Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển động cơ thay đổi tầm với cần trục chân đế Kirov 5 tấn của cảng Hải Phòng bằng biến tần thay thế cho sơ đồ cũ sử dụng công tắc tơ, rơle của nhà chế tạo

LỜI MỞ ĐẦU

.

Sở hữu đường bờ biển dài hơn 3400 km và nằm trên ngã tư đường hàng
hải quốc tế, từ lâu ngành vận tải đường biển đã hình thành, phát triển và ngày
càng đóng vai trị quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam.
, nhóm thiết bị cần trục cầu trục có vị trí rất quan
trọng, góp phần lớn vào việc quyết định năng suất và hiệu quả kinh tế của
công ty. Cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị này
cũng ngày càng được hoàn thiện. Đặc biệt các thiết bị nhập khẩu từ nước
ngồi có nhiều tính năng ưu việt, đáp ứng tốt những yêu cầu vận hành như
đáp ứng đủ công suất, mức độ tự động hoá cao, vận hành an tồn hiệu quả…
ần trục là rất

Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế

cần thiết, giúp cho ta hiểu sâu và khai thác tối ưu năng suất thiết bị. Ngồi ra
cịn có thể đưa ra những cải tiến, những giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm hồn
thiện nhóm thiết bị cần trục, phục vụ tốt hơn cho sản xuất mang lại hiệu quả
kinh tế cao.
năm học tập tại trường ĐHDL Hải Phòng, được sự tin tưởng
động viên của thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử và sự giúp đỡ của các bạn
sinh viên lớp ĐC1201 em đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp

do thầ

–

ớng dẫn.
Em hy vọng đồ án sẽ trở thành tài liệu hữu ích cho mọi người, đặc biệt

là các bạn sinh viên sử dụng với mục đích tham khảo hỗ trợ quá
và nghiên cứu về điều khiển cho cần trục.

1

học tập


Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do vốn kiến thức cịn hạn chế, thời
gian thực hiện khơng nhiều nên đồ án khơng thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

2


CHƢƠNG 1.

.
Trước yêu cầu đổi mới nền kinh tế từ Đại hội Đảng lần thứ VI năm
1986, việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa được đẩy mạnh phát triển để nhanh
chóng hồn thành mục tiêu mà Đảng và Nhà nước đã đề ra. Vấn đề đưa máy
móc vào trong sản xuất thay thế sức người ngày càng được hoàn thiện hơn.
Cơng lao hàng đầu phải kể đến ngành cơ khí trên thế giới nói chung, đó là
việc cho ra đời những loại máy móc phục vụ cho nền kinh tế trong q trình
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa.
Cảng Hải Phịng được xây dựng và mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu vận
chuyển hàng hóa. Từ đó nhu cầu về máy móc xếp dỡ được đặt lên hàng đầu.
Nhờ sự giúp đỡ của đất nước Liên Xô cũ (nay là Liên Bang Nga), hàng loạt
hệ thống máy móc xếp dỡ đã được lắp đặt và sử dụng ở Cảng Hải Phòng. Đặc

biệt là hệ thống cần trục và cầu trục làm nhiệm vụ chuyển dịch hàng hóa, vật
tư, thiết bị từ tàu biển xuống mặt đất và ngược lại hoặc từ vị trí này của bãi
hàng sang vị trí khác.
Một trong đó là hệ thống cần cẩu chân đế dịng Kirov. Từ khi được
mang sang Việt Nam, hệ thống Kirov đã trải qua nhiều thế hệ, tải trọng và kết
cấu cùng thiết kế được nâng cấp như : dòng Kirov 5 tấn, dòng Kirov 10 tấn,
dòng Kirov 16 tấn. Trong phạm vi bài này em xin đi sâu vào dòng Kirov 5
tấn.Cần cẩu chân đế Kirov 5 tấn do Liên Xô cũ (nay là Liên Bang Nga) thiết
kế. Hệ thống cần cẩu này được triển khai ứng dụng ở các cảng biển nước ta,
trong khu vực và trên thế giới. Với tốc độ hoạt động cao, linh hoạt, nó được

3


sử dụng chủ yếu để bốc dỡ hàng rời cùng các thiết bị có tải trọng từ 5 tấn trở
xuống (có thể q tải 125% với tầm với cho phép)
Thơng số kỹ thuật của cẩu Kirov như sau:
-

Sức nâng : Q = 5 T

-

Tầm với : Rmax = 30 m, Rmin = 8 m

-

Chiều cao nâng : H = 24 m

-

Chiều dài cần : L = 27 m

-

Trọng lượng cần : Gc = 14 T

-

Tốc độ quay: n = 1,5 vòng/phút

-

Vận tốc nâng : vn = 50 m/phút

-

Vận tốc di chuyển : vdc = 22 m/phút

-

Chế độ làm việc trung bình CĐ=25%

Cần cẩu Kirov 5 tấn có các cơ cấu chính sau:
-

Cơ cấu nâng hạ hàng.

-

Cơ cấu di chuyển cần cẩu.

-

Cơ cấu quay.

-

Cơ cấu thay đổi tầm với.

Về cấu trúc cơ khí cẩu Kirov có thân cần cẩu gồm:
Tháp cần cẩu làm bằng thép cấu trúc trên tháp cẩu thẳng đứng, có gắn
tay cần, cabin điều khiển, buồng đặt thiết bị điều khiển.
Tay cần của cần cẩu cấu tạo bằng những thanh thép được ghép thành
dầm ứng lực, một đầu gắn bằng khớp với tháp cẩu, một đầu được treo bằng
cáp thơng qua hệ thống rịng rọc và có thể quay xung quanh khớp gắn với
tháp cẩu.
Cabin điều khiển là buồng điều khiển tập trung của cần cẩu, trong đó
trang bị những tay điều khiển để điều khiển các cơ cấu.
4


Hình 1.1 : Cần cẩu Kirov 5 tấn trang bị cho cảng biển

5


1.1.1.

).

1.2:

6


1t

47f

1t

41f

45

t

75f

t

1.3:

7
1y

2y

3y

4y

2h
2b

32

3mp

31

p13

p11
p14

p12
p15
p16

p10

p8

p7

p4

p5

p9

p1

c1

1h

p6

c2

1h

1b

1b

12

1mp

11

1

p2

2b

2h

22

2mp

21

2

p3

c3

mp

1p

3

10

m

®

51

®

ph

2 1 0 1 2
1

3

53

3

4

4

17

11

33

p

p

p

55

2py

1py

2y

63

67 mp

65

73

1py

ph

-y

49

ph

ph

69

2

1

10

4

8

2

11

12

9

2 1 0 1 2
3

43

41

39

37

33

31

55

25

1b

2h

75

39

37

1b

2h

1y

2b

1h

3y

2py

2y 93 1py 81

79

2b

31

19

2h 23

2b

3y

3y

83

85

39

37

35

77

21

23

29

19

2py

4y

3y

2y

1y

t

1t

p

1b

2b

2h

1h

8

2

6

1

3

9

m

1

4

3

4

+y

ph

4

61

2p

7

sơ đồ nguyên ly mạch điện cơ cấu tời trƯớc
đe 5t số 14

1.1.1.1.
.


Trong s

:

PƂ
1H, 2H, 1B, 2B
1Y, 2Y, 3Y, 4Y

120A

PH
MP
1T, T
Ng

:

:

:

+

:

1T.

8


:

1Y.
:

2Y.
:

4Y.

9


,
.
-

Tay trang

:
:

Ƃ

PƂ . C

Ƃ
Ƃ

1T.

:

Ƃ

PƂ . C

Ƃ
Ƃ

4Y.
:
Ƃ
Ƃ
Ƃ

.

10

1

:
Ƃ
Ƃ
Ƃ

.

.

11


1t

47f

1t

41f

45

t

75f

t

h 1.4:

12
1y

2y

3y

4y

2h
2b

32

3mp

31

p13

p11
p14

p12
p15
p16

p10

p8

p9
p7

p4

p1

c1

1h

p5

1b

p6

c2

1h

1b

12

1mp

11

1

p2

2b

2h

22

2mp

21

2

p3

c3

mp

1p

3

10

l

x

3

x

3

51z phz 53z

2 1 0 1 2
1

17

11

33

p

p

p

55

2py

1py

2y

63

67
mp

65

73

1py

ph

-y

49

ph

ph

69

2

1

10

4

8

2

11

12

9

2 1 0 1 2
3

43

41

39

37

33

31

55

25

1b

2h

75

39

37

1b

2h

1h

1y

2b

3y

2py

2y 93 1py 81

79

2b

31

19

2h 23

2b

3y

3y

83

85

39

37

35

77

21

23

29

19

2py

4y

3y

2y

1y

t

1t

p

1b

2b

2h

1h

8

2

6

1

3

9

l

1

4

3

4

+y

ph

4

61

2p

7

sơ đồ nguyên ly mạch ®iƯn c¬ cÊu têi sau
®e 5t sè 14

1.1.1.2.
.


:

1H, 2H, 1B, 2B

PH:n
MP
1T, T
:

:
:

+

:

1T.

13


:

1Y.
+S

:

2Y.
:

4Y.

14


.
:

:

Ƃ

Ƃ
Ƃ

4Y.
:
Ƃ
Ƃ
Ƃ

.

:
Ƃ
Ƃ
Ƃ

.

.

15


1.1.2.

.

1.5:

16


So do nguyen ly mach co cau di chuyen

1.6:

17


:

120A

:

, PY1, PY2.

.
:
,
Π.

Π1, KΠ2, 1KY1, 1KY2, 2KY1,
ng cơ.
:

Π.

Π1, KΠ2, 1KY1, 1KY2, 2KY1,
.

18

1.1.3

.

1.7:

19


1.8:

20

1y

2y

3y

b

p13

p14

p15
p16

p10

p11

p12

p7

p4

p8

p1

p5

c1

h

p9

c2

h

1mp

11

p6

c3

k

2mp

21

1

p2

b

3mp

31

2

p3

k

pm

1p

3

ph

2p

37

1

37

ph

1

+y

8

9

4

4

3

3

11

9

3

5

2 1 0 1
7

2 1 0 1
1

2 3

2 3

4

4 13

s¬ đồ nguyên ly mạch điện cơ cấu quay
đe 5t số 14

35

33

31

61

27

25

b

25

3py

59

2y

3py

35 2py

1y

71

69

67

31

b 26

h 24

55

53

77

1y

2y

1mp

33 1py

61

h

27

1py 73

3y

2y

1y

k

h

b

3py

2py

1py

ph

1

6

-y


:
1PY, 2PY, 3PY

i gian

1Y, 2Y, 3Y, B, H, Π:

60A

PH
MP
:

1PY, 2PY, 3

.
-

:
:

61.
:

.

21


:

1Y.
:

1Y. D
3PY.

.
- Tay trang

:

:

.

22


:

Π.
:

Π.D

duy

1Y.
:

, qu
Π.D

3PY.

.

23


.

1.9:

24


1.10:

25

1y

2y

3y

b

p13

p14

p15

p16

p10

p11

p12

p7

p4

p8

p1

p5

c1

h

p9

c2

h

1mp

p6

c3

k

2mp

21

11

1

p2

b

3mp

31

2

p3

k

pm

1p

3

ph

1

2p

37

1

37

ph

1

+y

8

9

4

4

3

3

t
41

11

9

3

5

2 1 0 1
7

t

2 1 0 1
1
4 13

2 3
4

2ac

1t 1t

2 3

35

33

31

61

27

25

h

b

25

b

1

3py

35 2py

1y

71

69

67

31

pt 23

21

33 1py

61

h

27

k

59

3y

2y

1y

k

h

b

1t

t

3py

2py

1py

53

55

pt

mt1

1mp

51

2y

47

1y

2y

t

3py

kbb kbb 7 kbh kbh 17 1py 73

47

sơ đồ nguyên ly mạch điện cơ cấu tầm với
đe 5t sè 14

ph

6

1

6

-y

77