Phân tích truyền động điện , trang bị cơ cấu nâng hạ cầu trục QC của hãng kalmar

Mục Lục
Chương 1. Khái quát về hệ thống cầu trục QC của hãng Kalmar
cảng Greenport............................................................................3
1.1. Khái quát chung về cầu trục QC của hãng Kalmar cảng
Greenport.................................................................................3
1.2.

Bố trí lắp đặt thiết bị trạm biến áp và buồng điện chính.....7

1.2.1. Bố trí trạm biến áp.........................................................8
1.2.2. Sơ đồ bố trí các tủ điện trong phịng điện chính E- House
...............................................................................................11
1.3. Cấu trúc động học của cơ cấu nâng hạ hàng và điều khiển
ngoạm contener......................................................................13
Chương 2. Phân tích trang bị điện hệ thống cấp nguồn của cầu trục
QC hãng Kalmar cảng Greenport...............................................17
2.1. Sơ đồ điện hệ thống cấp nguồn động lực và điều khiển của
cầu trục QC.............................................................................17
hãng Kalmar cảng Greenport..................................................17
2.1.2. Thống kê các tín hiệu I/O thông báo nguồn đã được cấp
cho hệ thống...........................................................................24
2.2. Hệ thống quấn cáp của cầu trục QC hãng Kalmar cảng
Greenport...............................................................................27
Chương 3. Phân tích trang bị điện – điện tử của hệ thống nấng hạ
hàng của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Greenport...................31
3.1. Tìm hiểu về cabin điều khiển của cầu trục.........................31
3.2. Trang bị điện – điện tử cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục QC
...............................................................................................33
3.2.1. Chức năng và các phần tử có trong mạch.....................33
3.2.2. Nguyên lý hoạt động....................................................38
3.2.3. Các chế độ bảo vệ..........................................................39

3.3. Hệ thống điều khiển độ chênh và cơ cấu ngoạm của hệ thống
nâng hạ hàng..........................................................................40
3.3.1. Hệ thống điều khiển độ chênh........................................40
i


3.3.2. Cơ cấu điều khiển ngoạm...............................................42
3.4. Thống kê các tín hiểu điều khiển của hệ thống nâng hạ hàng
...............................................................................................44
Kết Luận Và Kiến Nghị.................................................................48
Tài Liệu Tham Khảo....................................................................49

ii


Danh Mục Các Hình Vẽ
Số hình

Tên hình

Hình 1.1

Cầu trục QC của hãng Kalmar cảng
Greenport

Hình 1. 2

Bố trí các buồng chính của cầu trục

Hìn 1.3

Sơ đồ bố trí các thiết bị trong trạm biến áp

Hình 1.4

Sơ đồ từ tang quấn đến trạm

Hình 1.5

Sơ đồ bố trí các thiết bị trong buồng điện
chính

Hình 1.6

Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ hàng

Hình 1.7

Cơ cấu nâng hạ hàng trong thực tế

Hình 1.8

Cơ cấu ngoạm contener

Hình 2.1

Sơ đồ cấp nguồn các hệ thống chính

Hình 2.2

Sơ đồ cấp nguồn các hệ thống phụ trợ khác

Hình 2.3

Sơ đồ cấp nguồn các thiết bị điều khiển

Hình 2.4

Tang cáp của hệ thống cầu trục QC hãng
Kalmar cảng Greenport

iii

Trang


Hình 2.5

Sơ đồ nguyên lý hệ thống quấn cáp

Hình 2.6

Hệ thống điều chỉnh căng cáp

Hình 3.1

Các thiết bị điều khiển trong cabin chính

Hình 3.2

Sơ đồ mạch động lực động cơ nâng hạ 1 và
khớp điện từ

Hình 3.3

Sơ đồ động lực động cơ nâng hạ 2

Hình 3.4

Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng

Hình 3.5

Sơ đồ nguyên lý điều khiển đổ chênh của cơ
cấu nâng hạ hàng

Hình 3.6

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều kiển ngoạm

iv


Danh Mục Các Bảng
Số bảng

Tên bảng

Bảng 2.1

Thống kê tín hiệu vào ra của hệ thống cấp
nguồn

Bảng 3.1

Bàn điều khiển tay bên phải DCR

Bảng 3.2

Bàn điều khiển tay trang bên trái DCL

Bảng 3.3

Các tín hiệu vào ra của hệ thống nâng hạ
hàng

v

Trang


Mở Đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, với những tiến bộ không ngừng của khoa học và
kĩ thuật, các hệ thống, trang bị điện hiện đại được ra đời và có vai
trị rât quan trọng đối với việc phát triển cơng nghiệp. Nhằm mục
đích phục vụ sản xuất và cải thiện đời sống của người lao động hơn
dẫn đưa các nước phát triển theo hướng công nghiệp hiện đại.
Nước ta là một đất nước có đường bở biển kéo dài từ bắc vào nam
rất thuận tiện cho việc phát triển các cảng biến, vì thế nên ở các

cảng biển lớn ln địi hỏi sự chung chuyển hàng hóa cao. Việc
bốc xếp contener là công việc diễn ra hàng ngày. Chính vì thế
nên tại các cảng biển ln được trang bị các hệ thống cầu trục, xe
nâng... hiện đại nhằm đáp ứng được u cầu cơng việc. Từ đó, tơi
đã được giao đề tài tốt nghiệp: “ Phân tích cấu trúc các hệ thống,
trang bị điện cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng cầu trục QC hãng
Kalmar cảng Greenport” nhằm đi sâu tìm hiểu quá trình hoạt động
của hệ thống để nâng cao chất lượng điều khiển.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích nghiên cứu đề tài này là tìm hiểu nguyên lý hoạt
động cấp nguồn của hệ thống cầu trục QC và cơ cấu nâng hạ hàng
của nó.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Với hai mục đích trên ta cần tìm hiểu về đối tượng là các hệ
thống cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng nhằm khái thác và vận
hành, bảo dưỡng tốt hơn. Đồ án này tơi đã tìm hiểu về hệ thống
cấp nguồn, cơ cấu nâng hạ hàng của cầu trục QC hãng Kalmar
cảng Greenport, từ đó có thể tìm hiểu và nghiên cứu các hệ thống
cầu trục của các cảng biển tương tự.
4. Phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu hoạt động của hệ thống cấp nguồn và cơ cấu nâng
hạ hàng của cầu trục QC hãng Kalmar. Từ đó đưa ra các nhận xét,

i


đánh giá, tổng hợp nhưng ưu nhược điểm đề xuất phương án thiết
của bản thân.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Ý nghĩa khoa học của đề tài nắm được nguyên lý hoạt động của

hệ thống để giảm thiểu tối đa rủi ro trong quá trình vận hành hệ
thống, nâng cao tính ổn định, bền vững của hệ thống.
b) Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Nâng cao kiến thức chuyên môn về
nguyên lý, hoạt động cầu trục. Cũng như xây dựng phần mềm điều
khiển hệ thống để hệ thống làm việc đạt hiệu quả cao hơn trong
khai thác, sử dụng và bảo dưỡng.

ii


Chương 1. Khái quát về hệ thống cầu trục QC của
hãng Kalmar cảng Greenport
1.1. Khái quát chung về cầu trục QC của hãng Kalmar cảng
Greenport
a. Khái quát về cầu trục QC của hãng Kalmar cảng Greenport
Cầu trục giàn QC của hãng Kalmar cảng Greenport là cầu trục
giàn container di động, vận hành theo cơ chế lắp đặt vào ray có
hành trình. Chúng ta có thể di chuyển cầu trục này đến tàu ,
không cần tàu phải di chuyển đến cầu trục để thực hiện công tác
xếp dỡ. Cầu trục QC của hãng Kalmer cảng Greenport được thiết
kế nhằm thích ứng cho các hoạt động xếp dỡ tại cảng một cách
vượt trội. Kích thước của nó được điều chỉnh dựa và kích cỡ của tầu.
Nó là cầu trục dạng cổng có công son liên kết kiểu bản lề, xe con
di chuyển bằng cáp kéo, cơ cấu nâng hạ hàng và nâng hạ boom
cũng thực hiện bằng cáp kéo. Cầu trục này cho phép xếp dỡ 40
container /giờ, đồng nghĩa là một khối lượng hàng hóa lớn được
xấp dỡ trong khoảng thời gian rất ngắn.
Cầu trục QC của hãng Kalmar cảng Greenport được biểu diễn trên
hình 1.1.

iii


Hình 1.1. Cầu trục QC của hãng Kalmar cảng Greenport
Các đặc điểm cơ bản:
- Cầu trục điều khiển mọi chuyển động đều được thực hiện từ
cabin vận do người vận hành, cabin này được lắp đặt trên cơ cấu
xe con. Trọng lực của xe con nhẹ do vậy toàn bộ kết cấu của cầu
trục cũng nhẹ hơn, hệ thống thang giằng đảm bảo cầu trục là 1
khối vũng chắc và hạn chế rung lắc tối đa...
- Việc điều khiển chuyển động phải đảm bảo sữ thay đổi tốc độ
phù hợp với các cơ cấu chính ( cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di
chuyển xe con, cơ cấu nâng hạ boom, cơ cấu di chuyển trên ray).
- Các thiết bị an tồn của cầu trục là các khóa liên động,
cơng tắc giới hạn, các phanh hãm, và các nút dừng khẩn cấp.
- Bộ điều chỉnh chống lắc được điều khiển bằng máy tính.
- Cẩu trục được thiết kế ưu tiên về yêu cầu công tác bảo
dưỡng thấp điều này giúp cho nó vận hành liên tục mà vẫn đảm
bảo tuổi thọ.
iv


b. Các thông số kỹ thuật cơ bản của cầu trục QC hãng Kalmar
cảng Greenport
- Loại cầu trục: dạng cổng, cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp
kéo, công song nâng hạ kiểu bản lề.
- Sức nâng định mức:
Contener operation: 51.5 tấn ( nâng hạ dùng khung nâng).
Hook operation: 53.5 tấn ( nâng hạ dùng dầm nâng).
- Khả năng quá tải của cơ cấu: 125% định mức.

- Chiều cao nâng hạ: 36m
- Hành trình xe con mang hàng: 46m
Tầm với ngồi (từ tâm ray ra phía bờ sơng ): 26m.
Tầm với trong (từ tâm ray về phái đất ): 20m.
- Số cụm chân: 4 cụm.
- Số bánh xe: 4 bánh/1 cụm.
Các động cơ truyền động chính:
Động cơ nâng hạ hàng:
- Công suất định mức:Pđm= 250 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tốc độ :n= 985 vòng/ph
- Hiệu suất: Cosφ = 0.84
- Tần số : F= 50Hz
Động cơ di chuyển xe con:
- Công suất định mức:Pđm= 9.2 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Hiệu suất: Cosφ = 0.84
- Tần số : F= 50Hz
Động cơ di chuyển giàn:
- Công suất định mức:Pđm= 22 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
v


- Hiệu suất: Cosφ = 0.86
- Tần số : F= 50Hz
Động cơ nâng hạ boom:
- Công suất định mức:Pđm= 75 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Hiệu suất: Cosφ = 0.85

- Tần số : F= 50Hz
c. Cách độc bản vẽ của cầu trục QC
Để tìm hiểu nghiên cứu về trang bị điện các cơ cấu của cầu
trục QC hãng kalmar cảng Greenport chúng ta cần nên biết các
ký hiệu, quy ước sử dụng trong bản vẽ. Bản vẽ về phần điện của cầu
trục này chia thành 10 cột, được đánh số từ 0- 9 và được sắp xếp
thành các nhóm, mỗi nhóm bản vẽ thể hiện một cơ cấu:
Ký hiệu của các nhóm bản vẽ:
Nhóm = 01 Giới thiệu tổng quan về cầu trục.
Nhóm = 10.A Sơ đồ 1 sợi của hệ thống.
Nhóm = 11.C Cấp nguồn cao áp cho hệ thống.
Nhóm = 11.M Bảo vệ dừng khẩn cấp nguồn cao áp.
Nhóm = 12.C Sơ đồ chi tiết hệ thống cấp nguồn động lực.
Nhóm = 12.M Sơ đồ chi tiết cấp nguồn điều khiển.
Nhóm = 13.C Cấp nguồn chuyển chế động làm việc.
Nhóm = 14.A Mạch cung cấp phụ trợ.
Nhóm = 14.M Mạch phụ trợ cung cấp điều khiển.
Nhóm = 15.A Mạch chiếu sáng.
Nhóm = 16.A Mạch bố trí thiết bị sấy.
Nhóm = 20.M Mạch động lực tín hiệu PLC.
Nhóm = 21.J Mạch động lực động cơ nâng hạ 1.
vi


Nhóm = 22.J Mạch động lực động cơ nâng hạ 2.
Nhóm = 24.J Mạch điều khiển độ chênh của việc nâng hạ.
Nhóm = 31.J Mạch động lực cơ cấu di chuyển xe con.
Nhóm = 41.J Mạch động lực cơ cấu di chuyển boom.
Nhóm = 41.M Mạch động lực cơ cấu nâng hạ boom.
Nhóm = 51.J Mạch động lực cơ cấu di chuyển giàn 1.

Nhóm = 52.J Mạch động lực cơ cấu di chuyển giàn 2.
Nhóm = 56.A Mạch các đèn pha.
Nhóm = 56.D Phanh an tồn của giàn khi có hiện tượng sạt
lở ray.
Nhóm = 56.M Dừng khẩn cấp khi có hiện tượng sạt lở.
Nhóm = 57(. A. D. M ) Mạch động lực ray phía bờ sơng.
Nhóm = 71.J Động cơ quấn cáp.
Nhóm = 71.M Tín hiệu điều khiển tang cáp.
Nhóm = 91.M Các thiết bị trong tủ PLC
Nhóm = 92.A Tín hiệu thiết bị của cabin
Nhóm = 92.M Tín hiệu ra vào của PLC
Nhóm = 93.M Tín hiệu từ ghế lái (cabin ).
Nhóm = 94.D Tín hiệu các phanh của xe con.
Nhóm = 94.M Tín hiệu nguồn và động cơ của cơ cấu di
chuyển xe con.
Nhóm = 95.D Điều khiển mở rộng
Nhóm = 95.A Tín hiều từ các cảm biến đo nhiệt của cơ cấu di
chuyển xe con.
Nhóm = 95.M Sự phân ra của tín hiệu điều khiển.
Nhóm = 99.M Các đầu chờ của tủ điện.
vii


Nhóm = 600 Bố trí tủ điện và các thiết bị trong tủ.
Ký hiệu các tủ điện chính:
+EF14: Tủ đèn chiếu sáng và phân phối các thiết bị phụ.
+EF15: Tủ các thiết bị sấy.
+EF16: Tủ quấn cáp.
+EF10: Tủ phân phối.
+EF23: Tủ kiểm sốt tín hiệu vào ra.

+EF91: Tủ PLC.
+EF31 +EF41: Tủ xe con và boom.
+EF22: Tủ nâng hạ 2.
+EF12: Tủ phân phối.
+EF21: Tủ nâng hạ 1.
+EF51: Tủ giàn.
Các thiết bị hay phần tử được ký hiệu như sau: nhóm bản vẽvị trí thiết bị- tên thiết bị. Ví dụ như ký hiệu: = 15. A +EH1 –7E5
là biểu diễn đèn 7E5 thuộc thiết bị chiếu sáng cho phịng điện
chính E- House. Đối với các tiếp điểm ký hiệu theo mẫu: nhóm bản
vẽ- vị trí/số trang. Số cột. Ví dụ: = 14. M +EF14/5. 6 là biểu diễn
thiết bị thuộc nhóm bản vẽ 14. M trong tủ chiếu sáng (+EF14) ở
bản vẽ số 5 cột 6.
1.2. Bố trí lắp đặt thiết bị trạm biến áp và buồng điện chính
1.2.1.

Bố trí trạm biến áp

Trạm biến áp 1000 KVA được đặt tại vị trí trung tâm trên cầu
trục. Có thơng số kích thước như sau: Longh x Width x Height:
500 x 290 x 310 cm
Khối lượng của toàn bộ trạm biến áp: Gross Weight: 7000 Kg
Hình ảnh của trạm biến áp được thế hiện trên hình 1.2

viii


Hình 1.2. Bố trí các buồng chính của cần trục
1: Buồng thiết bị nâng hạ (+MH1)
2: Buồng điện chính E- House (+EH1)
3: Buồng trạm biến áp (+TR1)

4: Buồng thiết bị nâng hạ boom (+MB1)
Ngồi các buồng thiết bị chính như trên hình, cầu trục cịn
được trang bị các cẩu nâng và hệ thống phụ trợ phục vụ cho việc
bảo trì bảo dưỡng.
Trạm biến áp được cấp nguồn cao áp 22kV được lấy từ hố cáp
ở cầu cảng. Nguồn điện cao áp này sẽ được đưa qua bộ chuyển
mạch trước khi tới máy biến áp chính, từ đây nguồn cao áp sẽ
được hạ xuống 0.4kV cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.
Sơ đồ bố trí các thiết bị của trạm biến áp được thể hiện trong
hình 1.3.

ix


+TR1
=11.C +TR1-2A1

=11.C
+TR1-3T1

=15.A +TR1-8S1
=12.M+TR1-4S4
=14.A +TR1-5X6
=14.A +TR1-8X4
=16.A+TR1-5B2

=15.A +TR1-8E2

=15.A +TR1-8E1

Hình 1.3. Sơ đồ bố trí các thiết bị trong trạm biến áp
Việc bố trí các thiết bị từ lười điện tới máy biến áp thể hiện
qua hình 1.4.

=11. C
+TR1
-3T1

=11. C
+TR1
-2A1

-Q0

F1
-3T1
3.1

=11. C
+LT1
-1W1
x


Hình 1.4. Sơ đồ từ tang quấn đến trạm
Các thiết bị và chức năng:
- 1W1: Hệ thống tang quấn cáp có chức năng thu và nhả
cáp điện khi di chuyển cầu trục.
- 2A1: Thiết bị chuyển mạch cao áp có cầu chì (F1: bảo
vệ q dịng), máy cắt, đèn cảnh báo cách điện cáp,

cầu dao cao áp (Q0: đóng cắt nguồn cao áp với máy
biến áp).
- 3T1: Máy biến áp chính Dyn5 1000kVA, 22kV/400V,
IP00 biến đổi điện áp.
- 8E1, 8E2: 2 đèn chiếu sáng phịng máy biến áp.
- 8S1: Cơng tắc tự động bật đèn khi cửa phòng được mở.
- 5B2: Cảm biến đóng cắt quạt làm mát phịng máy biến
áp.
- 4M2:Quạt làm mát trạm biến áp (U = 400V, f = 50Hz,
P = 0.48kw, I=1.2A, n = 1350 v/p).
- Q0: Cầu dao đóng cắt nguồn cao áp, bảo vệ chạm mát
các pha.
- F1: Cầu chì cao áp, bảo vệ q dịng.
Thơng số chính của trạm biến áp:
- Dung lượng định mức: Sđm = 1000 kVA
- Điện áp định mức: U đm1 = 22 kV
U

đm2

= 0.4 V

- Tần số của nguồn: f = 50 Hz
- Cấp bảo vệ vỏ : IP00
- Tổ đấu dây: Dyn5
Máy biến áp thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm khơng gian, được bọc
kín để tránh sự thâm nhập của độ ẩm. Đặc biệt máy biến áp sử
dụng là máy biến áp khô, không dùng dầu giúp việc bảo vệ môn
trường tốt hơn, và việc vận hành an tồn hơn vì đặt ở vị trí khá
cao.

Cách vận hành của trạm:
xi


Trạm biến áp của cầu trục này được cấp nguồn cao áp 22kV
được lấy từ hố cáp ở cầu cảng. Nguồn điện được lấy từ hố cáp tại cầu
cảng, qua cầu chì cao áp (F1- chịu được dịng 200A) có tác dụng
bảo vệ quá dòng, và qua cầu dao Q0 có tác dụng đóng cắt khi sửa
chữa hay bảo trì trạm. Để cầu dao Q0 được đóng thì hệ thống đèn
sẽ cảnh báo cách điện từng pha với nhau sáng, nếu đảm bảo điều
này thì cầu dao sẽ đóng, nguồn sẽ được cấp cho máy biến áp (3T1)
ở đây nguồn cao áp 22kV sẽ được hạ xuống 0.4kV và đưa tới 2 tủ
phân phối EF12 và EF10 trong buồng điện chính (+EH1). Trong
trạm biến áp có 2 đèn chiếu sáng (=15. A + TR1- 8E1 và =15. A
+ TR1- 8E2) ở 2 ngăn của phịng. Ở cửa vào phịng có công tắc tự
động (=15. A + TR1- 8S1) để bật đèn khi có người mở của bước
vào phịng, điều này đảm bảo phịng máy biến áp ln trong tình
trạng dễ quan sát vì đây là khu vực điện cao thế nguy hiểm. Và để
đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm trong phịng máy ln ổn định thì nhà
thiết kế đã bố trí một cảm biến nhiệt độ (16. A + TR1- 5B2) được
lắp đặt gần cửa có nhiện vụ thu thập và đo nhiệt độ phịng, và gửi
tín hiệu xử lý về PLC. Đẩm bảo rằng nhiệt độ buồng máy biến áp
ln trong dải làm việc cho phép. Nếu phịng máy có dấu hiệu
nóng lên thì PLC gửi tín hiệu cấp nguồn cho quạt 2M2 hoạt động
để làm mát phòng.
Các thiết bị bảo vệ trạm biến áp:
- Cầu chì bảo vệ quá dòng cho hệ thống trạm biến áp F1,
chịu được dịng q tải vượt q 200A.
- Đèn báo tín hiệu cách điện từng pha với nhau đảm bảo
không xảy ra chập cháy phía cao áp.

xii


- Cầu dao Q0 phân cách cao áp với máy biến áp giúp người
vận hành có thế sửa chữa và bảo trì àn tồn và dễ dàng hớn
- Cảm biến đo nhiệt độ 5B2, đo nhiệt độ phòng gửi dữ liệu về
điều khiển quạt làm mát nhằm duy trình nhiệt độ của phịng ln
ổn định trong làm việc.

1.2.2. Sơ đồ bố trí các tủ điện trong phịng điện
chính E- House
Buồng điện chính E- House dài 7.26 x 2.6 m được đặt đối
xứng với trạm biến áp trên cầu trục.
Đây là nơi tập trung các thiết bị điệu khiển chính: Các biến tần điều
khiển, Các bộ chỉnh lưu, và các rơ le cơng tắc tơ điều khiển
chính....
Vì đây là buồng điện quan trọng, nên nhà thiết kế đã lắm đặt
hệ thống điều hòa điều hai chiều làm mát cho phòng đảm bảo
nhiệt độ phịng ln duy trì trong dải làm việc cho phép.
Sơ đồ bố trí các tủ điện trong buồng điện E- House được biểu diễn
qua hình 1.5

xiii


Hình 1.5. Sơ đồ bố trí các thiết bị trong buồng điện chính
Các tủ điện được bố trí song song hai bên của buồng EHouse ( 7260 x 2700 cm), tạo cho ta cảm giác rộng rãi và định
hình được các vị trí của tủ. Từ cửa vào phía bên trái gồm các tủ:
EF14(1200 x 600 cm)- tủ các thiết bị điều khiển chiếu sáng. EF15

( 600 x 600 cm)- tủ điều khiển các thiết bị sấy và làm mát. EF16
( 600 x 600 cm)- tủ điều khiển hệ thống quấn cáp. EF10 ( 1200 x
600 cm)- tủ phân phối thứ nhất. EF23 ( 1200 x 600 cm)- tủ các
tín hiệu vào ra 400V, 50Hz. EF91 (1200 x 600 cm)- tủ các thiết bị
PLC. Từ bên của vào phía bên phải có các tủ: EF51 ( 600 x 600
cm)- tủ các thiết bị điều khiển giàn. EF12 ( 600 x 600 cm)- tủ
phân phối thứ 2. EF21 ( 800 x 600 cm)- tủ các thiết bị điều khiển
động cơ nâng 1. EF13 ( 1200 x 600 cm)- tủ phụ trợ lắp đặt. EF22
( 800 x 600 cm) – tủ các thiết bị điều khiển động cơ nâng hạ 2.
EF31 và EF41 ( 1200 x 600 cm, hai tủ này lắp chung cánh)- tủ
các thiết bị điều khiển di chuyển xe con và nâng hạ boom. Và một
bàn làm việc của người vận hành. Hệ thống chiếu sáng của buồng
điện chính được đặt chính giữa phịng gồm có 5 đèn bố trí thành
một hàng. Và tại bàn làm việc của phịng cịn bố trí thêm đèn thứ
6 để cung cấp ánh sáng đầy đủ cho người vận hành.
1.3. Cấu trúc động học của cơ cấu nâng hạ hàng và điều
khiển ngoạm contener
a. Cơ cấu nâng hạ hàng
Trọng tải: Contener operation: 51.5 tấn ( nâng
khung nâng).

hạ dùng

Hook operation: 53.5 tấn ( nâng hạ dùng dầm
nâng).
xiv


Khả năng quá tải của cơ cấu: 125% định mức.
Chiều cao nâng hạ: 36m

Cơ cấu nâng hạ hàng sử dụng cáp kéo- rulo, được lai bởi 2
động cơ có thơng số như sau:
- Điện áp định mức:Uđm= 250 KW
- Dòng định mức: I đm= 400V
- Tốc độ :n= 985 vòng/ph
- Hiệu suất: Cosφ = 0.84
- Tần số : F= 50Hz
Hai động cơ này được nối với nhau bởi khớp nối điền từ (-6Y1
=10A + 7/36), chúng cùng làm việc đồng thời cùng chiều quay
và cùng đảo chiều như là một.
Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ hàng thể hiện qua hình 1.6.
Ta có:
- I, I’: Hai động cơ nâng hàng chính
- II: Hộp số của động cơ
- III: Hệ thống tang trống ở đây tang trống là hệ thống tang
kép, mỗi động cơ lai 1 tang trống và mỗi tang được chia làm
2 để móc vào hệ thống nâng. Vì vậy nên ta biểu diễn 2 tang
trống nhưng thực ra nó tương đương là 4 tang.
- IV: Hệ thống tải trọng
- V: Khớp li hợp nối hai động cơ nâng hàng

xv


V

II

II

I

I'

III

III

IV

G

Hình 1.6. Sơ đồ động học của cơ cấu nâng hạ hàng
Hình 1.7 là hình ảnh thực tế của cơ cấu nâng hạ hàng.

Hình 1.7. Cơ cấu nâng hạ hàng trong thực tế
1: Rulo, 2 tang trống kép được đặt song song nhau trong buồng
các thiết bị nâng hạ hàng.
2: Khớp nối điện từ có tác dụng đồng bộ tốc độ và chiều quay của
hai động cơ chính
xvi


3: Động cơ nâng hạ chính
Qua sơ đồ động học của cơ cấu, ta có thể thấy cơ cấu nâng hạ
hàng của cần trục sử dung hệ thống cáp kéo rulo. Hệ thống dây
tời được thiết kế thả gần như song song giữa xe con và khung
chụp. Là yếu tố bổ trợ hoàn hảo cho hệ thống chống lắc điện tử và
là một phần của cơ chế định vi chuẩn của cầu trục hãng kamlmar.
d. Cơ cấu điều khiển ngoạm container

Ngoạm contener được đặt ở 4 góc của giàn và việc điều khiển
đóng mở ngoạm trực tiếp từ cabin do người vận hành. Khi cảm
biến báo tín hiệu giàn đã vào vị trí, thì sẽ hiển đèn báo điều khiển.
Lúc này người vận hành sẽ ấn nút vàng (bên tay trái tay điều
khiển trên ca bin) cánh dẫn hướng đã cố định khung ngồi của
contener, khi cả 4 góc của giàn đều được cánh dẫn hướng để cho
vào đúng vị trí để đảm bảo khi ấn nút đỏ (bên tay phải của tay điều
khiển trên cabin ) thì đinh gù (chốt ngoạm) sẽ đẩy ra giữ chặt
contener lại. Khi muốn nhả contener ra thì người vận hành sẽ ấn
nút xanh lần lượt từ bên phải để thu đinh gù lại.
Cơ cấu này người ta gọi là cơ cấu bản lề. Chốt ngoạm này được
đóng mở bằng hệ thống thủy lực.
Hình 1.8 thế hiện hình ảnh của cơ cấu ngoạm và động cơ thủy
lực điệu khiển ngoạm.
1: Chốt ngoạm cố định 4 góc contener để nâng lên
2: Flipper cánh dẫn hướng đảm bảo contener được cố định trong vị
trí để chốt có thể cố định mà khơng có sai lệch
3: Động cơ điều khiển văn thủy lực đóng mở chốt.

xvii


Hình 1.8. Cơ cấu ngoạm container
Cơ cấu ngoạm container sử dụng động cơ thủy lực, đẩy học
thu lại chốt. Tại đầu các chốt có chắc cảm biến nhận tín hiệu áp
chốt. Khi cảm biến áp chốt có tín hiệu thì có tín hiệu báo trên
cabin, người vận hành nhận được tín hiệu sẽ thực hiện việc đóng
chốt. Trong khi chốt được đóng, để đảm bảo giàn cố định ơm lấy
contener thì nhà thết kế đã đặt các cảm biến khơng cho ra vào
giàn khi ngoạm được đóng.

xviii


Chương 2. Phân tích trang bị điện hệ thống cấp
nguồn của cầu trục QC hãng Kalmar cảng
Greenport
2.1. Sơ đồ điện hệ thống cấp nguồn động lực và điều khiển
của cầu trục QC
hãng Kalmar cảng Greenport
Nguồn điện cao áp sau khi được đưa tới máy biến áp điện áp
từ 22kV đã được hạ xuống 400V. Từ đây nguồn điện được đưa tới
các tủ điện trong buồng điện chính phía sau. Và trước hết là đưa
vào hai tủ phân phối nguồn là EF10 và EF12.
Nguồn điện cho các động cơ điện của cơ cấu bao gồm 2 loại:
- Nguồn 1 chiều DC 675V: là nguồn điện cung cấp cho bộ
biến tần điều khiển cho các động cơ truyền động trong các cơ cấu
chính (nâng hạ hàng, di chuyển giàn, di chuyển xe con và nâng
hạ boom)
- Nguồn 3 pha 400V, 50Hz: Được sử dụng để cấp nguồn cho
các động cơ bơm thủy lực, các quạt làm mát, các cuộn phanh điện
từ, ......
Nguồn điện cấp cho mạch điều khiển, đo lường, tín hiệu:
- Nguồn 1 pha 230V, 50Hz cung cấp cho các rơ le, công tắc
tơ trong mạch điều khiển, đầu ra của các PLC và cho các van điện
từ.
- Nguồn điện một chiều 24V cấp cho các đầu vào của PLC.
a. Chức năng các phần tử của hệ thống cấp nguồn
Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn động lực được trình bày
trong nhóm bản vẽ: = 12. C hình 2.1 (sơ đồ cấp nguồn cho 4 hệ

thống chính) và hình 2.2 (sơ đồ cấp nguồn cho các thiết bị khác),
hình 2.3 (thể hiện sơ đồ cấp nguồn các thiết bị điều khiển)
-1Q1: Cầu dao đóng ngắn bộ đo 1A1
xix


-1Q2: Cầu dao bảo vệ ngắn mạch
-1A1: Thiết bị đo dòng và áp.
-1A2, -1A3, -1A4: Thiết bị chống sét.
-1F1: Chỉ thứ tự pha
-4L1, 5L1: Hai cuộn cảm
-4A1, -5A1: Hai khối chỉnh lưu một chiều 400kW, biến đổi
điện áp xoay chiều 400V, 50Hz thành điện áp 1 chiều DC
675V.
-2Q1: Cầu dao phân đoạn cấp nguồn cho các hệ thống phụ
tải chính.
-2Q2: Cầu dao cấp cho các nguồn điều khiển phía ngồi.
-2Q3: Cầu dao cấp cho nguồn 400V công tắc.
-2Q4: Cầu dao cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng.
-2Q5: Cầu dao cấp nguồn cho các biến tần của quạt.
-2Q6: Cầu dao cấp nguồn cho quạt gió.
-3Q1: Cầu dao cấp nguồn điều khiển 1 chiều 24V.
-3G1: Bộ chỉnh lưu và ổn áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp
xoay chiều 400V thành điện áp một chiều DC 24V cấp nguồn cho
các đầu vào PLC.
-3Q2: Cầu dao cấp nguồn điều khiển xoay chiều 230V.
-3T2: Máy biến áp hạ thế 6.3kVA, biến điện áp 400V, +/-5%,
50Hz thành điện áp 230V, 50Hz cấp cho các thiết bị rơ le, công
tắc tơ điều khiển....
-3F3: Cấp nguồn UPS cho tủ điều khển PLC EF91, là rơ le thời

gian chuyển mạch khi xảy ra sự cố mất điện mà vẫn bảm các PLC
có thể thực hiện nhiện vụ khóa ăn toàn cho hệ thống.
-5Q1: Cầu dao cấp nguồn 400V điều khiển xe con.
-5Q2: Cầu dao cấp nguồn 400V cho tủ tín hiệu vào ra EF 23.
xx