d15(5-6) - C1214)- C11(19- 20) (hoặc d15(5-6) - C11(13- 14)- C12(19- 20)) mặc dù khi đó

(13-d13 (hoặc d12 đã mất điện) Sau một thời gian trễ, tiếp điểm d15(5- 6) mởlàm C12(hoặc C11) mất điện Động cơ được nhanh chóng dừng lại dưới tácdụng của phanh điện (vì khi C12 mất điện, tiếp điểm C12(17- 18) mở làmcông tắc tơ phanh C17 mất điện) Khi đưa tay điều khiển từ vị trí ứng vớitốc độ cao về vị trí 0, động cơ sẽ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, trongkhoảng thời gian từ khi bắt đầu tác động vào tay điều khiển cho đến khi nóchuyển về hoạt động ở tốc độ 1 Hoạt động của động cơ M khi này cũngđược mô tả rõ ở đặc tính cơ (Hình I.3)

_ Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 2, vị trí 3 phía nâng hàng sangphía hạ hàng (hoặc ngược lại), hệ thống có khả năng đảm bảo hoạt độngtheo trình tự sau: Động cơ tự động chuyển về tốc độ một ( quá trình hoạtđộng tương tự như khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 3 về "0" ) Tuynhiên, sau một thời gian trễ của d15, thì công tắc tơ C12mở tiếp điểm mạchđộng lực, và cuộn phanh C17 mất điện Động cơ chuyển từ tốc độ 1 vềdừng Trong lúc đó, tiếp điểm A11a11(3- 03) đã đóng thì rơle d12 được cấp

điện (vì C12(15- 16) đóng trở lại ), làm cho tiếp điểm d12 (1- 2) đóng, cấpđiện cho công tắc tơ C11.Tiếp điểm của công tắc tơ C11 ở mạch động lựcđóng Khi đó động cơ M1được gia tốc ở tốc độ một (do công tắc tơ C13 đãđóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực để chờ sẵn ) Quá trình động cơchuyển dần sang tốc độ 2, tốc độ 3 tương tự như khi đưa nhanh tay điềukhiển từ vị trí 0 sang vị trí 2, vị trí 3 phía hạ hàng Tại thời điểm đảo chiều

có xảy ra quá trình hãm ngược Động cơ M không dừng hẳn, mà đượcchuyển luôn sang gia tốc phía hạ hàng

_ Động cơ thực hiện làm việc ở chế độ làm mát cưỡng bức nhờ quạtgió M2 Nếu cửa gió không được mở thì hệ thống điều khiển không đượccấp điện ( do b12 không đóng ) Do đó, công việc đầu tiên khi sử dụng hệthống này là tác động cho cửa gió mở Việc này được thực hiện nhờ động

cơ mở cửa gió riêng Nếu quạt gió bị quá tải ( do cánh quạt bị kẹt chẳnghạn), rơle nhiệt e16 sẽ tác động làm công tắc tơ C16 mất điện, ngắt quạt giókhỏi lưới điện Đồng thời C16(13- 14) mở ra Động cơ thực hiện chỉ làmviệc ở tốc độ thứ nhất

_ Khi động cơ làm việc ở các cấp tốc độ cao, vì lý do nào đó bị quátải, điện trở của điện trở nhiệt f2,3 tăng lên, rơle d1không duy trì được trạngthái đóng, tiếp điểm U12d1(11- 14) mở ra làm rơle trung gian d14 mất điện,tiếp điểm d14(13- 14) mở ra, động cơ sẽ tự động chuyển từ tốc độ cao về tốc

độ thứ nhất Nếu động cơ còn tiếp tục bị quá tải thì điện trở của f1 tăng làm

d1 không còn khả năng giữ tấm động, tiếp điện U11d1(11- 12) mở ra làmrơle d11 mất điện, mở tiếp điểm d11(13- 14) ra ngắt điện mạch điều khiểnphía sau Động cơ bị ngắt khỏi lưới điện Khi động cơ đã được chuyển vềlàm việc ở tốc độ thứ nhất, nếu tay điều khiển vẫn để ở vị trí 2, vị trí 3 thìkhi hết quá tải động cơ sẽ tự động chuyển sang làm việc ở tốc độ thứ hai,thứ ba

Hình I.3 biểu diễn đặc tính cơ của động cơ thực hiện M1:

_ Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 0 sang vị trí 3 phía nâng hàng thìđộng cơ M1 gia tốc theo thứ tự sau: a→b→c→d→e→ f Tại điểm f thì

Mquay= Mcản,nên động cơ hoạt động ở tốc độ ổn định

_ Khi đưa tay điều khiển từ vị trí 3 nâng hàng về vị trí 0 thì động cơ M 1

hoạt động theo thứ tự sau: f →g→h→i→b→a Đoạn đặc tính g→h và p→

q là đặc tính hãm tái sinh của động cơ thực hiện

_ Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 3 phía nâng hàng sang vị trí 3phía hạ hàng thì động cơ hoạt động theo trình tự theo:

f→g→h→i→k→l→m→n→o→p→q Tại điểm q, động cơ hoạt động

ổn định

Đoạn đặc tính k→l là đặc tính hãm ngược

Hình I.3: Đặc tính cơ của động cơ thực hiện.

2.1.2:Hệ thống truyền động điện làm hàng Van-Động cơ xoay chiều :

Hệ thống truyền động điện với việc sử dụng Thiristo dùng cho thiết bịlàm hàng có công suất lớn Thiristo ở đây được dùng để điều khiển cácđộng cơ điện, hình thành hệ truyền động điện van - động cơ Hệ thốngtruyền động điện này ngày càng ứng d ụng phổ biến trong thực tế cùng vớiviệc phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử cùng với những thành tựu tolớn của công nghệ chế tạo các linh kiện bán dẫn công suất lớn (diod,thiristo, diac, triac…) Sơ đồ tổng quát của hệ thống (Hình I.4):

M: là động cơ xoay chiều, được đảo chiều quay nhờ các công tắc tơ T,N

Tốc độ động cơ M thay đổi bằng phương pháp thay đổi áp nguồn điều

khiển Điện áp cung cấp cho M thay đổi nhờ các Thiristo với phương phápđiều khiển pha (thay đổi góc mở α của các Thiristo)

Ngoài ra, để mở rộng khoảng điều chỉnh của hệ thống người ta dùngmạch phản hồi âm tốc độ

Bằng cách tính chọn hệ thống điều khiển tạo xung điều khiển mở cácThiristo một cách hợp lý có thể tạo ra những đường đặc tính cơ trung gian(không phải là đường đặc tí nh cơ của động cơ) một cách phù hợp với thiết

bị làm hàng Động cơ M sẽ gia tốc trên các đường đặc tính cơ ấy Đâychính là một ưu điểm của hệ thống làm hàng Van - Động cơ xoay chiều - tức

là dùng động cơ xoay chiều mà lại tận dụng được ưu điểm về điều chỉnhtốc độ của động cơ một chiều (trơn, láng, rộng)

Hình I.4: Sơ đồ tổng quát của hệ thống làm hàng V-Đ

So với các hệ truyền động điện sử dụng thuần tuý các khí cụ có cựctiếp xúc, hệ thống truyền động điện van- động cơ có các ưu điểm nổi bậtsau:

- Độ ồn trong công tác nhỏ

- Không làm phát sinh ra tia lửa điện do không có quá trình đóng mởcác cực tiếp xúc ở mạch động lực

- Trọng lượng và kích thước của hệ thống giảm đáng kể

- Đặc biệt là có thể sử dụng động cơ điện một c hiều để làm việc vớilưới điện xoay chiều

Với truyền động điện thiết bị làm hàng nói riêng và với các truyềnđộng điện đòi hỏi có nhiều cấp tốc độ, điều chỉnh láng, rộng,…nói chungthì điều này có ý nghĩa rất lớn vì nó cho phép tận dụng hết ưu điểm củađộng cơ điện một chiều Mặt khác, với hệ thống truyền động điện này, chỉvới động cơ điện dị bộ một cuộn dây ta cũng tạo được nhiều cấp tốc độkhác nhau Rõ ràng, khi dùng hệ thống truyền động điện van- động cơ xoaychiều, đã khắc phục nhược điểm về điều chỉnh tốc độ của động cơ dị bộ.Tuy nhiên, hệ thống này cũng có những nhược điểm:

- Các phần tử bán dẫn rất nhạy cảm với nhiệt độ môi trường Vì vậythiết bị điều khiển cần được bố trí trong môi trường có nhiệt độ ổnđịnh và không quá cao

- Đầu tư ban đầu c ao

- Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống phải có độ nhạy cao,…

Phát xung

R ω

U y

2.1.2.1:Hệ thống làm hàng Van -Động cơ xoay chiều hãng ASEA: (Hình ởtập bản vẽ)

a.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử:

M: Động cơ thực hiện Đây là động cơ dị bộ rôto lồng sóc một cấp t ốc độ

Ở mỗi pha, cuộn dây stato đều gồm 2 cuộn, các cuộn dây này được mắcthành một hệ sao kép Nguồn cấp cho M là nguồn xoay chiều ba pha cóđiện áp thay đổi được nhờ thay đổi góc mở chậm α của các thiristo Động

cơ được đảo chiều nhờ các công tắc tơ

TM: Phanh điện từ Việc cấp nguồn cho phanh điện từ được thực hiệnnhờ tay điều khiển Phanh được cấp nguồn ở mọi vị trí của tay điều khiểntrừ vị trí "0"

KN, KT: các công tắc tơ đảo chiều Khi đưa tay điều khiển về phíanâng hàng thì KN có điện, phía hạ hà ng thì KT có điện Các công tắc tơnày có các khoá liên động về điện hoặc liên động về cơ khí để tránh hoạtđộng đồng thời vì bất cứ lý do gì

PT: máy phát tốc Đây là máy phát tốc xoay chiều, có bộ nắn điện đểlấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ nhằm ổn định tốc độ cho hệ thống Máyphát tốc được lai đồng trục với động cơ thực hiện

ĐK: Tay điều khiển Ngoài vị trí "0", tay điều khiển này có 6 vị tríứng với 6 tốc độ về mỗi phía nâng hoặc thả hàng Tốc độ quay ở mỗi vị tríđược cho biết trong bảng sau:

Giá trị tốc độ quay theo %

CM: Bộ cộng tín hiệu Bộ cộng tín hiệu được lắp theo mạch nối tiếpngược giữa điện áp điều khiển Uyvới tín hiệu phản hồi UPTlấy từ máy pháttốc PT ( phản hồi âm ) Tín hiệu ở cửa ra của bộ cộng Uccó dấu phụ thuộcvào độ lớn của các điện áp tín hiệu thành phần:

Uc=Uy- UPT

YT và YP: các bộ khuếch đại kênh điều khiển các thiristo mạch độnglực và mạch hãm Đây là các tranzito có cấu trúc n - p- n (với T1) và p- n- p(nếu là T2) (T1và T2ở mạch tạo xung trang bên) Tuỳ thuộc vào dấu của tínhiệu điều khiển mà T1 hoặc T2 mở T1 mở khi Uc có thế dương, T2 mở khi

Uc có thế âm Độ mở của T1 vàT2 phụ thuộc vào độ lớn của Uc, nói cáchkhác, giá trị Ucsẽ xác định cường độ dòng emitơ của các tranzito T1và T2

PX1 và PX2: Bộ phát xung điều khiển các thiristo mạch động lực vàmạch hãm động năng ( gồm tụ C, tranzito một tiếp giáp T3 và biến áp xungBX) (hình vẽ dưới đây)

TP: các thiristo mạch động lực Đây là phần tử chính của hệ thống điềukhiển truyền động điện dùng thiristo Các thiristo này chỉ được mở khichúng được phân cực thuận đồng thời có xung dương đưa tới cực điềukhiển Khi đó nguồn từ lưới sẽ được đưa tới để động cơ thực hiện làm việc

Sự thay đổi góc mở chậm α (mà thực chất là thay đổi thời điểm phát xung )

sẽ làm thay đổi điện áp đặt vào động cơ, làm thay đổi tốc độ của nó

Đ: các diod động lực có nhiệm vụ khép kín mạch động lực ở các pha.TT: các thiristo mạch hãm Các thiristo này được mắc theo sơ đồ nắnđiện hai nửa chu kỳ tạo ra nguồn điện một chiều để thực hiện hãm độngnăng Giá trị dòng kích từ và kết quả của quá trình hãm được điều chỉnh dothay đổi góc mở chậm của thiristo Các thiristo mạch hãm được điều khiểngiống như các thiristo ở mạch động lực Hệ thống được thiết kế có các khoáliên động để khi điều khiển thì chỉ có các thiristo mạch động lực hoặc cácthiristo mạch hãm hoạt động tuỳ thuộc vào dấu của tín hiệu điều k hiển.TPT: Biến áp hạ áp cấp nguồn kích từ cho mạch hãm động năng

1) Tìm hiểu nguyên lý của mạch tạo xung đơn giản:

Hình vẽ mô tả sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển thiristo chomột pha của mạch động lực Điều khiển thiristo được thực hiện theonguyên tắc theo nguyên tắc xung pha Sự hình thành xung điều khiển đưatới cực điều khiển của thiristo được thực hiện nhờ bộ phát xung Đóng vaitrò chính trong bộ phát xung là tụ C, tranzito một tiếp giáp (UJT) T3 vàbiến áp xung TX Trong sơ đồ này, tranzito T1 và T2 đóng vai trò của bộkhuếch đại chọn kênh điều khiển Tuỳ thuộc vào dấu của tín hiệu điềukhiển nhận được sau bộ cộng Ucmà T1và T2 sẽ quyết định cho phát xungđiều khiển tới mạch động lực TP hay mạch hãm TT Điện trở R1 đóng vaitrò bộ cộng các điện áp điều khiển Uy và điện áp phản hồi từ máy phát tốcPT.

Từ sơ đồ, ta thấy tụ C được nạp từ ba nguồn:

- Nguồn cố định: +a1- Đ1- d- c- m

- Nguồn đồng bộ: từ thứ cấp biến áp đồng bộ Tpy- D2- R3- d- c

- Nguồn một chiều thay đổi: +a2- T1- R3- d- c

Tuỳ thuộc vào độ lớn của tín hiệu điều khiển đưa tới cực gốc của T1

mà dòng emitơ của nó có giá trị khác nhau

Khi tụ C được nạp đến một giá trị điện áp đủ lớn (UT) thì tranzito mộttiếp giáp mở Tụ C phóng điện qua EB1 tới sơ cấp bi ến áp xung TX Từ thứcấp biến áp, một xung dương được đưa tới cực điều khiển của thiristo Nhưvậy, độ lớn của tín hiệu điều khiển đưa tới cực gốc của T1, T2sẽ quyết địnhthời gian nạp tụ C đến giá trị điện áp UT, cũng có nghĩa là Ucsẽ quyết địnhthời điểm phát xung để mở thiristo

Nếu dòng emitơ của T1có giá trị đủ lớn (tuỳ thuộc vào tín hiệu điều khiển

UC) thì quá trình nạp cho tụ C có thể kết thúc khi bắt đầu nửa chu kỳ

dương của điện áp nguồn Thiristo được phân cực thuận và có xung điềukhiển tới cực điều khiển sẽ mở ra Trong trường hợp như vậy, không cầnthiết phải có thêm nguồn nạp đồng bộ theo đường m - c- b- d nữa.Khi tínhiệu điều khiển nhỏ, dòng emitơ của T1không đủ nạp cho C đạt đến UT

ứng với thời điểm bắt đầu nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn thì cầnthiết phải có nguồn nạp từ biến áp đồng bộ c- b- d để đảm bảo sự đồng bộgiữa thời điểm phát xung và sự phân cực thuận của thiristo Góc mở chậm

α của thiristo phụ thuộc vào thời điểm phát xung của bộ tạo xung Độ lớncủa nó phụ thuộc vào điệ n áp điều khiển UClấy từ sau bộ cộng Nếu điện

áp điều khiển Uycàng nhỏ thì góc mở chậm α càng lớn, điện áp đặt vàođộng cơ càng nhỏ và ngược lại

2).Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Đặc tính cơ của động cơ thực hiện được trình bày như hình I.5

Khi đặt toàn bộ điện áp nguồn vào động cơ thực hiện thì đặc tính của nó làđường 6N (phía nâng hàng) và 6C (phía hạ hàng) Khi giảm điện áp vàođộng cơ nhờ thay đổi góc mở chậm α, đặc tính cơ của động cơ sẽ là cácđường 1,2,3 ở chế độ hãm động năng, tuỳ thuộc vào độ lớn của dòng kích

từ mà có các đặc tính hãm là các đường 1T, 2T, 3T, Nằm ở góc phần tư

thứ 2 và thứ 4 Nhờ có phản hồi âm tốc độ, đặc tính công tác thực tế củađộng cơ thực hiện là các đường 1N, 2N, 3N, 4N, 5N (phía nâng hàng) và1C, 2C, 3C, 4C, 5C (phía hạ hàng) Hoạt động cụ thể của hệ thống như sau:Khi tay điều khiển được đặt ở vị trí I nâng hàng:

ở vị trí này, điện áp của tín hiệu điều khiển là UY1 có giá trị tương ứng vớitốc độ quay của động cơ là 10,7% nđm Tại thời điểm bắt đầu, tốc độ n củađộng cơ bằng 0, sức điện động quay của máy phát tốc chưa có, EPT= 0 Sau

bộ so sánh ta có UC= UY1và có thế dương UC= UY1 được đưa tới cực gốc

T1và T2làm T1dẫn còn T2khoá T1dẫn sẽ làm bộ phát xung điều khiểncác thiristo mạch động lực TP phát xung để mở các thiristo này Giá trị của

UY1 được tính toán lựa chọn thích hợp để thời điểm phát xung của bộ phátxung trùng với thời điểm đầu của nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn Do

đó, khi các thiristo mạch động lực mở, tại thời điểm bắt đầu, toàn bộ đ iện

áp nguồn được đưa tới động cơ thực hiện Động cơ được khởi động vớimômen khởi động của đặc tính cơ tự nhiên, đủ lớn để gia tốc cho toàn bộ

hệ thống và tải Cùng với sự xuất hiện và tăng dần của tốc độ động cơ n, tínhiệu phản hồi EPTcũng tăng dần UC= UY1- UPTsẽ giảm dần Thế dươngđưa tới cực gốc của T1giảm dần làm dòng emitơ của nó giảm dần Quátrình nạp cho tụ C kéo dài dần, thời điểm phát xung của bộ tạo xung chậmdần làm góc mở α tăng dần Kết quả là điện áp đặt vào động cơ thực hiệngiảm dần Như vậy, nhờ có phản hồi âm tốc độ, động cơ không gia tốc trênđường đặc tính 6N mà theo đường 1N Tại K, mômen quay của động cơcân bằng với mômen cản, động cơ làm việc ổn định với tốc độ thứ nhất.Khi đưa tay điều khiển sang vị trí thứ II: ta có UY2 > UY1, vì vậy: UC2=

UY2- UPT1> UC1 Khi đó, T1dẫn nhiều hơn làm dòng emitơ của nó lại tănglên Thời gian nạp cho tụ được rút ngắn lại, bộ tạo xung sẽ phát xung sớmhơn, góc mở chậm α nhỏ đi Kết quả là điện áp đặt vào động cơ tăng lên đủ

đủ để động cơ tiế p tục gia tốc từ đặc tính cơ 6N Tốc độ động cơ bắt đầutăng làm EPTtăng dần, đồng thời với nó là sự giảm dần của UC2 Động cơđược gia tốc theo đường 2N đến điểm công tác ổn định mới ứng với tốc độthứ hai

Trong trường hợp tay điều khiển đang ở vị trí I, ta đưa sang vị trí II(cùng phía nâng hàng) Khi đó: UC= UY2- UPT1( UPT1 tương ứng với tốc độthứ nhất ) Như vậy, động cơ đang làm việc với tốc độ 1, do điện áp đặt vàođộng cơ tăng làm động cơ chuyển sang làm việc ở đặc tính 2N Trên đặctính cơ, động cơ đang làm việc tại điểm K sẽ lập tức chuyển sang điểm L(mômen tăng đột ngột, còn tốc độ chưa tăng), sau đó quá trình gia tốc tớiđiểm M trên đường 2N

Hệ thống hoạt động tương tự như trên khi tay điều khiển được đưa dầnsang các vị trí III, ,VI ở vị trí VI của tay điều khiển, UY6được chọn có giátrị đủ lớn để UC6điều khiển bộ tạo xung phát xung mở các thiristo với góc

mở chậm α nhỏ nhất cho phép Động cơ được gia tốc trên đường đặc tính6N và công tác ổn định tại α

K b

1 2 3

Hình I-5 Đ ặc tính cơ của động cơ thục hiệnKhi chuyển sang chế độ hạ hàng: tay điều khiển được đưa theo chiềungược lại Cựng với việc cấp điện cho động cơ tương tư như trờn, cụng tăc

tơ đảo chiều cũng được cấp điện, nguồn tới động cơ được đảo hai trong bapha để đảo chiều quay cho động cơ Hoạt động của hệ thống diễn ra t ương

tự như khi điều khiển nõng hàng Khi hạ hàng do tải là thế năng, động cơđược gia tốc nhanh hơn và trong hệ thống sẽ cú thời điểm diễn ra trang thỏi

UY= UPT, khi đú UC= 0 ở thời điểm ấy cả hai kờnh điều khiển đều khoỏ.Cỏc thiristo TP và TT đều khụng dẫn, điện ỏp đặt vào động cơ bằng 0;mụmen quay của động cơ M= 0 (vớ dụ đang hạ hàng ở tốc độ thứ 5 thỡ thờiđiểm đú ứng với điểm d trờn đường đặc tớnh 5C) Do ảnh hưởng của tải,động cơ tiếp tục được gia tốc, khi đú UPT trở nờn lớn hơn UY vỡ vậy : UC=

UY- UPT< 0 Tớn hiệu điều khiển cú thế õm đưa tới cực gốc của T1 và T2

làm T1khoỏ cũn T2bắt đầu dẫn

Kờnh điều khiển phỏt xung cho mạch hóm động năng bắt đầu hoạt động.Ban đầu do (- UC) cũn cú giỏ trị nhỏ, thời gian nạp cho tụ C cũn dài, xung

được phát muộn nên góc mở chậm α của các thiristo TT còn lớn, điện ápkích từ thực hiện hãm động năng còn nhỏ Đặc tính hãm là đường 1T (thựchiện hãm là điểm e- đường đặc tính 5C) Do tải chưa cân bằng với mômenhãm động cơ, tốc độ của động cơ tiếp tục tăng làm E PT tăng dẫn đến (-UC)tiếp tục tăng, ta có các đặc tính hãm 2T, 3T, do đó điện áp kích từ tăngdần Khi mômen hãm của động cơ cân bằng với mômen cản của tải, động

cơ sẽ hạ hàng với tốc độ ổn định (ví dụ: điểm P trên đặc tính 5C)

Khi chuyển tay điều khiển từ vị trí có tốc độ cao về vị trí có tốc độthấp :

Ví dụ từ tốc độ thứ 6 về tốc độ thứ 5, sẽ có quá trình hãm động năng

tự động diễn ra trong hệ thống Thật vậy, khi động cơ đang công tác ở tốc

độ thứ 6 với tốc độ là na, tín hiệu phản hồi từ máy phát tốc đưa về bộ sosánh là UPTa Khi đưa tay điều khiển về vị trí V, tín hiệu điều khiển là UY5

có giá trị nhỏ hơn nhiều so với UPTa Do vậy, UC có thế âm và có giá tịkhá lớn

Với (- UC), kênh phát xung điều khiển mạch động lực bị khoá còn kênhphát xung mạch hãm động năng bắt đầu làm việc Tại thời điểm ban đầu,

do (- UC) lớn nên các thiristo TT mở với góc mở chậm nhỏ Dòng kích từhãm có cường độ lớn tạo nên mômem hãm lớn (điểm c) Do có mômenhãm lớn, tốc độ động cơ giảm dần: UC= UY5- UPTagiảm dần làm góc mởchậm α của các thiristo tăng dần Khi đó, dòng kích từ hãm giảm dần sẽlàm mômen hãm giảm dần Khi UPT= UY5 thì UC= 0 cả hai kênh điều

khiển đều khoá Điện áp đặt vào động cơ U= 0 Mômen quay của động cơM= 0 Do ảnh hưởng của tải, tốc độ động cơ tiếp tục giảm, UPT< UY5làm

UCcó giá trị dương Kênh điều khiển hãm động năng bị khoá, ngừng phátxung, các thiristo TT ngừng dẫn Kênh điều khiển mạch động lực bắt đầulàm việc, các thiristo TP mở Động cơ trở lại làm việc ở chế độ động

cơ,quá trình hãm động năng tự động kết thúc Do tác dụng của tải, tốc độđộng cơ giảm dần, UPTgiảm dần làm UC tăng dần Điện áp đặt vào động cơtăng dần làm mômen quay của động cơ tăng dần Tới b, mômen quay cânbằng mômen cản, động cơ công tác với tốc độ ổn định

Khi động cơ đang làm việc ở một tốc độ nào đó, nếu đưa tay điềukhiển về vị trí 0 thì UY= 0 Do quán tính, động cơ còn quay nên máy pháttốc tiếp tục đưa tín hiệu về bộ cộng Khi đó :UC< 0, các thiristo mạch độnglực TP bị khoá còn các thiristo mạch hãm động năng mở Động cơ đượchãm động năng kết hợp với phanh điện từ để dừng động cơ

2.2: Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng sử dụng động cơ

xoay chiều nhiều cấp tốc độ:

* Ưu điểm: Hệ thống làm hàng với động cơ dị bộ 3 cấp tốc độ hãngSIEMEN hay động cơ xoay chiều cho hệ thống Van- Động cơ xoay chiềuhãng ASEA nói riêng, và hệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiềunói chung có nhiều ưu điểm nổi bật sau:

+ Tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái tải của hệ thống.Điều này có ý nghĩa rất lớn cho hoạt động của hệ thống Khi mà động cơkhởi động thì nó được khởi động từ cấp tốc độ 1, khi động cơ đang thựchiện nâng hạ hàng hay đưa hàng sang trái, sang phải thì thường là tốc độ 2được đưa vào hoạt động (tất nhiên còn tuỳ thuộc vào tải trọng mà cần cẩ uđang làm việc) Còn khi không tải (móc không) thì tốc độ 3 được đưa vàohoạt động.

+ Có các quá trình tự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an toàncho hàng hoá, thiết bị, hợp lý hoá quá trình điều khiển Ví dụ như khi đanglàm việc ở tốc độ cao mà động cơ bị quá tải, thì động cơ tự động chuyển vềtốc độ 1, khi không còn quá tải nữa thì tự động chuyển lên tốc độ cao nếutay điều khiển còn ở vị trí ứng với tốc độ cao

+ Việc điều khiển hệ thống được thực hiện dễ dàng, thuận tiện và tiêutốn ít năng lượng

*Nhược điểm :

+ Động cơ thực hiện phải được chế tạo đặc biệt

+ Động cơ rất hay bị gãy các thanh của lồng rôto Khi bị đứt thanhnày, dòng trong quá trình quá độ tăng lên làm tăng chế độ phát nhiệt củađộng cơ Trong khi đó, ở hệ thống truyền động điệ n thiết bị làm hàng thìquá trình quá độ là quá trình làm việc chủ yếu

+ Số lượng các khí cụ lớn làm tăng trọng lượng, kích thước của thiết

bị điều khiển

+ Quá trình hoạt động của hệ thống tương đối nặng nề Quá trình đóng

mở các cực tiếp xúc diễn ra thư ờng xuyên làm phát sinh tia lửa điện

Tuy nhiên, nếu hệ thống làm hàng kiểu truyền động điện Van - Động

cơ xoay chiều thì những nhược điểm trên lại được khắc phục Tức là trọnglượng, kích thước của hệ thống giảm đáng kể, gần như không phát sinh tialửa điện trong quá trình làm việc, độ ồn khi công tác nhỏ Đặc biệt, quátrình điều chỉnh tốc độ rất trơn láng Tuy nhiên, khi sử dụng hệ thống Van -Động cơ xoay chiều cũng có một số nhược điểm như đã nói

Rõ ràng, với hệ thống truyền động điện làm hàng sử dụng động cơ dị

bộ roto lồng sóc nhiều cấp tốc độ thì hệ thống Van - Động cơ xoay chiều cónhiều ưu điểm hơn so với hệ thống dùng động cơ dị bộ 3 cấp tốc độ mà mỗicấp tốc độ ứng với 1 cuộn dây riêng Điều đó lý giải cho việc sử dụng hệthống Van- Động cơ xoay chiều tương đối phổ biến trong thực tế

CHƯƠNG 3:

HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM HÀNG SỬ DỤNG

ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC

3.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực:

Sơ đồ cấu trúc của hệ thống:

Trong đó M là động cơ lai bơm thuỷ lực Đây là động cơ dị bộ rôtolồng sóc một cấp tốc độ, có công suất lớn nên các mạch khởi động là giántiếp, ưu tiên đổi nối sao tam giác Động cơ này có chiều và tốc độ là khôngđổi

Bơm thuỷ lực: khi động cơ lai bơm M hoạt động thì bơm hoạt động,công chất lỏng được đưa từ bể chứa qua bơm đến tác động vào động cơthuỷ lực Lưu lượng và chiều của công chất lỏng ra sau bơm có thể thay đổiđược Do đó mà làm thay đổi chiều quay và tốc độ của động cơ thuỷ lực.Tuy nhiên, cũng có một số hệ thống làm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực mà

sử dụng bơm thuỷ lực có lưu lượng không đổi thì để đảo chiều và thay đổitốc độ động cơ thuỷ lực người ta dùng các van hướng dòng Khi tay điềukhiển dịch chuyển sẽ tác động đến van hướng dòng làm thay đổi chiềuchuyển động của dòng chất lỏng công tác sau bơm, từ đó làm thay đổichiều quay của động cơ thuỷ lực Đồng thời khi tay điều khiển dịch chuyểndầu điều khiển từ bơm dầu điều khiển sẽ tác động đến van hướng dòng đểthay đổi lưu lượng cửa ra của van làm tốc độ động cơ thuỷ lực thay đổi Tấtnhiên, với hệ thống này, ngoài bơm thuỷ lực chính, còn có bơm dầu điềukhiển(SERVO PUMP)

Động cơthuỷ lực

Trốngtời

Trạm ĐKMSB

Hình I.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống làm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực

Động cơ thuỷ lực: là động cơ được điều khiển bằng thuỷ lực, tức chiều

và tốc độ quay của nó thay đổi được là do chiều và lưu lượng dòng chấtlỏng sau bơm thuỷ lực thay đổi Với một động cơ như vậy, rõ ràng có nhiều

ưu điểm nổi bật như:

+ Điều khiển dễ dàng và chính xác

+ Tạo được lực và mômen không đổi, dù tốc độ thay đổi

+ Để sinh ra cùng một lực mômen thì động cơ thuỷ lực có kích thư ớcnhỏ hơn so với các loại động cơ khác

3.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu

GOLDENSTART: (Sơ đồ trong tập bản vẽ )

1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử:

* Mạch động lực:

+ Động cơ lai bơm thuỷ lực chính (HYD.PUMP): công suất90KW/140KW tương ứng với chế độ sao/tam giác Khống chế động cơ laibơm này là các công tăc tơ 88H1, 88D1, 88Y1

+ Động cơ làm mát dầu( OIL COOLER): 3,7 KW Khống chế bơmnày là công tắc tơ 88C

+ Bơm dầu điều khiển(SERVO PUMP): 1,5 KW Khống chế bơm này

là công tắc tơ 88S

+ TRC: Biến áp hạ áp ( 440/110-15V) cấp nguồn cho mạch điều khiển

và mạch chiếu sáng(đèn báo của hệ thống)

+ MCB1: cầu dao tự động cấp nguồn 440V cho mạch động lực

+ MCB2: cầu dao cấp nguồn cho bơm dầu điều khiển động cơ làmmátdầu và mạch điều khiển

* Mạch điều khiển:

Tờ 02:

+5E: nút dừng khẩn cấp

+ WL: đèn báo nguồn điều khiển

+ GLS: đèn báo bơm dầu điều khiển hoạt động

+ 3S12: nút khởi động bơm dầu điều khiển

+ 3S11: nút dừng bơm dầu điều khiển

+ 18E: rơle dừng khẩn cấp

+ 88S: công tắc tơ cấp nguồn cho bơm dầu điều khiển hoạt động

+ 18SS: rơle bảo vệ không cho mạch bơm dầu điều khiển

+ 2H: rơle thời gian khống chế thời gian sẵn sàng cho mạch khởi độngbơm thuỷ lực chính

+ GLC: đèn báo động cơ làm mát dầu hoạt động

+ 3C12: nút khởi động cơ làm mát dầu

+ 3C11: nút dừng động cơ làm mát dầu

+ CSC: công tắc chọn chế độ hoạt động cho động cơ làm mát dầu.Công tắc này gồm 3 vị trí: vị trí NOR (chế độ tự động), vị trí OFF (khônghoạt động), vị trí TEST (thử hoạt động hoặc hoạt động ở chế độ bằng tay)+ 88C: công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ làm mát dầu

+ TH: cảm biến nhiệt độ dầu thuỷ lực

+ CSM: công tắc nguồn

Tờ 03:

+ GLH1: đèn báo bơm thuỷ lực chính hoạt động

+ 3H12: nút khởi động bơm thuỷ lực chính

+ HSO: tiếp điểm hành trình cảm biến cáp trùng

+ H1: công tắc giới hạn móc chạm đỉnh cần ở tầm với tối đa (250)+ H2: công tăc giới hạn móc chạm đáy hầm hàng

+ L1: công tắc giới hạn tầm với tối đa

+ L3: công tắc giới hạn tầm với tối thiểu

+ L4: công tắc giới hạn khi cần hạ quá thấp (hạ cần cưỡng bức)

+ 3K1: công tắc đưa chế độ hạ cần cưỡng bức vào hoạt động Công tắc nàygồm 2 vị trí Vị trí NOR thì không cho phép hạ cần cưỡng bức Vị trí

+ SOL1: van điện từ mở đưa dầu tuần hoàn để dừng hoạt động của cơcấu nâng hạ hàng

+SW3, SW4: tiếp điểm ở tay điều khiển nâng hạ cần Khi nâng cầntiếp điểm SW3 đóng, khi hạ cần tiếp điểm SW4 đóng

+ SOL2: van điện từ mở đường dầu thuỷ lực tuần hoàn để dừng cơ cấunâng hạ cần

+ 18HA: rơle cho mạch báo động nâng hạ hàng

+ 18DA: rơle cho mạch báo động nâng hạ cần

+ BRAKE_S.W: công tăc phanh Khi bật công tắc này sang vị tríOFF, van điện từ SOL1B được cấp điện để phanh thuỷ lực cơ cấu nâng hạhàng hoạt động

2) Nguyên lý hoạt động:

* Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc:

+ Đóng cầu dao tự động MCB1, MCB2

+ Bật công tắc CSM (tờ 02) sang vị trí ON, rơle 18CS có điện đóng18CS(002) cấp điện cho rơle 18E cấp nguồn cho mạch đi ều khiển phía sau.+ Khởi động bơm dầu điều khiển

Ấn nút khởi động 3S12, rơle 18SS có điện Tiếp điểm 18SS(023) đónglại cấp điện cho công tắc tơ 88S Tiếp điểm 88S(023) đóng lại để tự giữ,đồng thời tiếp điểm 88S(016) đóng lại cấp điện cho bơm dầu điều khiển.Tiếp điểm 88S(022) đóng lại cấp điện cho đèn GLS sáng báo bơmSERVO hoạt động

Tiếp điểm 18SS(024) đóng cấp điện cho rơle thời gian 2H, sau 2s rơlenày đóng tiếp điểm 2H(024) của nó cấp điện cho rơle 18H để sẵn sàng chomạch khởi động bơm thuỷ lực chính hoạt động

+ Khởi động bơm chính:

ấn nút 3H12 (tờ 03), rơle 10H1 có điện đóng tiếp điểm 10H1(032) tựgiữ và tiếp điểm 10H1(033) để cấp điện cho mạch khởi động sao/tam giác.Khi 10H1(033) đóng, rơle thời gian 2H11 và công tăc tơ 88Y1 có điện.Tiếp điểm 88Y1(035) đóng lại cấp điện cho công tăc tơ 88H1 Tiếp điểm88H1(035) đóng lại để tự giữ Tiếp điểm 88Y1(034) mở ra khống chế côngtắc tơ 88D1

Hai công tăc tơ 88Y1 và 88H1 có điện đóng tiếp điểm của chúng ởmạch động lực cấp điện cho động cơ lai bơm chính hoạt động ở chế độ sao.Sau 5s, rơle thời gian 2H11 mở tiếp điểm 2H11(033), đóng tiếp điểm2H11(034) làm công tắc tơ 88Y1 mất điện Tiếp điểm 88Y1(034) đóng trởlại, rơle 2H12 có điện và sau 0,5s đủ để đảm bảo cuộn dây động cơ đấuhình sao đã bị cắt điện, rơle này đóng tiếp điểm 2H12(034) cấp điện chocông tắc tơ 88D1

Hai công tăc tơ 88D1 và 88H1 có điện đóng tiếp điểm của chúng ởmạch động lực cấp điện cho động cơ lai bơm hoạt động ở chế độ tam giác

* Hoạt động của hệ thống:

Sau khi đã thực hiện các t hao tác chuẩn bị như trên, người vận hành

có thể điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng hoặc cơ cấu nâng hạ cần hoạt động.Việc điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ thuỷ lực được thựchiện nhờ thuỷ lực thông qua tay điều khiển và dầu điều khiển từ bơm dầuđiều khiển Ở mỗi cơ cấu đều có tay điều khiển riêng Khi tay điều khiểndịch chuyển khỏi vị trí 0, dầu điều khiển được dẫn đến điều khiển chiều vàlưu lượng dầu thuỷ lực qua bơm Tuỳ thuộc vào mức độ dịch chuyển vàchiều của tay điều khiển mà dòng chất lỏng công tác qua bơm có chiều vàlưu lượng khác nhau, dẫn đến tốc độ quay của động cơ thuỷ lực khác nhau

Cơ cấu nâng hạ tàu GOLDENSTAR dùng một động cơ điện lai bơm thuỷlực, với hai động cơ thuỷ lực Một động cơ cho cơ cấu nâng hạ hàng và mộtđộng cơ cho cơ cấu nâng hạ cần

Để bảo vệ cho cơ cấu nâng hạ người ta sử dụng các công tắc giới hạnkhống chế các van điện từ SOL1(cơ cấu nâng hạ hàng) và SOL2 (cơ cấunâng hạ cần) (sơ đồ 05) Khi SOL1 hoặc SOL2 có điện sẽ mở các đường

dầu tuần hoàn qua van tuần hoàn( BY_PASS) Lúc này dòng chất lỏng côngtác chỉ tuần hoàn qua van này nên động cơ thuỷ lực không quay, cơ cấunâng hạ ngừng hoạt động.

Cơ cấu nâng hạ hàng gồm các bảo vệ sau:

+ Bảo vệ đường kính trống tời nhỏ nhất (bảo vệ cáp trùng): công tắcgiới hạn HSO (sơ đồ 04) khống chế rơle 62HO

+ bảo vệ móc chạm đỉnh cần khi tầm với tối đa (250): công tắc giớihạn H1 Bảo vệ móc chạm đỉnh cần khi tầm với tối thiểu dùng công tăc giớihạn H2 Hai công tăc giới hạn H1, H2 mắc nối tiếp nhau khống chế rơle18HU

+ bảo vệ móc chạm đáy hầm hàng dùng công tắc giới hạn H4 khốngchế rơle 18HL

Các tiếp điểm của rơle 62HO, 18HU, 18HL được đưa tới mạch khốngchế van điện từ SOL1

Giả sử hệ thống đang hoạt động hạ hàng, khi đó tiếp điểm liên hệ vớitay điều khiển nâng hạ hàng là SW2 đóng lại sẵn sàng cho mạch bảo vệhoạt động Khi móc chạm đỉnh cần ở tầm với tối đa, công tăc giới hạn H1

mở ra làm rơle 18HU mất điện Tiếp điểm 18HU(053) đóng lại cấp điệncho van điện từ SOL1 mở đường dầu tuần hoàn Cơ cấu nâng hạ hàngngừng hoạt động Đồng thời tiếp điểm 18HU(056) cũng đóng trở lại để tiếptục khống chế cơ cấu nâng hạ cần

Với cơ cấu nâng hạ cần, khống chế mạch bảo vệ là các công tắc giớihạn L3(góc nâng cần tối đa), L1 (góc hạ cần tối thiểu), L4(góc hạ cầncưỡng bức tối thiểu) Hoạt động của mạch bảo vệ này cũng tương tự như cơcấu nâng hạ hàng Hệ thống có thể hoạt động hạ cần cưỡng bức bằng cáchbật công tắc 3K1 sang vị trí BY_PASS Khi đó rơle 18KB có điện, mở tiếpđiểm 18KB(057) Cơ cấu nâng hạ cần lúc này có thể hoạt động hạ c ầncưỡng bức từ (250 50

)

3.3 Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng thuỷ lực:

Là một hệ thống dùng thuỷ lực điều khiển, hệ thống làm hàng điện thuỷ lực mang những ưu điểm chung của việc điều khiển bằng thuỷ lực.Thuỷ lực ở đây là dầu thuỷ l ực vì những ưu điểm nổi bật sau:

-+Điều khiển dễ dàng và chính xác

+Khả năng nhận lực tác động trong hệ thống thuỷ lực rất dễ dàng.+Tạo được lực và mômen không đổi

+Đơn giản, an toàn, kinh tế, độ tin cậy cao

+Để sinh ra cùng 1 lực mômen thì cơ cấu thuỷ lực có kích thước nhỏhơn các loại cơ cấu khác

+Cơ cấu thuỷ lực có thể đáp ứng nhanh khi khởi động, dừng, đảochiều

+Có khả năng chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay

+Tác động như một chất bôi trơn, có khả năng truyền nhiệt tốt

Ngoài ra, hệ thống làm hàng điện thuỷ lực có những ưu điểm sau:

+ Với việc dùng dầu điều khiển, phần điều khiển bằng điện chỉ ởmột số mạch bảo vệ, nên hệ thống cho phép tự động hoá ở tốc độ rất cao.

+ Chúng ta có thể khống chế, điều chỉnh được quá trình gia tốc ,quá trình đảo chiều của hệ thống

+ Chúng ta có thể thực hiện đơn giản các mạch toán, mạch bảo vệ ,mạch dừng, báo động

+ Phần điều khiển trong hệ thống đơn giản, nên việc điều khiển dễdàng

+ Hệ thống giảm được đáng kể các phần tử so với các hệ thống khác,đảm bảo tính kinh tế

Do những ưu điểm trên nên hệ thống này được sử dụng phổ biến hiệnnay trên các tàu đóng mới

CHƯƠNG 4:

HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM HÀNG ĐIỆN - THUỶ LỰC

4.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng điện - thuỷ lực:

*Hệ thống làm hàng điện-thuỷ lực là hệ thống làm hàng mà dùng tínhiệu điện điều khiển các van điện từ (điều khiển mở cửa van và độ mở củacác cửa van đó), để từ đó công chất được cấp tới bơm, với chiều và lưulượng của công chất sau bơm sẽ điều khiển động cơ thuỷ lực quay Côngchất trong hệ thống thuỷ lực nói chung, điện- thuỷ lực nói riêng có thể lànước, dầu, thậm chí cả xăng nhẹ Loại thường dùng trong hệ thống làmhàng thuỷ lực là dầu thuỷ lực vì những ưu điểm sau của nó:

Với những ưu điểm đó, hệ thống thuỷ lực ngày càng được ứng dụngnhiều trong thực tế

*Sơ đồ cấu trúc:

Hệ thống chỉ sử dụng 1 động cơ điện Đây là động cơ dị bộ rôto lồngsóc 1 cấp tốc độ, động cơ này không cần đảo chiều, không cần điều chỉnhtốc độ

Nó lai 1 hoặc nhiều bơm thủy lực có lưu lượng thay đổi Tay điềukhiển có nhiều vị trí cả hai phía và vị trí 0

4.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng điện-thuỷ lực hãng NMF (tàu Phú Mỹ): ( Sơ đồ ở tập bản vẽ )

1)Giới thiệu phần tử:

*)page 33: Main supply:nguồn 440V 60Hz

2T2 :Biến dòng cấp tín hiệu đến khối 2A6 .

2A6 :Vỉ điều tốc công suất

Động cơthuỷ lực

Trốngcáp

Hình I.7: Sơ đồ cấu trúc hệ thống làm hàng Điện - Thuỷ lực

M: Động cơ dị bộ rôto lồng sóc.Động cơ này lai 4 bơm thuỷ lực.Gồm

2 bơm thuỷ lực cơ cấu nâng hạ hàng,1 bơm thuỷ lực cơ cấu nâng hạ cần và

1 bơm cho cơ cấu quay mâm

2K1,2K2,2K3: tiếp điểm của 3 công tắc tơ thực hiện quá trình khởiđộng Sao-Tam giác cho động cơ M

2A1 :Khối bảo vệ mất đối xứng pha cho động cơ

*) Page 35: 2T1(440/220V)Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

2A2:Bảng điện sự cố cho mạch điều khiển

SO, 2SO, 3SO:các nút dừng sự cố, đặt ở các vị trí khác nhau

2A5:Khối rơle áp suất bảo vệ vỡ đường ống, khối này gồm 6 tiếpđiểm cảm biến áp suất đặt trong đường ống thuỷ lực Khi đường ống bị vỡ,

áp lực sẽ giảm đột ngột, khi đó tiếp điểm trong khối 2A5 mở ra Cẩu sẽngừng hoạt động (do 2K7 mất điện dẫn đến 2K8 mất điên, tiếp điểm2K8(346) mở ra)

Q:tiếp điểm cảm biến mức dầu trong két, tự động đóng khi mức dầutrong két thấp,cấp điện cho rơle trung gian 2K9, thực hiện chức năng khởiđộng động cơ lai bơm

υ(> 850):tiếp điểm cảm biến nhiệt độ dầu thuỷ lực,tự động mở ra khinhiệt độ dầu lớn hơn 85o, cẩu sẽ ngừng hoạt động

*) Page 36: 3S1:nút dừng

3S1,3S2:nút khởi động động cơ lai bơm

M(2E1):động cơ quạt gió

h(2P1):đồng hồ đo thời gian hoạt động của động cơ

2A3:khi động cơ bị quá nhiệt thì tiếp điểm này mở ra

2Q3:khi nhiệt độ dầu làm mát hộp số đảm bảo thì tiếp điểm này sẽđóng

2K4:rơle thời gian, tạo trễ trong quá trình khởi động Y/ ∆

2K5:rơle thời gian, sau trễ sẽ cho động cơ làm mát dầu và van xả hoạtđộng

2A3:khối cảm biến nhiệt độ động cơ lai bơm Nhiệt độ động cơ laibơm được cảm nhận bằng điện trở nhiệt, tín hiệu từ điện trở này được gửitới 2A3 để xử lý

J(> 400): tiếp điểm cảm biến nhiệt độ dầu thuỷ lực, tự động đóng khinhiệt độ dầu lớn hơn 40o, khởi động động cơ làm mát dầu

p(Filter):khi dầu lắm cặn thì tiếp điểm này sẽ đóng cấp điện cho rơlethời gian 2K58, đưa tín hiệu đến khối báo lỗi

1/1P: tiếp điểm rơle nhiệt, mở ra khi quá tải ở trạng thái hoạt độngtoàn tải.

H1/2P,S1/2P: tiếp điểm rơle nhiệt,mở ra khi quá tải ở trạng thái nânghàng,hạ hàng nửa tải

2K15:rơle bảo vệ quá tải cho hệ thống ở cả hai trạng thái làm việctoàn tải và nửa tải

*)Page 38: 4S5: nút khoá trạng thái " HALF LOAD"

4S6: nút đưa trạng thái " HALF LOAD" vào hoạt động,

2K18: rơle bảo vệ khi cáp trùng

*) Page 41: 2V1: chỉnh lưu cầu, cấp nguồn 1 chiều tới khối 2A4.2A4: khối xử lý các tín hiệu lỗi, sự cố và đưa ra tín hiệu báo bằng đèn,còi

2K28: rơle trung gian, khi có lỗi hay sự cố thì nó có điện, đóng tiếpđiểm thường mở, đèn báo lỗi sáng

*) Page 42: 4S12: nút ấn còi, khi ấn còi kêu nhằm mục đích báo động.4S13: nút khởi động động cơ bơm nước

4S9: nút khởi động động cơ cho cơ cấu gạt nước ở cửa sổ buồng cẩu

*) Page 43: 3H1: đèn báo trạng thái sẵn sàng hoạt động của cẩu

3H2: đèn báo có sự cố 3H5:đèn báo vị trí ngoài giới hạn góc quaycho phép của cơ cấu quay mâm

3H6: đèn báo tàu nghiêng 3o

3H7, 3H8: đèn và còi báo tàu nghiêng 5o

4H1: đèn báo trạng thái "HALF LOAD"

*) Page 44: BYPASS CONTROL PRSSURE: van tràn điều khiển áplực dầu thuỷ lực

*) Page 45: BRAKE TURNING GEAR: van điện từ khống chế phanh

cơ cấu quay mâm

BRAKE LUFFING GEAR: van điện từ khống chế phanh cơ cấu nâng

hạ cần

BRAKE HOISTING GEAR: van điện từ khống chế phanh cơ cấunâng hạ hàng

HALF LOAD: van điện từ khống chế hoạt động "nửa tải"

3S3: tiếp điểm hành trình của tay điều khiển cơ cấu quay mâm

*) Page 46: RIGHT(105o)&LEFT(105o): tiếp điểm mở ra khi gócquay phải, quay trái là 105o

RIGHT(75o)&LEFT(75o): 2 tiếp điểm này đóng lại khi góc quay phải,quay trái là 75o

4S8: nút ấn ngừng hoạt động của cơ cấu quay mâm ở buồng lái

*) Page 47: 3S4: tiếp điểm hành trình tay điều khiển cơ cấu n âng hạcần

4S10: tiếp điểm hành trình tay điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng

RIGHT(95o): tiếp điểm này đóng khi góc quay mâm là 95o

2K40: TURNING GEAR GEMINI POSITION: vị trí hoạt động ngoàigiới hạn cho phép của cơ cấu quay mâm.

*) Page 48: ANTI COLLISION: khối thực hiện chức năng tránh va.4S11: công tắc đưa khối ANTI COLLISION vào hoạt động

DW: công tắc giới hạn,khi 2 cần cẩu quay đến khu vực dễ bị va chạmthì nó mở ra

WW3,WW4: công tắc giới hạn khi góc nâng hạ cần là 45o Khi mâmquay đến khu vực dễ bị va chạm thì cần chỉ làm việc với tầm với trungbình, góc hạ cần tối thiểu là 45o, ở khoảng làm việc này thì WW3 mở ra,WW4 đóng lại Từ 45o trở xuống thì WW3, WW4 lại lật lại trạng thái đểkhông cho phép cơ cấu quay mâm và cơ cấu hạ cần làm việc

WW6: tiếp điểm hành trình góc nâng cần tối đa (86o)

WW2: tiếp điểm hành trình góc hạ cần tối thiểu (15o)

WW1: tiếp điểm hành trình khi góc hạ cần là 0o

WW7: tiếp điểm hành trình góc hạ hàng là 30o

WW8: tiếp điểm hành trình góc nâng cần là 30o

HW1và HW2:tiếp điểm hành trình móc chạm đỉnh cần khi góc nângcần là 20ovà 30o

HW3: tiếp điểm hành trình móc chạm đáy hầm hàng

HW4: tiếp điểm hành trình móc chạm đỉnh cần ở góc nâng cần 45o và

vị trí cao nhất của móc ở góc nâng cần 75ovà 86o

4S7: nút ấn cho phép cơ cấu hạ cần trong giới hạn góc cần từ 0o 15o

hoạtđộng

*) Page 49: 3R1: chiết áp liên hệ cơ khí với tay điều khiển của cơ cấuquay mâm

TURN LIGHT, TURN LEFT: 2 van điện từ điều khiển vành định tâmbơm cơ cấu quay mâm

*) Page 50: 3R2: chiết áp liên hệ cơ khí với tay điều khiển của cơ cấunâng hạ cần

LUFFING IN, LUFFING OUT: 2 van điện từ điều khiển vành địnhtâm bơm cơ cấu nâng hạ cần

4R1: chiết áp liên hệ cơ khí với tay điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng.HOISTING, LOWERING: 2 van điện từ điều khiển vành định tâmbơm của cơ cấu nâng hạ hàng Cơ cấu nâng hạ hàng có 2 bơm, tương ứngvới 4 van điện từ điều khiển

2A6, 2A7, 2A8, 2A9, 2A10: các vỉ điều chỉnh dòng điện điều khiểncác van điện từ của cơ cấu quay mâm ,cơ cấu nâng hạ cần,cơ cấu nâng hạhàng

2F42 F22: các cầu dao,đóng điện cho mạch điều khiển,mạch báo.2)Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc:

Đóng cầu dao 2F5 (page 35), khi đó công tắc tơ 2K0 có điện, sẽ đóngtiếp điểm 2K0(339) cấp điện cho công tắc tơ 2K7 (vì lúc này tiếp điểm

2K6(341) đang đóng).Tiếp điểm 2K7(342) đóng lại,cấp điện cho công tắc

tơ 2K8 Công tắc tơ này có điện sẽ đóng tiếp điểm 28(346), sẵn sàng chomạch khởi động động cơ lai bơm Mạch khởi động động cơ lai bơm còn cócác tiếp điểm sau:

+2K9:khi mức dầu trong két đảm bảo, rơle 2K9 có điện, tiếp điểm2K9(351) đóng

+2A1:khi không có hiện tượng mất đối xứng giữa các pha thì tiếp điểm2A1(351) đóng lại

+2A3:ban đầu nhiệt độ động cơ lai bơm còn thấp nên tiếp điểm2A3(351) đóng

+2Q3:khi nhiệt độ làm mát dầu hộp số đảm bảo, tiếp điểm này sẽ đónglại

Để khởi động động cơ lai bơm, ta ấn nút 2S1 hoặc 3S2 Khi đó côngtắc tơ 2K1 có điện, đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực, đồng thời đóngtiếp điểm 2K1(352), cấp điện cho công tắc tơ 2K2, 2K14 và rơle thời gian2K4.Tiếp điểm 2K2(351) đóng lại để tự giữ Tiếp điểm 2K2 ở mạch độnglực đóng, động cơ bắt đầu khởi động ở chế độ Y Sau thời gian trễ của rơlethời gian 2K4, tiếp điểm 2K4(353) mở ra, tiếp điểm 2K4(354) đóng lại.Khi đó,công tắc tơ 2K1 mất điện, mở tiếp điểm ở mạch động lực, đồng thờicông tắc tơ 2K3 có điện, đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực Động cơchuyển sang khởi động ở chế độ tam giác Tiếp điểm 2K3(355) đóng lạicấp điện cho rơle thời gian 2K5 Rơle này đóng ngay tiếp điểm 2K5(439),cấp điện cho van điện từ BYPASS CONTROL PRSSURE Trước đó vanđiện từ này không có điện, đường dầu tuần hoàn qua bơm và tuần hoàn vềkét Khi van này có điện, lực áp lực dầu của hệ thống tăng, các tiếp điểmcảm biến áp suất trong khối 2A5 đóng lại để duy trì cho rơle 2K7 và sẵnsàng để bảo vệ mất áp lực dầu của hệ thống dù tiếp điểm 2K6(341) mở ra(sau trễ của rơle 2K5)

Sau thời gian trễ của rơle 2K5, tiếp điểm 2K5(356) đóng lại, cấp điệncho rơle 2K6 và rơle 2K6.1.Tiếp điểm 2K6(361) đóng lại sẵn sàng cho thiết

bị làm mát dầu OIL COOLER hoạt động Tiếp điểm 2K6(418) đóng lại,đèn 3H1 sáng báo trạng thái sẵn sàng hoạt động của cần cẩu Các tiếp điểm2K6(498g), 2K6.1(498), 2K6.1(509), 2K6.1(516) đóng cấp nguồn cho các

vỉ điều chỉnh dòng điện 2A10, 2A7, 2A8, 2A9

Hệ thống cần cẩu này gồm 3 cơ cấu, mỗi cơ cấu có tay điều khiểnriêng :

+Cơ cấu quay mâm

+Cơ cấu nâng hạ hàng

+Cơ cấu nâng hạ cần

*Nguyên lý hoạt động của cơ cấu quay mâm:

Tay điều khiển của cơ cấu này gồm 2 t iếp điểm 3S3(15-16) và 3S 3(15-17)

và 1 chiết áp 3R1

Vị trí 0 của tay điều khiển thì 2 tiếp điểm 3S3 đều mở, còn con chạycủa chiết áp thì ở vị trí chính giữa Khi tay điều khiển được dịch chuyểnkhỏi vị trí 0, tiếp điểm của tay điều khiển 3S3(15-16) hoặc 3S3(15-17)đóng lại cấp điện cho công tắc tơ 2K32 hoặc 2K33 Giả sử đưa tay điềukhiển 3S3 sang phải, công tắc tơ 2K33 có điện Tiếp điểm 2K33(381)đóng,cấp điện cho rơle thời gian 2K23 Sau thời gian trễ của rơle này,tiếpđiểm 2K23(453) đóng lại,cấp điện cho công tắc tơ 2K29 Tiếp điểm2K29(442) đóng lại, cấp điện cho van điện từ(165-166) để mở phanh cơcấu quay mâm, đồng thời tiếp điểm 2K29(498) đóng lại Khi công tắc tơ2K33 có điện, tiếp điểm 2K33(495) đóng và khi dịch chuyển tay điều khiểnthì con chạy của chiết áp 3R1 sẽ dịch chuyển đưa điện áp điều khiển vàokhối điều chỉnh dòng điện 2A7 Tuỳ thuộc vào chiều dịch chuyển của tayđiều khiển và tuỳ thuộc vào mức độ dịch chuyển mà điện áp điều khiển cóchiều và giá trị khác nhau Qua khối 2A7, dòng điện qua van điện từ (231-232) TURN RIGHT hoặc van điện từ (233-234) TURN LEFT có độ lớnkhác nhau Do ta dịch chuyển tay điều khiển sang phải nên van điện từ(231-232) TURN RIGHT có điện làm dịch chuyển vành định tâm bơm khỏi

vị trí 0 Khi đó,dầu thuỷ lực qua bơm làm quay động cơ thủy lực ứng vớimâm quay sang phải Tốc độ quay mâm tỷ lệ với cường độ dòng điện quavan điện từ Dòng điện qua van điện từ càng lớn(tay điều khiển càng xa vịtrí 0) thì vành định tâm bơm càng dịch chuyển nhiều làm cho động cơ thuỷlực quay với tốc độ càng lớn, kết quả là tốc độ quay mâm càng nhanh Giả

sử ta đưa tay điều khiển đến vị trí 1, ứng với chiều quay phải của mâm, khi

đó cường độ dòng điện qua van điện từ đạt một giá trị nhất định (giả sử là

I1) Tương ứng với nó là độ mở n hất định của van điện từ (231-232) vàthông qua cơ cấu dịch tâm bơm, chiều và lưu lượng ra của bơm sẽ làm chođộng cơ thuỷ lực quay với tốc độ 1, mâm quay sang phải với tốc độ 1 Nếu

ta đưa tay điều khiển sang vị trí 2 thì cường độ dòng điện qua van điện t ừ

có giá trị lớn hơn (I2> I1), dẫn đến tốc độ quay mâm lớn hơn Cường độdòng điện qua van điện từ ở cơ cấu quay mâm có thể thay đổi được từ 0

600 mA

*Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ hàng:

Tay điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàng gồm 2 tiếp điểm 4 S10(17-18)

và 4S10(17-19) (page 47) và 1 chiết áp 4R1 (page 50)

Vị trí 0 của tay điều khiển thì cả 2 tiếp điểm này đều mở và con chạycủa chiết áp ở vị trí chính giữa Khi tay điều khiển được dịch chuyển khỏi

vị trí 0, tiếp điểm của tay điều khiển 4S10 (17-18) hoặc 4S10 (17-19) đónglại cấp điện cho công tắc tơ 2K38 hoặc 2K39 Giả sử đưa tay điều khiển4S10 sang vị trí nâng hàng, công tắc tơ 2K38 có điện Tiếp điểm2K38(384) đóng, cấp điện cho rơle thời gian 2K25 Sau thời gian trễ củarơle này, tiếp điểm 2K25(455) đóng lại, cấp điện cho công tắc tơ 2K31(lúcnày tiếp điểm 2K15(455) đang đóng) Tiếp điểm 2K31(445) đóng lại, cấpđiện cho van điện từ(171-172) để mở phanh cơ cấu nâng hạ hàng, đồng thời

tiếp điểm 2K31(516) đóng lại Khi công tắc tơ 2K38 có điện, tiếp điểm2K38(512) đóng và khi dịch chuyển con tay điều khiển thì con chạy củachiết áp 4R1 sẽ dịch chuyển đưa điện áp điều khiển vào khối điều chỉnhdòng điện 2A9 Tuỳ thuộc vào chiều dịch chuyển của tay điều khiển và tuỳthuộc vào mức độ dịch chuyển mà điện áp điều khiển có chiều và giá trịkhác nhau.Qua khối 2A9, dòng điện qua van điện từ (239 -240) HOISTING

1 hoặc van điện từ (241-242) LOWERING 1 có độ lớn khác nhau Do tadịch chuyển tay điều khiển sang vị trí nâng hàng nên van điện từ (239 -240)HOISTING 1 có điện làm dịch chuyển vành định tâm bơm khỏi vị trí 0.Khi đó, dầu thuỷ lực qua bơm làm quay động cơ thủy lực ứng với hàngđược nâng lên Tốc độ nâng hàng tỷ lệ với cường độ dòng điện qua vanđiện từ Dòng điện qua van điện từ càng lớn (tay điều khiển càng xa vị trí0) thì vành định tâm bơm càng dịch chuyển nhiều làm cho động cơ thuỷ lựcquay với tốc độ càng lớn, kết quả là tốc độ nâng hàng càng nhanh Giả sử tađưa tay điều khiển đến vị trí 1, ứng với trạng thái nâng hàng, khi đó cường

độ dòng đi ện qua van điện từ đạt một giá trị nhất định (giả sử là I1) Tươngứng với nó là độ mở nhất định của van điện từ (231-232) và thông qua cơcấu dịch tâm bơm, chiều và lưu lượng ra của bơm sẽ làm cho động cơ thuỷlực quay với tốc độ 1, hàng dược nâng lên vớ i tốc độ 1 Nếu ta đưa tay điềukhiển sang vị trí 2 thì cường độ dòng điện qua van điện từ có giá trị lớn hơn(I2> I1), dẫn đến tốc độ nâng hàng lớn hơn Cường độ dòng điện qua vanđiện từ ở cơ cấu nâng hạ hàng có thể thay đổi được từ 0 750 mA

*Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ cần:

Tay điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàng gồm 2 tiếp điểm 3S4(21 -22)

và 3S 4(21-23) (page 47) và 1 chiết áp 3R2 (page 50)

Vị trí 0 của tay điều khiển thì cả 2 tiếp điểm này đều mở và con chạycủa chiết áp ở vị trí chính giữa Khi tay điều khiển được dịch chuyển khỏi

vị trí 0, tiếp điểm của tay điều khiển 3S4 (21-22) hoặc 3S4 (21-23) đóng lạicấp điện cho công tắc tơ 2K36 hoặc 2K37 Giả sử đưa tay điều khiển 3S4sang vị trí nâng cần, công tắc tơ 2K36 có điện Tiếp điểm 2K36(382) đóng,cấp điện cho rơle thời gian 2K24 Sau thời gian trễ của rơle này, tiếp điểm2K24(454) đóng lại, cấp điện cho công tắc tơ 2K30 Tiếp điểm 2K30(444)đóng lại, cấp điện cho van điện từ(169-170) để mở phanh cơ cấu nâng hạcần, đồng thời tiếp điểm 2K30(509) đóng lại Khi công tắc tơ 2K36 cóđiện, tiếp điểm 2K36(505) đóng và khi dịch chuyển con tay điều khiển thìcon chạy của chiết áp 3R2 sẽ dịch chuyển đưa điện áp điều khiển vào khốiđiều chỉnh dòng điện 2A6 Tuỳ thuộc vào chiều dịch chuyển của tay điềukhiển và tuỳ thuộc vào mức độ dịch chuyển mà điện áp điều khiển có chiều

và giá trị khác nhau Qua khối 2A6,dòng điện qua van điện từ (235 -236)LUFFING IN hoặc van điện từ (237-238) LUFFING OUT có độ lớn khácnhau Do ta dịch chuyển tay điều khiển sang vị trí nâng cần nên van điện từ(235-236) LUFFING IN có điện làm dịch chuyển vành định tâm bơm khỏi

vị trí 0 Khi đó, dầu thuỷ lực qua bơm làm quay động cơ thủy lực ứng với

cần đựơc nâng lên Tốc độ nâng cần tỷ lệ với cường độ dòng đ iện qua vanđiện từ Dòng điện qua van điện từ càng lớn (tay điều khiển càng xa vị trí0) thì vành định tâm bơm càng dịch chuyển nhiều làm cho động cơ thuỷ lựcquay với tốc độ càng lớn, kết quả là tốc độ nâng cần càng nhanh Việc nâng

hạ cần thường được th ực hiện ở tốc độ cao, bằng cách đưa nhanh tay điềukhiển ra xa vị trí 0

*Một số chức năng đặc biệt của hệ thống :

a) Điều khiển trạng thái "nửa tải" (HALF LOAD RANGECONTROL)

Hệ thống có thể hoạt động ở 2 trạng thái: trạng thái toàn tải (FULLLOAD) hoặc trạng thái nửa tải (HALF LOAD) Trạng thái "nửa tải" chỉđược đưa vào hoạt động khi tay điều khiển ở vị trí 0 Khi đó, ta ấn nút 4S6,(page 38) cấp điện cho công tắc tơ 2K16 và rơle thời gian 2K17 Trong thờigian trễ của rơle thời gian 2K17, tay điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàngphải được dịch chuyển (làm cho tiếp điểm 2K38(370) đóng hoặc2K39(371) đóng) Khi đó rơle 2K16 và 2K17 luôn có điện, cho dù tiếpđiểm 2K17(369), 2K38(368), 2K39(368) mở ra Công tắc tơ 2K16 có điện,đóng tiếp điểm 2K16(452), cấp điện cho van điện từ (181-182) HALFLOAD Như vậy chế độ nửa tải được đưa vào hoạt động Đồng thời, tiếpđiểm 2K16 (428) đóng, đèn 4H1 sáng, báo trạng thái nửa tải được đưa vàohoạt động

Chú ý rằng, sau khi ấn nút 4S6, nếu trong thời gian trễ của rơle thờigian 2K17 mà tay điều khiển của cơ cấu nâng hạ hàng không dịch chuyểnthì cần cẩu sẽ hoạt động ở chế độ toàn tải, chế độ nửa tải sẽ không đượcđưa vào hoạt động Mặt khác, khi đảo chiều dịch chuyển của tay điều khiểncủa cơ cấu nâng hạ hàng (đảo từ nâng hà ng sang hạ hàng, hoặc ngược lại),muốn cơ cấu tiếp tục hoạt động ở chế độ nửa tải, ta phải ấn nút 4S6 trở lại.Trong trường hợp bị quá tải, khi cần cẩu đang hoạt động ở chế độ nửatải thì cơ cấu nâng hạ hàng sẽ ngừng hoạt động, do rơle 2K15 (page 37)mất điện, sẽ mở tiếp điểm 2K15(455) ra (với chế độ toàn tải cũng bảo vệquá tải như trên)

b)Chức năng chỉ báo độ nghiêng (HEEL INDICATER): (khối nàykhông được biểu diển trong sơ đồ )

Trong quá trình hoạt động của cần cẩu, nếu tàu bị nghiêng, lắc thì cầncẩu có thể hoạt động không an toàn Khối chỉ báo độ nghiêng HEELINDICATER cảm biến hai góc nghiêng là 3o và 5o Khi độ nghiêng là 3okhối này sẽ cấp tín hiệu tới rơle 1K27, rơle này đóng tiếp điểm 1K27(425),đèn 3H6 sáng báo góc nghiêng là 3o Khi độ nghiêng là 5o khối này sẽ cấptín hiệu tới rơle 1K28, rơle này đóng tiếp điểm 1K28(426), đèn 3H7 sáng

và còi 3H8 kêu báo góc tàu nghiêng 5o

c)Chức năng tránh va (ANTI COLLSION) (page 48):

Khi 2 cần cẩu cùng hoạt động có thể gây va chạm Để tránh hiệntượng này thì góc quay của mâm và góc nâng hạ cần được hạn chế khi 2

cần cẩu này cùng hoạt động Để đưa thiết bị tránh va vào hoạt động, ta ấncông tắc 4S11 Khi đó rơle 2K41 được cấp điện, tiếp điểm 2K41 (477)đóng lại, cấp điện cho rơle 2K42 Tiếp điểm 2K41(478) đóng lại, tiếp điểm2K42 (478) mở ra, các công tắc giới hạn DW, WW4, WW3 được đưa vàohoạt động Khi cơ cấu quay mâm quay đến khu vực có thể gây va chạm (ởgóc quay khoảng 120o), công tắc giới hạn DW mở ra, rơle 2K42 mất điện,tiếp điểm 2K42 (478) đóng trở lại.

Chú ý rằng, ở góc cần từ 45o trở lên thì WW4 mở, WW3 mở; ở góccần từ 450 trở xuống thì WW4 đóng và WW3 mở Do đó khi mâm quayđến khu vực va chạm (COLLISION SECTION), nếu góc cần < 45o thì tiếpđiểm hành trình WW4 và WW3 đều đóng Khi đó rơ le 2K48 và 2K49 đều

có điện Tiếp điểm 2K49(456) mở ra, làm công tắc tơ 2K32, và công tắc tơ2K33 đều không được cấp điện Cơ cấu quay mâm ngừng hoạt động Đồngthời, tiếp điểm 2K48(484) mở ra, rơle 2K44 mất điện , làm cho tiếp điểm2K44(467) mở ra, công tắc tơ 2K37 mất điện Cẩu chỉ hoạt động ở chế độnâng cần, còn chế độ hạ cần không hoạt động Tuy nhiên, nếu góc cần >

45o, các tiếp điểm hành trình WW3, WW4 đều mở ra Vì vậy cơ cấu quaymâm và cơ cấu hạ cần đều có thể hoạt động

d)Chức năng điều khiển sức căng dây cáp:

Khi cáp trùng có thể làm cho cáp bị rối, không an toàn trong quá trìnhlàm việc của cẩu Để tránh hiện tượng này, tiếp điểm cảm biến sức căngdây cáp được đưa vào mạch khống chế rơle rơle 2K18 Khi sức căng dâycáp nhỏ hơn giá trị cho phép, rơle 2K18 mất điện, sẽ mở tiếp điểm2K18(486) Rơle 2K47 mất điện, sẽ mở tiếp điểm 2K47(471), công tăc tơ2K39 không được cấp điện

Cơ câu hạ hàng bị khống chế không cho hoạt động

e) Chức năng điều khiển công suất (CAPACITY CONTROL):

Khi động cơ điện bị quá tải, tín hiệu này thông qua biến dòng 2T2(page 49) được đưa tới khối 2A6 Khối này sẽ xử lý tín hiệu và đưa tín hiệusau xử lý sang khối 2A7 và 2A8 để giảm tốc độ quay mâm và tốc độ nâng

hạ cần (bằng cách giảm dòng qua van điện từ tương ứng)

Khi tải của động cơ giảm, khối 2A6 sẽ xử lý tín hiệu từ 2T2 đưa tới.Tín hiệu dòng đi ra từ khối này sẽ tăng lên, tương ứng tốc độ của cơ cấuquay mâm và cơ cấu nâng hạ cần sẽ tăng lên

f) Chức năng bảo vệ quá tải (OVER LOAD CONTROL):

Để bảo vệ quá tải cho hệ thống, người ta đưa vào mạch điều khiển 3tiếp điểm cảm biến áp suất dầu thuỷ lực là 1/1P (chế độ toàn tải); H1/2P(chế độ nâng hàng "nửa tải"); S1/2P (chế độ hạ hàng "nửa tải") (page 37).Các tiếp điểm này khống chế rơle 2K15 Khi tay điều khiển của cơ cấunâng hạ hàng ở vị trí 0, các công tắc tơ 2K38 và 2K39 đều chưa được cấpđiện, các tiếp điểm 2K38(366) và 2K39(366) đều đang đóng, rơle 2K15 cóđiện Do đó, tiếp điểm 2K15(365) đóng để tự giữ, tiếp điểm 2 K15(455) và2K15(485) đều đóng lại, sẵn sàng cho hệ th ống nâng hàng hoạt động Nếu

hệ thống hoạt động mà xảy ra hiện tượng quá tải thì tiếp điểm 1/1 mở ra(nếu hệ thống đang hoạt động với"FULL LOAD"), hoặc tiếp điểm H1/2 mở

ra, hoặc tiếp điểm S1/2 mở ra (nếu hệ thống hoạt động ở "HALF LOAD")

Do đó, đều làm cho rơle 2K15 mất điện

Tiếp điểm 2K15(455) mở ra, làm cho công tắc tơ 2K31 mất điện, cơcấu nâng hạ hàng ngừng hoạt động

Chế độ "nửa tải" chỉ được đưa vào hoạt động khi móc không khôngchất tải

g) Chức năng chỉ báo lỗi:

Chức năng này được thực hiện bởi khối 2A4(FAULT INDICATIONUNIT) (page 41) Khối này chỉ báo 8 lỗi, tín hiệu lỗi được đưa vào khốithông qua 9 tiếp điểm Khi 1 trong 9 tiếp điểm này tác động, khối 2A4 sẽ

xử lý tín hiệu vào, và đưa tín hiệu đến còi và đèn để báo động Cụ thể là khi

có lỗi, rơle 2K28 được cấp điện, đóng tiếp điểm 2K28(420), đèn 3H2 sángbáo lỗi Còi HORN kêu báo lỗi

Cần cũng có thể hoạt động ở dải góc từ 0o 15o

, nếu ta ấn nút 4S7.Khi đó cần có thể hoạt động với móc không mà không được chất tải

Trong trường hợp móc chạm đỉnh cần,tiếp điểm HW1 mở ra,làm chocông tắc tơ 2K46 mất điện,tiếp điểm 2K46(470) mở ra, làm cho công tắc tơ2K38 mất điện Cơ cấu nâng hàng ngừng hoạt động

4.3.Ưu nhược điểm của hệ thống:

*Ưu điểm:

Hệ thống làm hàng điện - thuỷ lực hãng NMF (tàu Phú Mỹ) nói riêng

và hệ thống làm hàng điện - thuỷ lực nói chung ngoài nhưng ưu điểm chungcủa hệ thống thiết bị làm hàng bằng thuỷ lực, nó còn có một số ưu điểm nổibật như: có thêm nhiều chức năng đặc biệt (chỉ báo độ nghiêng của t àu,chức năng tránh va, chức năng điều khiển công suất) Hệ thống này chophép tự động hoá thiết bị làm hàng ở tốc độ rất cao Chúng ta có thể khốngchế, điều chỉnh được quá trình gia tốc, quá trình đảo chiều của hệ thống, cóthể thực hiện đơn giản các mạch toán, mạch bảo vệ dừng, báo động Các

mạch điện điều khiển trong hệ thống chủ yếu dùng để điều khiển các vanđiện từ nên mạch đấu, sơ đồ nguyên lý đơn giản hơn nhiều so với hệ thốngđiện điều khiển thuần tuý.

*Nhược điểm:

Hệ thống này chủ yếu dùng cho cá c tàu công trình trọng tải lớn (cẩu,container), những tàu có yêu cầu khắt khe về điều chỉnh tốc độ Các vỉ vimạch là các vỉ điều khiển dòng rất nhạy cảm với điều kiện môi trường, vìthế đòi hỏi thiết bị điều khiển phải được bố trí trong môi trường có nhi ệt độ

ổn định và không quá cao

Ngoài ra, đầu tư ban đầu cho hệ thống này tương đối lớn