HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CỦA MÁY XÚC

BÀI TẬP LỚN

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CỦA MÁY XÚC

******************************
NHÓM 2:
1. VŨ THỊ THANH HUYỀN
2. PHẠM THỊ MAI LI ÊN
3. ĐÀO ĐỨC LINH
4. NGUYỄN NHƯ LONG
5. VŨ THẾ LUÂN
6. ĐỖ XUÂN MẠNH
7. NGUYỄN HOÀI NAM
8. TẠ THỊ NGẦN
9. LỤC THỊ TUYẾT NHUNG
10.THIỀU QUANG PHỐ
11.VŨ VĂN PHÚC
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
1
****** Mc Lc ******
NộI DUNG
LờI NóI ĐầU
A.Tỡm hiu chung v mỏy xỳc
I.Gii thiu chung v mỏy xỳc
II.Yờu cu cụng ngh ca mỏy xỳc
III.Mỏy xỳc cú th phõn loi theo cỏc quan im sau
III1.Phõn loi theo tớnh nng s dng
III.2.Phõn loi theo c cu bc xỳc
III.3.Phõn loi theo c cu truyn ng

III.4.Phõn loa theo nc ch to
B.Qúa trỡnh hot ng ca mỏy xỳc
I.Qỳa trỡnh hot ng
II.Cỏc yờu cu c bn i vi h truyn ng ca mỏy xỳc
C.H thng mỏy xỳc EKG-5A
Chng 1
TìM hiểu chung về máy xúc EKG-5A
1.1 Mỏy xỳc EKG 5A
1.2 Cỏc thụng s k thut ca h thng T trờn mỏy xỳc EKG5A
1.2.1 ng c v mỏy phỏt in
1.2.2 H thng cung cp in xoay chiu
1.2.3 Nhn xột
1.3 Nguyờn lý lm vic ca c cu nõng h
1.3.1 c tớnh c kiu mỏy xỳc
1.3.2 Chc nng b khuych i t ca mỏy xỳc EKG5A
1.3.3 Nguyờn lý lm vic ca mch hi tip ct nhanh theo dũng phn ng TO
1.3.4 Nguyờn lý lm vic ca h truyn ng in c cu nõng h ca mỏy xỳc EKG5A
1.3.5 Nguyờn lý tỏc ng b t ng xỳc
Chng 2
Thành lập hệ phơng trình mô tả trạng thái hệ thống truyền động điện
2.1 - Phng trỡnh trng thỏi khuch i t kộp -1,5B
2.2 Phng trỡnh trng thỏi mụ t khõu mỏy phỏt.
SVTH:V TH THANH HUYN
CNKT IN 1B
2
2.3 - Phương trình mô tả trạng thái động cơ.
2.4 – Hệ phương tình mô tả hệ thống truyền động điện của cả hệ thống.
2-5 Nhật xét
Chương 3
Nghiªn cøu hÖ thèng t® ® c¬ cÊu n©ng h¹ cña m¸y xóc

3.1 Xác định các thông số
3.1.1 - Xác định hệ số K
Ii
3.1.2 - Xác định hằng số thời gian của các cuộn dây trong khuếch đại từ kép ПДД -1,5B.
3.1.3 - Xác định điện áp ra của khuếch đại từ ở trạng thái ổn định
3.1.4 - Xác định sức từ động của cuộn dây điều khiển YCM-2 (F
2
).
3.1.5 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-1 (F
1
).
3.1.6 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-6 (F
6
).
3.1.7 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-4 (F
6
).
3.1.8 - Xác định tham số E
ođ
của máy phát nâng hạ gầu
3.1.9 - Xác định sức từ động kích thích độc lập (F
ĐL
).
3.1.10 - Xác định sức từ động trong mạch kích thích song song (F
KTSS
).
3.1.11 - Xác định hằng số thời gian của máy phát T
F.
3.1.12 - Xác định tham số của động cơ nâng hạ gầu
3.3 Nghiên cứu thành lập các mô hình trong hệ thống truyền động điện cơ cấu Nâng hạ

gầu trong máy xúc ЭΚΓ-5A.
1 Sơ đồ cấu trúc MATLAB mô phỏng thời gian khuếch đại từ
2. Sơ đồ cấu trúc MATLAB mô phỏng khâu khuếch đại từ
3. Sơ đồ cấu trúc MATLAB mô phỏng khâu máy phát
4. Sơ đồ cấu trúc MATLAB mô phỏng khâu động cơ
Tài liệu tham khảo:
Giáo trình tự động hoá trường ĐHCN QUẢNG NINH
Bài giảng máy khai thác trường ĐH MỎ ĐỊA CHẤT
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
3
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 .
Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ Ĝ

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.

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
4
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.
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
CNKT ĐIỆN 1B
5
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

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
6
* 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 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
7
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
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.
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
8
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…
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
CNKT ĐIỆN 1B
9
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
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
10
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.
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.

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B

11
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.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
12
Sơ đồ nguyên lý của máy xúc EKG-5A

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
13
- 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.
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
14
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 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 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
15
• 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.
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
16
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.
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 (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
17
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 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
18