truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thủy

Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
1
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Đ
Ề TÀI
" T
ổng quan truyền động điện thiết bị
làm hàng
tàu thu
ỷ tr
ên thực tế
” Đi sâu nghiên c
ứu hệ
th
ống làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng
sóc 3 c
ấp tốc độ ứng dụng PLC
.
Giáo viên hư
ớng dẫn
:
Sinh viên th
ực hiện
:

Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
2
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
M
ỤC LỤC
Trang
L
ỜI MỞ ĐẦU
03
PH
ẦN I:TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT
B
Ị LÀM HÀNG TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ
04
CHƯƠNG 1:CH
ỨC NĂNG,PHÂN LOẠI V
À YÊU CẦU CỦA
HỆ THỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ
04
1.1:Ch
ức năng của hệ thống l
àm hàng trên tàu thuỷ
04

1.2:Phân lo
ại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ
04
1.2.1.Phân lo
ại theo mục đích sử dụng
04
1.2.2.Phân lo
ại theo chức năng của truyền động điện
04
1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động
đi
ện
04
1.2.4.Phân lo
ại the
o ch
ế độ công tác
04
1.2.5.Phân lo
ại theo hệ thống nguồn cấp
05
1.2.6.Phân lo
ại theo hệ thống điều khiển
05
1.3:Yêu c
ầu của Đăng kiểm đối với TĐĐ thiết bị làm hàng
05
1.3.1.Năng su
ất làm hàng cao
05

1.3.2.An toàn cho hàng hoá,thi
ế
t b
ị
07
CHƯƠNG 2:TRUY
ỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG
S
Ử DỤNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN
08
2.1:H
ệ thống truyền động điện làm hàng với động cơ điện
xoay chi
ều nhiều cấp tốc độ
08
2.1.1:H
ệ thống l
àm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc
đ
ộ của hãng SIEMEN
09
1.Gi
ới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
09
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
10
2.1.2:H
ệ thống truyền động điện làm hàng Van
-Đ
ộng cơ xoay

chi
ều h
ãng ASEA
16
1.Gi
ới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
16
2.Nguyên lý ho
ạt
đ
ộng của hệ thống
18
2.2: Đánh giá ưu như
ợc điểm của hệ thống l
àm hàng sử
d
ụng động cơ xoay chiều nhiều cấp tốc độ
21
CHƯƠNG 3: H
Ệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG S
Ử DỤNG ĐỘNG C
Ơ THUỶ LỰC
23
3.1: Gi
ới thiệu chung về hệ thống làm hàng sử dụng động cơ
thu
ỷ lực
23
3.2: H

ệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu
GOLDENSTART
24
1.Gi
ới thiệu phần tử v
à chức năng của các phần tử
24
2.Nguyên lý ho
ạt động của hệ thống
25
3.3. Đánh giá ưu như
ợc điểm của hệ thống làm hàng thuỷ
27
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
3
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
l
ực
CHƯƠNG 4:H
Ệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG ĐI
ỆN
-THU

Ỷ LỰC
29
4.1: Gi
ới thiệu chung về hệ thống làm hàng điện
- thu
ỷ lực.
29
4.2: H
ệ thống truyền động điện l
àm hàng điện
-thu
ỷ lực
hãng NMF(tàu Phú M
ỹ)
29
1.Gi
ới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
29
2.Nguyên lý ho
ạt động của hệ thống
32
4.3: Đánh giá ưu như
ợc điểm của hệ thống
38
PH
ẦN II:ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU
KHI
ỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ L
ÀM HÀNG
VỚI ĐỘNG CƠ DỊ BỘ ROTO LỒNG SÓC 3 CẤP TỐC

Đ
Ộ ỨNG DỤNG PLC
40
CHƯƠNG 1:GI
ỚI THIỆU VỀ
S7-300 VÀ NGÔN NG
Ũ LẬP
TRÌNH PLC
40
1.1:Gi
ới thiệu về S7
-300
40
1.2:Gi
ới thiệu về ngôn ngữ lập trình PLC
44
1.3: Trình t
ự chung của việc viết chương trình điều khiển
45
CHƯƠNG 2: NGUYÊN L
Ý HO
ẠT ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG
SƠ Đ
Ồ THUẬT TOÁN CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
.
48
2.1: Thuy
ết minh nguyên lý hoạt động của hệ thống điều
khi
ển

48
2.2: Xây dựng sơ đồ thuật toán cho hệ thống
50
CHƯƠNG 3: XÂY D
ỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
CHO S7-300
73
3.1: B
ảng các tín hiệu vào ra
73
3.2: Chương trình đi
ều khiển cho S7
-300
75
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHUNG VÀ K
ẾT LUẬN
104
K
ẾT LUẬN CHUNG
105
TÀI LI
ỆU THAM KHẢO
106
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
4

L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
L
ỜI MỞ
ĐẦU
Trong nh
ững năm gần đây và nhiều năm
t
ới, ngành kinh tế Hàng hải
đóng vai tr
ò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH của
đ
ất nước. Cụ thể là ngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tải
l
ớn, vận tải trên nhiều tuyến, cả nội địa lẫn quốc tế. Song song với nó là
vi
ệ
c đóng m
ới các con t
àu với trọng tải ngày càng lớn, ngày càng hiện đại ở
các Nhà máy đóng tàu. Cùng v
ới việc xuất hiện các cảng nước sâu ở Việt
Nam.
Do v
ậy, việc học tập về những ng
ành kinh tế có liên quan đến Hàng
h
ải là một hướng đi đúng đắn.
Sau 4,5 năm h

ọc tập tại Khoa Điện
- ĐTTB, Trư
ờng ĐHHH Việt Nam.
Em đ
ã
được các thầy cô giáo trong khoa trang bị cho những kiến thức quan
trọng, để chuẩn bị làm việc trên các con tàu hiện đại. Để chứng thực cho
ki
ến thức của m
ình, em đã được Ban chủ nhiệm Khoa giao cho
đ
ề t
ài tốt
nghi
ệp:
" T
ổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ trên thực tế.
Đi sâu nghiên c
ứu hệ thống l
àm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc
3 c
ấp tốc độ ứng dụng PLC ".
M
ặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi sâu và tìm hiểu trong
th
ực tế, với mong muốn ho
àn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.
Song do h
ạn chế về kiến thức cũng như về tầm nhìn thực tế, nên trong quá
trình th

ực hiện đề tài không tránh khỏi những khiếm khuyết. Em mong
nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy giáo trong khoa.
Em xin g
ửi lời cảm ơn chân thành nhất tới toàn thể các thầy cô giáo
trong khoa Đi
ện
- ĐTTB và Th
ầy giáo h
ướng dẫn: Thạc sĩ Hứa Xuân Long,
Th
ầy giáo Vương Đức Phúc đã giúp em hoàn thành bản luận văn của mình.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
5
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
PH
ẦN I:
T
ỔNG QUAN
V
Ề CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT BỊ LÀM HÀNG
TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ
CHƯƠNG 1:CH
ỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ

TH
ỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ:
1.1:Ch
ức năng của hệ thống l
àm hàng trên tàu thuỷ:
H
ệ thống làm hàng trên tàu thuỷ có chức năng bốc xếp hàng hoá từ
tàu
lên b
ờ, từ bờ lên tàu, vận chuyển các trang thiết bị trên tàu, thu thả dây cáp,
đóng m
ở nắp hầm h
àng, cẩu thực phẩm từ bờ lên tàu để cung cấp cho
thuy
ền viên
1.2:Phân lo
ại hệ thống l
àm hàng trên tàu thuỷ:
1.2.1.Phân lo
ại theo mục đích sử dụng:
- Tời hàng và cần trục: đây là các thiết bị được sử dụng rộng rãi trên
các tàu v
ận tải. Chúng thực hiện chức năng bốc xếp h
àng hoá từ tàu
lên b
ờ hoặc ngược lại hay bốc xếp hàng hoá giữa hai tàu với nhau
khi đanh neo đ
ậu trên vịnh, trên biển.
- Máy nâng: dùng đ
ể n

âng h
ạ v
à di chuyển hàng hoá ở các kho bãi
ho
ặc di chuyển, bốc xếp các thiết bị, chi tiết máy trong buồng máy
tàu thu
ỷ.
- Nhóm t
ời thông dụng: tời nâng hạ cầu thang, tời nâng hạ xuồng cứu
sinh, t
ời sau lái
- Nhóm t
ời đặc biệt: là các loại tời được trang bị
trên các tàu c
ứu hộ,
tàu đánh cá, tàu nghiên cứu biển
1.2.2.Phân lo
ại theo chức năng của truyền động điện:
- Cơ c
ấu nâng hạ: C
ơ cấu này để nâng hàng (hoặc cần) lên hay hạ
hàng (ho
ặc hạ cần) xuống một độ cao h nhất định.
- Cơ c
ấu quay mâm: Cơ cấu này để đư
a hàng hay c
ần quay sang
ph
ải hay trái một góc nhất định.
- Cơ c

ấu thay đổi tầm với: Cơ cấu này để thay đổi phạm vi làm
vi
ệc cho cần
1.2.3.Phân lo
ại theo hệ thống truyền động của truyền động điện:
- Truy
ền động điện cơ: đơn giản trong chế tạo, có hiệu suất sử
d
ụng
chung c
ủa to
àn hệ thống cao (khoảng 0,79
 0,9)
- Truy
ền động điện thuỷ lực: dạng truyền động này đang được sử dụng
ngày càng rông rãi cho nhóm máy ph
ụ tr
ên boong. Chúng có các ưu
đi
ểm nổi bật sau: cho phép sử dụng động cơ dị bộ rôto lồng sóc một
t
ốc
đ
ộ làm động cơ thực hiện, có thể điều khiển ở phần thuỷ lực
1.2.4.Phân lo
ại theo chế độ công tác:
- Công tác
ở chế độ ngắn hạn lặp lại: tời hàng, cần trục, tời lai tự
đ
ộng,

Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
6
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
- Công tác
ở chế độ ngắn hạn: tời nâng hạ xuồng, tời nâng hạ cầu
thang.
1.2.5.Phân lo
ại theo hệ thống nguồn cấp: lấy nguồn trực tiếp từ l
ưới điện
hay t
ừ máy phát riêng.
- H
ệ thống được lấy nguồn trực tiếp từ lưới điện: loại này phổ biến
trên các tàu hàng. Ngu
ồn được lấy từ máy phát chung cho toàn tàu,
đ
ặt dưới buồng máy.
- H
ệ thống đ
ược l
ấy nguồn từ máy phát ri
êng: lo
ại này ít phổ biến hơn,

đ
ể phục vụ việc cấp điện cho hệ thống làm việc, có một máy phát
riêng.
1.2.6.Phân lo
ại theo hệ thống điều khiển: điều khiển bằng tay khống chế
ho
ặc tay điều khiển kết hợp với trạm từ.
- Đi
ều khiển bằng ta
y kh
ống chế: việc đóng mở các công tắc tơ trực
ti
ếp bằng tay điều khiển. Hệ thống n
ày chỉ áp dụng cho các cần cẩu
có công suất làm hàng thấp, trọng lượng hàng nhỏ ( ≤ 500 tấn)
- Đi
ều khiển kết hợp với trạm từ: việc điều khiển đ
ược thực hiện qua
trung gian: công t
ắc tơ trung gian, rơle trung gian để điều khiển
đóng m
ở các công tắc tơ, hay van khống chế hoạt động của hệ thống.
H
ệ thống n
ày áp dụng cho các cần cẩu có công suất làm hàng cao,
tr
ọng lượng hàng cao.
1.3:Yêu c
ầu của hệ thống làm hàng trên tàu th
u

ỷ:
Yêu c
ầu cao nhất đối với thiết bị l
àm hàng tàu thuỷ là rút ngắn được
th
ời gian bốc xếp hàng hoá tại bến cảng. Như chúng ta đã biết, ngày nay
các nhà máy đóng tàu đ
ã cho ra đời những con tàu có tốc độ khá cao (có
thể đạt tới 25-30 hải lý/1 giờ). Với tốc độ hành trình lớn như vậy thời gian
quay vòng c
ủa con tàu phụ thuộc chủ yếu vào thời gian bốc xếp hàng hoá ở
các đ
ầu bến.
Rõ ràng mu
ốn nâng cao tính kinh tế của vận tải đường biển ta phải tìm
cách rút ng
ắn thời gian bốc xếp hàng hoá. Muốn thế, ngoài những
yêu c
ầu
k
ỹ thuật chung cho các hệ thống truyền động điện nh
ư ta đã biết, thiết bị
làm hàng tàu thu
ỷ phải đáp ứng được hai yêu cầu rất quan trọng sau:
1.3.1.Năng su
ất làm hàng cao:
Đ
ể thoả m
ãn yêu cầu năng suất làm hàng cao, thiết bị làm hàng phải
đư

ợc tín
h toán l
ựa chọn theo các yếu tố sau:
*Đ
ảm bảo đủ tốc độ nâng hạ hàng khi tải là tải định mức: Truyền
động điện thiết bị làm hàng có chế độ công tác là chế độ ngắn hạn lặp lại
(tu
ỳ theo từng cơ cấu mà hệ số ngắn hạn lặp lại có thể là 25% hoặc 40%).
Như v
ậy,
trong 1 chu k
ỳ công tác, th
ường xuy
ên x
ảy ra tình trạng đóng mở
máy. M
ặt khác, quãng đường mà hàng hoá di chuyển ở từng giai đoạn của
chu k
ỳ làm hàng thường không lớn. Vì vậy, khi tải của hệ thống là tải định
m
ức ta cần lựa chọn đ
ược một tốc độ nâng hạ hàn
g h
ợp lý nhất. V
ì quãng
đư
ờng di chuyển ngắn lại thường xuyên xảy ra các quá trình hãm, gia tốc,
kh
ởi động, Việc lựa chọn tốc độ lớn sẽ không phát huy được tác dụng.
Lu

ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
7
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
M
ặt khác, khi chọn tốc độ lớn sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước của hệ
th
ống . Ngược
l
ại, nếu chọn tốc độ quá thấp thì thời gian của một chu kỳ
b
ốc xếp sẽ tăng l
àm giảm năng xuất bốc xếp hàng.
M
ặt khác, khi lựa chọn tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức ta còn
c
ần phải chú ý đến yếu tố an toàn của hàng hoá. Việc lựa chọn tốc độ phải
tính tới sự gia tốc b
ình thường để không gây xung lực lớn, đột ngột ở dây
cáp và các b
ộ cơ khí của cơ cấu truyền động.
*H
ệ thống phải có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng, tạo
đư
ợc tốc độ cao khi không tải hoặc khi tải nhẹ.

Khi nghiên c
ứu 1 chu kỳ làm
hàng c
ủa tời hàng hoặc cần trục ta thấy
t
ải của hệ thống không phải l
à một giá trị cố định. Vì vậy, nếu ta gọi tốc độ
nâng h
ạ hàng với tải định mức là V
đm
thì h
ệ thống cần phải có những cấp
t
ốc độ trung gian khác phù hợp với từng trạng thái của tải. Sau đ
ây là m
ột
ví d
ụ:
Tốc độ nâng hạ hàng toàn tải: V
đm
Tốc độ nâng hạ hàng bằng 1/2 tải định mức: (1,5 1,7)V
đm
T
ốc độ nâng hạ móc không: (3
 3,5)V
đm
.
Tu
ỳ theo cấp tàu và khả năng tải của hệ thống, người thiết kế cần lựa
ch

ọn tốc độ cho phù hợp.
M
ặt khác, để
nh
ấc thử h
àng,
đặt h
àng ch
ạm đất và đưa hàng vào hầm
tàu m
ột cách chính xác, an toàn, hệ thống cần thiết phải có một tốc độ thật
th
ấp. Tốc độ này phụ thuộc vào độ cao đặt hàng chạm đất. Chúng ta có thể
tham kh
ảo tốc độ n
ày theo bảng sau:
T
ốc độ đặt h
àng
ch
ạm đất (m/p)
3
6
9
15
24
36
40
Đ
ộ cao đặt h

àng (m)
0,13
0,5
1,1
3,2
8,2
18
25
Khi l
ựa chọn tốc độ này ta còn cần phải chú ý loại hàng hoá cần bốc
xếp. Nếu hàng hoá là loại không dễ hỏng, không dễ vỡ (gỗ, bông, sắt
thép, ) thì có th
ể chọn tốc độ
đ
ặt hàng chạm đất lớn. Ngược lại, với loại
hàng hoá d
ễ vỡ, dễ h
ư hỏng thì ta cần chọn độ cao hạ hàng và tốc độ chạm
đ
ất thấp.
*Có kh
ả năng rút ngắn thời gian quá độ: ta đã biết, tời hàng và cần
tr
ục l
àm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra
các quá trình
kh
ởi động, hãm đối với động cơ điện (theo thống kê, số lần khởi động, hãm
có th
ể lên tới 500 l/h). Vì vậy, việc rút ngắn thời gian quá độ có ý nghĩa to

l
ớn trong việc nâng cao năng suất l
àm hàng. Để rút ngắn thời gian quá độ
người ta có thể thực hiện các biện pháp sau:
Ch
ọn những động c
ơ điện có mômen khởi động lớn: chế tạo những
đ
ộng cơ chuyên dùng có mômen quán tính nhỏ bằng cách giảm đường kính
c
ủa rôto đồng thời tăng chiều dài của rôto để giữ cho công suất của động cơ
không đ
ổi.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
8
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Ch
ọn động
cơ th
ực hiện của hệ thống là những động cơ có tốc độ
không quá l
ớn. Ta thường chọn những động cơ có tốc độ không lớn hơn
1000 v/p. Vi

ệc chọn động c
ơ có tốc độ không lớn ngoài mục đích làm giảm
tính quán tính c
ủa các phần quay còn nhằm giảm bớt các cơ cấu t
ruy
ền
đ
ộng trung gian, tăng hiệu suất chung của toàn hệ thống.
1.3.2.An toàn cho hàng hoá,thi
ết bị:
An toàn cao cho con ngư
ời, hàng hoá và thiết bị cũng là một yêu cầu
đư
ợc các nh
à thiết kế hết sức coi trọng. Người điều khiển hệ thống phải
ph
ải được bố trí
ở vị trí thích hợp, thuận tiện cho việc quan sát, có thể
phòng ng
ừa được các tai nạn do đứt cáp, rơi hàng, gây ra. Để đảm bảo an
toàn cho hàng hoá, thi
ết bị, hệ thống phải có độ bền c
ơ học cao, hoạt động
nh
ịp nhàng, không gây xung lực đột ngột trên dây
cáp và cơ c
ấu truyền
đ
ộng. Cần phải có các ngắt cuối, ngắt hành trình để tự động ngừng hoạt
đ

ộng của hệ thống khi có những sai phạm trong điều khiển, vận h
ành hệ
thống. Cụ thể, với cần trục, ở cơ cấu nâng hạ hàng phải có thiết bị bảo vệ
móc ch
ạm đỉnh cầ
n, b
ảo vệ sức căng tối đa, sức căng tối thiểu tr
ên dây cáp,
b
ảo vệ quá tốc khi hạ hàng. Ở cơ cấu nâng hạ cần phải có thiết bị bảo vệ
góc nâng c
ần tối đa và góc hạ cần tối thiểu, bảo vệ móc chạm đỉnh cần
Ngoài hai yêu c
ầu chính đ
ã được phân tích ở trên,
thi
ết bị l
àm hàng
tàu thu
ỷ còn cần phải đáp ứng các yêu cầu khác như: hệ thống có tính kinh
t
ế cao trong thiết kế, chế tạo và sử dụng. Thuận tiện cho việc bảo quản, bảo
dư
ỡng, sửa chữa. Với tời h
àng và cần trục, tải của chúng liên tục thay đổi,
th
ời gian l
àm vi
ệc với tải nhỏ chiếm một lượng lớn trong chu kỳ xếp dỡ.
Khi t

ải thay đổi thì hiệu suất truyền của bộ truyền động cơ khí và hệ số
cosφ của lưới điện bị thay đổi. Vì vậy, động cơ thực hiện trong hệ thống tời
hàng và c
ần trục phải được chế tạo đặc biệt đ
ể sao cho cos
φ
và hi
ệu suất ít
thay đ
ổi khi tải thay đổi trong phạm vi rộng.
M
ặt khác, hệ thống phải được lắp đặt chắc chắn, kết cấu đơn giản,
kích thư
ớc và trọng lượng nhỏ, giá thành hạ,
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
9
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
CHƯƠNG 2: TRUY
ỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT BỊ LÀM HÀNG
S
Ử DỤNG ĐỘNG C
Ơ ĐI
ỆN

2.1:H
ệ thống truyền động điện làm hàng với động cơ điện xoay chiều
nhi
ều cấp tốc độ:
V
ới hệ thống này, động cơ điện thường được sử dụng là động cơ điện
d
ị bộ rôto lồng sóc có nhiều cấp tốc độ ( thường là 3 cấp tốc độ). Đây là
lo
ại động c
ơ chuyên dù
ng đư
ợc chế tạo đặc biệt. Động c
ơ này được xem
như hai đ
ộng cơ ghép lại với nhau.Trong đó, tốc độ thứ nhất dùng một
cu
ộn dây riêng rẽ với rôto riêng. Rôto này thường là loại lồng sóc rãnh sâu
ho
ặc lồng kép nhằm mục đích hạn chế d
òng khởi động cho động cơ.
T
ốc
đ
ộ thứ hai và thứ ba được tạo ra bằng cách thay đổi cách đấu dây của cuộn
dây stato th
ứ hai. Việc tạo ra các cấp tốc độ khác nhau được thực hiện bằng
cách thay đ
ổi số đôi cực của cuộn dây stato của động c
ơ. Sơ đồ khối của

động cơ này được trình bày như hình I.1.
Roto thuêng
R«to r·nh kÐp
hoÆc r·nh s©u
Cuén d©y cÊp tèc ®é1 Cuéng d©y cÊp tèc ®é2,3
H×nh I.1:§éng c¬ dÞ bé roto lång sãc
T
ời h
àng từ 3 tấn đến 5 tấn của hãng SIEMEN sử dụng động cơ dị bộ 3
t
ốc độ có 2p = 4/8/16 được trang bị trên các tàu Kim Đồng, Phả Lại, Ỷ
Lan Đ
ộng cơ dị bộ rôto lồng sóc nhiều tốc độ được sử dụng rộng rãi
trong thi
ết bị
làm hàng vì nó có c
ấu tạo đ
ơn giản, đáp ứng được tương đối
tốt các yêu cầu về tốc độ. Có trọng lượng và kích thước nhỏ hơn động cơ
đi
ện một chiều có c
ùng công suất. Tuy nhiên, việc điều chỉnh tốc độ không
láng, mômen kh
ởi động nhỏ hơn so với động cơ điện
m
ột chiều.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ

Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
10
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Sơ đ
ồ tổng thể của hệ thống:
Tay đi
ều khiển gồm có 7 vị trí: 3 vị trí phía nâng hàng, 3 vị trí phía hạ
hàng và v
ị trí 0. Tay điều khiển có kết hợp với trạm từ. Quá trình điều
khi
ển dựa tr
ên nguyên tắc thay đổi
s
ố đôi cực, phổ biến l
à: 2p = 4/8/32.
Ngư
ời điều khiển đưa tay điều khiển sang vị trí mong muốn (VD: nâng
hàng thì
đưa tay điều khiển lên các vị trí tương ứng của nâng hàng, quay
mâm sang trái thì đưa tay điều khiển sang trái với vị trí tương ứng ). Tuỳ
vào h
ệ thống làm hàng và nhiệm vụ cụ thể của nó mà hệ thống có thể có 1
hay 2 hay 3 tay đi
ều khiển. Nếu hệ thống l
àm hàng cần cả 3 cơ cấu là nâng
h
ạ hàng, nâng hạ cần, quay mâm thì có đủ cả 3 tay điều khiển.

Đ
ộng cơ điện ở đây được cấp nguồn theo 1 trong 3
con đư
ờng khác
nhau, tương
ứng với mỗi cấp tốc độ.
2.1.1:H
ệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc độ của
hãng SIEMEN: (Sơ đ
ồ ở tập bản vẽ)
2.1.1.1.Gi
ới thiệu phần tử v
à chức năng của các phần tử:
M
1
: Đ
ộng cơ thực hiện. Đây là loại động cơ d
ị bộ rôto lồng sóc ba tốc
đ
ộ có ba cuộn dây riêng biệt đấu sao với số đôi cực 4/8/16 công suất tương
ứng 4,5/22/45 KW.
M
2
: Đ
ộng cơ quạt gió.
S
11
: Phanh đi
ện từ, ở đây sử dụng phanh điện từ 1 chiều (v
ì có số lần

đóng m
ở cho phép lớn, lực hút ổn định), ngu
ồn 1 chiều cấp cho phanh nhận
đư
ợc từ cầu chỉnh lưu ba pha n
11
.
m
13
: bi
ến áp hạ áp 380/220
-110V đ
ể cấp nguồn cho phanh điện từ v
à
thi
ết bị bảo vệ quá tải.
Hình I.2: S
ơ đồ tổng thể của hệ thống làm hàng với
đ
ộng cơ dị bộ 3 cấp tốc độ.
Tay đi
ều khiển
Tủ điều khiển
Đ
ộng c
ơ
2p = 4/8/32
Cơ c
ấu
truy

ền
Tr
ống
cáp
Phan
h
Ngu
ồn
Ngu
ồn
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
11
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
r
12
: Đi
ện trở phóng điện cho cuộn phanh, nhằm bảo vệ cho cuộn dây
phanh không b
ị đánh thủng do mức ch
ênh l
ệch điện thế ở các vòng dây tại
th
ời điểm quá độ.

r
11
: Đi
ện trở hạn chế.
A
11
a
11
và B
11
b
11
: hai tay đi
ều khiển. Hệ thống có thể được điều khiển
t
ừ hai phía với hai tay điều khiển này. Mỗi tay điều có bảy vị trí, một vị trí
"0" và ba v
ị trí về mỗi phía
nâng, h
ạ.
b
12
: Công t
ắc h
ành trình. Công tắc này được đặt tại cửa gió làm mát
đ
ộng cơ, khi cửa gió mở ra thì công tắc này đóng lại.
1b
1
: nút d

ừng khẩn cấp, được đặt tại tay điều khiển chính.
C
16
: Công t
ắc t
ơ khống chế quạt gió.
C
11
, C
12
: Hai công t
ắc tơ k
h
ống chế đảo chiều.
C
13
, C
14
, C
15
: Các công t
ắc tơ khống chế các tốc độ một, hai, ba.
C
17
: Công t
ắc t
ơ khống chế mạch phanh điện từ. Đây là công tắc tơ
điện từ một chiều.
d
11

: Rơle trung gian th
ực hiện chức năng bảo vệ "không".
d
12
, d
13
: Các rơle trung gian đ
ảo chiều.
d
14
: Rơle trung gian.
d
15
: Rơle th
ời gian. R
ơle này có chức năng duy trì cho động cơ làm
vi
ệc ở tốc độ một bằng thời gian trễ của nó khi đưa nhanh tay điều khiển từ
t
ốc độ hai hoặc ba về vị trí "0".
d
16
, d
17
: Các rơle th
ời gian có chức năng ch
uy
ển dần từng nấc tốc độ
m
ột, hai, ba khi đưa nhanh tay điều khiển từ tốc độ "0" sang tốc độ ba.

U
11
d
1 và
U
12
d
2
: Các ph
ần tử cảm biến nhiệt dùng để bảo vệ quá tải
chung và bảo vệ quá tải ở các cấp tốc độ cao cho động cơ.
f
1
, f
2
, f
3
: Là các ph
ần tử cảm biến
nhi
ệt. Đây là các điện trở nhiệt có hệ
s
ố nhiệt d
ương, khi nhiệt độ tăng thì điện trở của chúng tăng. Các điện trở
nhi
ệt này được đặt trong rãnh đặt các cuộn dây của động cơ do vậy chúng
c
ảm nhận được rất chính xác sự thay đổi của nhiệt độ.
e
11

, e
12
, e
13
: C
ầu ch
ì bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống điều khiển.
e
14
, e
15
: C
ầu chì bảo vệ mạch phanh.
e
16
: Rơle nhi
ệt bảo vệ quá tải cho quạt gió.
2.1.1.2.Nguyên lý ho
ạt động của hệ thống:
Khi c
ửa gió làm mát động cơ mở, tiếp điểm hành trình b
12
đóng l
ại.
Khi đó công t
ắ
c tơ C
16
đư
ợc cấp điện, tiếp điểm C

16
ở mạch động lực đóng
lại, cấp điện cho động cơ quạt gió hoạt động. Đồng thời tiếp điểm C
16
(13-
14) đóng l
ại chờ sẵn
Gi
ả sử ta sử dụng tay điều khiển A
11
b
11
.
Khi tay đi
ều khiển ở vị trí 0, rơle d
11
có đi
ện (do tiếp điểm
C
16
đă
đóng), rơle d
14
, công t
ắc tơ C
13
c
ũng có điện, sẵn sàng đưa hệ thống vào
làm vi
ệc. Khi d

11
có đi
ện, đóng tiếp điểm d
11
(13-14) c
ấp điện cho mạch
đi
ều khiển phía sau.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
12
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Khi rơle d
14
có đi
ện, đóng tiếp điểm d
14
(1-2) t
ự giữ, đóng tiếp điểm
d
14
(13-14) s
ẵn
sàng cho đ

ộng cơ M
1
ho
ạt động ở tốc độ 2, hoặc tốc độ 3.
Khi công t
ắc t
ơ C
13
có đi
ện, đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực sẵn
sàng cho đ
ộng cơ M
1
ho
ạt động ở tốc độ 1 và tiếp điểm C
13
(13-14) đóng l
ại
ch
ờ sẵn cấp điện cho C
17
.
Khi đưa tay đi
ều tới vị trí
1 phía nâng hàng:
Công t
ắc tơ d
13
có đi
ện. Tiếp điểm d

13
(1-2) đóng l
ại cấp điện cho công
t
ắc t
ơ C
12
và ti
ếp điểm d
13
(13-14) đóng l
ại chờ sẵn. Khi C
12
có đi
ện, tiếp
đi
ểm C
12
(13-14) đóng l
ại tự giữ, tiếp
đi
ểm của nó ở mạch
động lực đóng
l
ại, tiếp điểm C
12
(17-18) đóng l
ại. Khi đó công tắc tơ C
17
có đi

ện, cuộn
phanh đư
ợc giải phóng. Do đó động c
ơ M
1
ho
ạt động ở cấp tốc độ 1 (do
ti
ếp điểm C
12
ở mạch động lực đ
ã đóng). Đồng thời, khi C
12
(17-18) đóng
l
ại, thì rơle d
16
có đi
ện, sau trễ đóng tiếp điểm d16 (3
-4), s
ẵn sàng đưa tốc
đ
ộ 2 v
à 3 vào hoạt động. Tốc độ 1 của động cơ được đưa vào hoạt động khi
nhấc thử hàng hoặc đặt hàng chạm đất.
Khi đưa ti
ếp tay điều khiển sang vị trí 2 phía nâng h
àng:
Khi đó ti
ếp điểm A

11
a
11
(9-09) đóng l
ại cấp điện cho công tắc tơ C
14
và
rơle th
ời gian d
17
. Khi C
14
có đi
ện, tiếp điểm C
14
(15-16) m
ở ra, công tắc tơ
C
13
m
ất điện, l
àm cho tiếp điểm của nó ở mạch động lực mở ra, và tiếp
đi
ểm C
13
(13-14) c
ũng mở ra. Đồng thời khi đó, tiếp điểm C
14
(13-14) đóng
l

ại cấp điện cho cuộn dây phanh C
17
, ti
ếp điểm của C
14
ở mạch động lực
đóng l
ại, động c
ơ M
1
chuy
ển sang hoạt động ở cấp tốc độ 2. Khi r
ơle d
17
có
đi
ện, đóng tiếp điểm d
17
(3-4) s
ẵn sàng đưa cấp tốc độ 3 vào hoạt động.
Khi đưa tay đi
ều khiển sang vị trí 3 phía nâng hàng: (khi nâng hoặc hạ
móc không):
Khi đó ti
ếp điểm A
11
a
11
(11- 011) đóng l
ại cấp điện cho rơle C

15
. Ti
ếp
đi
ểm C
15
(19-20) m
ở ra, l
àm mất điện công tắc tơ C
14
. Ti
ếp điểm C
15
(13-14)
đóng l
ại, cấp điện cho cuộn phanh, khi mà C
14
(13-14) m
ở ra. Tiếp điểm của
C
14
ở mạch động lực mở ra, đ
ồng thời khi đó tiếp điểm C
15
ở mạch động
l
ực đóng lại. Động c
ơ M
1
chuy

ển sang hoạt động ở cấp tốc độ 3.
H
ệ thống cũng hoạt động tương tự khi ta đưa tay điều khiển sang vị trí
1, v
ị trí 2, vị trí 3 phía hạ hàng.
*M
ột số đặc điểm kỹ thuật quan trọng của hệ
th
ống:
Đ
ộng cơ thực hiện M
1
có công su
ất lớn (4,5/22/45) KW. Nếu động cơ
đ
ựợc gia tốc tại các cấp tốc độ cao sẽ gây sụt áp lớn cho trạm. Vì vậy, hệ
thống được thiết kế để động cơ phải gia tốc bắt đầu từ tốc độ một dù người
đi
ều khiển có đưa nhanh tay điều
khi
ển từ vị trí "0" tới bất kỳ vị trí nào ở cả
hai phía nâng, h
ạ h
àng.
_ Ho
ạt động của hệ thống khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 0 sang
v
ị trí 3 phía nâng hàng: khi đó rơle d
13
có đi

ện làm đóng tiếp điểm d
13
(1-2);
d
13
(13-14)và m
ở d
13
(5- 6). Khi đó, C
12
có đi
ện l
àm tiếp điểm C
12
ở mạch
động lực đóng . Đồng thời C
12
(17- 18) đóng, ngu
ồn được cấp cho rơle thời
gian d
16
. Đ
ộng cơ bắt đầu gia tốc ở tốc độ thứ nhất (hình I.3). Sau thời gian
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
13

L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
tr
ễ của rơle thời gian d
16
, ti
ếp điểm d
16
(3- 4) đóng l
ại làm công tắ
c tơ C
14
và
rơle th
ời gian d
17
có đi
ện. Tiếp điểm C
14
(15- 16) m
ở làm công tắc tơ C
13
m
ất điện. Đồng thời tiếp
đi
ểm C
14
ở mạch động lực đóng, đ
ộng c

ơ chuyển
sang ho
ạt động ở cấp tốc độ 2 (đặc tính 2). Động cơ thực hiện gia tốc ở tốc
đ
ộ hai với thời gian
b
ằng thời gian trễ của rơle thời gian d
17.
Sau tr
ễ của r
ơ
le d
17
ti
ếp điểm d
17
(3- 4) đóng l
ại, công tắc tơ C
15
có đi
ện. Tiếp điểm
C
15
(19- 20) m
ở ra làm C
14
m
ất điện. Tiếp điểm C
14
ở mạch động lực đóng

c
ấp nguồn cho cuộn dây tốc độ ba. Động c
ơ chuyển sang
làm vi
ệc ở tốc độ
th
ứ ba (đặc tính 3). Khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí "0" sang vị trí 3
phía h
ạ hàng, hoạt động của hệ thống cũng diễn ra tương tự như trên, chỉ
khác là khi đó rơle d
12
có đi
ện để C
11
đư
ợc cấp nguồn, đóng C
11
c
ấp điện
cho đ
ộng cơ qu
ay theo chi
ều hạ hàng.
_ Đ
ể đảm bảo an toàn cho hàng hoá và thiết bị, hệ thống điều khiển
đư
ợc thiết kế để động c
ơ thực hiện không bị dừng đột ngột khi đang làm
việc ở tốc độ cao. Động cơ đang làm việc ở tốc độ hai hoặc ba, nếu đưa
nhanh tay đi

ều khiển
v
ề vị trí "0" th
ì động cơ sẽ chuyển về làm việc ở tốc
đ
ộ một trước khi ngừng. Thời gian động cơ làm việc ở tốc độ này bằng thời
gian tr
ễ của rơle d
15
.
C
ụ thể l
à: Khi đưa tay điều khiển từ vị trí 3 về "0", công tắc tơ C
15
m
ất
đi
ện
Làm ti
ếp điểm C
15
(19-20) m
ở ra, dẫn đến công tắc tơ C
14
m
ất điện .
Như v
ậy, động c
ơ M
1

không đư
ợc cấp điện qua các tiếp điểm của công tắc
tơ C
14
ho
ặc C
15
ở mạch động lực. V
ì C
14
và C
15
đ
ều mất điện nên tiếp điểm
C
14
(15-16) và C
15
(15-16) đóng tr
ở lại, cấp điện cho công tắc tơ C
13
và rơle
thời gian d
15
. Tiếp điểm C
13
ở mạch động lực đóng trở lại, động cơ hoạt
đ
ộng ở cấp tốc độ 1. Trong khi đó, công tắc tơ C
12

(ho
ặc C
11
tu
ỳ theo khi đó
là nâng hay h
ạ h
àng) vẫn tiếp tục được cấp nguồn qua d
15
(5-6) - C
12
(13-
14)- C
11
(19- 20) (ho
ặc d
15
(5-6) - C
11
(13- 14)- C
12
(19- 20)) m
ặc dù khi đó
d
13
(ho
ặc d
12
đ
ã mất điện). Sau một thời gian trễ, tiếp điểm d

15
(5- 6) m
ở
làm C
12
(ho
ặc C
11
) m
ất điện. Động c
ơ được nhanh chóng dừng lại dưới tác
d
ụng của phanh điện (vì khi C
12
m
ất điện, tiếp điểm C
12
(17- 18) m
ở làm
công t
ắc tơ phanh C
17
m
ất điện). Khi đưa tay điều khiển từ vị trí ứng với
t
ốc độ cao về vị trí 0, động c
ơ sẽ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, trong
kho
ảng thời gian từ khi bắt đầu tác động vào tay điều khiển cho đến khi nó
chuy

ển về hoạt động ở tốc
đ
ộ 1. Hoạt động của động cơ M khi này cũng
được mô tả rõ ở đặc tính cơ (Hình I.3).
_ Khi đưa nhanh tay đi
ều khiển từ vị trí 2, vị trí 3 phía nâng hàng sang
phía h
ạ h
àng (hoặc ngược lại), hệ thống có khả năng đảm bảo hoạt động
theo trình t
ự sau: Động cơ t
ự động chuyển về tốc độ một ( quá tr
ình hoạt
đ
ộng tương tự như khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 3 về "0" ). Tuy
nhiên, sau m
ột thời gian trễ của d
15
, thì công t
ắc t
ơ C
12
m
ở tiếp điểm mạch
đ
ộng lực, và cuộn phanh C
17
m
ất điện. Động cơ chuyển từ tốc độ
1 v

ề
d
ừng. Trong lúc đó, tiếp điểm A
11
a
11
(3- 03) đ
ã đóng thì rơle d
12
đư
ợc cấp
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
14
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
đi
ện (vì C
12
(15- 16) đóng tr
ở lại ), làm cho tiếp điểm d
12
(1- 2) đóng, c
ấp
đi

ện cho công tắc tơ C
11
.Ti
ếp điểm của công tắc tơ C
11
ở mạch động lực
đóng. Khi đó đ
ộng c
ơ M
1
đư
ợc
gia t
ốc ở tốc độ một (do công tắc t
ơ C
13
đ
ã
đóng ti
ếp điểm của nó ở mạch động lực để chờ sẵn ). Quá trình động cơ
chuy
ển dần sang tốc độ 2, tốc độ 3 tương tự như khi đưa nhanh tay điều
khi
ển từ vị trí 0 sang vị trí 2, vị trí 3 phía hạ hàng. Tại thời điểm đ
ảo chiều
có x
ảy ra quá trình hãm ngược. Động cơ M không dừng hẳn, mà được
chuy
ển luôn sang gia tốc phía hạ h
àng.

_ Đ
ộng cơ thực hiện làm việc ở chế độ làm mát cưỡng bức nhờ quạt
gió M
2
. N
ếu cửa gió không được mở thì hệ thống điều khiển không được
c
ấp điện
( do b
12
không đóng ). Do đó, công vi
ệc đầu ti
ên khi sử dụng hệ
th
ống này là tác động cho cửa gió mở. Việc này được thực hiện nhờ động
cơ m
ở cửa gió riêng. Nếu quạt gió bị quá tải ( do cánh quạt bị kẹt chẳng
h
ạn), r
ơle nhiệt e
16
s
ẽ tác động l
àm công tắc t
ơ C
16
m
ất điện, ngắt quạt gió
khỏi lưới điện. Đồng thời C
16

(13- 14) mở ra. Động cơ thực hiện chỉ làm
vi
ệc ở tốc độ thứ nhất.
_ Khi đ
ộng cơ làm việc ở các cấp tốc độ cao, vì lý do nào đó bị quá
t
ải, điện trở của điện trở nhiệt f
2,3
tăng lên, rơle d
1
không duy trì
được trạng
thái đóng, ti
ếp điểm U
12
d
1
(11- 14) m
ở ra l
àm rơle trung gian d
14
m
ất điện,
ti
ếp điểm d
14
(13- 14) m
ở ra, động cơ sẽ tự động chuyển từ tốc độ cao về tốc
đ
ộ thứ nhất. Nếu động cơ còn tiếp tục bị quá tải thì điện trở của f

1
tăng làm
d
1
không còn kh
ả năng giữ tấm động, tiếp điện U
11
d
1
(11- 12) m
ở ra l
àm
rơle d
11
m
ất điện, mở tiếp điểm d
11
(13- 14) ra ng
ắt điện mạch điều khiển
phía sau. Đ
ộng cơ bị ngắt khỏi lưới điện. Khi động cơ đã được chuyển về
làm việc ở tốc độ thứ nhất, nếu tay điều khiển vẫn để ở vị trí 2, vị trí 3 thì
khi h
ết quá tải động cơ sẽ tự động chuyển sang làm việc ở tốc độ thứ hai,
th
ứ ba.
Hình I.3 bi
ểu diễn đặc tính cơ của động cơ thực hiện M
1
:

_ Khi đưa nhanh tay đi
ều khiển từ vị trí 0 sang vị trí 3 phía nâng hàng thì
đ
ộng c
ơ M
1
gia t
ốc theo thứ tự sau: a
→ b →c → d → e→ f. T
ại điểm f th
ì
Mquay = Mc
ản,
nên đ
ộng cơ hoạt động ở tốc độ ổn định.
_ Khi đưa tay đi
ều khiển từ vị trí 3 nâng hàng về vị trí 0 thì động cơ M
1
ho
ạt động theo thứ tự sau: f
→g→ h→ i →b→ a. Đo
ạn đặc tính g
→h và p→
q là đ
ặc tính hãm tái sinh của động cơ thực hiện.
_ Khi đưa nhanh tay đi
ều khiển từ vị trí 3 phía nâng hàng sang vị trí 3
phía hạ hàng thì động cơ hoạt động theo trình tự theo:
f → g →h→ i →k →l →m→ n→ o→ p →q. T
ại điểm q, động cơ hoạt động

ổn định.
Đoạn đặc tính k→ l là đặc tính hãm ngược.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
15
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
n Nâng hàng
g f
h e
k i d
b c
m l 0 a M
o n
p q
H
ạ hàng
Hình I.3:
Đặc tính cơ của động cơ thực hiện.
2.1.2:H
ệ thống truyền động điện l
àm hàng Van
-Đ
ộng c
ơ x

oay chi
ều :
H
ệ thống truyền động điện với việc sử dụng Thiristo dùng cho thiết bị
làm hàng có công su
ất lớn. Thiristo ở đây được dùng để điều khiển các
động cơ điện, hình thành hệ truyền động điện van - động cơ. Hệ thống
truy
ền động điện này ngày càng ứng d
ụng phổ biến trong thực tế c
ùng với
vi
ệc phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử c
ùng với những thành tựu to
l
ớn của công nghệ chế tạo các linh kiện bán dẫn công suất lớn (diod,
thiristo, diac, triac…). Sơ đồ tổng quát của hệ thống (H
ình I.4):
M: là đ
ộng c
ơ xoay chi
ều, đ
ược đảo chiều quay nhờ các công tắc tơ T,
N.
T
ốc độ động cơ M thay đổi bằng phương pháp thay đổi áp nguồn điều
khi
ển. Điện áp cung cấp cho M thay đổi nhờ các Thiristo với ph
ương pháp
đi

ều khiển pha (thay đổi góc mở α của các Thiristo).
Ngoài ra, đ
ể mở rộng khoảng điều chỉnh của hệ thống người ta dùng
mạch phản hồi âm tốc độ.
B
ằng cách tính chọn hệ thống điều khiển tạo xung điều khiển mở các
Thiristo m
ột cách hợp lý có thể tạo ra những đ
ường đặc tính cơ trung gian
(không ph
ải là đường đặc tí
nh cơ c
ủa động cơ) một cách phù hợp với thiết
b
ị làm hàng. Động cơ M sẽ gia tốc trên các đường đặc tính cơ ấy. Đây
chính là m
ột
ưu điểm của hệ thống làm hàng Van
- Đ
ộng c
ơ xoay chiều
- t
ức
là dùng đ
ộng cơ xoay chiều mà lại tận dụng được ưu điểm về điều chỉnh
t
ốc độ của động cơ một chiều (trơn, láng, rộng).
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi

ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
16
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Hình I.4: Sơ đồ tổng quát của hệ thống l
àm hàng V
-Đ
So v
ới các hệ truyền động điện sử dụng thuần tuý các khí cụ có cực
ti
ếp xúc, hệ thống truyền động điện van
- đ
ộng
cơ có các ưu đi
ểm nổi bật
sau:
- Đ
ộ ồn trong công tác nhỏ.
- Không làm phát sinh ra tia lửa điện do không có quá trình đóng mở
các c
ực tiếp xúc ở mạch động lực.
- Tr
ọng l
ượng và kích thước của hệ thống giảm đáng kể.
- Đ
ặc biệt là có thể sử dụng động cơ điện một c
hi

ều để làm việc với
lư
ới điện xoay chiều.
V
ới truyền động điện thiết bị l
àm hàng nói riêng và với các truyền
đ
ộng điện đòi hỏi có nhiều cấp tốc độ, điều chỉnh láng, rộng,…nói chung
thì
điều này có ý nghĩa rất lớn vì nó cho phép tận dụng hết ưu điểm của
đ
ộng c
ơ điện một chiều. Mặt khác, với hệ thống truyền động điện này, chỉ
v
ới động cơ điện dị bộ một cuộn dây ta cũng tạo được nhiều cấp tốc độ
khác nhau. Rõ ràng, khi dùng h
ệ thống truyền động điện van
- đ
ộng cơ xoay
chiều, đã khắc phục nhược điểm về điều chỉnh tốc độ của động cơ dị bộ.
Tuy nhiên, h
ệ thống này cũng có những nhược điểm:
- Các ph
ần tử bán dẫn rất nhạy cảm với nhiệt độ môi tr
ường. Vì vậy
thi
ết bị điều khiển cần được bố trí trong môi trường có nhiệt độ ổn
đ
ịnh và không quá cao.
- Đ

ầu t
ư ban đầu c
ao.
- Các thi
ết bị bảo vệ cho hệ thống phải có độ nhạy cao,…
Máy phát t
ốc
Đ
ảo
chi
ều
Uω
Uđk
a
b
c
M
Log
Phát
xung
Rω
U
y
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
17

L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
2.1.2.1:H
ệ thống làm hàng Van
-Đ
ộng cơ xoay chiều hãng ASEA: (Hình ở
t
ập bản vẽ)
a.Gi
ới thiệu phần tử v
à chức năng của các phần tử:
M: Đ
ộng 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 n
ày được mắc
thành m
ột hệ sao kép. Nguồn cấp cho M là nguồn xoay chiều ba pha có
đi
ện áp thay đổi được nhờ thay đổi góc mở chậm α của các thiristo. Động
cơ đư
ợc đảo chiều nhờ các công tắc t
ơ.
TM: Phanh đi
ện từ. Việc cấp nguồn cho phanh điện từ được thực hiện
nh
ờ tay điều khiển. Phanh được cấp nguồn ở mọi vị trí của tay điều khiển
tr
ừ vị trí "0".

KN, KT: các công t
ắc tơ đảo chiều. Khi đưa tay điều khiển về phía
nâng hàng thì KN có
điện, phía hạ hà
ng thì KT có
điện. Các công tắc tơ
này có các khoá liên đ
ộng về điện hoặc li
ên động về cơ khí để tránh hoạt
động đồng thời vì bất cứ lý do gì.
PT: máy phát t
ốc. Đây l
à máy phát tốc xoay chiều, có bộ nắn điện để
l
ấy tín hiệu phản hồi âm tốc độ nhằm ổn định
t
ốc độ cho hệ thống. Máy
phát t
ốc được lai đồng trục với động cơ thực hiện.
ĐK: Tay đi
ều khiển. Ngo
ài vị trí "0", tay điều khiển này có 6 vị trí
ứng với 6 tốc độ về mỗi phía nâng hoặc thả h
àng. Tốc độ quay ở mỗi vị trí
đư
ợc cho biết trong bảng sau:
V
ị trí
tay đi
ều khiển

1
2
3
4
5
6
Giá tr
ị tốc độ quay theo %
t
ốc độ định mức
10,7
23,6
36,6
49,4
63,2
100
T
ốc độ quay của động c
ơ được đặt bởi điện áp điều khiển U
y. Thay
đ
ổi điện áp điều khiển được thực hiện nhờ biến trở đặt trong tay điều khiển
ĐK. Ngoài ra,
ở tất cả các vị trí công tác của tay điều khiển đều đảm bảo
đư
ợc việc cấp nguồn cho các công tắc t
ơ đảo chiều KN, KT theo chiều
quay tương
ứng và cho phanh điện từ TM.
CM: B

ộ cộng tín hiệu. Bộ cộng tín hiệu được lắp theo mạch nối tiếp
ngư
ợc giữa
đi
ện áp điều khiển U
y v
ới tín hiệu phản hồi U
PT l
ấy từ máy phát
tốc PT ( phản hồi âm ). Tín hiệu ở cửa ra của bộ cộng Uc có dấu phụ thuộc
vào đ
ộ lớn của các điện áp tín hiệu th
ành phần:
Uc =Uy- UPT
YT và YP: các b
ộ khuếch đại kênh điều khiển các thiristo
m
ạch động
l
ực v
à mạch hãm. Đây là các tranzito có cấu trúc n
- p- n (v
ới T
1
) và p- n- p
(n
ếu là T
2
) (T
1

và T
2
ở mạch tạo xung trang b
ên). Tuỳ thuộc vào dấu của tín
hi
ệu điều khiển mà T
1
ho
ặc T
2
m
ở. T
1
m
ở khi U
c có th
ế dương, T
2
m
ở khi
Uc có th
ế âm. Độ mở củ
a T
1
vàT
2
ph
ụ thuộc v
ào độ lớn của U
c, nói cách

khác, giá tr
ị U
c s
ẽ xác định cường độ dòng emitơ của các tranzito T
1
và T
2
.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
18
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
PX
1
và PX
2
: B
ộ phát xung điều khiển các thiristo mạch động lực và
m
ạch hãm động năng ( gồm tụ C, tranzito một tiếp giáp T
3
và bi
ến áp
xung

BX) (hình v
ẽ d
ưới đây)
TP: các thiristo m
ạch động lực. Đây là phần tử chính của hệ thống điều
khi
ển truyền động điện dùng thiristo. Các thiristo này chỉ được mở khi
chúng đư
ợc phân cực thuận đồng thời có xung dương đưa tới cực điều
khi
ển. Khi đó nguồ
n t
ừ lưới sẽ được đưa tới để động cơ thực hiện làm việc.
S
ự thay đổi góc mở chậm
α (mà thực chất là thay đổi thời điểm phát xung )
s
ẽ làm thay đổi điện áp đặt vào động cơ, làm thay đổi tốc độ của nó.
Đ: các diod đ
ộng lực có nhiệm vụ khép kín mạch động lực
ở các pha.
TT: các thiristo m
ạch h
ãm. Các thiristo này được mắc theo sơ đồ nắn
đi
ện hai nửa chu kỳ tạo ra nguồn điện một chiều để thực hiện hãm động
năng. Giá tr
ị dòng kích từ và kết quả của quá trình hãm được điều chỉnh do
thay đ
ổi góc mở chậm của thirist

o. Các thiristo m
ạch h
ãm được điều khiển
giống như các thiristo ở mạch động lực. Hệ thống được thiết kế có các khoá
liên đ
ộng để khi điều khiển th
ì chỉ có các thiristo mạch động lực hoặc các
thiristo m
ạch hãm hoạt động tuỳ thuộc vào dấu của tín hiệu điều k
hi
ển.
TPT: Bi
ến áp hạ áp cấp nguồn kích từ cho mạch hãm động năng.
1). Tìm hi
ểu nguy
ên lý của mạch tạo xung đơn giản:
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
19
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Hình v
ẽ mô tả sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển thiristo cho
m
ột pha của mạch động lực. Điều khiển t

hiristo đư
ợc thực hiện theo
nguyên t
ắc theo nguy
ên tắc xung pha. Sự hình thành xung điều khiển đưa
t
ới cực điều khiển của thiristo được thực hiện nhờ bộ phát xung. Đóng vai
trò chính trong b
ộ phát xung là tụ C, tranzito một tiếp giáp (UJT) T
3
và
bi
ến áp xu
ng TX. Trong sơ đ
ồ này, tranzito T
1
và T
2
đóng vai tr
ò của bộ
khu
ếch đại chọn kênh điều khiển. Tuỳ thuộc vào dấu của tín hiệu điều
khi
ển nhận đ
ược sau bộ cộng U
c mà T
1
và T
2
s

ẽ quyết định cho phát xung
đi
ều khiển tới mạch động lực TP hay mạch hãm TT. Điện
tr
ở R
1
đóng vai
trò b
ộ cộng các điện áp điều khiển U
y và đi
ện áp phản hồi từ máy phát tốc
PT.
T
ừ sơ đồ, ta thấy tụ C được nạp từ ba nguồn:
- Ngu
ồn cố định: +a
1
- Đ
1
- d- c- m.
- Ngu
ồn đồng bộ: từ thứ cấp biến áp đồng bộ Tpy
- D
2
- R
3
- d- c.
- Nguồn một chiều thay đổi: +a
2
- T

1
- R
3
- d- c.
Tu
ỳ thuộc v
ào độ lớn của tín hiệu điều khiển đưa tới cực gốc của T
1
mà dòng emit
ơ của nó có giá trị khác nhau.
Khi t
ụ C được nạp đến một giá trị điện áp đủ lớn (U
T
) thì tranzito m
ột
ti
ếp giáp mở. Tụ C phóng điện qua EB
1
t
ới s
ơ cấp bi
ến áp xung TX. Từ thứ
c
ấp biến áp, một xung dương được đưa tới cực điều khiển của thiristo. Như
v
ậy, độ lớn của tín hiệu điều khiển đưa tới cực gốc của T
1
, T
2
s

ẽ quyết định
th
ời gian nạp tụ C đến giá trị điện áp U
T
, c
ũng có nghĩa l
à U
c s
ẽ quyết định
th
ời đ
i
ểm phát xung để mở thiristo.
N
ếu dòng emitơ của T
1
có giá tr
ị đủ lớn (tuỳ thuộc vào tín hiệu điều khiển
U
C
) thì quá trình nạp cho tụ C có thể kết thúc khi bắt đầu nửa chu kỳ
dương c
ủa điện áp nguồn. Thiristo được phân cực thuận và có xung điều
khi
ển tới
c
ực điều khiển sẽ mở ra. Trong tr
ường hợp như vậy, không cần
thi
ết phải có thêm nguồn nạp đồng bộ theo đường m

- c- b- d n
ữa.Khi tín
hi
ệu điều khiển nhỏ, dòng emitơ của T
1
không đ
ủ nạp cho C đạt đến U
T
ứng với thời điểm bắt đầu nửa chu kỳ d
ương c
ủa điện áp
ngu
ồn th
ì cần
thi
ết phải có nguồn nạp từ biến áp đồng bộ c
- b- d đ
ể đảm bảo sự đồng bộ
gi
ữa thời điểm phát xung và sự phân cực thuận của thiristo. Góc mở chậm
α c
ủa thiristo phụ thuộc v
ào thời điểm phát xung của bộ tạo xung. Độ lớn
c
ủa nó phụ thuộc vào điệ
n áp đi
ều khiển U
C
l
ấy từ sau bộ cộng. Nếu điện

áp đi
ều khiển U
y càng nh
ỏ thì góc mở chậm
α càng l
ớn, điện áp đặt vào
động cơ càng nhỏ và ngược lại.
2).Nguyên lý ho
ạt động của hệ thống:
Đ
ặc tính c
ơ của động cơ thực hiện được trình bày như hình I.5.
Khi đặt to
àn bộ điện áp nguồn vào động cơ thực hiện thì đặc tính của nó là
đư
ờng 6N (phía nâng hàng) và 6C (phía hạ hàng). Khi giảm điện áp vào
đ
ộng c
ơ nhờ thay đổi góc mở chậm
α, đ
ặc tính c
ơ của động cơ sẽ là các
đư
ờng 1,2,3 ở chế độ hãm động năng, tuỳ thuộc
vào đ
ộ lớn của dòng kích
t
ừ mà có các đặc tính hãm là các đường 1T, 2T, 3T, Nằm ở góc phần tư
Lu
ận v

ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
20
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
th
ứ 2 và thứ 4. Nhờ có phản hồi âm tốc độ, đặc tính công tác thực tế của
đ
ộng cơ thực hiện là các đường 1N, 2N, 3N, 4N, 5N (phía nâng hàng) và
1C, 2C, 3C, 4C, 5C (phía h
ạ h
àng). Hoạt động cụ thể của hệ thống như sau:
Khi tay đi
ều khiển được đặt ở vị trí I nâng hàng:
ở vị trí n
ày, điện áp của tín hiệu điều khiển là U
Y1
có giá tr
ị tương ứng với
t
ốc độ quay của động cơ là 10,7% n
đm
. T
ại thời điểm bắt đầu, tốc độ n
c
ủa
đ

ộng cơ bằng 0, sức điện động quay của máy phát tốc chưa có, E
PT
= 0. Sau
b
ộ so sánh ta có U
C
= U
Y1
và có th
ế d
ương. U
C
= U
Y1
đư
ợc đ
ưa tới cực gốc
T
1
và T
2
làm T
1
d
ẫn còn T
2
khoá. T
1
d
ẫn sẽ làm bộ phát xung điều khiển

các thiristo m
ạch động lực TP phát x
ung đ
ể mở các thiristo này. Giá trị của
U
Y1
đư
ợc tính toán lựa chọn thích hợp để thời điểm phát xung của bộ phát
xung trùng v
ới thời điểm đầu của nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn. Do
đó, khi các thiristo m
ạch động lực mở, tại thời điểm bắt đầu, toàn bộ đ
i
ện
áp ngu
ồn đ
ược đưa tới động cơ thực hiện. Động cơ được khởi động với
mômen khởi động của đặc tính cơ tự nhiên, đủ lớn để gia tốc cho toàn bộ
h
ệ thống v
à tải. Cùng với sự xuất hiện và tăng dần của tốc độ động cơ n, tín
hi
ệu phản hồi E
PT
c
ũng tăng dần. U
C
= U
Y1
- U

PT
s
ẽ giảm dần. Thế dương
đưa t
ới cực gốc của T
1
gi
ảm dần làm dòng emitơ của nó giảm dần. Quá
trình n
ạp cho tụ C kéo d
ài dần, thời điểm phát xung của bộ tạo xung chậm
d
ần làm góc mở
α tăng d
ần. Kết quả là điện áp đặt vào động cơ thực hiện
gi
ảm dần.
Như v
ậy, nhờ có phản hồi âm tốc độ, động cơ không gia tốc trên
đư
ờng đặc tính 6N m
à theo đường 1N. Tại K, mômen quay của động cơ
cân b
ằng với mômen cản, động cơ làm việc ổn định với tốc độ thứ nhất.
Khi đưa tay đi
ều khiển sang vị trí thứ II: ta có U
Y2
> U
Y1
, vì v

ậy: U
C2
=
U
Y2
- U
PT1
> U
C1
. Khi đó, T
1
dẫn nhiều hơn làm dòng emitơ của nó lại tăng
lên. Th
ời gian nạp cho tụ được rút ngắn lại, bộ tạo xung sẽ phát xung sớm
hơn, góc m
ở chậm
α nh
ỏ đi. Kết quả l
à điện áp đặt vào động cơ tăng lên đủ
đ
ủ để động cơ tiế
p t
ục gia tốc từ đặc tính cơ 6N. Tốc độ động cơ bắt đầu
tăng làm E
PT
tăng d
ần, đồng thời với nó là sự giảm dần của U
C2
. Đ
ộng cơ

đư
ợc gia tốc theo đ
ường 2N đến điểm công tác ổn định mới ứng với tốc độ
th
ứ hai.
Trong trư
ờng hợp tay điều khiển đang ở vị trí
I, ta đưa sang v
ị trí II
(cùng phía nâng hàng). Khi đó: U
C
= U
Y2
- U
PT1
( U
PT1
tương
ứng với tốc độ
th
ứ nhất ). Như vậy, động cơ đang làm việc với tốc độ 1, do điện áp đặt vào
đ
ộng cơ tăng làm động cơ chuyển sang làm việc ở đặc tính 2N. Trên đặc
tính cơ, động cơ đang làm việc tại điểm K sẽ lập tức chuyển sang điểm L
(mômen tăng đ
ột ngột, còn tốc độ chưa tăng), sau đó quá trình gia tốc tới
đi
ểm M tr
ên đường 2N.
H

ệ thống hoạt động tương tự như trên khi tay điều khiển được đưa dần
sang các v
ị trí III, ,VI. ở
v
ị trí VI của tay điều khiển, U
Y6
đư
ợc chọn có giá
tr
ị đủ lớn để U
C6
đi
ều khiển bộ tạo xung phát xung mở các thiristo với góc
m
ở chậm
α nh
ỏ nhất cho phép. Động cơ được gia tốc trên đường đặc tính
6N và công tác
ổn định tại
α.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
21
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH

.
n
n
1
C
-M
6n
a
5N
3N
1N
M
M
C
M
k®
M
Ch
3C
5C
1T
2T
3T 4T
5T
6C
-n
d
c
p
K

b
1
2
3
H×nh I-5. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ thôc hiÖn
Khi chuy
ển sang chế độ hạ
hàng: tay đi
ều khiển đ
ược đưa theo chiều
ngư
ợc lại. Cùng với việc cấp điện cho động cơ tương tư như trên, công tăc
tơ đ
ảo chiều cũng được cấp điện, nguồn tới động cơ được đảo hai trong ba
pha để đảo chiều quay cho động cơ. Hoạt động của hệ thống diễn ra tương
t
ự như khi điều khiển nâng hàng. Khi hạ hàng do tải là thế năng, động cơ
đư
ợc gia tốc nhanh h
ơn và trong hệ thống sẽ có thời điểm diễn ra trang thái
U
Y
= U
PT
, khi đó U
C
= 0.
ở thời điểm ấy cả hai kênh điều khiển đều khoá.
Các thiristo TP và TT đ
ều khôn

g d
ẫn, điện áp đặt vào động cơ bằng 0;
mômen quay c
ủa động c
ơ M= 0 (ví dụ đang hạ hàng ở tốc độ thứ 5 thì thời
đi
ểm đó ứng với điểm d trên đường đặc tính 5C). Do ảnh hưởng của tải,
đ
ộng cơ tiếp tục được gia tốc, khi đó U
PT
tr
ở nên lớn hơn U
Y
vì v
ậy : U
C
=
U
Y
- U
PT
< 0. Tín hi
ệu điều khiển có thế âm đ
ưa tới cực gốc của T
1
và T
2
làm T
1
khoá còn T

2
b
ắt đầu dẫn.
Kênh đi
ều khiển phát xung cho mạch hãm động năng bắt đầu hoạt động.
Ban đầu do (- U
C
) còn có giá trị nhỏ, thời gian nạp cho tụ C còn dài, xung
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
22
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
đư
ợc phát
mu
ộn nên góc mở chậm α của các thiristo TT còn lớn, điện áp
kích t
ừ thực hiện hãm động năng còn nhỏ. Đặc tính hãm là đường 1T (thực
hi
ện h
ãm là điểm e
- đư
ờng đặc tính 5C). Do tải ch
ưa cân bằng với mômen

hãm
động cơ, tốc độ của động cơ tiếp tục tăng làm E
PT
tăng d
ẫn đến (
-U
C
)
ti
ếp tục tăng, ta có các đặc tính hãm 2T, 3T, do đó điện áp kích từ tăng
d
ần. Khi mômen hãm của động cơ cân bằng với mômen cản của tải, động
cơ s
ẽ hạ hàng với tốc độ ổn định (ví dụ: điểm P trên đặc tính 5C).
Khi chuy
ển tay điều khiể
n t
ừ vị trí có tốc độ cao về vị trí có tốc độ
th
ấp :
Ví d
ụ từ tốc độ thứ 6 về tốc độ thứ 5, sẽ có quá trình hãm động năng
t
ự động diễn ra trong hệ thống. Thật vậy, khi động c
ơ đang công tác ở tốc
đ
ộ thứ 6 với tốc độ là na, tín hiệu phản hồi từ máy phát tốc
đưa v
ề bộ so
sánh là UPTa. Khi đưa tay đi

ều khiển về vị trí V, tín hiệu điều khiển là U
Y5
có giá tr
ị nhỏ h
ơn nhiều so với UPTa. Do vậy, U
C
có th
ế âm v
à có giá tị
khá lớn.
V
ới (
- U
C
), kênh phát xung đi
ều khiển mạch động lực bị khoá c
òn kênh
phát xung m
ạch
hãm
động năng bắt đầu làm việc. Tại thời điểm ban đầu,
do (- U
C
) l
ớn nên các thiristo TT mở với góc mở chậm nhỏ. Dòng kích từ
hãm có c
ư
ờng độ lớn tạo nên mômem hãm lớn (điểm c). Do có mômen
hãm l
ớn, tốc độ động cơ giảm dần: U

C
= U
Y5
- U
PTa
gi
ảm dần làm góc
m
ở
ch
ậm α của các thiristo tăng dần. Khi đó, dòng kích từ hãm giảm dần sẽ
làm mômen hãm gi
ảm dần. Khi U
PT
= U
Y5
thì U
C
= 0. c
ả hai k
ênh điều
khi
ển đều khoá. Điện áp đặt vào động cơ U= 0. Mômen quay của động cơ
M= 0. Do
ảnh hưởng của tải, tốc độ động cơ tiếp
t
ục giảm, U
PT
< U
Y5

làm
U
C
có giá trị dương. Kênh điều khiển hãm động năng bị khoá, ngừng phát
xung, các thiristo TT ng
ừng dẫn. Kênh điều khiển mạch động lực bắt đầu
làm vi
ệc, các thiristo TP mở. Động c
ơ trở lại làm việc ở chế độ động
cơ,quá tr
ình hãm động
năng t
ự động kết thúc. Do tác dụng của tải, tốc độ
đ
ộng cơ giảm dần, U
PT
gi
ảm dần làm U
C
tăng d
ần. Điện áp đặt vào động cơ
tăng d
ần l
àm mômen quay của động cơ tăng dần. Tới b, mômen quay cân
b
ằng mômen cản, động cơ công tác với tốc độ ổn định.
Khi đ
ộng cơ
đang làm vi
ệc ở một tốc độ nào đó, nếu đưa tay điều

khi
ển về vị trí 0 th
ì U
Y
= 0. Do quán tính, đ
ộng c
ơ còn quay nên máy phát
t
ốc tiếp tục đưa tín hiệu về bộ cộng. Khi đó :U
C
< 0, các thiristo m
ạch động
l
ực TP bị khoá còn các thiristo mạch hãm động năng mở.
Đ
ộng cơ được
hãm động năng kết hợp với phanh điện từ để dừng động cơ.
2.2: Đánh giá ưu như
ợc điểm của hệ thống làm hàng sử dụng động cơ
xoay chi
ều nhiều cấp tốc độ:
* Ưu đi
ểm: Hệ thống làm hàng với động cơ dị bộ 3 cấp tốc độ hãng
SIEMEN hay đ
ộng cơ xoa
y chi
ều cho hệ thống Van
- Đ
ộng cơ xoay chiều
hãng ASEA nói riêng, và h

ệ thống l
àm hàng với động cơ điện xoay chiều
nói chung có nhi
ều ưu điểm nổi bật sau:
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
23
L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
+ T
ạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái tải của hệ thống.
Đi
ều này có ý nghĩa rất lớn cho
ho
ạt động của hệ thống. Khi mà động cơ
kh
ởi động th
ì nó được khởi động từ cấp tốc độ 1, khi động cơ đang thực
hi
ện nâng hạ hàng hay đưa hàng sang trái, sang phải thì thường là tốc độ 2
đư
ợc đưa vào hoạt động (tất nhiên còn tuỳ thuộc vào tải trọng mà cần cẩ
u
đang làm vi
ệc). Còn khi không tải (móc không) thì tốc độ 3 được đưa vào

ho
ạt động.
+ Có các quá trình t
ự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an to
àn
cho hàng hoá, thi
ết bị, hợp lý hoá quá trình điều khiển. Ví dụ như khi đang
làm vi
ệc ở tốc độ cao mà độn
g cơ b
ị quá tải, thì động cơ tự động chuyển về
t
ốc độ 1, khi không c
òn quá tải nữa thì tự động chuyển lên tốc độ cao nếu
tay đi
ều khiển còn ở vị trí ứng với tốc độ cao
+ Vi
ệc điều khiển hệ thống được thực hiện dễ dàng, thuận tiện và tiêu
t
ốn ít năng l
ượ
ng.
*Nhược điểm :
+ Đ
ộng c
ơ thực hiện phải được chế tạo đặc biệt.
+ Đ
ộng cơ rất hay bị gãy các thanh của lồng rôto. Khi bị đứt thanh
này, dòng trong quá trình quá
độ tăng lên làm tăng chế độ phát nhiệt của

đ
ộng c
ơ. Trong khi đó, ở hệ thống truyền động điệ
n thi
ết bị l
àm hàng thì
quá trình quá
độ là quá trình làm việc chủ yếu.
+ S
ố lượng các khí cụ lớn làm tăng trọng lượng, kích thước của thiết
b
ị điều khiển.
+ Quá trình ho
ạt động của hệ thống tương đối nặng nề. Quá trình đóng
m
ở các cực tiếp xúc diễn ra thư
ờng xuy
ên làm phát sinh tia lửa điện.
Tuy nhiên, nếu hệ thống làm hàng kiểu truyền động điện Van- Động
cơ xoay chi
ều thì những nhược điểm trên lại được khắc phục. Tức là trọng
lư
ợng, kích th
ước của hệ thống giảm đáng kể, gần như không phát sinh tia
l
ửa đi
ện trong quá tr
ình làm việc, độ ồn khi công tác nhỏ. Đặc biệt, quá
trình
điều chỉnh tốc độ rất trơn láng. Tuy nhiên, khi sử dụng hệ thống Van

-
Đ
ộng c
ơ xoay chiều cũng có một số nhược điểm như đã nói.
Rõ ràng, v
ới hệ thống truyền động điện làm hàng sử dụng
đ
ộng cơ dị
b
ộ roto lồng sóc nhiều cấp tốc độ thì hệ thống Van
- Đ
ộng cơ xoay chiều có
nhi
ều
ưu điểm hơn so với hệ thống dùng động cơ dị bộ 3 cấp tốc độ mà mỗi
c
ấp tốc độ ứng với 1 cuộn dây riêng. Điều đó lý giải cho việc sử dụng hệ
th
ống Van
- Đ
ộng cơ xoay c
hi
ều tương đối phổ biến trong thực tế.
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
24

L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
CHƯƠNG 3:
H
Ệ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM HÀNG SỬ DỤNG
Đ
ỘNG C
Ơ THUỶ LỰC
3.1: Gi
ới thiệu chung về hệ thống l
àm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực:
Sơ đ
ồ cấu trúc của hệ thống:
Trong đó M là động cơ lai bơm thuỷ lực. Đây là động cơ dị bộ rôto
l
ồng sóc một cấp tốc độ, có công suất lớn nên các mạch khởi động là gián
ti
ếp,
ưu tiên đổi nối sao tam giác. Động cơ này có chiều và tốc độ là không
đ
ổi.
Bơm thu
ỷ lực: khi động cơ lai bơm M hoạt động thì bơm
ho
ạt động,
công ch
ất lỏng đ
ược đưa từ bể chứa qua bơm đến tác động vào động cơ
thu

ỷ lực. Lưu lượng và chiều của công chất lỏng ra sau bơm có thể thay đổi
đư
ợc. Do đó mà làm thay đổi chiều quay và tốc độ của động cơ thuỷ lực.
Tuy nhiên, c
ũng có một số hệ t
h
ống l
àm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực mà
s
ử dụng bơm thuỷ lực có lưu lượng không đổi thì để đảo chiều và thay đổi
t
ốc độ động cơ thuỷ lực người ta dùng các van hướng dòng. Khi tay điều
khiển dịch chuyển sẽ tác động đến van hướng dòng làm thay đổi chiều
chuy
ển động của dòng chất lỏng công tác sau bơm, từ đó làm thay đổi
chi
ều quay của động c
ơ thuỷ lực. Đồng thời khi tay điều khiển dịch chuyển
d
ầu điều khiển từ bơm dầu điều khiển sẽ tác động đến van hướng dòng để
thay đ
ổi lưu lượng cửa ra của van làm tốc độ
đ
ộng cơ thuỷ lực thay đổi. Tất
nhiên, v
ới hệ thống n
ày, ngoài bơm thuỷ lực chính, còn có bơm dầu điều
khi
ển(SERVO PUMP).
BĐK

ĐK
Đ
ộng
cơ
Các van đi
ện
t
ừ
Bơm TL
Đ
ộng cơ
thu
ỷ lực
Tr
ống
t
ời
Tr
ạm ĐK
MSB
Hình I.6 Sơ đ
ồ cấu trúc hệ thống l
àm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực
Lu
ận v
ăn tốt nghiệp Truyền động đi
ện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sinh viên: Đồng Huy Ho
ài
25

L
ớp:
ĐTT - 42 - ĐH
Đ
ộng cơ thuỷ lực: là động cơ được điều khiển bằng thuỷ lực, tức chiều
và t
ốc độ quay của nó thay đổi được là do chiều và lưu lượng dòng
ch
ất
l
ỏng sau b
ơm thuỷ lực thay đổi. Với một động cơ như vậy, rõ ràng có nhiều
ưu đi
ểm nổi bật như:
+ Đi
ều khiển dễ dàng và chính xác.
+ T
ạo được lực và mômen không đổi, dù tốc độ thay đổi.
+ Đ
ể sinh ra cùng một lực mômen thì động cơ thuỷ lực có kích thư
ớc
nh
ỏ h
ơn so với các loại động cơ khác
3.2: H
ệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu
GOLDENSTART: (Sơ đ
ồ trong tập bản vẽ )
1.Gi
ới thiệu phần tử v

à chức năng của các phần tử:
* M
ạch động lực:
+ Đ
ộng cơ lai bơm thuỷ lực chính (HYD.PUMP): công suấ
t
90KW/140KW tương
ứng với chế độ sao/tam giác. Khống chế động c
ơ lai
bơm này là các công tăc tơ 88H1, 88D1, 88Y1.
+ Đ
ộng c
ơ làm mát dầu( OIL COOLER): 3,7 KW. Khống chế bơm
này là công t
ắc tơ 88C.
+ Bơm d
ầu điều khiển(SERVO PUMP): 1,5 KW. Khống chế bơm này
là công t
ắc t
ơ 88S.
+ TRC: Bi
ến áp hạ áp ( 440/110
-15V) c
ấp nguồn cho mạch điều khiển
và m
ạch chiếu sáng(đèn báo của hệ thống).
+ MCB1: c
ầu dao tự động cấp nguồn 440V cho mạch động lực.
+ MCB2: c
ầu dao cấp nguồn cho bơm dầu điều khiển động cơ làm

mátd
ầu v
à m
ạch điều khiển .
* Mạch điều khiển:
T
ờ 02:
+5E: nút d
ừng khẩn cấp.
+ WL: đèn báo ngu
ồn điều khiển.
+ GLS: đèn báo bơm d
ầu điều khiển hoạt động
+ 3S12: nút kh
ởi động b
ơm dầu điều khiển
+ 3S11: nút d
ừng bơm dầu điều khiển
+ 18E: rơle d
ừng khẩn cấp
+ 88S: công t
ắc t
ơ cấp nguồn cho bơm dầu điều khiển hoạt động
+ 18SS: rơle b
ảo vệ không cho mạch bơm dầu điều khiển
+ 2H: rơle th
ời gian khống chế thời gian sẵn sàng cho mạch khởi động
bơm thuỷ lực chính
+ GLC: đèn báo đ
ộng cơ làm mát dầu hoạt động

+ 3C12: nút kh
ởi động c
ơ làm mát dầu
+ 3C11: nút d
ừng động cơ làm mát dầu
+ CSC: công t
ắc chọn chế độ hoạt động cho động cơ làm mát dầu.
Công t
ắc n
ày gồm 3 vị trí: vị trí NOR (chế độ tự động), vị trí OFF (không
ho
ạt động), vị trí TEST (thử hoạt động hoặc hoạt động ở c
h
ế độ bằng tay)
+ 88C: công t
ắc tơ cấp nguồn cho động cơ làm mát dầu