nghiên cứu khái quát về cơ cấu nâng hạ cầu trục giàn bốc xếp container. thiết kế hệ truyền động điện dùng biến tần pwm cho cơ cấu di chuyển xe



 !"#$!%%%%%%&&'
&&())*+,%%%%%%%%%%&&&&&&&'
&-&./#$!%%%%%%%%%%%%%%%%&&0
&'&12,+34#$%%%%%%%%%&&5
&0&(6*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&&
-,+34 !%&&&
-&&789)+34 !%%%%
-&-&789):2343" 
!%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0
-&'&;+<8 ,!3684+3=>?@A
B
C
-&0&(6*-%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'D
'EF9G%%%%%%%%%%%%%%%&'C
'&&;+<8H!I9) J:%%%%%%&&'C
'&-&?9G+3=>?@A
B
%%%%%%%%%%%%%&0K
'&'&(L9G%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%D0
'&0&A))L9G%%%%%%%%%%%%%%%%%%&DC
(6*%%%&&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&&D5
!6L4%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&DM
1

Lời nói đầu
4NO#+N344P*Q6 
NR<$6/64!44)F9S 4)"T
/&UV N!8W8XFN6Y+
,Z6#6I[S99#G4\+<8)+V6Y

,2)2+349&7!3/
4)F\+<89 /$+6!
8!)F94) 4)]/
!+!JGNR<$ ^)!8"4
P*!4)FBL\,6 OB6434] 
I/)/48!/&
1+_L)L,Z_\`9)
F#$]#$SJ,42\9
!4)&`F*+!,+34)
"#$]#$Z2J&a/+b\F!+
],]9G4+3 !4
#$&
2




 !!"#$%&'
?R3/4)!834))+S4)FBL\6S
3J4B89),"/&c6HSB2
6I!4)*+,4)!)+]4)LL!+!
!/B26I6/JG364 )+S+V<c,S, I
OB4&EBd<$2)+*+,B^I
[6!")F&
74 )+!+F< ]SI96!S)
]9$I!4W,"e64 !4)#*+,
f=64 b49*+,!4)
@ E*+,b49gRh)+i
@ E*+,b49hO+]OL%i
@ E*+,b4W9gVhO+]OL%i

@ E*+,b49I9h#$]#$%&i
f=64 b4 4"<+,
@ <+,
@ <+,+3S/ 
@ ?)+*+,W2
f=64 b42!
@ 2!6!c]#b4%
@ 2!6!<cS]\`b4]O&
@ 2!j
f=64 b436!
@ b436!<! hOL]O+%&i
@ b436!k 6W96 h)+\H])+%i
?[6!")+*+,6!W][\+V6!
4F )L]V)64 )+!+I 4/3`
4]LO)L6/]OB)+9$3!4L"!
l2\94[&
3

()*+
&-&&AW,"#$!
=#6/)"#$!#$I+3[)3
4+3S< 
@9e6/)S9264 !+[6!#$
9\_&'
@9e6/)3)964 !+[2/#$!
#$<+,b4[+VW&
@9e)+9)Vmb[64 #$<3V
,-./+
=#6/[6!"#$#$k&`<$4
)!)+`6+[6!#$Sn$&

VL,$#$9L6!4![36!#$!
#$6!3k 6W96 ]_3]4Q[\+V&
0123'
@L+34)V#9L:23]68!2&
1!4)I<+,b4P 44]4V[9L
92I94W+3c36H&
@+,<!4)+*9!<43)R]9$
LIB2+3]b)`+<4+#/!S
#&A!+<o#L)4)L#/\!S6/&p8
9$L+V)3VN) +#!
+#/&
0145
A2/ ?bLS?qhD@-qri?
J#4 ?qsfDqr?&( L<4Z"68B)V
9$LB^e@hD@-qirfq]M?
Đặc tính phụ tải của cơ cấu nâng
A2/<+,]<4bL`!8V]F*+bL
L6!?qth'q@Dqri?2/\b4]?qthDq@DDri?2/
\b#
4

Đặc tính phụ tải cơ cấu dịch chuyển
A2/+34)<+,"#$u#$9L
LL4_33_34!L&Wc[
6!ObB)4)s<o6!O),bLv
?&
Quan hệ Mc = f(ω) khi khởi động các cơ cấu di chuyển
Vw+(
ω
tq]?6/--]D6#R/23R&

A2/)3+34) !b+
b4Lx&(SLh(Li]b3
I)hD-qir&?]2/"#$#4  /
Dqr&?]2/<+,\b4jh'qDqir&?]2/
<+,\b#jhDqDDir&?&
4)+3)"#$u#$]+V#)
FO2!L2\n+9LV]W6!2/)#$u#$
4+,4b!2\9!4)]6k9)9)+S&
U_*+]b34)F)39LI b4+V#P
*4!&yOB"#$u#$I+_+2L
"!B2l2\943[&[B26I!4)
2\943l!GLR]4V
9$L"3: hCq5qirBR"3&
5

Mô men động cơ phụ thuộc vào tải trọng
1- Động cơ di chuyển xe cầu, 2- Động cơ di chuyển xe con, 3- Động cơ nâng hạ.
a46!"#$!#$BRW[\+V6!
43)LF*+#$u#$I 4S3!B2
<8N")`6/,)L&
&-&-&H!2`V#$!
&,WV\b4
-&;b4yW)+,4)!2)43
&;b4 +V)\!!:+,36c&;b _)7
44L7
\
&:<c33+34\b4&A+6!6k9
W3 !326k%&
'&W"k!4BI)9"&ac,26k
]6k<#+\b+,3!,4 +L

4b&
0&H#$jz9&
D&UwR&
C&I9abmb6u?{!V6&
5&12)629wM)I+3j3W
z4_9`#$]T3+340)\b&|)F
+3/)\b[33]339L2!3\`6O&)
3!+I9we#)9!4 3w[/
&y4!LO+,3F#$JS,+],
,4#$+F[Bd<$3\4+]<#"+68
I9/2e]\+66!42)629S,+
3S26!Kq
q
&
6

}I6k9V\b46!2+34[))9
39L2])O!3\4+&
12+34IL$,
D
'
-

0
pw<o3 "#$!
&A3+3
-&(/92
'&=
0&139L2
D&2[

) 6!b43k 6 96 ]69V)[l
6!]6!&)<o3j)+S,6!j
3)]c+b4+V#Bd<$&
(/92$3!39L2_+Bd<$/9!w]SL
OLI3!*9_)+!933&
67+823'&292+:
6 !!!&1:+823'&292+:

1+3" !SJ2/
#$]#$&`F*+!+3" !9L
LL4<I)+V#B
7

f12 !#LL423*+,2/L
R
23*+,S6VOB\9<s"#$<4S2
3*+," !I`4)B442
&y23!+9)FB^6!LOB6!"#
$&yI6 23 )4F)3+`9LI
kk]<o`/"O6V]))ZO6V%
y4!2/+3" !FQ]<e6!
F*+23 #I`4)B44LL4I[
Q<e&
fSLO+2349 3
A+6!#,4OB2\9w[4LQ
2\9/64 !4)&
p29234),+,3"#$`6!'9
23&9239j4LQ!! ! 
]92346!2324e]N-923!+[
IV)23,4LQ2\9

!4)ZB86!"#$
fSgOHk[)3
6!"#$6!_3k 6W96 VSB2S
2~rt0qrF*[)3#[6!
&a4SHk[)36!9)94O\6!
"#$&
fSB2B!4B•4&
fALL44!!4)
A+6!+V#4*!!)#$&€8I
!+F[)L9)9
S+F*!])
B2<8NI96Y
12,#S2)B)!L483
12,k39LS)L4B82]S9Q
4!
fA,6I!L
fS`]!
8

12#$[6!_4![VS#9LSLO
]!4
f`!P*4
6(!;2<=+&292+2>829:

&'&-&&AO`"+3<c3
A2/ !
A2/+!<+,
9

&'&-&-&AO`""+3<c3\4+

446wBS
&'&-&'&AO`""+3<c3\4+
44<+
10

(
"3"23'&292+:
(?4!&292+:
(01+&29
a. Đặc tính tải
t
1
t
2
t
01
t
3
t
4
t
02
M w
0
M(t )
w(t)
t
@  =$
L" 6!9$LO&A34+3 6!
_3k 6W96 &

VF^6!Lw9$L" /[_)+!
[94jq&4S


[ L 
-
[L

q
[: 
'
[ L

0
[L 
q-
[:
11

|Lw9$L++6!9$Lk 6W96 &A3
6!_3k 6W96 /+V#SL4&
b. Yêu cầu về hàm và dừng khẩn cấp
@pd<$9Q, 23n<e!
9Q9L<e+3_ )8<4&
@ae`\) 6+!LL&
c. Độ chính xác.
@aL:23

'q
qD]q

D]
a

\
==
ω
ω
=
d. Những yêu cầu khác.
@E`B3&
@ALL4+
@(6!/[S)+4/32S)
R&
@B3#9L",LL4[_34+
@EOB36V)6/Z49z9<4
(
↑⇒
=
SLO6!O2#$h iS,<o/
R<+b4+L<* &
@O2##&
@=L,6!4!_3W&
@)#$9LLL46!4!_)9jMDr
)9R&
@(SLhLib"3I)
hD÷-qir?

]2/"#$#4  /Dqr?

]2

/3<+,\b4jhDq÷DDir?

&
((7+&29/9
12{@Aw949#R36!3)+
h)+3`e36*9i
A3A+3)+BL\?p;I99#Re)+
9){&A3B9z4)+9){/236!3
w3A(&A3A(Zz46)+9)`e(,9)9
43A!)+9){&U_•

<c,:<J`e"
12

)+9)8`(v6!,:)99)94)3`e
)+9)(
{
!3`e3(
 A
&U_•
({
<c,:
<J`e)+9){<4S:)99)")+9){W!4
9#R3A&U_•
(A
<c,:<J`e3]<4S
+233[+[&
=FW`"{@A
ϖ∆−ϖ=
φ

+
−
φ
=ϖ
q
-
M
)K(
RR
k
E
D
uFuD
D
F
Ưu điểm: = :O6V&A:23j9g4
9 :&E:!V) `eV4
G&1:n& )6!64 LO)L6/&
S,8Q&
Nhược điểm: pd<$)++VB9h)
5Dri]w]2<`6k9W]+w6/&BW)+6/&E2
##4&A:B ‚&
(67+&29;@292+A:&
(Bd<$3\4+42F[+<c3
<346wBSS'923&
74 3!+6!64 3W]SI\b3z96 
/&
3<+923
-•4Qz94WQB
13


'•4[
03<+923-]'
@3<+9239I2`_3cV&3<+23-!
'I2`3Q&S3:S-3<+]4S33S
LO2, 423-]23'&
@ƒ,"64 36wBS!+6!SSLO)L
b(Bd<$3\4+42F[+<c3
<346wBSS'923&3!++I<cFSS
 4L])9R22)+V#23&Aw[S
6I!`/G33cB&
+V:236)]b_3GB4/
33&
}(6*a4+V#"3" !6!_3
k 6W96 !9LSLOI)L44bVH
Bd<$6!3w346wBS&
((?44!42>829:29

2.2.1. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp xung điện trở:
A3(AUS,:23(AUj):_
 4]4$!+HL4B)8:_
 4j))<o]"99)9!+6!<X834)
:&A_4 43(AU•t•<f•„
4S•<_<+4
•„_4!kV!44
(:)_ 4Fb/ "3(AU
+!3I/ F…6*/_&y44 W
`6!"3(AUR6!4 S3IeBtq/BtB6!
gF:_S,
rd

R
r
R
i
ss =
4SB6!3I_ 46!•
i
s
rd
R
I
r
M
×
×
=⇒
ω
-
'
B6!3I_ 446!•<

14

yN<J4FbZ!9$3
!4233&EF!S,R<$99)9:_
 44+3SbLy
? ,w_•42B4B4/4))<o&(SB^
ISk3)l,:)_F"4!
 &(S_•464 G <J4O6V&(
k_•46 I!4 <J46 L\2&E/#

B2Sk][SL7!<J44!
S3)_•b4 &[kt@
Ro
T
td
Ro
tntd
td
Ro
ρ
==
+
=•b
y::B2N
[S![k:)_4 4
A_4 ` \4+_
4b4kL44!B44 4&
B_,`4B6!&
(<c:6#9F_`6!
-
q
-

R
e
R
f
R ×=×=
ρ
(S_`]<X<!<8<IW`

b499)9[]W`!+z`9#W9g/
 _W`8V!W`S_9$•„tq]D•4
A,_39 :23!bS,29_•4/
3$S<"6/&
2.2.2 . Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp tần số:
=9)9:233j)#w)9]4
9z9_39 Bd<$3(AU4!9&yS
49z9_3<L:!4`3"2
:233\4+S!3(AUSV&/
HR<$4)#+233c36H
)+3"S)+<]OL])6O&&&99)9!+J
IR<$4L)6€6!NS+V#22
34)+6+])+!&AW6!2:233
j)w9Bd<$43(AU46wBSB^S
LNk)! S,6!4[
yI,L"2!+6! ,9R 9
A2/2!+3*e6/!e33
#&U3#!+SLO#B2!)93)36*9/
&49#!+*93<y+V6Y:233
15

(AUj)#B2!)64 #<c4+3
#@3(AU
*. Nguyên lý điều chỉnh tần số:
y+V6Y:233(AUj)#B2„")9
B4IHe,R\)3(AU
ωBt-&π&„B
E*+BR3"<+B4"3…6/#B2!e
†Bt&φ&„B
fsCEsUs

X
s
R
s
IsUs
φ
=≈⇒≈+=∆ q

?W)G3B$)9V_
<+B4R4
E*+w[/:#B29L:L)9w
9&eRV+:#B2!N+V)9w
‡BFe3B^V
}(ƒBLeφ"36/6V6!4 eQ44!!<J
e4)6/6V&a4):VO6I\!3
J9)O6I)R49z9&
}(ƒBOeφ"3L\2!b9$L
Fb4,R?t&φ&ˆ&&4Bφ +<J4ˆ9LO6V&E*+
4[I9!+<+3)LJ6xz9F9L4L&
y4!ZF6Y<4Vb49z9!LO)L"3L
\2&
EF*+,*<$LO33)26!:23
j99)9#B2[J9L:L)9!<J
b4!"#B2!9$L
E:!+:b4!"#B2SW)+BL\S,I8
4`&(S[) w9)9R/3#4/
!4SB^b49$L
‰V#`2/W`"+3:#B2LL43R
W`!LO)L44!3<L:#B2!9$L4!
JS,S!+V#:243v

(6*eN9`Vb+Bd<$99)9
:23"3 !j99)9+#B2
<c#&
(6B&;?/23'29.?+&292+CDE2
F
(6)*+!.:#"CD
Š)64 #
w64 U#89
16

U#)9
}ŠU#89
BT
U
1
,f
1
U
2
,f
2
A)9!4US)9‡

!#B2„

:3 6!+L/
#B2„
-
]‡
-

&
AW,
1BO6I4<4:S36#O&8
Q)BO6I!# 9$&
1B2B9]#B2:/ V_#B2w
9&[<c4+3B6/]236!9&
}ŠU#)9
f Biến tần nguồn áp:
U
2
,f
2
U
1
,f
1
L
C
CL
NL
AW,6!)9VLIFB‹J< <JL6 `9$
3!4`L&E:#B2)9VLI8<X
<!j,6*_"9#6&=9)9
,!++<X<!#B2!9$3!46/
fBiến tần nguồn dòng:
17

L
CL
NL

U
1
,f
1
U
2
,f
2
pwL]6!*+]QeIBd<$3Q,
,233\4+'9]46wBS&pww3#:
6!3##]TB4I29V336!
W&
#G!44!423'F8
S99)9,#B2"+
@A,S/
@A,/
HI3',*+#"E293,2J#964
• Điều chỉnh điện áp – tần số với từ thông là hàm của mômen tải.
K&1.L23'
A2/#w)9[S+V#NLO)L
b"36!4B2<L:23&(LO)
Lb6!
cthM
MM Œ=
λ
&yG<+B4F,R
b/ S,`B
-



&








=
f
U
kM
thth
4S
th
k
@6!jB2]9$3!4B23
A,NB2)Lb6!
dmc
dmth
c
th
M
M
M
M
M
&
&

==
λ
18

Xác định khả năng quá tải về mômen
=FW`")+BL\
x
dm
cdmcoc
MMMM








−+=
ω
ω
ih
q
y\b#H

ωω
=
!G)
qc
M

4,R`bL&
UI
-Œ


-Œ




x
dm
x
dmdm
f
f
U
U
++








=









=
ω
ω
•< 2
-Œ
}

}

ih
x
fU
+
=
y#HS,4



ψ
≈
f
U
&yVS,46*,!+`6!6*
e!"b9$L

cs
m
}}
=
ψ
MN2'/
OPƒ,
@=9)9!+<X8&
@BG]6IV$B9L)6G
4WjB9L)R&
fiyI,
@+*+]S_239&EF_#B29B$)9V_
p4S,B4B)/)9p4&
• Điều khiển điện áp – tần số giữ từ thông động cơ không đổi.
K&1.L23'
eSJb_`
σ
ψ
`b4
19


















+−=
}


}




f
R
jXI
f
U
fC
s
s
dm
σ
ψ
4S

C

@1B29$3!4)+
dm
f

@#B2R
}

f
@#B22
yG!9#B$)9V_p4S
}

}

Ž
f
U
σ
ψ
R6!
R/6*
const
f
U
=


&y
σ
ψ

B+L_c#B29B$)9V
_p4S,B4B)/)9p4

U
&A!+<ob3
B+Lb4#B2&A,LL4e
σ
ψ
#c6I
)9ˆV_p4&
.L9)98N
σ
ψ
t4B486!=)!
( )

fU
/<J
L
q
I
&(3LcV6I)9…6/B$)9
V_p4
ssRs
RIU =∆
&y*+] 3)#B2#!4

f
)
)9


U
B^S!9#
- !9#R
q
U
6+e
( )

fU
- !9#R

U
…6/<JL

Ž IU
20

Cấu trúc điều khiển Điện áp – Tần số giữ từ thông không đổi
Đặc tính cơ theo luật điều khiển điện áp - tần số giữ từ thông
động cơ không đổi
MN2'/
=9)9,
( )

fU
Ne3&AL<X
8&a4*+!)!€&EF*+9#6/)#9
[Bd<$99)9!+&a4#Bd<$w)9VSL
OQ)B&

• Điều chỉnh dòng điện - tần số giữ từ thông động cơ không đổi
K&1.L23'
(Ne4
r
ψ
FbB^9$3!4#B2
!b/ B^44!<L:&A,NV3e
44
const
r
=Ψ
&_9#L3w3]4W<8!4B
w+S,`Ie44!9Fj 44
_< )!9#b4V)$4 34\!4+







Ψω+Ψ+=
Ψω+Ψ+=
+=Ψ
+=Ψ
δ
δ
\B++
+B\\
+B ++

\B \\
9&•q
9&•q
&77
&77
yNIV3b4e
4B

=Ψ
F

9
Ψ
tq!
]q99
+\
=Ψ=Ψ
!
S9Fj 44







Ψω−−Ψ=
Ψω+−Ψ=
\BB ++


+BB\\

i7h


q
i7h


q
21

4S 



•
7

δ
δ
=
))B2 <JB3]BSF9-"e
9F!39F/]w[,Yj





Ψ=Ψ+Ψ

=+

-


pryrx
sysx
Iii
S,H,R2c
-
B

<
B
i&h
7
ˆ ω+
Ψ
=
δ
|
( )
s s
I
ω
e
s
const
ψ
=

A:e6![I9Ne6!j)
eR&y*+]S,)B e"3
(AU&A,#B2e3$,6!:e
<J`6ˆ
<
!#B2I„
-
&UL"9
9)9!+6!<+FN<JB4ˆ
B
!#B2I„
B
B44e")+IN&
Cấu trúc điều khiển tần số - đòng điện giữ từ thông động cơ không đổi
yw<J3w3:6]3)
d
L
]3:B
<Jˆ
<
•
ˆ<
&y6S#B2#6!„

943I6*9
_
22

 r s
f f f= ±

4S
r
f
@#B2R/23+"3&a•f•R/33&
aeR/3Q)B
MN2'/
H,#B2u<JBd<$
( )
s s
I f
/
s
const
ψ
=
<c4eR<$$,&a4Bd<$w<JVS),6!
@SLOII)B82+, !89$w 
)6!F[&
@SLO8Q)BLO6I6/&
yI,"+3#6<J6!
 @(,6!_3L
@(`/!)!")$+, !L63
)6/&
HI3'Q*R23'S:P
Mô tả toán học động cơ không đồng bộ 3 pha
A3(AU9S4wB)<+'<+9
B42 )Œ[J!'<+94ZIW
6Œ'JJB4H6 <I+$4&.N<+
9B4!<+946V/_LLRe
b_`&.L6!

@B2"3
@? eQ44!
@(b_`
@yw996!F!2\R
)9FL44 3)hq]\]+i
Đồ thị vec tơ trong hệ trục toạ độ tổng quát
=Fe
23

sx s sx M rx
sy s sy M ry
rx r rx M rx
ry r ry M ry
L i L i
L i L i
L i L i
L i L i
ψ
ψ
ψ
ψ
= +


= +


= +



= +

h-&i
=F)9
( )
( )
sx
sx s sx k sy
sy
sy s sy k sx
rx
rx r rx k p ry
ry
ry r ry k p rx
d
u R i
dt
d
u R i
dt
d
u R i p
dt
d
u R i p
dt
ψ
ω ψ
ψ
ω ψ

ψ
ω ω ψ
ψ
ω ω ψ

= + −



= + +




= + − −



= + − −


h-&-i
U,Rbe
( )
'
-
M
p rx sy ry sx
r
L

M p i i
L
ψ ψ
= −
h-&'i
4S)B2QB4
s
L
@AL4!9#B4
r
L
@AL4!9#4
s s M
L L L
δ
= +
!
r r M
L L L= +
s
L
δ
@ALLB4
r
L
δ
@ALL4
M
L
@1TL

s
s
M
L
L
δ
σ
=
@1B2LeB4
r
r
M
L
L
δ
σ
=
@1B2Le4
24


M
s r
L
L L
σ
= −
@1B2Le
sl k p
p

ω ω ω
= −
pw+"344 3)
Hình 2.7: Sơ đồ thay thế ĐCKĐB trong hệ toạ độ tổng quát (o,x,y)
• Điều khiển vector tựa theo vector từ thông roto (FOC)
K&1.L23'
y3<L"99)98b4be6!<8VB_
,4!9#b4<JLV3!S9
δ
hSLi&.H9 4
I2:e4!L4!#Bd<$Le
&4$4 3h4]\]+i&U,Rb3I6 
B
{ }
} }
' ' '
ˆ & ˆ &
- - -
M M
p s s p r s p r sy
r r
L L
M P i P i P i
L L
ψ ψ ψ
 
= = =
 
 
y*+]Ne44

r
const
ψ
=
F4b…6/
!9#<J
sy
i
![!9#!+6!•!9#<J
Bb•&
25