Thiết kế hệ điều khiển truyền động cho cơ cấu nâng, hạ hàng cầu trục

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN
Thiết kế hệ điều khiển truyền động cho cơ cấu nâng, hạ hàng cầu trục

HÀ NỘI
Tháng 07 năm 2016


MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................. 3
NỘI DUNG ĐỀ BÀI ........................................................................................ 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC .............................................. 5
I. Khái quát chung về cầu trục ................................................................. 5
1. Khái niệm .............................................................................................. 5
2. Đặc điểm cấu tạo của cầu trục ............................................................. 5
3. Phân loại............................................................................................... 6
4. Cấu tạo.................................................................................................. 6
II.

Yêu cầu truyền động........................................................................... 8

1. Đặc tính phụ tải .................................................................................... 8
2. Chế độ làm việc của động cơ truyền động ........................................... 9
CHƯƠNG II: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO TRUYỀN
ĐỘNG CƠ CẤU NÂNG HẠ ........................................................................ 11
I. Các biểu thức tính toán ....................................................................... 11
2. Tính toán phụ tải................................................................................. 11
2.1. Phụ tải tĩnh khi nâng ....................................................................... 11

2.2. Phụ tải tĩnh khi hạ ........................................................................... 12
3. Thời gian nâng, hạ.............................................................................. 13
4. Hệ số tiếp điện tương đối TĐ% .......................................................... 14
5. Chọn sơ bộ công suất động cơ ........................................................... 14
6. Kiểm nghiệm động cơ đã chọn ........................................................... 15
II.

Tính chọn động cơ với các thông số thực ....................................... 16

1. Lựa chọn các thông số ........................................................................ 16
2. Tính toán phụ tải tĩnh ......................................................................... 16
2.1. Phụ tải tĩnh khi nâng ....................................................................... 16
2.2. Phụ tải tĩnh khi hạ ........................................................................... 16
2.3. Thời gian nâng – hạ......................................................................... 17
2.4. Hệ số tiếp điện và momen đẳng trị .................................................. 17
2.5. Chọn động cơ theo momen đẳng trị ................................................ 17
3. Kiểm nghiệm động cơ ......................................................................... 19
1


CHƯƠNG III. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ ...................................................................................................... 20
I. Sơ đồ mạch động lực ............................................................................ 20
II.

Sơ đồ mạch điều khiển ..................................................................... 21

III. Sơ đồ đấu nối ..................................................................................... 22
IV. Phân tích sơ đồ mạch điều khiển..................................................... 23
V. Đặc tính cơ làm việc ............................................................................. 24

CHƯƠNG IV. TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ ........................................... 26
1. Chọn phanh .......................................................................................... 26
2. Aptomat, role nhiệt .............................................................................. 26
CHƯƠNG 5: TỦ ĐIỆN ................................................................................. 29


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ
thuật nói chung và trong lĩnh vực điện - điện tử nói riêng làm cho bộ mặt của
xã hội thay đổi từng ngày. Trong hoàn cảnh đó, để đáp ứng được những điều
kiện thực tiễn của sản xuất đòi hỏi những người kĩ sư Điện trong tương lai
phải được trang bị những kiến thức chuyên ngành một cách sâu rộng.
Trong quá trình học môn Trang Bị Điện các máy xây dựng và giao
thông chúng em được nhận đề tài thiết kế môn học: “Thiết kế hệ điều khiển
truyền động cho cơ cấu nâng - hạ hàng cầu trục”.
Do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến
thức lớn nên bài báo cáo không khỏi có những sai sót. Chúng em mong nhận
được sự góp ý của thầy để bài báo cáo được hoàn thiện hơn. Chúng em xin
chân thành cảm ơn!

3


NỘI DUNG ĐỀ BÀI
ĐỀ BÀI: Thiết kế hệ điều khiển truyền động cho cơ cấu nâng - hạ hàng cầu
trục:
- Tải trọng hàng: 30tấn
- Tải trọng móc và cáp: 3tạ
- Tốc độ nâng/hạ định mức: 30m/phút
- Chiều cao nâng: 10m

- Yêu cầu điều khiển 4 cấp tốc độ nâng – hạ
- Loại động cơ truyền động: động cơ 1 chiều kích từ song song, điều khiển
thay đổi các cấp điện trở phụ hỗ trợ khởi động và điều chỉnh tốc độ


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC
I. Khái quát chung về cầu trục
1. Khái niệm
Cầu trục là tên gọi chung của các máy trục chuyển động trên hai đường
ray cố định trên kết cấu kim loại hoặc tường cao để vận chuyển các vật phẩm
trong khoảng không (khẩu độ) giữa hai đường ray đó.
Các cơ cấu của cầu trục đảm bảo 3 chuyển động:
- Cơ cấu nâng hạ.
- Di chuyển xe con.
- Di chuyển xe cầu.
2. Đặc điểm cấu tạo của cầu trục
Dầm cầu được gọi là dầm chính, thường có kết cấu hộp hoặc dàn, có thể
có một hoặc hai dầm. Trên dầm có xe con và cơ cấu di chuyển qua lại dọc
theo dầm chính. Hai đầu dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với hai dầm
đầu. Trên mỗi dầm đầu có hai cụm bánh xe: cụm bánh xe chủ động và cụm
bánh xe bị động.
Dẫn động của cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện. Dẫn động bằng
tay chủ yếu dùng trong các phân xưởng sửa chữa, lắp ráp nhỏ, nâng hạ không
thường xuyên, không đòi hỏi năng suất và tốc độ cao.
Chế độ làm việc của các động cơ truyền động cầu trục là ngắn hạn lặp lại,
mở máy, đảo chiều và hãm liên tục với quá trình chuyển đổi tốc độ xảy ra êm,
dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng chính xác đúng vị trí.
Điều kiện làm việc của cầu trục là nặng nề, tần suất đóng – cắt lớn, thường
xuyên làm việc ở chế độ quá độ. Do vậy động cơ truyền động cầu trục cần có:
Cách điện có độ chịu nhiệt cao, roto dài với đường kính nhỏ để có momen

quán tính bé, giảm tổn hao năng lượng trong quá trình thay đổi tốc độ, có khả
năng chịu quá tải cao.

5


3. Phân loại
 Theo hình dạng bộ phận nâng hạ và mục đích sử dụng:
- Cầu trục dùng móc tiêu chuẩn.
- Cầu trục dùng gầu ngoạm.
- Cầu trục dùng nam châm điện.
 Theo chế độ làm việc:
- Loại nhẹ: TĐ% = 10÷15%, số lần đóng cắt trong một giờ là 60.
- Loại trung bình: TĐ% = 15÷25%, số lần đóng cắt trong một giờ là
120.
- Loại nặng: TĐ% = 40÷60%, số lần đóng cắt trong một giờ là trên
240.
 Theo tải trọng:
- Loại nhẹ: dưới 10 tấn.
- Loại trung bình: từ 10 tới 15 tấn
- Loại nặng: trên 15 tấn.
 Theo chức năng:
- Cầu trục vận chuyển: sử dụng rộng rãi, yêu cầu độ chính xác
không cao.
- Cầu trục lắp ráp: sử dụng trong các phân xưởng cơ khí, yêu cầu độ
chính xác cao.
4. Cấu tạo


Hình 1. Cấu tạo cầu trục

Cấu tạo của cầu trục gồm 3 bộ phận chính:
 Xe cầu
Là một khung sắt hình chữ nhật,được thiết kế với kết cấu chịu lực, gồm
một dầm chính chế tạo bằng thép, đặt cách nhau một khoảng tương ứng với
khoảng cách của bánh xe con, bao quanh là một dàn khung. Hai dầm cầu
được liên kết cơ khí với hai dầm ngang tạo thành một khung hình chữ nhật
trong mặt phẳng ngang. Các bánh xe của cầu trục được thiết kế trên các dầm
ngang của khung để cầu trục có thể chạy dọc suốt nhà xưởng một cách dễ
dàng.
 Xe con
Là bộ phận chuyển động trên đường ray trên xe cầu, trên đó có đặt cơ cấu
nâng hạ và cơ cấu di chuyển cho xe con. Tùy theo công dụng của cầu trục mà
trên xe con có một hoặc hai, ba cơ cấu nâng hạ, gồm một cơ cấu nâng chính
và một hoặc hai cơ cấu nâng phụ. Xe con di chuyển trên xe cầu và xe cầu di

7


chuyển dọc theo phân xưởng hoặc nhà máy sẽ đáp ứng việc vận chuyển hàng
hóa đến mọi nơi trong phân xưởng.
 Cơ cấu nâng hạ
Cơ cấu nâng hạ được đặt lên xe con và được di chuyển theo xe con. Trên 1
xe con có thể có nhiều cơ cấu nâng hạ.
Ngoài ra còn có cơ cấu phanh hãm. Phanh dùng trong cầu trục có ba loại:
phanh guốc, phanh đĩa và phanh đai. Nguyên lí hoạt động của các loại phanh
này cơ bản giống nhau. Cơ cấu phanh hãm gồm có:
- Má phanh.
- Cuộn dây nam châm phanh.
- Đối trọng phanh.
II. Yêu cầu truyền động

1. Đặc tính phụ tải
Momen cản của cơ cấu luôn không đổi cả về độ lớn và chiều bất kể chiều
quay của động cơ thay đổi thế nào (Momen có tính thế năng Mc = const).
Khi nâng tải, momen cản trở chuyển động, tức là hướng ngược chiều
quay. Khi hạ tải, momen thế năng lại là momen gây ra chuyển động, tức là nó
hướng theo chiều quay của động cơ.


Hình 2.1. Đặc tính cơ của cơ cấu nâng hạ
2. Chế độ làm việc của động cơ truyền động

Hình 2.2. Các chế độ làm việc của máy điện

a) Góc phần tư thứ I
Máy điện làm việc ở chế độ động cơ (đường 1). Đối với động cơ nâng hạ
làm việc ở chế độ nâng hàng, còn đối với động cơ di chuyển làm việc ở chế
độ chạy tiến.

9


b) Góc phần tư thứ II
Máy điện làm việc ở chế độ máy phát.
c) Góc phần tư thứ III
Máy điện làm việc ở chế độ động cơ. Đối với cơ cấu di chuyển tương ứng
với chạy lùi. Đối với cơ cấu nâng hạ là chế độ hạ động lực.
d) Góc phần tư thứ IV
Máy điện làm việc ở chế độ máy phát. Hàng sẽ được hạ do tải trọng của nó.
Còn động cơ đóng điện ở nâng để hãm tốc độ hạ hàng. Lúc này động cơ làm
việc ở chế độ hãm ngược (đường 2).

Khi thực hiện hạ động lực, động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh (máy
phát) với tốc độ hạ lớn hơn tốc độ đồng bộ (đường 4).


CHƯƠNG II: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO TRUYỀN
ĐỘNG CƠ CẤU NÂNG HẠ
I. Các biểu thức tính toán
Phụ tải tĩnh của cơ cấu nâng hạ chủ yếu do tải trọng quyết định. Để xác
định phụ tải tĩnh phải dựa vào sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ.
1. Sơ đồ động học cơ cấu nâng hạ:

1_Trục vít
2_Bánh vít
3_Truyền động bánh răng
4_Tang máy
5_Cơ cấu móc hàng
6_Móc
7_Động cơ truyền động

2. Tính toán phụ tải
2.1. Phụ tải tĩnh khi nâng
 Khi nâng có tải
Mn =

(𝐺+𝐺0 )
𝑢.𝑖.𝜂𝑐

(Nm)

Trong đó: G - là trọng lượng của tải trọng.

G0 - là trọng lượng của móc cáp.
Rt - là bán kính tang nâng.
u - là bội số của hệ thống ròng rọc.
ηc - là hiệu suất của cơ cấu.
I - là tỉ số truyền.
i=

2.𝜋.𝑅𝑡 .𝑛
𝑢.𝑣𝑛

Trong đó: vn - là tốc độ nâng tải.
n - là tốc độ quay của động cơ.
11


 Khi nâng không tải
𝑀𝑛𝑜 =

𝐺𝑜 .𝑅𝑡
𝑢.𝑖.𝜂𝑐

2.2. Phụ tải tĩnh khi hạ
 Khi hạ có tải
Có 2 chế độ hạ tải:
- Hạ động lực.
- Hạ hãm.
Hạ động lực thực hiện khi tải trọng nhỏ. Khi đó momen do tải trọng gây
ra không đủ để thắng ma sát trong cơ cấu. Máy điện làm việc ở chế độ động
cơ.
Hạ hãm thực hiện khi hạ tải trọng lớn. Khi đó, momen do tải trọng gây ra

rất lớn. Máy điện phải làm việc ở chế độ hãm để giữ cho tải trọng hạ với tốc
độ ổn định (hạ không có gia tốc).
Gọi momen trên trục động cơ do tải trọng gây ra không có tổn thất là Mt
thì:
Mt =

(𝐺𝑜 +𝐺).𝑅𝑡
𝑢.𝑖

[N.m]

Khi hạ tải trọng, năng lượng được truyền từ phía tải trọng sang cơ cấu
truyền động nên:
𝑀ℎ = 𝑀𝑡 - 𝛥𝑀 = 𝑀𝑡 . 𝜂ℎ
(*)
Trong đó:
Mh – Momen trên trục động cơ khi hạ tải
𝛥𝑀 – Tổn thất momen trong cơ cấu truyền động
𝜂ℎ - Hiệu suất cơ cấu khi hạ tải
Nếu: Mt > : Hạ hãm
Mt < : Hạ động lực

[N.m]


Coi tổn thất trong cơ cấu nâng hạ khi nâng tải và hạ tải là như nhau thì:
𝛥𝑀 =

𝑀𝑡
𝜂𝑐

- Mt = Mt.(

1
𝜂𝑐

- 1)

Do đó:
Mh = Mt - Mt.(

1
𝜂𝑐

- 1) = Mt. (2 -

1
𝜂𝑐

)=

(𝐺𝑜 +𝐺).𝑅𝑡
𝑢.𝑖

. (2 -

1
𝜂𝑐

)

(**)

So sánh (*) và (**) ta có:
𝜂ℎ = 2 -

1
𝜂𝑐

Đối với những tải trọng tương đối lớn (𝜂ℎ > 0,5), thì 𝜂ℎ > 0, Mh > 0. Điều
này có nghĩa là Momen động cơ ngược chiều với Momen phụ tải. Động cơ
làm việc ở chế độ hạ tải.
Đối với những tải trọng tương đối nhỏ (𝜂ℎ < 0,5), thì 𝜂ℎ < 0, Mh < 0. Điều
này có nghĩa Momen động cơ cùng chiều với Momen phụ tải. Động cơ làm
việc ở chế độ hạ động lực.
 Hạ khi không có tải
𝑀ℎ𝑜 =

𝐺𝑜 .𝑅𝑡
𝑢.𝑖.

1

. (2 - )
𝜂𝑐

3. Thời gian nâng, hạ
 Thời gian nâng có tải và không có tải
𝑡𝑛 = 𝑡𝑛𝑜 =

ℎ
𝑣𝑛

 Thời gian hạ có tải và không có tải
𝑡ℎ = 𝑡ℎ𝑜 =

ℎ
𝑣ℎ

Trong đó:
tn – Thời gian nâng.
th – Thời gian hạ.
tno – Thời gian nâng không tải.
tho – Thời gian hạ không tải.
13


h – Chiều cao nâng.
vn – Vận tốc nâng.
vh – Vận tốc hạ.

4. Hệ số tiếp điện tương đối TĐ%
Chu kì làm việc của các cơ cấu nâng - hạ gồm các giai đoạn sau: hạ không
tải, nâng tải, hạ tải và nâng không tải (giữa các giai đoạn thường có thời gian
nghỉ).
Khi tính toán thời gian tiếp điện tương đối, chúng ta bỏ qua thời gian hãm
máy và mở máy.
Hệ số tiếp điện tương đối TĐ% được tính theo công thức:
TĐ% =

𝑇𝑙𝑣
𝑇𝑐𝑘

. 100%

Trong đó:
Tlv – Là thời gian làm việc của một chu kì, xác định điều kiện làm việc cụ
thể của cơ cấu.
Tck – Là thời gian toàn bộ 1 chu kì của cơ cấu được tính theo năng suất và
tải trọng định mức.
5. Chọn sơ bộ công suất động cơ
Chọn sơ bộ công suất động cơ có thể theo phụ tải trung bình (Mtb), hoặc
theo phụ tải đẳng trị (Mđt) kết hợp với hệ số tiếp điện tương đối TĐ%.
Phụ tải trung bình và phụ tải đẳng trị được tính theo các biểu thức sau:
∑𝑛
𝑖=1 𝑀𝑖 .𝑡𝑖
𝑇𝑐𝑘

Mtb = k.
Mđt = √
Trong đó:

2
∑𝑛
𝑖=1 𝑀𝑖 .𝑡𝑖

𝑇𝑐𝑘


Mi – Là trị số momen ứng với khoảng thời gian ti.

k = (1,2 – 1,3) – hệ số phụ thuộc vào độ nhấp nhô của đồ thị phụ tải, tần
số mở máy, hãm máy.
Điều kiện chọn công suất động cơ:
MđmĐC > Mtb
MđmĐC > Mđt
6. Kiểm nghiệm động cơ đã chọn
Để kiểm nghiệm công suất động cơ đã chọn, cần phải xây dựng biểu đồ
phụ tải chính xác. Sauk hi đã xét đến thời gian mở máy, hãm máy và thời gian
nghỉ của động cơ, tính lại thời gian tiếp điện tương đối thực.
TĐ% =

∑ 𝑡𝑖 +∑ 𝑡𝑖ℎ +∑ 𝑡𝑖𝑚𝑚
𝑇𝑐𝑘

Trong đó:
∑ 𝑡𝑖 – Tổng thời gian làm việc.
∑ 𝑡𝑖ℎ - Tổng thời gian hãm.
∑ 𝑡𝑖𝑚𝑚 – Tổng thời gian mở máy.
Và tính toán phụ tải chính xác theo đại lượng đẳng trị Mđtcx
Động cơ đã chọn là đúng nếu thỏa mãn:
Mtc < MđmĐC
Mtc = Mđtcx . √

𝑇Đ𝑡ℎ %
𝑇Đ𝑡𝑐 %

Trong đó:
Mtc – Là momen quy đổi về hệ số tiếp điện tiêu chuẩn.
TĐtc% - Hệ số tiếp điện tiêu chuẩn: 15%, 25%, 40%, 60%.

15


II. Tính chọn động cơ với các thông số thực
1. Lựa chọn các thông số
 Các thông số đã cho:
 Trọng lượng của tải trọng: 30 tấn
 Trọng lượng móc cáp

: 3 tạ

 Chiều cao nâng tải

: 10 m

 Tốc độ nâng tải
 Chọn các thông số:

: 30 m/p = 0,5 m/s

 Hiệu suất cơ cấu:

ηc = 0,8

 Tỉ số truyền:

i = 75

 Đường kính tang nâng:

Rt = 0,7m

 Gia tốc:

a = 9,81 m/s2

 Bội số của hệ thống ròng rọc: u = 2
2. Tính toán phụ tải tĩnh
2.1. Phụ tải tĩnh khi nâng
 Khi nâng có tải
𝑀𝑛 =

(𝐺+𝐺𝑜 ).𝑅𝑡
𝑢.𝑖.𝜂𝑐

=

(30+0,3).103 .0,7.9,81
2.75.0,8

= 1733,9 (N.m)

 Khi nâng không có tải
𝑀𝑛𝑜 =

𝐺𝑜 .𝑅𝑡
𝑢.𝑖.𝜂𝑐

=

0,3.103 .0,7.9,81
2.75.0,8

= 17,2 (N.m)

2.2. Phụ tải tĩnh khi hạ
𝑀ℎ = 𝑀𝑡 - 𝛥𝑀 = 𝑀𝑡 . 𝜂ℎ
Hạ hãm: 𝑀𝑡 > 𝛥𝑀  𝑀ℎ > 0 động cơ làm việc ở trạng thái hãm
Hạ đông lực: 𝑀𝑡 < 𝛥𝑀  𝑀ℎ < 0 động cơ làm việc ở trạng thái kéo tải
xuống
Tổn hao khi hạ: 𝜂ℎ = 2 -

 Khi hạ có tải

1
𝜂𝑐


𝑀ℎ =

(𝐺+𝐺𝑜 ).𝑅𝑡
𝑢.𝑖

1

(30+0,3).103 .0,7.9,81

𝜂𝑐

2.75

. (2 - ) =

. (2 -

1
0,8

) = 1040,4

(N.m)

 Khi hạ không có tải
𝑀ℎ𝑜 =

𝐺𝑜 .𝑅𝑡
𝑢.𝑖.

1

0,3.103 .0,7.9,81

𝜂𝑐

2.75

. (2 - ) =

. (2 -

1
0,8

) = 10,3 (N.m)

2.3. Thời gian nâng – hạ
 Thời gian nâng khi có tải và không tải
𝑡𝑛 = 𝑡𝑛𝑜 =

ℎ
𝑣𝑛

=

10
0,5

= 20 (s)

 Thời gian hạ khi có tải và không tải
𝑡ℎ = 𝑡ℎ𝑜 =
2.4. Hệ số tiếp điện và momen đẳng trị

ℎ
𝑣ℎ

=

10
0,5

= 20 (s)

Chọn 𝑡𝑐𝑘 = 200 (s)
 Hệ số tiếp điện: TĐ% =

𝑡𝑙𝑣
𝑡𝑐𝑘

=

𝑡𝑛 +𝑡𝑛𝑜 +𝑡ℎ +𝑡ℎ𝑜
𝑡𝑐𝑘

= 40%

Momen đẳng trị:
𝑀𝑑𝑡 = √
=√

𝑀𝑛 2 .𝑡𝑛 + 𝑀𝑛𝑜 2 .𝑡𝑛𝑜 + 𝑀ℎ 2 .𝑡ℎ + 𝑀ℎ𝑜 2 .𝑡ℎ𝑜
𝑡𝑐𝑘

1733,92 .20+17,22 .20+1040,4 2 .20+10.32 .20
200

= 641,1 (N.m)

2.5. Chọn động cơ theo momen đẳng trị

17


Hình ảnh động cơ điện 1 chiều công suất lớn
 Chọn động cơ D51125RR-BV
 Xuất xứ: Trung Quốc
 Công suất: 𝑃đ𝑚 = 125HP =93,25kW
 Tốc độ quay: n = 1150 vòng/phút
 𝐼đ𝑚 = 300(A)
 𝑈đ𝑚 = 500 (V)
 Khởi động và điều chỉnh tốc độ:
𝜂𝑐 =

𝑃đ𝑚
𝑈đ𝑚 .𝐼đ𝑚

=

𝑈𝑑𝑚

𝑅ư = 0,5.

𝐼𝑑𝑚

95250
500.300

= 0.62

. (1-𝜂𝑐 ) = 0,32 (ῼ)

𝐼𝑘𝑑𝑚𝑖𝑛 = 1,2.𝐼ư𝑑𝑚 = 360 (A)
𝐼𝑘𝑑𝑚𝑎𝑥 = 2,2. 𝐼ư𝑑𝑚 = 660(A)
𝑅𝑚𝑎𝑥 =
λ=

𝑈𝑑𝑚
𝐼𝑘𝑑𝑚𝑎𝑥

𝐼𝑘𝑑𝑚𝑎𝑥
𝐼𝑘𝑑𝑚𝑖𝑛

= 0,76 (ῼ)

= 1,83

 Chọn 3 cấp điện trở khởi động:
𝑅1 = λ.𝑅ư = 1,83 . 0,32 = 0,59 (ῼ)
𝑅2 = λ.𝑅1 = 1,83 . 0,59= 1,08 (ῼ)
𝑅3 = λ.𝑅2 = 1,83 . 0,174= 1,98 (ῼ)
 𝑅𝑝1 = 𝑅1 - 𝑅ư = 0,27 (ῼ)
 𝑅𝑝2 = 𝑅2 - 𝑅1 = 0,49 (ῼ)


 𝑅𝑝3 = 𝑅3 - 𝑅2 = 0,9 (ῼ)
3. Kiểm nghiệm động cơ
∑ 𝑡𝑖ℎ = 20s
∑ 𝑡𝑖𝑚𝑚 = 20s
TĐ% =

∑ 𝑡𝑖 +∑ 𝑡𝑖ℎ +∑ 𝑡𝑖𝑚𝑚
𝑇𝑐𝑘

Mtc = Mđtcx .√
MđmĐC =

𝑇Đ𝑡ℎ %

𝑃đ𝑚
𝑊đ𝑚

𝑇Đ𝑡𝑐 %

=

=

80+20+20
200

= 641,1 . √

93250
120.42

60%
60%

= 60 %
= 641,1 (N.m)

= 774,37 (N.m)

 Động cơ đã chọn thỏa mãn MđmĐC > Mtc
Kết luận: Ta chọn được động cơ phù hợp với yêu cầu đề bài.

19


CHƯƠNG III. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ
I. Sơ đồ mạch động lực

-

+

CD

CK

RT1

Rh KN
KT

ÐC
KT
KN
Kp

Kp

Rkt

RI2

K3

K2

K1

Rp1

Rp2

Rp3

+
-

Mạch động lực gồm các thiết bị chính:
 Cầu dao CD

 Rơ le dòng RI1 và RI2

 Các điện trở

 Cuộn kháng

 Contactor

 Phanh hãm

 Động cơ

 …


II. Sơ đồ mạch điều khiển
-

+

AT

4'

3'

K0
KC0 1
2' 1'

2 3 4

RI1
RI2

K0

0

K0

HT1

KT

1
Rth1
HT2

KN

2
Rth2
K1
KT

3

KN
KT

4

KN
KT

5

KN

KT

Rth1
Rth4

Rth3

Rth3

K2

Rth5

Rth4

Rth4
Rth2

K3
Rth5

Kp

KN
Mạch điều khiển gồm các thiết bị chính:
 Aptomat

 Rơ le dòng RI1 và RI2

 Contactor

 Công tắc hành trình

21


 Tay chang điều khiển

 Rơ le thời gian

 …
Sơ đồ đấu nối

III.

-

+

AT
K0
KC
2' 1' 0 1
N01

4'

3'

N02
2 3 4

RI1
RI2

K0
A2

A1

0
N01

K0

KT

HT1

N02

A2

A1

1

7

2

Rth1

KN

HT2

A2

A1

2

2

7

Rth2

K1
KT 8 Rth1 6
N02
A1
A2
KN Rth4
2

7
N01 N02
5
8
K2
KT 8 Rth3 6
N01 N02
A2
A1
KN Rth5
N01 N02
7
2
8 5

3

N01

4

KT

5

A1

N01

N01

KT

N02

8 5

N02
A1

N01

N02

KN

A2

Rth2

KN

2

Kp
A2

Rth4

K3

8 Rth4 6

N01 N02

Rth3

7

Rth5


IV.

Phân tích sơ đồ mạch điều khiển

Đầu tiên tay chang ở vị trí 0 role K0 có điện, các tiếp điểm thường hở K0
đóng lại và tự duy trì khi gạt tay chang sang vị trí khác (bảo vệ điểm 0)
 Khi nâng tải:
Khi gạt tay chang sang vị trí 1 role KT có điện các tiếp điểm thường hở
KT đóng lại động cơ được cấp điện đồng thời phanh được nhả và bắt đầu
khởi động với cấp điện trở lớn nhất R3. Đồng thời role thời gian Rth1 được
cấp điện sau 1 khoảng thời gian các tiếp điểm thường mở của Rth1 đóng lại.
Khi gạt tay chang sang vị trí 2 role KT vẫn có điện khi Rth1 tác động thì
role K1 có điện, các tiếp điểm thường hở K1 đóng lại, khi đó loại bỏ cấp điện
trở Rp3 khỏi phần ứng động cơ động cơ sẽ chạy với điện trở R2 tốc độ động
cơ sẽ tăng lên.
Khi gạt tay chang sang vị trí 3 role KT vẫn có điện khi Rth2 tác động thì
role K2 có điện,các tiếp điểm thường hở K2 đóng lại ,khi đó loại bỏ cấp điện
trở Rp2 khỏi phần ứng động cơ động cơ sẽ chạy với điện trở R1 tốc độ động

cơ sẽ tăng lên.
Khi gạt tay chang sang vị trí 4 role KT vẫn có điện khi Rth3 tác động thì
role K3 có điện,các tiếp điểm thường hở K3 đóng lại ,khi đó loại bỏ cấp điện
trở Rp1 khỏi phần ứng động cơ động cơ sẽ chạy với điện trở Rư tốc độ động
cơ đạt tốc độ lớn nhất.
Khi tải được nâng lên chạm công tắc hành trình HT1 (giới hạn đầu trên)
thì hệ thống được cắt điện, động cơ dừng giúp bảo về cơ cấu.
 Khi hạ tải:
Khi gạt tay chang sang vị trí 1’ các role KN, K1, K2, K3 có điện các tiếp
điểm thường hở KN, K1, K2, K3 đóng lại, do có thêm Rh nên điện áp đặt vào
động cơ giảm, động cơ sẽ được cấp điện và chạy với cấp điện trở Rư chiều
ngược lại chiều quay khi nâng, động cơ làm việc với trạng thái hãm với tốc
độ nhỏ.
Khi gạt tay chang sang vị trí 2’ các role KN, K1, K2 có điện các tiếp điểm
thường hở KN, K1, K2 đóng lại, động cơ được cấp điện sẽ chạy với cấp điện
trở R1,tốc độ hạ tải tăng lên.
Khi gạt tay chang sang vị trí 3’ các role KN, K1 có điện các tiếp điểm
thường hở KN, K1 đóng lại,động cơ được cấp điện sẽ chạy với cấp điện trở
R2, tốc độ hạ tải tăng.

23


Khi gạt tay chang sang vị trí 4’ chỉ có role KN có điện các tiếp điểm
thường hở KN đóng lại, động cơ được cấp điện và chạy với cấp điện trở R3,
tốc độ hạ tải đạt tối đa.
Khi tải hạ xuống chạm công tắc hành trình HT2 (giới hạn đầu dưới) thì hệ
thống được cắt điện, động cơ dừng giúp bảo về cơ cấu.

V.

Đặc tính cơ làm việc

Từ việc phân tính nguyên lí làm việc ta có các đường đặc tính cơ:

W

Wo

n4
n3
n2

(4)

n1

(3)

(2)
(1)
O

Mt

M(I)
Ikð min

(a)

-Wo'

n4'

(4')

-Wo
n3'

(3')

n2'
(2')
n1'
(1')

Chú thích:
(1) – Rf = Rp1 + Rp2 + Rp3