NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CỦA MÁY XÚC

LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các thành tựu
khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong
thực tế sản xuất.
Ở nước ta, công nghiệp mỏ giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh tế,
do đó việc ứng dụng các thành tựu khoa học để nâng cao hiệu quả sản xuất
là tất yếu.Một trong những thanh tựu khoa học đó phải kể đến chiếc máy
xúc.
Máy xúc được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ lộ thiên,
trên công trường xây dựng công nhiệp và dân dụng, trên các công trình thuỷ
lợi, xây dựng cầu đường và nhiều hạng mục công trình khác nhau, ở những
nơi mà yêu cầu bốc xúc đất đá với khối lượng lớn .


A.TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY XÚC
I. Tình hình sử dụng ở Việt Nam
Trong các mỏ lộ thiên ở Việt Nam thì máy xúc một gầu là thiết bị được
sử dụng làm phương tiện khai thác chính.Máy xúc là một phụ tải điện lớn
tiêu thụ rất nhiều điện năng.
Ví dụ như máy xúc EKG-4,6 và EKG-5A đều có công suất định mức là
Pdm=250KW.Còn máy xúc EKT-8N có công suất lên đến 520KW.
1
Công dụng của máy xúc là dùng để bốc đất, đá,than nên nó thường
phải làm việc trong điều kiện phụ tải thay đổi thường xuyên và một cách đột
ngột.
Máy xúc có nhiều cơ cấu truyền động như:truyền động ra vào tay
gầu,nâng hạ tay gầu,truyền động quay và di chuyển.
II. Yêu cầu công nghệ của máy xúc
Hệ thống truyền động điện phải có nhiều cấp tốc độ
Có hệ thống điều chỉnh tốc độ và mômem để có đặc tính cơ như mong
muốn phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

Có hệ thống điều khiển tự động và liên động giữa các cơ cấu truyền
động
Có hệ thống bảo vệ sự cố một cách chắc chắn.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
III. Máy xúc có thể phân loại theo các quan điểm sau
1. Phân loại theo tính năng sử dụng:
Máy xúc xây dựng chay bánh xích,bánh lốp có thể có gầu xúc từ 0.25-
2m.
Máy xúc dùng trong công nghiệp khai thác mỏ có dung tích gầu 4.6-8m.
Máy bốc xúc đất đá có thể tích gầu từ 4-35m.
Máy xúc gầu ngoạm có thể tích gầu tư 4-80m.
2.Phân loại theo cơ cấu bốc xúc:
Máy xúc kiểu gầu cào.
Máy xúc kiểu gầu treo dây.
2
Máy xúc kiểu gầu thuận.
Máy xúc kiểu gầu ngược.
Máy xúc kiểu gầu ngoạm.
Máy xúc kiểu gầu quay.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
3
CNKT ĐIỆN 1B
Hình 1.0. Các loại máy xúc
a) máy xúc gàu thuận; b) máy xúc gàu ngược; c) máy xúc gàu cào; d) máy
xúc gàu treo; e) máy xúc roto; h) máy xúc nhiều gàu xúc
4

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B

* Nghiên cứu 2 loại máy xúc thường dùng :
2.1 Máy xúc kiểu gầu thuận
Hình 1.1 . MÁY XÚC GẦU THUẬN
* Cấu tạo
Cơ cấu quay(bàn quay) 1 được lắp trên cơ cấu di chuyển bằn bánh xích
2. Cần gàu 6 và tay gàu 5 cùng được lắp trên bàn quay 1. Tay gàu 5 cùng với
gàu xúc 7 di chuyển theo gương lò do cơ cấu đẩy tay gàu 4 và cáp kéo 9 của
cơ cấu nâng - hạ gàu. Quá trình bốc xúc được thực hiện kết hợp giữa hai cơ
cấu: cơ cấu đẩy tay gàu tạo ra bề dày lớp cắt, cơ cấu nâng - hạ gàu tạo ra lớp
cắt là đường di chuyển của gàu theo gương lò. Để đổ tải từ gàu xúc sang các
5
phương tiện khác được thực hiện nhờ cơ cấu mở đáy gàu 3 lắp trên thành
thùng xe của máy xúc.
Máy xúc có ba chuyển động cơ bản: nâng - hạ gàu, ra - vào tay gàu và quay,
ngoài ra còn có một số chuyển động phụ khác như: nâng cần gàu, di chuyển
máy xúc, đóng - mở đáy gàu v.v…
Chu trình làm việc của máy xúc bao gồm các công đoạn sau: đào, nâng gàu
đồng thời quay gàu về vị trí đổ tải, quay gàu về vị trí đào và hạ gàu xuống
gương lò. Thời gian của một chu trình làm việc khoảng từ 20 ÷ 60s.
Cơ cấu nâng hạ gàu và cơ cấu tay gàu của máy xúc thường xuyên làm việc
quá tải (gọi là quá tải làm việc) do gàu bốc xúc phải đất đá cứng hoặc lớp cắt
quá sâu.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Các cơ cấu chính của máy xúc làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số
tiếp điểm tương đối TĐ% = (25 ÷ 75)%
2.2 Máy xúc kiểu gầu treo dây
6
Hình1.2.máy xúc kiểu treo dây
* Cấu tạo :

Tất cả thiết bị điện và thiết bị cơ khí của máy xúc được lắp đặt trên bàn quay
1. Có thể quay với góc quay tới hạn trên bệ 2. Di chuyển máy xúc thực hiện
bằng cơ cấu tạo bước tiến 3 và hai kích thuỷ lực 4. Máy xúc di chuyển được
nhờ tấm trượt 5 lắp ở hai bên thành của bàn quay 1. Cần gàu 6 lắp cố định
trên bàn quay bằng hệ thống thanh giằng 9. Gàu xúc 8 được treo trên dây
cáp nâng 10. Quá trình bốc xúc đất đá được thực hiện nhờ cáp kéo 7, kéo
gàu theo hướng từ ngoài vào trong máy xúc.
Các cơ cấu của máy xúc làm việc trong điều kiện môi trường khắc nghiệt
với chế độ làm việc nặng nề, chao lắc mạnh, nhiều bụi, nhiệt độ môi trường
thay đổi trong phạm vi rộng. Một số yếu tố khác cũng gây ảnh hưởng đến
chế độ làm việc của các cơ cấu của máy xúc như: độ nghiêng, độ chênh dọc
trục của máy xúc, gia tốc lớn khi mở máy và hãm v.v…Do chế độ làm việc
của máy xúc nặng nề như vậy, nên các thiết bị của máy xúc phải được chế
tạo chắc chắn, độ bền cơ học cao và độ tin cậy làm việc cao.
7
3. Phân loại theo cơ cấu truyền động
a.Máy xúc truyền động bằng động cơ điện.
b.Máy xúc truyền động bằng động cơ điện-thuỷ lực.
c.Máy xúc truyền động bằng động cơ đốt trong-thuỷ lực.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
4. Phân loại theo nước chế tạo
B. Qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m¸y xóc
I. Qúa trình hoạt động
Nghiên cứu chế độ làm việc của máy xúc là một vấn đề rất phức
tạp.Nhưng trên những điểm chung nhất ta có thể khái quát chế độ làm việc
của máy xúc như sau:
Cơ cấu quay(bàn quay) được lắp trên cơ cấu di chuyển bánh xích.Cần
gầu và tay gầu được lắp trên bàn quay.Tay gầu và gầu xúc di chuyển vào đất
đá do cơ cấu đẩy tay gầu và cáp kéo của cơ cấu nâng-hạ.quá trình bốc xúc

được thực hiện kết hợp giữa hai cơ cấu:cơ cấu đẩy tay gầu tạo ra bề dày lớp
cắt và cơ cấu nâng hạ tạo ra lớp cắt là đường di chuyển của gầu xúc trong
đất đá. Đổ tải từ gầu xúc sang các phương tiện vân chuyển khác băng cơ cấu
mở đáy gầu.
Máy xúc có 3 chuyển động cơ bản: đào,nâng-hạ,quay ngoài ra còn có
một số chuyển động phụ khác như:nâng cần,di chuyển, đóng mở đáy gầu…
8
Chu kỳ làm việc của máy xúc bao gôm những giai đoạn sau:hạ gầu xuống
mặt bằng làm việc-đào đồng thời nâng gầu-quay gầu về vị trí dổ tải-mở đáy
gầu đổ tải-quay gầu về vị trí ban đầu.Thời gian một chu kỳ làm việc khoảng
từ 20s đến 60s.
Cơ cấu nâng-hạ và cơ cấu đẩy tay gầu thường xuyên làm việc quá
tải(quá tải làm việc)do gầu xúc bốc xúc phải đát đá quá cứng hoặc lớp cắt
quá sâu.
Các cơ cấu chính của máy xúc làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với
hệ số tiếp điện tương đối TĐ%=(25->100)%.Các cơ cấu của máy xúc làm
việc trong điều kiện nặng nề,chao lắc mạnh,nhiều bụi,nhiệt độ môi trường
thay đổi trong phạm vi rộng.Các yếu tố khác cũng gây ảnh hưởng manh đến
các cơ cấu của máy xúc như : độ nghiêng, độ chênh dọc trục của máy
xúc,gia tốc lớn khi mở máy và hãm.Do chế độ làm việc nặng nề của máy
xúc như vậy nên các thiết bị của máy xúc phải được chế tạo chắc chắn, độ
bền cơ học cao và độ tin cậy cao.
II. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động điện của máy xúc
Từ những đặc điểm của máy xúc như đã nêu ở trên,các yêu cầu cơ bản
đối với hệ truyền động điện truyền động các cơ cấu chính của máy xúc bao
gồm:
1. Đặc tính cơ của hệ truyền động điện của các cơ cấu chính của máy
xúc(cơ cấu nâng -hạ, đẩy tay gầu và cơ cấu quay)phải được bảo vệ một
cách tin cậy khi quá tải.Có nghĩa là hệ thống truyền động phải tạo ra đặc
tính “máy xúc”.

2. Động cơ truyền động các cơ cấu máy xúc phải chắc chắn.Khả năng
chịu quá tải lớn.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
9
CNKT ĐIỆN 1B
3. Độ cách điện của động cơ phải đảm bảo chịu quá nhiệt, độ ẩm cao.
Động cơ phải chịu được tần số đóng cắt lớn(từ 400->600)lần/h.
4. Động cơ truyền động các cơ cấu chính của máy xúc phải có mômem
quán tính đủ nhỏ để giảm thời gian quá độ khi mở máy và hãm.Nên
chọn loại động cơ có phần ứng dài, đường kính nhỏ.
5. Các thiết bị điều khiển dùng trong máy xúc phải đảm bảo làm việc tin
cậy trong điều kiện nặng nề nhất(độ rung động,chao lắc lớn,phụ tải đột
biến và tần số đóng cắt lớn).
6. Hệ thống điều khiển hệ truyền động các cơ cấu của máy xúc phải đơn
giản,chắc chắn mức độ tự động hoá cao.
Các cơ cấu truyền động máy xúc trong quá trìng làm việc thường bị quá
tải luôn,cho nên việc hạn chế mômem nhỏ hơn trị số cho phép ở chế độ tĩnh
và động là yêu cầu quan trong bậc nhất. Để máy xúc có năng suất cao nhất
đồng thời bảo vệ các thiết bị không bị hỏng hóc khi quá tải cần thực hiện hai
yêu cầu:hạn chế mômem dưới trị số cho phép và đảm bảo độ cứng của
đường đặc tính cơ trong phạm vi mômem phụ tải bằng mômem định mức
của động cơ.
(hình.a)Đặc tính cơ của máy xúc (hình.b) Đặc tính cơ các hệ truyền động
10
Trong thực tế không sử dụng đường đặc tính cơ lý tưởng như đường 1 mà
thường sư dụng đặc tính cơ mềm hơn (đường 2). Độ cứng của đường đặc
tính cơ ở vùng phụ tải giảm xuống từ 85->90%.Nếu đặc tính cơ quá
lớn,người ta vận hành máy xúc khó cảm nhận được khi cơ cấu bị quá
tải,không kịp giảm lớp cắt dẫn đến cơ cấu bị ngưng làm giảm năng suất của
máy xúc.

Năng suất của máy xúc đặc trưng bởi diện tích giữa các trục toạ độ và
đường đặc tính cơ cấu của hệ truyền động(hình a)SADCO. Để đánh giá năng
suất của máy xúc người ta đưa ra hệ số lấp đầy k:
SADCO S.m
K=──── =──── (b)
SABCO W0.Md

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Trong đó: S=SADCO diện tích h thanh bởi hệ trục toạ độ và đường đặc tính cơ
của hệ truyền động điện.
SABCO là diện tích tạo bởi hệ trục toạ độ và đường đặc tính cơ lý
tưởng.
Wo :tốc độ không tải lý tưởng
Md :mômen dừng
m:hệ số tỉ lệ
Đối với hệ truyền động này,hệ số lấp đầy của máy xúc có thể đạt tới
0.8 đến 0.9.
Hình b,biểu diễn các đường đặc tính cơ của các hệ truyền động khác
nhau dùng trong máy xúc.
11
Họ đặc tính cơ của cac hệ đó cho phépđánh giá và tính chọn hệ truỳen
động một cách hợp lý đối với từng loại máy xúc cụ thể.Hệ truyền động xoay
chiều dùng động cơ không đồng bộ ba pha(đường 1) được sử dụng rộng rãi
cho các loại máy xúc có thể tích gầu xúc tới 1m3
Nếu sử dụng động cơ truyền động là động c xoay chiều có hệ số trượt lớn
cho phép hạn chế được dòng điện trong phạm vi cần thiết để giảm độ cứng
của đường đặc tính cơ trong vùng mômen phụ tải bằng mômen định mức
của động cơ,có thê thực hiện được bằng cách đấu thêm điện trơ phụ vao
mạch roto của động cơ:

Rf =(10→15)%R(R điện trở của dây quấn rôt động cơ).
Nếu trong mach rôt của động cơ có đấu cuộn kháng bão hoà hoặc
khuyếch đại từ,ta sẽ nhận được đường đặc tính cơ tối ưu đối với hệ truyền
động xoay chiều.
Hệ truyền động máy phát-động cơ(máy phát 3 cuộn dây) với đường đặc
tính cơ 3 được áp dụng rộng rãi cho các loại máy xúc từ 1 đến 5m3.Hệ này
có đường đặc tính cơ gần với đường đặc tính cơ tối ưu cho phep điều chỉnh
tốc độ động cơ truyền động trong một phạm vi khá rộng.
Hệ truyền động máy phát - động cơ có khuyếch đại trung gian(khuyếch
đại máy điện KĐMĐ,khuyếch đại từ KĐT hoặc khuyếch đại bán dẫn
KĐBD) sẽ tạo ra đường đặc tính cơ 4, đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu đối
với công nghệ của máy xúc.Hệ nay được sử dụng rộng rãi trong các máy xúc
công suất lớn có thể tích gầu xúc từ 10→80m3.

12
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
c.HÖ thèng m¸y xóc ekg-5a
ch¬ng 1
TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY XÚC EKG-5A
1.1.Máy xúc EKG-5A
Các cơ cấu truyền động chính ở máy xúc EKG-5A là:ra vào tay gầu,quay
và di chuyển.Người ta đều dùng động cơ điện một chiều.
Để điều khiển động cơ điện một chiều thị người ta sử dụng hệ thống máy
phát động cơ điện một chiều và khuyếch đại từ.
Trong đó khuyếch đại tư giữ vai trò điều khiển điện áp kích thích của
máy phát(tức là điều khiển điện áp phát ra của máy phát để đặt vào phần ứng
của động cơ điện một chiều).
Xét hệ thống máy phát động cơ một chiều và khuyếch đại từ để truyền
động cho cơ cấu truyền động chính của máy xúc EKG-5A,như hình 2.1.

13
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Sơ đồ nguyên lý của máy xúc EKG-5A
14

Hình.2.1
a.Hệ thống gồm có:
- Động cơ điện một chiều.
- Máy phát điện một chiều F để cung cấp điện áp cho phần ứng động cơ.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
15
- Khuyếch đại từ đảo chiều làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện kích thích
cho cuộn kích thích độc lập của máy phát.
WKTI:là cuộn kích thích độc lập của máy phát nó được chia làm 2 nửa
và mắc theo sơ đồ cầu cân bằng RCB.
WKTII:là cuộn kích thích song song của máy phát để hỗ trợ cho cuộn
kích thích độc lập.
- CFF và CFĐ là các cuộn dây cực từ phụ của máy phát và của động cơ.
- Khuyếch đại từ MY là phần tử điều khiển chính của hệ thống truyền
động .Khuyếch đại từ đảo chiều mắc theo sơ đồ visai.
- Cuộn chủ đạo 4MY đóng vai trò cuộn điều khiển chính của khuyếch
đại từ.Gía trị và chiều dài trong cuộn chủ đạo sẽ quyết định giá trị tốc độ và
chiều quay của động cơ điện Đ.
- Điện áp chủ đạo được cung cấp tư nguồn một chiều bên ngoài và
được điều khiển bằng tay số kiểu công tắc xoay có 4 vị trí tiến và 4 vị trí lùi
tương ứng với 2 chiều quay của động cơ điện Đ.
- Cuộn dịch chuyển 5MY để dịch chuyển điểm làm việc vào giữa đoạn
tuyến tính của đặc tính và làm tăng hệ số khuyếch đại của khuyếch đại từ.

Cuộn hồi tiếp âm theo điện áp của máy phát 3MY có tác dụng nâng
cao độ cứng của đặc tính cơ của động cơ, đảm bảo năng suất làm việc bằng
cách giữ ổn định điện áp ra của máy pha do đó giữ được ổn định tốc độ của
động cơ.
- Cuộn hồi tiếp cắt nhanh theo dòng điện phần ứng sử dụng bộ
khuyếch đại bán dẫn ETO.Trong bộ khuyếch đại bán dẫn có đặt 2 cuộn dây
điều khiển của khuyếch đại từ YMC4 và YMC5,một đèn bán dẫn 3 cực TR
các điốt ổn áp CT1,CT2,cầu chỉnh lưu B, điện trở nhiệt Rt và các điện trở
khác.
16
Bộ ETO sẽ tạo thành mạch hồi tiếp cắt nhanh theo dòng điện phần
ứng ở máy xúc EKG-5A.Ta điện thế đặt vào mạch hồi tiếp chính là sụt áp
trên các cuộn dây cực từ phụ của máy phát CFF và của động cơ điện CFĐ.
Uht=UCF=IƯ(RCFF+RCFĐ)
Như vậy điện áp mạch hồ tiếp tỉ lệ với dòng điện phần ứng tức là tỉ lệ
với tải của đoọng cơ dẫn động cơ cấu chính của máy xúc.
Khi máy xúc làm việc ở chế độ định mức thi Iư=Iđm thì điôt ổn áp
CT1 ở trạng thái khoá,sụt áp trên các điện trở R2+Rt nhỏ hơn điện áp mở
đèn TRAZITOR TR cũng khoá do đó không có dòng điện qua cuộn hồi tiếp.
Nếu dòng điện phần ứng tăng lên thì điện áp đặt vào mạch hồi tiếp
tăng theo làm sụt áp trên điện trở R2+Rt lớn làm cho điôt ổn áp CT1
mở→TR mở →dòng hồi tiếp chảy trong mạch với chiều dòng điện như trên
thì dòng hồi tiếp chạy qua YMC4 như sau:
(+)→YMC4→D1→TR→Rh→B→(-)
Khi đó KĐT sẽ bị khử từ mạnh làm cho dòng kích thích độc lập của máy
phát
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
giảm→điện áp ra của máy phát và dòng điện phần ứng cũng như tốc độ của
động cơ một chiều giảm nhanh tới khi Iư=Idừng thì hệ thống truyền động

điện sẽ dừng lại.
Để ổn định dòng điện tác động của mạch hồi tiếp cắt nhanh khi nhiệt
độ làm việc của máy tăng lên thì người ta đặt thêm điện trở nhiệt Rt trong
cuộn dây cực từ phụ của máy phát.Khi máy nóng sẽ làm cho dây cuốn cực từ
phụ nóng theo điện trở của nó tăng lên khiến cho điện áp trong mạch hồi tiếp
giảm nhưng điện trở nhiệt Rt cũng giảm trị số lên điện áp đặt vào R2+Rt là
17
không đổi để các đèn ổn áp CT1,CT2,TR làm việc ổn định do đó ổn định
được dòng điện cắt của mạch hồi tiếp.
- Cuộn hồi tiếp âm mền theo dòng điện phần ứng 1MY nó làm hạn chế
sự dao động của dòng điện phần ứng.Cuộn 1MY được cấp điện qua cuộn ổn
định OĐ của máy phát.Khi dòng điện phần ứng thay đổi thì từ thông cực từ
phụ sẽ biến thiên ,do đó nó cản ứng trong cuộn OĐ một sức điện động. Đây
chính là nguồn cung cấp cho hồi tiếp âm mền 1MY.Dòng điện này sinh ra tư
thông hồi tiếp có tác dụng chống lại sự thay đổi của dòng điện phần ứng, ổn
định được chế độ làm việc của động cơ.Khi dòng điện phần ứng ổn định thì
tín hiệu phản hồi này cũng mất.
B :Nguyên lý làm việc của hệ thống
Khởi động động cơ không đồng bộ làm quay rôto của máy phát lúc
này tay số vẫn ở số 0 nên máy phát vẫn chưa phát ra điện áp một chiều để
cung cấp điện áp cho phần ứng động cơ Đ nên Đ vẫn chưa làm việc.
Sau khi tốc độ rôto của máy phát chạy ổn định ta đóng tay số về số
1(tiến) làm cho 4MY có điện và từ hoá lõi thép của khuyếch đại từ làm cho
điện cảm của MYI giảm dẫn đến dòng kích từ độc lập của máy phát có,làm
đầu ra của máy phát có điện áp một chiều đặt vào phần ứng động cơ điện
một chiều Đ.Do động cơ một chiều Đ được cung cấp kích từ từ nguồn một
chiều bên ngoài nên khi có điện áp một chiều đặt vào phần ứng của động cơ
thì động cơ một chiều Đ sẽ làm việc quay rôto.Cứ làm tay số tăng quay đến
vị ttrí 2,3,4 thì làm tăng Ucđ→tăng điện áp trên cuộn 4MY→từ hoá lõi thép
lớn hơn nữa→điện cảm trên cuộn MYI giảm lớn hơn nữa→ФKTMF tăng=UF

tăng =n động cơ tăng lên. Đó chính là quá trình tăng tốc độ của động cơ Đ.
Khi động cơ Đ đang chạy ở vị trí số 4 tốc độ động cơ đạt tối đa,muốn
giảm tốc độ thì ta dùng tay cần về vị trí 3,2,1,0 thì Ucđ giảm dầnU trên cuộn
18
4MY giảm dần→điện cảm trên cuộn MYI tăng lên → ФKTMFgiảm→n động
cơ giảm . Đó chính là quá trình giảm tốc độ của động cơ Đ.
Qúa trình trên chính là quá trình tăng tốc và giảm tốc của động cơ Đ
theo chiều thuận(tiến)muốn tăng tốc và giảm tốc theo chiều ngược lại thì ta
gạt tay số về vị trí 1’,2’,3’,4’ quá trình diễn ra như quá trình chay theo chiều
thuận.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
• Nguyên tắc ổn định tốc độ
Khi hệ thống đang làm việc bình thường ở bất kỳ một tốc độ đặt nào
đó.Vì một lý do nào đó tải của động cơ tăng lên làm cho tốc độ động cơ
giảm→Iư giảm và UF giảm.
Khi UF giảm thì 3MY có điện áp đặt vào giảm,nên làmФ 3MY giảm nên
Фt tăng →ФKTMF tăng→UF tăng→tốc độ động cơ tăng đến giá trị đặt của
điện áp chủ đạo.
Khi Iư tăng điện áp rơi trên các cực tư phụ máy phát và động cơ tăng
lên.Nếu UCFF+UCFĐ>Uss thì sẽ có dòng điện chạy qua 2MY=2MY có
từ thông Ф2MY→Фt giảm→UFgiảm→n giảm,tạo ra đường dốc (gãy
khúc của đặc tính cơ).
Nếu giảm về 0 thi UF=0→động cơ dừng lại.
Với Фt=Фcđ-Ф3MY-Ф2MY-Ф1MY-Ф5MY.
19
1.2.C ác thông số kỹ thuật của hệ thống truyền động điện trên máy xúc
ЭКΓ-5A:
1.2.1 Động cơ và máy phát điện:
a. Động cơ dẫn động АГ-M, mã hiệu AЭ-113-4T:

Công suất 250KW, tốc độ 1480vg/ph loại dược bảo vệ và làm mát, có
rô to lồng sóc kép, cuộn dây Stato chia làm 2 cấp điện áp 3000V, 6000V, các
cực đầu vào đặt trong hộp kín gắn với thân động cơ.
Động cơ cho phép tải 2.2 lần trong thời gian ngắn, cuộn dây STATO
có bọc chống ẩm loại B, có bảo vệ cực tiểu khỏi điện áp mạng sụt quá thấp
(<65%U
đm
) bằng cách ngắt tự động máy cắt dầu cho cuộn HK.
b. Máy phát điện một chiều loại ΠЭΜ:
Bao gồm các máy phát nâng hạ gầu, ra vào tay gầu, quay-di chuyển,
dùng để cung cấp điện cho các động cơ một chiều của các cơ cấu chính.
Cuộn kích thích song song được cung cấp trực tiếp từ máy phát và
được nối song song với phần ứng, để tránh sự tự kích của máy phát khi
không có dòng điện cuộn KTĐL, cuộn kích thích song song được nối với
phần ứng qua điện trở phụ 2СДΠ, độ lớn của nó gấp 6-7 lần giá tri điện trở
của cuộn tự kích ΟΒш.
Trên các cực phụ được đặt các cuộn ổn định chuyên dùng, cổ góp làm
từ những phiến đồng ký thuật điện hình nem, giữa chúng có cách điện bằng
mi ca
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
c. Máy phát điện một chiều loại ΜΠ:
Dùng để cung cấp điện cho mạch điều khiển của máy xúc và cuộn
KTĐL các động cơ dẫn động và động cơ mở đáy gầu.
20
Máy phát được kích thích hỗn hợp (kích thích nối tiếp và song song ),
sự tự kích như vậy là cần thiết để giữ cho điện áp đầu ra của máy phát là
115V khi dòng tải thay đổi, người ta dùng bộ điều chỉnh điện áp tự động(
БCTB ), nó duy trì tự động điện áp trên cửa ra của máy phát khi có sự thay
đổi nhiệt độ của môi trường xung quanh.

d. Động cơ điện một chiều:
Trên tời nâng hạ người ta đặt một động cơ loại ДΠЭ - 816, có công
suất 200kW, 440V, 750Vg/ph, phần ứng của nó được nối với máy phát.
Trên cơ cấu ra vào gầu đặt một động cơ loại ДΠЭ - 52, có công suất
54kW, 395V, 1200Vg/ph, phần ứng của nó được nối với máy phát.Cũng trên
cơ cấu ra vào gầu có đặt một loại động cơ ДΠЭ - 12Y2 có công suất 3,6kW,
110V, 1430Vg/ph.
Trên cơ cấu quay đặt hai động cơ loại ДΠЭ - 52, có công suất 60kW, 305V,
1230Vg/ph ở bên trái và bên phải vòng quay phần ứng của nó được nối tiếp
với nhau với máy phát ГΠЭI3 -I4/I2M -Y2.
Động cơ loại ДΠЭ - 52 có công suất 54kW, 395V, 1200Vg/ph được
dùng để di chuyển máy xúc.
1.2.2Hệ thống cung cấp điện xoay chiều
Máy xúc ЭКГ-5A làm việc ở gương tầng, nhận điện từ lưới điện 3 pha
- 6000V qua tủ điện cao thế ЯKHO- 10 đặt ngoài trời, theo cáp mềm loại
3x25+1x10 mm
2

đến hộp đầu vào đặt ở bệ dưới máy xúc, từ đó đến đầu tĩnh
của vòng tiếp điện cao thế đặt ở giữa bàn quay và đế dưới, qua vòng động
của vòng tiếp điện này đến cầu dao cách ly (PY-PB) 6kV cho các thiết bị
phân phối ở trong buồng máy trên bàn quay. Từ thiết bị phân phối 6kV qua
máy cắt dầu (BMЭ-6) cung cấp điện cho động cơ dẫn động 3 pha của bộ dẫn
động 5 máy, cũng từ thiết bị phân phối 6kV điện dẫn qua cầu chì ống loại
21
(ΠКЭ-6) cung cấp cho máy biến áp lựcTP1( TAMЭ), công suất 40kVA-
6/0,23kV.
Trong tủ phân phối các thiết bị cao áp để điều khiển động cơ dẫn động
còn có các thiết bị hạ áp như: Áptômát, khởi động từ , được đặt ở ngăn
dưới cùng để cung cấp cho

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
khuyếch đại từ, các động cơ bơm dầu, quạt mát, chiếu sáng được cung cấp
từ máy biến áp lực. Riêng hệ thống đèn gầm 12V được cung cấp từ máy biến
áp 1 pha 220/12V.
1.2.3 Nhật xét:
Trong máy xúc ЭΚΓ - 5A các cơ cấu chính được TĐĐ theo hệ máy
phát - động cơ - khuyếch đại từ. Với hệ thống này có nhiều ưu điểm phù hợp
với các chế độ của máy:
- Có thể thay đổi tốc độ quay của động cơ phù hợp với từng chế độ
làm việc cụ thể.
- Việc điều khiển các cơ cấu linh hoạt, nhẹ nhàng có độ tin cậy cao.
- Dải điều chỉnh tốc độ quay của động cơ rộng, có khả năng hãm điện
và trả năng lượng về nguồn.
- Có khả năng tự điều chỉnh, điều khiển và bảo vệ động cơ khi làm
việc quá tải.
1.3 Nguyên lý làm việc của các cơ cấu nâng hạ gầu
1.3.1 Đặc tính cơ kiểu máy xúc
Các cơ cấu của máy xúc khi làm việc do tải luôn thay đổi có nghĩa là
mô men cản luôn thay đổi dẫn đến dòng điện trong hệ thống máy phát động
cơ thay đổi theo làm cho máy xúc làm việc không ổn định. Muốn cho hệ
22
thống làm việc ổn định người ta phải tạo ra cho máy xúc một đường đặc tính
riêng đường đặc tính này gồm hai phần:
- vùng công tác là đoạn đặc tính Aω
0
được tạo ra bởi hệ thống truyền
động làm các mạch hồi tiếp âm theo tốc độ hoặc theo áp
- Vùng công tác là đặc tính AI
d

, vùng này được tạo ra bởi mạch hồi
tiếp cắt nhanh theo dòng phần ứng. Phần diện tích hình chữ nhật ω
0
AI
d
0 là
phần đặc tính lý tưởng, để đặc trưng cho hệ thống TĐĐ có đặc tính cơ cấu
kiểu xúc, người ta đưa ra hệ số điền kín.
P: Công suất động cơ trên trục.
P
dt
: Công suất điện từ.
Với K
dk
=0,8~0,9 thì máy xúc làm việc với năng suất tương đối ổn định và
cao.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
1.3.2. Chức năng bộ khuyếch đại từ của máy xúc ЭKГ-5A
a. Chức năng các cuộn của KĐT:
- Cuộn YMC1: là cuộn hồi tiếp âm mềm theo dòng phần ứng, cuộn
này liên hệ mềm về cường độ đảm bảo cho tốc độ động cơ thay đổi từ từ khi
23
tải động cơ thay đổi, dòng điện đi qua cuộn YCM1 có chiều phụ thuộc vào
sự tăng hay giảm của động cơ.
Cuộn YMC2: là cuộn chủ đạo, cho dòng một chiều chạy qua tạo ra từ
thông chính để từ hoá lõi thép KĐT, chiều và giá trị của nó sẽ quyết định
đến giá trị và cực tính của điện áp đặt lên phần ứng của máy phát, đến tốc độ
và chiều quay của động cơ. Việc thay đổi chiều và giá trị của cuộn chủ đạo
thông qua hộp khống chế điều khiển KK.

Cuộn YMC3: là cuộn dịch chuyển, có tác dụng để điều chỉnh giá trị
ban đầu của dòng kích thích độc lập máy phát, cân bằng đặc tính hai
khuyếch đại từ đơn tạo ra đường đặc tính chuẩn của KĐT kép qua điểm 0
( Điểm cân bằng ).
Cuộn YMC4: là cuộn hồi tiếp cắt nhanh theo dòng phần ứng, dòng I
c
được điều chỉnh bởi điốt ổn áp CT1 và bóng bán dẫn T1, cuộn này có tác
dụng bảo vệ hệ thống máy phát động cơ khi làm việc quá tải.
Cuộn YMC5: có tác dụng như cuộn 4.
Cuộn YMC6: là cuộn hồi tiếp âm cứng và mềm theo điện áp máy
phát, cuộn này tạo ra từ thông tỷ lệ với phần ứng của máy phát, từ thông này
có chiều chống lại chiều từ thông trong cuộn YCM2. Cuộn YCM6 có tác
dụng làm tăng độ cứng của đường đặc tính cơ trong vùng công tác, rút ngắn
thời gian quá trình quá độ tăng năng suất máy, hãm khi hãm truyền động khi
máy hạ tải.
B. nguyên lý làm việc của KĐT:
Khi chưa có tín hiệu điều khiển (I
dk
=0) thì dòng điện ở cửa ra ( +1-1
và +2-2 ) của KĐT kép là có giá trị bằng nhau và bằng 1/2 giá trị dòng định
mức nhờ việc điều chỉnh dòng điện cuộn dịch chuyển YCM3 ( cuộn YCM3
được đấu nối tiếp với nhau còn các cuộn khác được đấu ngược nhau theo
24
trình tự HKKH để cho từ thông ở hai vế ngược nhau, mỗi cuộn làm việc
theo một chiều )
Khi có tín hiệu điều khiển (I
dk
≠0 ) thì do cách nối của các cuộn điều
khiển mà dòng I
dk

sẽ từ hoá một trong hai KĐT và khử KĐT còn lại. Như
vậy làm cho dòng điện ở cửa ra của KĐT bị giảm đi, kết quả là ta được điện
áp của máy phát trong các cơ cấu của máy xúc như ta mong muốn.Khi đổi
chiều dòng I
dk
thì quá trình từ hoá và khử từ sẽ ngược lại quá trình trước.
1.3. 3. nguyên lý làm việc của mạch hồi tiếp cắt nhanh theo dòng phần
ứng БТΟ
* Sơ đồ nguyên lý trình bày ở hình 3.9
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý khối БТΟ
25