Nghiên cứu khái quát về cần cẩu KONE. Xây dựng cấu trúc và chương trình điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng

Mục lục
Chương 1. Khái quát tổng quan về cần trục KONE 3
1.1. Giới thiệu chung về cần trục KONE 3
1.1.1. Khái quát chung về cần trục 3
1.1.2. Cơ cấu truyền động chính của cần trục 5
2.1.2. Ưu, nhược điểm của cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục 24
2.2.Đề xuất phương án cải tiến 25
2.2.1. Đưa ra các phương án cải tiến 25
1
LỜI MỞ ĐẦU
Khi xem xét đánh giá nền kinh tế của một nước, người ta nhìn vào sự phát triển
khoa học của nước đó.Những năm đầu đất nước mới thống nhất công cuộc xây dựng đất
nước gặp không những khó khăn vì hầu hết các thiết bị máy móc đều cũ kĩ lạc hậu song
lại chiếm một số lượng đáng kể. Những năm tiếp theo khi đất nước mở cửa các thiết bị
máy móc hầu hết được nhập ngoại dưới hình thức chuyển giao công nghệ và kỹ thuật.
Do đó hiện nay đang phát huy năng lực tốt nhất trong nền kinh tế vì nó được trang bị
đồng bộ tiên tiến, có nhiều ứng dụng thành quả của kỹ thuật tin học và kỹ thuật điện tử
…
Mặt khác nước ta có chiều dài ven biển rất lớn nên có nhiều cảng biển cảng sông
và có các nhà máy đóng tàu, sửa chữa tàu.Vì vậy khi nói đến thiết bị máy móc không
thể không nhắc đến thiết bị nâng chuyển mà tiêu biểu là cần trục chân đế.Gắn liền với
sự phát triển đất nước, cần trục chân đế có sự phát triển ngày càng hoàn thiện hơn về
thiết bị điều khiển và kỹ thuật điều khiển. Cần cẩu rất đa dạng về chủng loại nhiều loại
được sản xuất tại Nga, Đức, Phần Lan, Nhật Bản …
Việc tự động hoá cần trục-cầu trục được coi là vấn đề quan trọng nhằm nâng
cao năng suất làm việc của chúng.Để có thể tiến hành tự động hoá được cần trục-
cầu trục ta phải nắm bắt được kết cấu cũng như nguyên lý từng cơ cấu của nó.
Sau một thời gian nghiên cứu và làm việc với đề tài:“Nghiên cứu khái quát về
cần cẩu KONE. Xây dựng cấu trúc và chương trình điều khiển cơ cấu nâng hạ
hàng”.do thầy giáo PGS.TS Hoàng Xuân Bình hướng dẫn em đã hoàn thành thiết
kế môn học.

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do vốn kiến thức còn hạn chế, thời gian
thực hiện không nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp của thầy cô và các bạn.
2
Em xin chân thành cảm ơn!
Chương 1. Khái quát tổng quan về cần trục KONE
1.1. Giới thiệu chung về cần trục KONE
1.1.1. Khái quát chung về cần trục
Cần trục chân đế KONE được hãng CRANES của Phần Lan thiết kế.Cần trục
này có đặc tính điều chỉnh tốc độ thích hợp cho việc bốc xếp hàng hóa tại cảng biển
và nâng chuyển trong công nghiệp lắp máy cho ngành đóng và sửa chữa tàu biển.
Hình 1.1. Cần cẩu KONE
Cần trục KONE có các cơ cấu chính là:
- Cơ cấu nâng hạ hàng
- Cơ cấu nâng hạ cần
- Cơ cấu quay mâm
- Cơ cấu di chuyển chân đế
3
Về cấu trúc cơ khí cần cẩu KONE có than trục gồm:
Tháp cần trục làm bằng thép cấu trúc trên tháp cẩu thằng đứng có gắn tay cần
trục, buồng đặt điều khiển, cabin điều khiển.
Tay cần của cần trục cấu tạo bằng những thanh thép được ghép thành dầm ứng lực
một đầu gắn thành khớp với tháp cấu, một đầu được treo bằng cáp thông qua hệ
thống ròng rọc và có thể quay xung quanh vơi tháp cẩu.
Cabin điều khiển là buồng điều khiển tập trung của cần trục, trong đó
trang bị những tay điềukhiển để điều khiển các cơ cấu.
Thông số kỹ thuật cơ bản
- Sức nâng từ 8÷25 tấn.
- Tầm với từ 24÷38m.
- Chiều cao nâng hàng với tải là:

+ 25 tấn chiều cao là 45 +9m.
+ 15 tấn chiều cao là 37 +9m.
- Tốc độ nâng hàng móc 25 tấn là 10 m/ph.
- Tốc độ nâng hàng móc 8 tấn là 60m/ph.
- Tốc độ quay mâm là 1m/ph.
- Tốc độ nâng cần là 25m/ph.
- Tốc độ di chuyển xe 46m/ph.
- Góc quay 360
0
.
- Chiều rộng của đường ray 10,5m.
- Chiều dài tâm bánh xe trước đến tâm bánh xe sau là 5,4m.
- Chiều cao đỉnh tháp 37,3m.
-Chiều cao đỉnh cần 45m.
-Nguồn điện 3 pha điện áp Uđm = 380V, f = 50Hz.
4
1.1.2. Cơ cấu truyền động chính của cần trục
Trên cần trục Kone có bốn cơ cấu truyền động chính là:
1. Truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng.
2. Truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần.
3. Truyền động cho cơ cấu quay mâm.
4. Truyền động cho cơ cấu di chuyển chân đế.
Thường các hệ thống truyền động cho các cơ cấu 1, 2, 3 của cần trục được
xây dựng hoàn toàn giống nhau và chỉ khác nhau về phạm vi công suất truyền
động. Công suất cơ cấu 1 lớn hơn 2, 3 còn cơ cấu 4 thường xây dựng đơn giản hơn
cơ cấu 1, 2, 3. Các hệ thống này được thực hiện bằng các hệ truyền động điện và
hoặc thủy lực.
Cấu trúc động lực của hệ truyền động điện cần trục KONE được biểu diễn
như sau:
Hình 1.2. Cấu trúc truyền động điện cần trục KONE

Trong hệ thống bao gồm:
1. Động cơ truyền động
2. Phanh điện – thủy lực hãm dừng
3. Bộ truyền cơ khí
4. Phụ tải động điều chỉnh tốc độ của hệ thống
5. Cơ cấu thực hiện có thể là trống tời cho cơ cấu nâng hạ hàng hoặc nâng hạ cần
5
6. Phanh an toàn
Đặc điểm cơ bản của hệ thống dạng hình 1.2 ở chỗ cơ cấu hãm điều
chỉnh tốc độ 4 có thể điều chỉnh được mômen hãm theo yêu cầu và kết hợp với đặc
tính của động cơ điện để cho ra đặc tính của hệ thống thoả mãn được công nghệ, sử
dụng động cơ truyền động cơ không đồng bộ rôto dây quấn.
Ưu điểm của hệ thống hình 1.2 là đặc tính điều chỉnh tốt, láng, có thể điều
chỉnh sâu cả hai phía nâng – hạ, quay trái – phải. Nhược điểm là hệ thống điều
khiển thường phức tạp và là hệ kín, giá thành tổng thể cao, hiệu suất vùng điều
chỉnh sâu thấp
Cần chú ý rằng: Các phanh hãm dừng điện từ 2 và cơ cấu phanh an toàn 6 của hệ
thống trên hình 1.2 phảicó độ an toàn tuyệt đối đối với cần cẩu khi hoạt động.
Khi có sửa chữa thay thế các phần tử trên toàn bộ trục truyền động chính
nhất thiết phải khoá phanh an toàn 6 một cách chắc chắn để tránh gây mất an toàn
nghiêm trọng.
1.2. Truyền động cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
1.2.1. Động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng
Động cơ dùng trong cơ cấu nâng hạ hàng là động cơ không đồng bộ rotor dây quấn
loại M25MATS3 có thông số kĩ thuật như sau:
- Công suất định mức: P
đm
= 65 kW.
- Hệ số công tác ngắn hạn: ΠB = 40%
- Điện áp định mức: U

đm
= 380 V.
- Dòng điện định mức: I
sđm
= 125 A.
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1000 vg/ph.
- Điện áp roto:U
2
= 295V
- Dòng điện roto:I
2
= 125A.
- Điện trở roto:R
2
= 0,029 Ω/20
o
C.
- Phanh điện thủy lực Ks1.
6
1.2.2. Chức năng các phần tử trong sơ đồ
Hình 1.3a.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
Am1là động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng.
As1 là phanh điện thủy lực.
Ac1,Ac2 là tiếp điểm các công tắc tơ đảo chiều.
Ac41 ÷ Ac45 là các tiếp điểm của công tắc tơ điều khiển điện trở phụ mạch rotor
của động cơ truyền động chính.
7
Am5: Phanh điều chỉnh tốc độ cho cơ cấu nâng hạ hàng, mô men hãm của phanh

Am5 được điều khiển bởi khối KA481 bằng cách thay đổi dòng điện cấp cho cuộn
dây stator của phanh Am5.
Ac7 tiếp điểm cấp nguồn cho phanh As1 là phanh hãm dừng cho cơ cấu.
8
Hình 1.3b.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
9
Hình 1.3c.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
Ac1, Ac2: Cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ.
Ac41 ÷ Ac45: Cuộn hút công tắc tơ điều khiển điều trở phụ cấp cho mạch roto
động cơ.
Ad1, Ad2, Ad3, Ad63: Cuộn hút của các role trung gian.
Ad43 ÷ Ad45: Role thời gian khống chế đóng ngắt điện trở trong mạch roto động
cơ.
Ac7: Cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho phanh hãm dừng.
Bộ điều khiển dòng KA 481 bao gồm: Các cuộn hút làm việc của khuếch đại từ
A1E1, A2E2, cuộn điều khiển A5E5, cuộn phản hồi tốc độ gián tiếp bằng điện áp
rôt động cơ A3E3.
Pb12: công tắc hành trình bảo vệ quá tầm với
1.2.3. Các bảo vệ trong cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
-Bảo vệ quá tầm với
10
Khi trọng tải lớn hơn 15T mà tầm với lớn hơn 24m thì công tắc hành trình sẽ
tác động ngắt điện phía nâng hàng.
-Bảo vệ móc chạm đỉnh
Khi độ cao nâng hàng lớn hơn 54m thì công tắc hành trình tác động ngắt điện cấp
cho mạch stator của động cơ truyền động theo chiều nâng.
- Bảo vệ móc chạm đất (bảo vệ chùng cáp)
Khi cáp chùng thì công tắc hành trình sẽ tác động cắt điện cấp cho cuộn stator của
động cơ truyền động theo chiều hạ.
- Bảo vệ quá tải cho động cơ

Động cơ M1 được đặt các nhiệt điện trở âm trong các pha của cuộn dây stator. Khi
nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phép các điện trở nhiệt này sẽ tác động ngắt
mạch cấp nguồn điều khiển.
- Bảo vệ ngắn mạch
Cơ cấu nâng hạ hàng được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì có dòng định mức là
125A trong sơ đồ cấp nguồn.
- Bảo vệ “không”:
Bảo vệ “không” được thực hiện trong sơ đồ cấp nguồn. Khi cơ cấu đang làm việc vì
lý do nào đó mất nguồn cấp thì khi có nguồn trở lại phải đưa tay điều khiển về vị trí
không sau đó mới khởi động điều khiển hệ thống làm việc trở lại.
1.3. Truyền động cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
1.3.1. Động cơ truyền động cho cơ cấu
Động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần là động cơ không đồng bộ rotor dây
quấn loại M20LBTS2K có thông số kĩ thuật như sau
- Công suất định mức: P
đm
= 65 kW.
- Hệ số công tác ngắn hạn: ε = 40%.
- Điện áp định mức: U
đm
= 380 V.
11
- Dòng điện định mức: I
đm
= 125 A.
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1000 vg/ph.
- Điện áp roto: U
2

= 295 V.
- Dòng điện roto:I
2
= 125 A.
- Điện trở roto: R
2
= 0,029 Ω/20
o
C .
- Phanh điện thủy lực Ps1.
1.3.2. Chức năng các phần tử trong sơ đồ
Hình 1.4a.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
12
Hình 1.4b.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
13
Hình 1.4c.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
14
Hình 1.4d.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
Pm1 là động cơ không đồng bộ rotor dây quấn truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần.
Y1, Y2 là phanh điện thủy lực.
Pc1, Pc2 là các công tắc tơ đảo chiều và cấp nguồn cho mạch điện stator động cơ
truyền động, hệ thống đảo chiều quay bằng cách đảo thứ tự hai trong ba pha.
Pc40 ÷ Pc43 là các tiếp điểm của công tắc tơ điều khiển điện trở phụ mạch rotor
của động cơ truyền động chính.
Pc7 là công tắc tơ cấp nguồn cho phanh thủy lực.
Role thời gian khống chế thời gian ngắt điện trở phụ ra khỏi mạch roto Pd42, Pb43.
15
1.3.3. Các bảo vệ của cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
-Bảo vệ tầm với tối thiểu
Để tránh hàng hóa va chạm vào thân cần trục thì khi tay cần ở vị trí giới hạn nâng

cần với góc lớn nhất công tắc hành trình sẽ ngắt điện cấp nguồn cho động cơ truyền
động cho cơ cấu theo chiều nâng.
-Bảo vệ tầm với tối đa
Khi tầm với lớn hơn 36m thì công tắc hành trình sẽ tác động ngắt điện động cơ
không cho phép hạ cần.
-Bảo vệ quá tải cho động cơ
Động cơ M1 được đặt các nhiệt điện trở âm trong các pha của cuộn dây stator. Khi
nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phép các điện trở nhiệt này sẽ tác động ngắt
mạch cấp nguồn điều khiển.
- Bảo vệ ngắn mạch
Cơ cấu nâng hạ hàng được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì có dòng định mức là
125A trong sơ đồ cấp nguồn.
1.4. Truyền động cơ cấu quay mâmcần trục KONE
1.4.1. Động cơ truyền động cho cơ cấu quay mâm
Hai động cơ truyền động cho cơ cấu quay mâm là động cơ không đồng bộ roto dây
quấn. Loại động cơ 16LTS2F – 9548 có thông số kỹ thuật của động cơ như sau:
- Công suất định mức:P
đm
= 15 kW
- Hệ số đóng cắt ngắn hạn lặp lại: ε =40%
- Điện áp định mức: U
đm
= 380 V
- Dòng điện định mức:I
đm
= 34 A
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1500 vg/ph
- Điện áp roto: U

2
= 300V
- Dòng điện roto: I
2
= 34A
- Điện trở roto: R
2
= 0,14Ω/20
o
C
16
1.4.2. Chức năng các phần tử trong sơ đồ
Hình 1.5.Sơ đồ nguyên lý điều khiển cơ cấu quay mâm cần trục KONE
Động cơ M1, M2 là động cơ không đồng bộ roto dây quấn truyền động cho cơ cấu
quay mâm.
K1,K2 là các công tắc tơ điều khiển cấp nguồn cho cuộn dây stato để đảo chiều
quay cho cơ cấu.
1K40 ÷ 1K43, 2K40 † 2K43 là các công tắc tơ điều khiển điện trở mạch roto để
điều chỉnh tốc độ của động cơ.
F31, F32 là các rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ.
D42, D43 là các rơ le thời gian để khống chế quá trình tăng, giảm tốc khi điều
khiển.
17
1.4.3. Các bảo vệ cho cơ cấu
Bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện bằng các rơ le nhiệt.
Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì.
Bảo vệ không thực hiện trong sơ đồ cấp nguồn.
Chương 2.Sơ đồ điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
Trong giới hạn nghiên cứu của thiết kế môn học với đề tài “Nguyên cứu tổng
qua về cần trục KONE, và phân tích ưu nhược điểm của cơ cấu nâng hạ hàng của

18
cần trục” vì thế ở chương này chỉ trình bày đến cơ cấu nâng hạ hàng cần trục
KONE.
2.1. Phân tích ưu nhược điểm cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
2.1.1. Nguyên lý hoạt động cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
a. Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc
Tiến hành cung cấp nguồn điện động lực cho các cơ cấu của cần trục được
tiến hành như sau:
- Đưa tất cả các tay điều khiển của các cơ cấu về vị trí “0” lúc này có:
Ab3 = 1 Bb3 = 1 Pb3 = 1 Rb3 = 1 Kb3 = 1
+ Đóng aptomat Oa4 và Oa5 về vị trí ON, lúc này Oa4 = 1, Oa5 = 1.
+ Ấn nút khởi động Ob4
Ob4 = 1 cấp điện cho role trung gian Od1, Od1 = 1 làm cho Od1 (15) = 1
Nguồn điện được đưa tới công tắc tơ chính Oc1 = 1 đóng các tiếp điểm của nó như:
Oc1 (3) =1, Oc1 (7) = 1.
Đèn Oh1 sáng, báo hiệu công tắc tơ Oc1 đã đóng mạch cấp điện đến các cơ cấu của
cần trục.
Muốn cho hệ thống cần trục hoạt động thực hiện như sau:
+ Ấn nút Stop (Ob3), công tắc chính Oc1 = 0 đèn báo Oh1 tắt khi công tắc chính
mất điện.
+ Ngắt cầu dao Oa2 để đảm bảo an toàn cho mạch động lức cũng như mạch điều
khiển của các cơ cấu, nhưng mạch điện cho chiếu sang và sấy vẫn hoạt động.
+ Ngắt cầu dao Oa1 để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.
b. Tiến hành điều khiển hệ thống nâng hạ hàng
Khi đưa tay điều khiển Ab3 về vị trí số “0” các role trung gian và thời gian
Ad43 = 1 Ad44 = 1 Ad45 = 1 do đó các tiếp điểm của chúng:
Ad43 (15) =1 Ad44 (15) =1 Ad45 (15) =1
Cấp điện cho mạch điều khiển.
19
Ad62 = 1  Ad63 (15) = 1 làm cho Ad63 = 1

Ad63 (17) = 1 sẵn sang cấp điện cho Ad1
Ad63 (16) = 1 duy trì mạch điện cho Ad63.
Ad63 (4/10) = 1 sẵn sang cấp điện cho Pc1
Ad63 (3/10) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Bc1
Tốc độ 1 phía nâng
- Khi đưa tay điều khiển Ab3 về vị trí “1” phía nâng Ab3 = 1 ta có:
Ad1 = 1 làm cho Ad1 (10) =0.
Ad1 (30) = 1 cấp nguồn điện cho Ad61
Ad1 (17) = 1 làm cho Ac1 = 1 dẫn đến
Ac1 (16) = 1 duy trì mạch điện cho mạch điều khiển.
Ac1 (25) = 1 làm cho Ac7 = 1 cấp điện cho phanh thủy lực, giải phóng trục động cơ
Ac1 (3) =1 cấp nguồn điện 3 pha cho stato của dộng cơ Am1
Mạch roto Ab3 = 1 làm cho Ac41 = 1
Ac41 (17) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Ac1 và Ad1
Ac41 (1) = 1 nối sao điện trở phụ, toàn bộ điện trở phụ U1U5;V1V5; W1W5 đưa
vào mạch rotor, như vậy động cơ làm việc với toàn bộ điện trở phụ.
Bộ Au5 điều chỉnh dòng cho cuộn dây stato của phanh điều chỉnh tốc độ của hệ
thống Am5.
Ab3 = 1 loại điện trở phụ r53 ra khỏi cuộn dây điều khiển A5E5, do vậy dòng điện
đặt vào cuộn dây A5E5 được tăng lên. Đồng thời làm cho Ad61 (8) = 0 loại điện
trở r59 ra khỏi mạch điều khiển của cuộn dây làm việc A1e1, A2E2. Do vậy mà
dòng được đưa vào cuộn dây stato của phanh điều chỉnh tốc độ Am5 được tăng lên
dẫn đến momen hãm của phanh lớn, làm cho tốc độ động cơ giảm xuống đúng tốc
độ đặt.
Tốc độ 2 phía nâng:
20
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 2 phía nâng hàng Ab3 = 1 mạch điện
stato giống như vị trí số 1, mạch rotor cũng giống như vị trí số 1. Bộ điều chỉnh
dòng cho phanh điều chỉnh tốc độ làm việc như sau:
Ab3 = 0 toàn bộ điện trở phụ r53 được đấu nối tiếp cuôn dây điêu khiển

A5E5 do vậy mà dòng điều khiển giảm, làm cho momen hãm của phanh giảm làm
cho tốc độ động cơ tăng lên.
Tốc độ 3 phía nâng:
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 3 phía nâng hàng Ab3 = 1, mạch điện
cung cấp cho stato của động cơ như vị trí số 2.
Mạch rotor có them Ad3 = 1 nên Ad3 (18) = 1 duy trì nguồn điều khiển và
Ad3 (9) = 0, Ad3 (22) = 1 làm cho Ac42 = 1 và Ac42 (27) = 0 ngắt điện cuộn hút
Ad43 = 0. Đồng thời Ad42 (15) = 0 sẵn sàng cấp điện cho Ac43. Lúc này Ac42 (1)
=1 loại điện trở phụ U1U2; V1V2; W1W2 ra khỏi mạch điện rotor làm cho tốc độ
động cơ tăng lên.
Bộ điều khiển tốc độ cho phanh Am5 có Od1 (17) = 0, Ac42 (8) = 0,
Ad3(9)= 0, Ad1(10) = 0 do vậy dòng điện cấp cho phanh Am5 điều chỉnh tốc độ
bằng 0. Như vậy từ tốc độ 3 phía nâng phanh điều chỉnh không tham gia quá trình
điều chỉnh tốc độ.Việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện bằng cách thay đổi điện trở
phụ mạch rotor động cơ Am1.
Tốc độ 4 phía nâng hàng:
Khi đưa tay điêu khiển về vị trí số 4 phía nâng Ab3 = 1. Mạch điện cung
cấp cho cuộn stator như vị trí số 3 phía nâng. Mạch điều khiển điện trở phụ có
thêm:
` Ac43 = 1 làm cho Ac43 (28) = 0 dẫn đến Ad44 = 0 vì thế Ad44 (0) = 0.
Sau khoảng thời gian duy trì 1,5(s) tiếp điểm Ad44 (25) = 1 sẵn sàng cấp điện cho
Ad44. Đồng thời Ac43 (1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U2U3;V2V3; W2W3 ra khỏi
mạch rotor tốc độ động cơ tăng lên.
21
Sau khoảng thời gian role thời gian khống chế 1,5(s) thì: Ad44 (15) = 1 làm
cho Ac44 = 1 và Ac44 (29) = 0 ngắt mạch Ad45 = 0 Ad44 (15) = 0 sau thời gian
1,5(s) tiếp điểm của Ad45 (26) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Ac45. Đồng thời khi có
Ac44 (1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4; W3W4 ra khỏi mạch rotor tốc độ
động cơ tiếp tục tăng lên.
Sau khoảng thời gian duy trì 1,5(s) thì Ad45 (26) = 1 làm cho Ac45 = 1 dẫn

đến Ac45 (1) = 1, loại tiếp điện trở phụ U4U5; V4V5; W4W5 ra khỏi mạch rotor
tốc độ động cơ lớn nhất ở chế độ nâng.
Tốc độ 1 phía hạ:
Khi đưa tay điều khiển Ab3 về vị trí số 1 phía hạ hàng Ab3 = 1, mạch điện
cung cấp cho role dòng Ad5 = 1 dẫn đến Ad5 (9) = 1 làm cho Ad2 = 1 dẫn đến
Ad2(10) = 1 ngắt mạch Ad1(10). Đồng thời Ad2(31) = 1 cấp điện cho Ad61 = 1,
Ad2(12) = 1 do đó Ad2(19) = 1 làm cho Ac2 = 1 làm cho Ac2(17) = 1 duy trì mạch
cấp nguồn điều khiển cho cơ cấu phía hạ và bảo vệ liên động do Ac2(17) = 0 ngắt
mạch không cho Ad1 hoạt động. Đồng thời Ac2(26) = 1 cấp cho Ac7 = 1 cấp
nguồn cho mạch phanh thủy lực As1 giải phóng trục động cơ, Ac2(1) = 1 cấp
nguồn cho động cơ Am1 theo chiều hạ.
Mạch rotor 2 pha điện trở phụ V
0
W
0
được nối với nhau nhằm mục đích làm
cho mạch rotor không đối xứng để tạo ra tốc độ chậm.
Bộ điều khiển dòng cho phanh điều chỉnh tốc độ phía hạ hoạt động như
sau: Tay điều khiển Ab3 = 1 loại điện trở r53 ra khỏi cuộn dây điều khiển nên dòng
qua cuộn dây A5E5 lớn đến dòng cấp cho phanh điều chỉnh Am5 lớn nên momen
hãm hệ thống hạ hàng lớn làm hệ tốc hoạt động ở tốc độ chậm.
Tốc độ 2 phía hạ hàng:
Khi đưa tay điêu khiển về vị trí số 2 phía hạ hàng Ab3 = 1. Mạch điện cung
cấp cho stator, rotor giống vị trí số 1. Bộ Au5 điều chỉnh dòng cho phanh Am5 hoạt
động như sau: Ab3 = 1, loại trừ 2/3 điện trở phụ r53 ra khỏi mạch cuộn dây điều
22
khiển do đó dòng điện qua cuộn điêu khiển A5E5 giảm dẫn đến dòng cấp cho
phanh Am5 giảm nên momen hãm giảm, tốc độ 2 tăng lên.
Tốc độ 3 phía hạ hàng:
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 3 phía hạ hàng. Mạch điện cung cấp cho

stator, mạch rotor của động cơ cũng giống vị trí số 2. Bộ điều khiển dòng Au5 hoạt
động như sau: Ab3 = 0 vì vậy toàn bộ điện trở r53 được đấu nối tiếp với cuộn điêu
khiển A5E5, dẫn đến dòng qua cuộn điều khiển giảm làm cho momen hãm của
phanh giảm dẫn đến tốc độ hạ của động cơ lại tăng lên.
Tốc độ 4 phía hạ hàng:
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 4 phía hạ hàng, Ac41(1) = 1 nối sao điện
trở phụ V0V1,W0W1 và U1 mạch rotor đối xứng, mặt khác AB3 = 1, Ad3(18) = 1
duy trì cấp nguồn cho mạch điều khiển và Ad3(22) = 1 làm cho Ac42 = 1 dẫn đến
Ac32(24) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Ac43. Tiếp điểm Ac42(20) = 1 duy trì cho
Ac42 đồng thời Ac42(1) = 1 ngắt thêm điện trở phụ U1U2; V1V2; W1W2 ở mạch
rotor.
Tiếp điểm Ac42(27) = 0 làm cho Ad43 = 0, thời gian duy trì của Ad43 là
2(s) thì Ad43(24) = 1 dẫn đến Ac43 = 1, tiếp điểm Ac43(25) = 1 duy trì mạch điện
cho Ac43 và Ac43(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U2U3; V2V3; W2W3 ở mạch rotor,
tốc độ tiếp tục tăng lên
Bộ điều khiển Au5 điều chỉnh dòng bị loại ra khỏi hệ thống. Tiếp điểm
Ac43(28) = 0, làm cho Ad44 = 0, sau thời gian duy trì 1,5(s) Ad44(25) = 1 làm cho
Ac44(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4; W3W4 ra khỏi mạch rotor làm
cho tốc độ hạ lại tăng lên.
Tiếp điểm Ac44(29) = 0 làm cho Ad435 = 0, thời gian duy trì 1,5(s) thì
Ad45(26) = 1 dẫn đến Ac45 = 1 khi đó Ac45(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U4U5;
V4V5; W4W5 ở mạch rotor, tốc độ đạt tốc độ lớn nhất.
23
2.1.2. Ưu, nhược điểm của cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục
a. Ưu điểm
- Do cấu tạo được chế tạo sẵn không thay đổi được nên các cấp tốc độ nâng hàng và
hạ hàng được định sẵn vì thế người vận hành chỉ cần thay đổi vị trí tay điều khiển
là có thể định được các cấp tốc độ mong muốn mà không cần điều khiển nhiều.
- Mạch điều khiển được xây dựng dựa trên các phần tử cơ bản như: contacto,role
thời gian, các loại cảm biến… không yêu cầu cao về công nghệ.

- Động cơ sử dụng trong mạch động lực là động cơ xoay chiều không đồng bộ rotor
lồng sóc là loại động cơ có: đơn giản về kết cấu, gọn nhẹ, dễ chế tạo, dễ sử dụng,
có kết cấu đơn giản, ở phần quay không có yêu cầu về cách điện và có thể làm việc
ở cả môi trường có hoạt tính cao và trong nước, có momen khởi động lớn khi khởi
động bằng điện trở phụ.
- Tốc độ 1, 2 phía nâng và tốc độ 1, 2, 3 phía hạ hàng của cần trục có được đặc tính
điều chỉnh tốc độ tốt, đáp ứng được yêu cầu nâng hạ với độ ổn định tốc độ với mọi
loại tải.
- Do bộ điều khiển dòng KA 481 có cuộn phản hồi âm điện áp của mạch rotor hệ
thống sẽ tạo thành mạch vòng kín vì đặc tính điều khiển sẽ tốt hơn so mới mạch
vòng hở.
b. Nhược điểm
- Do mạch điều khiển sử dụng congtacto, role … khi đó để đạt được yêu cầu điều
khiển thì phải sử dụng khá nhiều thiết bị, điều đó dẫn đến mạch điều khiển trông sẽ
phức tạp.
- Các thiết bị như Contacto, role khi chuyển trạng thái làm việc sẽ sinh ra hồ quang
đặc biệt là công tắc tơ đóng cắt để cấp điện cho động cơ làm việc và phanh.
- Do sử dụng các congtacto, role, điện trở hạn dòng vì thế các cấp tốc độ của cơ cấu
nâng hạ khi thay đổi sẽ nhảy bậc,không được láng mịn. Điều này dẫn đến khi thay
đổi từ cấp tốc độ này sang cấp tốc độ khác động cơ sẽ giật.
24
- Trong mạch điều khiển sử dụng khá nhiều phần tử trung gian như: role trung gian,
role thời gian và các tiếp điểm liên động của các role, dẫn đến độ tin cậy khi làm
việc không được cao.
2.2.Đề xuất phương án cải tiến
2.2.1. Đưa ra các phương án cải tiến
Chọn phương án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả
tính chọn công suất động cơ, từ đó tìm ra một phương án khả thi đáp ứng được cả
yêu cầu về đặc tính kỹ thuật và kinh tế với công nghệ đặt ra. Lựa chọn phương án
truyền động tức là phải xác định được loại động cơ truyền động là một chiều hay

xoay chiều, phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính tải, sơ đồ nối bộ
biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động.
Sau đây sẽ trình bày một số vấn đề đặt ra khi lựa chọn giải pháp truyền động
điện cho cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE.
a. Hệ truyền động điều chỉnh điện áp động cơ
- Nguyên lý
Theo lý thuyết máy điện, ta có quan hệ giữa mômen và điện áp đặt vào Stator
động cơ tài liệu [1,trang247] như sau:
M =
'
1 2
'
2
2
1 1 . 2
3. .
( ) ].
f
n m
U R
R
R X s
s
ω [ + +
Như vậy, ở một tần số nhất định, mô-men của động cơ KĐB tỷ lệ với bình
phương điện áp đặt vào phần cảm (stato). Do đó, ta có thể điều chỉnh tốc độ động
cơ KĐB bằng cách điều chỉnh điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số. Để thực
hiện được điều này người ta dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC).
Thực tế, hầu hết các động cơ KĐB có tốc độ trượt tới hạn (ứng với đặc tính cơ tự
nhiên) nhỏ, khi dùng điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh hẹp. Ngoài

ra, khi giảm áp mômen động cơ còn bị giảm nhanh theo bình phương điện áp. Vì lý
do này mà phương pháp này ít được dùng cho động cơ KĐB roto lồng sóc mà
25