Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
ĐỀ TÀI
" Tổng quan truyền động điện thiết bị làm hàng
tàu thuỷ trên thực tế. Đi sâu nghiên cứu hệ thống
làm hàng với động cơ điện dị bộ rôto lồng sóc 3
cấp tốc độ ứng dụng PLC "
Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 1
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
MỤC LỤC Trang
LỜI MỞ ĐẦU
03
PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TĐĐ THIẾT
BỊ LÀM HÀNG TÀU THUỶ TRÊN THỰC TẾ
04
CHƯƠNG 1:CHỨC NĂNG,PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU CỦA
HỆ THỐNG LÀM HÀNG TÀU THUỶ
04
1.1:Chức năng của hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ
04
1.2:Phân loại hệ thống làm hàng trên tàu thuỷ
04
1.2.1.Phân loại theo mục đích sử dụng
04
1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện
04
1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động
điện
04

2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
18
2.2: Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng sử
dụng động cơ xoay chiều nhiều cấp tốc độ
21
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC
23
3.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng sử dụng động cơ
thuỷ lực
23
3.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu
GOLDENSTART
24
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử
24
2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống
25
3.3. Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống làm hàng thuỷ
27
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 2
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
lực
CHƯƠNG 4:HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN LÀM
HÀNG ĐIỆN-THUỶ LỰC
29
4.1: Giới thiệu chung về hệ thống làm hàng điện- thuỷ lực.
29
4.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng điện-thuỷ lực

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
CHO S7-300
73
3.1: Bảng các tín hiệu vào ra
73
3.2: Chương trình điều khiển cho S7-300
75
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CHUNG VÀ KẾT LUẬN
104
KẾT LUẬN CHUNG
105
TÀI LIỆU THAM KHẢO
106
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 3
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây và nhiều năm tới, ngành kinh tế Hàng hải
đóng vai trò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH của
đất nước. Cụ thể là ngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tải
lớn, vận tải trên nhiều tuyến, cả nội địa lẫn quốc tế. Song song với nó là
việc đóng mới các con tàu với trọng tải ngày càng lớn, ngày càng hiện đại ở
các Nhà máy đóng tàu. Cùng với việc xuất hiện các cảng nước sâu ở Việt
Nam.
Do vậy, việc học tập về những ngành kinh tế có liên quan đến Hàng
hải là một hướng đi đúng đắn.
Sau 4,5 năm học tập tại Khoa Điện- ĐTTB, Trường ĐHHH Việt Nam.

1.2.1.Phân loại theo mục đích sử dụng:
- Tời hàng và cần trục: đây là các thiết bị được sử dụng rộng rãi trên
các tàu vận tải. Chúng thực hiện chức năng bốc xếp hàng hoá từ tàu
lên bờ hoặc ngược lại hay bốc xếp hàng hoá giữa hai tàu với nhau
khi đanh neo đậu trên vịnh, trên biển.
- Máy nâng: dùng để nâng hạ và di chuyển hàng hoá ở các kho bãi
hoặc di chuyển, bốc xếp các thiết bị, chi tiết máy trong buồng máy
tàu thuỷ.
- Nhóm tời thông dụng: tời nâng hạ cầu thang, tời nâng hạ xuồng cứu
sinh, tời sau lái
- Nhóm tời đặc biệt: là các loại tời được trang bị trên các tàu cứu hộ,
tàu đánh cá, tàu nghiên cứu biển
1.2.2.Phân loại theo chức năng của truyền động điện:
- Cơ cấu nâng hạ: Cơ cấu này để nâng hàng (hoặc cần) lên hay hạ
hàng (hoặc hạ cần) xuống một độ cao h nhất định.
- Cơ cấu quay mâm: Cơ cấu này để đưa hàng hay cần quay sang
phải hay trái một góc nhất định.
- Cơ cấu thay đổi tầm với: Cơ cấu này để thay đổi phạm vi làm
việc cho cần
1.2.3.Phân loại theo hệ thống truyền động của truyền động điện:
- Truyền động điện cơ: đơn giản trong chế tạo, có hiệu suất sử dụng
chung của toàn hệ thống cao (khoảng 0,79 ÷ 0,9)
- Truyền động điện thuỷ lực: dạng truyền động này đang được sử dụng
ngày càng rông rãi cho nhóm máy phụ trên boong. Chúng có các ưu
điểm nổi bật sau: cho phép sử dụng động cơ dị bộ rôto lồng sóc một
tốc độ làm động cơ thực hiện, có thể điều khiển ở phần thuỷ lực
1.2.4.Phân loại theo chế độ công tác:
- Công tác ở chế độ ngắn hạn lặp lại: tời hàng, cần trục, tời lai tự
động,
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 5

cách rút ngắn thời gian bốc xếp hàng hoá. Muốn thế, ngoài những yêu cầu
kỹ thuật chung cho các hệ thống truyền động điện như ta đã biết, thiết bị
làm hàng tàu thuỷ phải đáp ứng được hai yêu cầu rất quan trọng sau:
1.3.1.Năng suất làm hàng cao:
Để thoả mãn yêu cầu năng suất làm hàng cao, thiết bị làm hàng phải
được tính toán lựa chọn theo các yếu tố sau:
*Đảm 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
(tuỳ theo từng cơ cấu mà hệ số ngắn hạn lặp lại có thể là 25% hoặc 40%).
Như vậy,trong 1 chu kỳ công tác, thường xuyên xảy ra tình trạng đóng mở
máy. Mặt khác, quãng đường mà hàng hoá di chuyển ở từng giai đoạn của
chu kỳ làm hàng thường không lớn. Vì vậy, khi tải của hệ thống là tải định
mức ta cần lựa chọn được một tốc độ nâng hạ hàng hợp lý nhất. Vì quãng
đường di chuyển ngắn lại thường xuyên xảy ra các quá trình hãm, gia tốc,
khởi động, Việc lựa chọn tốc độ lớn sẽ không phát huy được tác dụng.
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 6
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Mặt khác, khi chọn tốc độ lớn sẽ làm tăng trọng lượng và kích thước của hệ
thống . Ngược lại, nếu chọn tốc độ quá thấp thì thời gian của một chu kỳ
bốc xếp sẽ tăng làm giảm năng xuất bốc xếp hàng.
Mặt khác, khi lựa chọn tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức ta còn
cần phải chú ý đến yếu tố an toàn của hàng hoá. Việc lựa chọn tốc độ phải
tính tới sự gia tốc bình thường để không gây xung lực lớn, đột ngột ở dây
cáp và các bộ cơ khí của cơ cấu truyền động.
*Hệ thống phải có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng, tạo
được tốc độ cao khi không tải hoặc khi tải nhẹ.
Khi nghiên cứu 1 chu kỳ làm hàng của tời hàng hoặc cần trục ta thấy
tải của hệ thống không phải là một giá trị cố định. Vì vậy, nếu ta gọi tốc độ
nâng hạ hàng với tải định mức là V

trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trình
khởi động, hãm đối với động cơ điện (theo thống kê, số lần khởi động, hãm
có thể lên tới 500 l/h). Vì vậy, việc rút ngắn thời gian quá độ có ý nghĩa to
lớn trong việc nâng cao năng suất làm hàng. Để rút ngắn thời gian quá độ
người ta có thể thực hiện các biện pháp sau:
Chọn những động cơ điện có mômen khởi động lớn: chế tạo những
động cơ chuyên dùng có mômen quán tính nhỏ bằng cách giảm đường kính
của rôto đồng thời tăng chiều dài của rôto để giữ cho công suất của động cơ
không đổi.
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 7
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Chọn động cơ thực hiện của hệ thống là những động cơ có tốc độ
không quá lớn. Ta thường chọn những động cơ có tốc độ không lớn hơn
1000 v/p. Việc chọn động cơ có tốc độ không lớn ngoài mục đích làm giảm
tính quán tính của các phần quay còn nhằm giảm bớt các cơ cấu truyền
động trung gian, tăng hiệu suất chung của toàn hệ thống.
1.3.2.An toàn cho hàng hoá,thiết bị:
An toàn cao cho con người, hàng hoá và thiết bị cũng là một yêu cầu
được các nhà thiết kế hết sức coi trọng. Người điều khiển hệ thống phải
phải được bố trí ở vị trí thích hợp, thuận tiện cho việc quan sát, có thể
phòng ngừa được các tai nạn do đứt cáp, rơi hàng, gây ra. Để đảm bảo an
toàn cho hàng hoá, thiết bị, hệ thống phải có độ bền cơ học cao, hoạt động
nhịp nhàng, không gây xung lực đột ngột trên dây cáp và cơ cấu truyền
động. Cần phải có các ngắt cuối, ngắt hành trình để tự động ngừng hoạt
động của hệ thống khi có những sai phạm trong điều khiển, vận hành hệ
thống. Cụ thể, với cần trục, ở cơ cấu nâng hạ hàng phải có thiết bị bảo vệ
móc chạm đỉnh cần, bảo vệ sức căng tối đa, sức căng tối thiểu trên dây cáp,
bảo vệ quá tốc khi hạ hàng. Ở cơ cấu nâng hạ cần phải có thiết bị bảo vệ
góc nâng cần tối đa và góc hạ cần tối thiểu, bảo vệ móc chạm đỉnh cần

Rôto rãnh kép
hoặc rãnh sâu
Cuộn dây cấp tốc độ 1 Cuộng dây cấp tốc độ 2, 3
Hình I.1:Động cơ dị bộ roto lồng sóc
Ti hng t 3 tn n 5 tn ca hóng SIEMEN s dng ng c d b 3
tc cú 2p = 4/8/16 c trang b trờn cỏc tu Kim ng, Ph Li,
Lan ng c d b rụto lng súc nhiu tc c s dng rng rói
trong thit b lm hng vỡ nú cú cu to n gin, ỏp ng c tng i
tt cỏc yờu cu v tc . Cú trng lng v kớch thc nh hn ng c
in mt chiu cú cựng cụng sut. Tuy nhiờn, vic iu chnh tc khụng
lỏng, mụmen khi ng nh hn so vi ng c in mt chiu.
Sinh viờn: ng Huy Hoi 9
Lp: TT - 42 - H
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Sơ đồ tổng thể của hệ thống:Tay điều khiển gồm có 7 vị trí: 3 vị trí phía nâng hàng, 3 vị trí phía hạ
hàng và vị trí 0. Tay điều khiển có kết hợp với trạm từ. Quá trình điều
khiển dựa trên nguyên tắc thay đổi số đôi cực, phổ biến là: 2p = 4/8/32.
Người 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 hệ thống làm hàng và nhiệm vụ cụ thể của nó mà hệ thống có thể có 1
hay 2 hay 3 tay điều khiển. Nếu hệ thống làm hàng cần cả 3 cơ cấu là nâng
hạ hàng, nâng hạ cần, quay mâm thì có đủ cả 3 tay điều khiển.
Động cơ điện ở đây được cấp nguồn theo 1 trong 3 con đường khác
nhau, tương ứng với mỗi cấp tốc độ.
2.1.1:Hệ thống làm hàng với động cơ điện xoay chiều 3 cấp tốc độ của
hãng SIEMEN: (Sơ đồ ở tập bản vẽ)

Trống
cáp
Phanh
Nguồn
Nguồn
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
r
12
: Điện trở phóng điện cho cuộn phanh, nhằm bảo vệ cho cuộn dây
phanh không bị đánh thủng do mức chênh lệch điện thế ở các vòng dây tại
thời điểm quá độ.
r
11
: Điện trở hạn chế.
A
11
a
11
và B
11
b
11
: hai tay điều khiển. Hệ thống có thể được điều khiển
từ hai phía với hai tay điều khiển này. Mỗi tay điều có bảy vị trí, một vị trí
"0" và ba vị trí về mỗi phía nâng, hạ.
b
12
: Công tắc hành trình. Công tắc này được đặt tại cửa gió làm mát
động cơ, khi cửa gió mở ra thì công tắc này đóng lại.
1b

14
: Rơle trung gian.
d
15
: Rơle thời gian. Rơle này có chức năng duy trì cho động cơ làm
việc ở tốc độ một bằng thời gian trễ của nó khi đưa nhanh tay điều khiển từ
tốc độ hai hoặc ba về vị trí "0".
d
16
, d
17
: Các rơle thời gian có chức năng chuyển dần từng nấc tốc độ
một, 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 phần 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 phần tử cảm biến nhiệt. Đây là các điện trở nhiệt có hệ

14) đóng lại chờ sẵn
Giả sử ta sử dụng tay điều khiển A
11
b
11
.
Khi tay điều khiển ở vị trí 0, rơle d
11
có điện (do tiếp điểm C
16
đă
đóng), rơle d
14
, công tắc tơ C
13
cũng có điện, sẵn sàng đưa hệ thống vào làm
việc. Khi d
11
có điện, đóng tiếp điểm d
11
(13-14) cấp điện cho mạch điều
khiển phía sau.
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 11
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Khi rơle d
14
có điện, đóng tiếp điểm d
14
(1-2) tự giữ, đóng tiếp điểm

12
(13-14) đóng lại tự giữ, tiếp điểm của nó ở mạch động lực đóng
lại, tiếp điểm C
12
(17-18) đóng lại. Khi đó công tắc tơ C
17
có điện, cuộn
phanh được giải phóng. Do đó động cơ M
1
hoạt động ở cấp tốc độ 1 (do
tiếp điểm C
12
ở mạch động lực đã đóng). Đồng thời, khi C
12
(17-18) đóng
lại, thì rơle d
16
có điện, sau trễ đóng tiếp điểm d16 (3-4), sẵn sàng đưa tốc
độ 2 và 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 tiếp tay điều khiển sang vị trí 2 phía nâng hàng:
Khi đó tiếp điểm A
11
a
11
(9-09) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ C
14
và
rơle thời gian d
17

a
11
(11- 011) đóng lại cấp điện cho rơle C
15
. Tiếp
điểm C
15
(19-20) mở ra, làm mất điện công tắc tơ C
14
. Tiếp điểm C
15
(13-14)
đóng lại, cấp điện cho cuộn phanh, khi mà C
14
(13-14) mở ra. Tiếp điểm của
C
14
ở mạch động lực mở ra, đồng thời khi đó tiếp điểm C
15
ở mạch động lực
đóng lại. Động cơ M
1
chuyển sang hoạt động ở cấp tốc độ 3.
Hệ thống cũng hoạt động tương tự khi ta đưa tay điều khiển sang vị trí
1, vị trí 2, vị trí 3 phía hạ hàng.
*Một số đặc điểm kỹ thuật quan trọng của hệ thống:
Động cơ thực hiện M
1
có công suất lớn (4,5/22/45) KW. Nếu động cơ
đựợc gia tốc tại các cấp tốc độ cao sẽ gây sụt áp lớn cho trạm. Vì vậy, hệ

16
(3- 4) đóng lại làm công tắc tơ C
14
và
rơle thời gian d
17
có điện. Tiếp điểm C
14
(15- 16) mở làm công tắc tơ C
13
mất điện. Đồng thời tiếp điểm C
14
ở mạch động lực đóng, động cơ chuyển
sang hoạt động ở cấp tốc độ 2 (đặc tính 2). Động cơ thực hiện gia tốc ở tốc
độ hai với thời gian bằng thời gian trễ của rơle thời gian d
17.
Sau trễ của rơ
le d
17
tiếp điểm d
17
(3- 4) đóng lại, công tắc tơ C
15
có điện. Tiếp điểm
C
15
(19- 20) mở ra làm C
14
mất điện. Tiếp điểm C
14

1
không được cấp điện qua các tiếp điểm của công tắc
tơ C
14
hoặc C
15
ở mạch động lực. Vì C
14
và C
15
đều mất điện nên tiếp điểm
C
14
(15-16) và C
15
(15-16) đóng trở 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
động ở cấp tốc độ 1. Trong khi đó, công tắc tơ C
12
(hoặc C
11
tuỳ theo khi đó
là nâng hay hạ hàng) vẫn tiếp tục được cấp nguồn qua d
15

mất điện). Khi đưa tay điều khiển từ vị trí ứng với tốc độ cao
về vị trí 0, động cơ sẽ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, trong khoảng thời
gian từ khi bắt đầu tác động vào tay điều khiển cho đến khi nó chuyển về
hoạt động ở tốc độ 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 điều khiển từ vị trí 2, vị trí 3 phía nâng hàng sang
phía hạ hàng (hoặc ngược lại), hệ thống có khả năng đảm bảo hoạt động
theo trình tự sau: Động cơ tự động chuyển về tốc độ một ( quá trình hoạt
động tương tự như khi đưa nhanh tay điều khiển từ vị trí 3 về "0" ). Tuy
nhiên, sau một thời gian trễ của d
15
, thì công tắc tơ C
12
mở tiếp điểm mạch
động lực, và cuộn phanh C
17
mất điện. Động cơ chuyển từ tốc độ 1 về
dừng. Trong lúc đó, tiếp điểm A
11
a
11
(3- 03) đã đóng thì rơle d
12
được cấp
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 13
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
điện (vì C
12
(15- 16) đóng trở lại ), làm cho tiếp điểm d

mất điện, ngắt quạt gió
khỏi lưới điện. Đồng thời C
16
(13- 14) mở ra. Động cơ thực hiện chỉ làm
việc ở tốc độ thứ nhất.
_ Khi động cơ làm việc ở các cấp tốc độ cao, vì lý do nào đó bị quá
tải, điện trở của điện trở nhiệt f
2,3
tăng lên, rơle d
1
không duy trì được trạng
thái đóng, tiếp điểm U
12
d
1
(11- 14) mở ra làm rơle trung gian d
14
mất điện,
tiếp điểm d
14
(13- 14) mở ra, động cơ sẽ tự động chuyển từ tốc độ cao về tốc
độ thứ nhất. Nếu động cơ còn tiếp tục bị quá tải thì điện trở của f
1
tăng làm
d
1
không còn khả năng giữ tấm động, tiếp điện U
11
d
1

Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
n Nâng hàng
g f
h e
k i d
b c
m l 0 a M
o n
p q
Hạ hàng

Hình I.3: Đặc tính cơ của động cơ thực hiện.
2.1.2:Hệ thống truyền động điện làm hàng Van-Động cơ xoay chiều :
Hệ thống truyền động điện với việc sử dụng Thiristo dùng cho thiết bị
làm hàng có công suất lớn. Thiristo ở đây được dùng để điều khiển các
động cơ điện, hình thành hệ truyền động điện van- động cơ. Hệ thống
truyền động điện này ngày càng ứng dụng phổ biến trong thực tế cùng với
việc phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử cùng với những thành tựu to
lớn của công nghệ chế tạo các linh kiện bán dẫn công suất lớn (diod,
thiristo, diac, triac…). Sơ đồ tổng quát của hệ thống (Hình I.4):
M: là động cơ xoay chiều, được đảo chiều quay nhờ các công tắc tơ T,
N.
Tốc độ động cơ M thay đổi bằng phương pháp thay đổi áp nguồn điều
khiển. Điện áp cung cấp cho M thay đổi nhờ các Thiristo với phương pháp
điều khiển pha (thay đổi góc mở α của các Thiristo).
Ngoài ra, để mở rộng khoảng điều chỉnh của hệ thống người ta dùng
mạch phản hồi âm tốc độ.
Bằng cách tính chọn hệ thống điều khiển tạo xung điều khiển mở các
Thiristo một cách hợp lý có thể tạo ra những đường đặc tính cơ trung gian
(không phải là đường đặc tính cơ của động cơ) một cách phù hợp với thiết

- Các thiết bị bảo vệ cho hệ thống phải có độ nhạy cao,…
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 16
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Máy phát tốc
Đảo chiều
UωUđk
a b c
M
Log
Phát
xung
Rω
U
y
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
2.1.2.1:Hệ thống làm hàng Van-Động cơ xoay chiều hãng ASEA: (Hình ở
tập bản vẽ)
a.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử:
M: Động cơ thực hiện. Đây là động cơ dị bộ rôto lồng sóc một cấp tốc độ.
Ở mỗi pha, cuộn dây stato đều gồm 2 cuộn, các cuộn dây này được mắc
thành một hệ sao kép. Nguồn cấp cho M là nguồn xoay chiều ba pha có
điện áp thay đổi được nhờ thay đổi góc mở chậm α của các thiristo. Động
cơ được đảo chiều nhờ các công tắc tơ.
TM: Phanh điện từ. Việc cấp nguồn cho phanh điện từ được thực hiện
nhờ tay điều khiển. Phanh được cấp nguồn ở mọi vị trí của tay điều khiển
trừ vị trí "0".
KN, KT: các công tắc tơ đảo chiều. Khi đưa tay điều khiển về phía

1
và T
2
ở mạch tạo xung trang bên). Tuỳ thuộc vào dấu của tín
hiệu điều khiển mà T
1
hoặc T
2
mở. T
1
mở khi Uc có thế dương, T
2
mở khi
Uc có thế âm. Độ mở của T
1
vàT
2
phụ thuộc vào độ lớn của Uc, nói cách
khác, giá trị Uc sẽ xác định cường độ dòng emitơ của các tranzito T
1
và T
2
.
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 17
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
PX
1
và PX
2

và biến
áp xung TX. Trong sơ đồ này, tranzito T
1
và T
2
đóng vai trò của bộ khuếch
đại chọn kênh điều khiển. Tuỳ thuộc vào dấu của tín hiệu điều khiển nhận
được sau bộ cộng Uc mà T
1
và T
2
sẽ quyết định cho phát xung điều khiển
tới mạch động lực TP hay mạch hãm TT. Điện trở R
1
đóng vai trò bộ cộng
các điện áp điều khiển Uy và điện áp phản hồi từ máy phát tốc PT.
Từ sơ đồ, ta thấy tụ C được nạp từ ba nguồn:
- Nguồn cố định: +a
1
- Đ
1
- d- c- m.
- Nguồn đồng bộ: từ thứ cấp biến áp đồng bộ Tpy- D
2
- R
3
- d- c.
- Nguồn một chiều thay đổi: +a
2
- T

cực điều khiển sẽ mở ra. Trong trường hợp như vậy, không cần thiết phải
có thêm nguồn nạp đồng bộ theo đường m- c- b- d nữa.Khi tín hiệu điều
khiển nhỏ, dòng emitơ của T
1
không đủ nạp cho C đạt đến U
T
ứng với thời
điểm bắt đầu nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn thì cần thiết phải có
nguồn nạp từ biến áp đồng bộ c- b- d để đảm bảo sự đồng bộ giữa thời
điểm phát xung và sự phân cực thuận của thiristo. Góc mở chậm α của
thiristo phụ thuộc vào thời điểm phát xung của bộ tạo xung. Độ lớn của nó
phụ thuộc vào điện áp điều khiển U
C
lấy từ sau bộ cộng. Nếu điện áp điều
khiển Uy càng nhỏ thì góc mở chậm α càng lớn, điện áp đặt vào động cơ
càng nhỏ và ngược lại.
2).Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
Đặc tính cơ của động cơ thực hiện được trình bày như hình I.5.
Khi đặt toàn bộ điện áp nguồn vào động cơ thực hiện thì đặc tính của nó là
đường 6N (phía nâng hàng) và 6C (phía hạ hàng). Khi giảm điện áp vào
động cơ nhờ thay đổi góc mở chậm α, đặc tính cơ của động cơ sẽ là các
đường 1,2,3 ở chế độ hãm động năng, tuỳ thuộc vào độ lớn của dòng kích
từ mà có các đặc tính hãm là các đường 1T, 2T, 3T, Nằm ở góc phần tư
thứ 2 và thứ 4. Nhờ có phản hồi âm tốc độ, đặc tính công tác thực tế của
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 19
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
động cơ thực hiện là các đường 1N, 2N, 3N, 4N, 5N (phía nâng hàng) và
1C, 2C, 3C, 4C, 5C (phía hạ hàng). Hoạt động cụ thể của hệ thống như sau:
Khi tay điều khiển được đặt ở vị trí I nâng hàng:

Y1
được tính toán lựa chọn thích hợp để thời điểm phát xung của bộ phát xung
trùng với thời điểm đầu của nửa chu kỳ dương của điện áp nguồn. Do đó,
khi các thiristo mạch động lực mở, tại thời điểm bắt đầu, toàn bộ điện áp
nguồn được 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
hệ thống và tải. Cùng với sự xuất hiện và tăng dần của tốc độ động cơ n, tín
hiệu phản hồi E
PT
cũng tăng dần. U
C
= U
Y1
- U
PT
sẽ giảm dần. Thế dương đưa
tới cực gốc của T
1
giảm dần làm dòng emitơ của nó giảm dần. Quá trình
nạp cho tụ C kéo dài dần, thời điểm phát xung của bộ tạo xung chậm dần
làm góc mở α tăng dần. Kết quả là điện áp đặt vào động cơ thực hiện giảm
dần. Như vậy, nhờ có phản hồi âm tốc độ, động cơ không gia tốc trên
đường đặc tính 6N mà theo đường 1N. Tại K, mômen quay của động cơ
cân bằng với mômen cản, động cơ làm việc ổn định với tốc độ thứ nhất.
Khi đưa tay điều khiển sang vị trí thứ II: ta có U
Y2
> U
Y1
, vì vậy: U
C2

thứ nhất ). Như vậy, động cơ đang làm việc với tốc độ 1, do điện áp đặt vào
động 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 đột ngột, còn tốc độ chưa tăng), sau đó quá trình gia tốc tới
điểm M trên đường 2N.
Hệ thống hoạt động tương tự như trên khi tay điều khiển được đưa dần
sang các vị trí III, ,VI. ở vị trí VI của tay điều khiển, U
Y6
được chọn có giá
trị đủ lớn để U
C6
điều khiển bộ tạo xung phát xung mở các thiristo với góc
mở chậm α nhỏ nhất cho phép. Động cơ được gia tốc trên đường đặc tính
6N và công tác ổn định tại α.
.
Sinh viên: Đồng Huy Hoài 20
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
n
n
1
C
-M
6
n
a
5N
3N
1N
M

Y
= U
PT
, khi đó U
C
= 0. ở thời điểm ấy cả hai kênh điều khiển đều khoá.
Các thiristo TP và TT đều không dẫn, điện áp đặt vào động cơ bằng 0;
mômen quay của động cơ M= 0 (ví dụ đang hạ hàng ở tốc độ thứ 5 thì thời
điểm đó ứng với điểm d trên đường đặc tính 5C). Do ảnh hưởng của tải,
động cơ tiếp tục được gia tốc, khi đó U
PT
trở nên lớn hơn U
Y
vì vậy : U
C
=
U
Y
- U
PT
< 0. Tín hiệu điều khiển có thế âm đưa tới cực gốc của T
1
và T
2
làm
T
1
khoá còn T
2
bắt đầu dẫn.

C
), kênh phát xung điều khiển mạch động lực bị khoá còn kênh
phát xung mạch hãm động năng bắt đầu làm việc. Tại thời điểm ban đầu,
do (- U
C
) lớn nên các thiristo TT mở với góc mở chậm nhỏ. Dòng kích từ
hãm có cường độ lớn tạo nên mômem hãm lớn (điểm c). Do có mômen
hãm lớn, tốc độ động cơ giảm dần: U
C
= U
Y5
- U
PTa
giảm dần làm góc mở
chậm α của các thiristo tăng dần. Khi đó, dòng kích từ hãm giảm dần sẽ
làm mômen hãm giảm dần. Khi U
PT
= U
Y5
thì U
C
= 0. cả hai kênh điều khiển
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 tục giảm, U
PT
< U
Y5
làm U
C
có

Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
khởi động thì nó được khởi động từ cấp tốc độ 1, khi động cơ đang thực
hiện nâng hạ hàng hay đưa hàng sang trái, sang phải thì thường là tốc độ 2
được đưa vào hoạt động (tất nhiên còn tuỳ thuộc vào tải trọng mà cần cẩu
đang làm việc). Còn khi không tải (móc không) thì tốc độ 3 được đưa vào
hoạt động.
+ Có các quá trình tự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an toàn
cho hàng hoá, thiết bị, hợp lý hoá quá trình điều khiển. Ví dụ như khi đang
làm việc ở tốc độ cao mà động cơ bị quá tải, thì động cơ tự động chuyển về
tốc độ 1, khi không còn quá tải nữa thì tự động chuyển lên tốc độ cao nếu
tay điều khiển còn ở vị trí ứng với tốc độ cao
+ Việc điều khiển hệ thống được thực hiện dễ dàng, thuận tiện và tiêu
tốn ít năng lượng.
*Nhược điểm :
+ Động cơ thực hiện phải được chế tạo đặc biệt.
+ Động 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
động cơ. Trong khi đó, ở hệ thống truyền động điện thiết bị làm hàng thì
quá trình quá độ là quá trình làm việc chủ yếu.
+ Số lượng các khí cụ lớn làm tăng trọng lượng, kích thước của thiết
bị điều khiển.
+ Quá trình hoạt động của hệ thống tương đối nặng nề. Quá trình đóng
mở các cực tiếp xúc diễn ra thường xuyên làm phát sinh tia lửa điện.
Tuy nhiên, nếu hệ thống làm hàng kiểu truyền động điện Van- Động
cơ xoay chiều thì những nhược điểm trên lại được khắc phục. Tức là trọng
lượng, kích thước của hệ thống giảm đáng kể, gần như không phát sinh tia
lửa điện trong quá trình 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-
Động cơ xoay chiều cũng có một số nhược điểm như đã nói.
Rõ ràng, với hệ thống truyền động điện làm hàng sử dụng động cơ dị

Sinh viên: Đồng Huy Hoài 24
Lớp: ĐTT - 42 - ĐH
BĐK
ĐK
Động
cơ
Các van i n tđ ệ ừ
Bơm TL
Động cơ
thuỷ lực
Trống
tời
Trạm ĐK
MSB
Hình I.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống làm hàng sử dụng động cơ thuỷ lực
Luận văn tốt nghiệp Truyền động điện thiết bị làm hàng tàu thuỷ
Động cơ thuỷ lực: là động cơ được điều khiển bằng thuỷ lực, tức chiều
và tốc độ quay của nó thay đổi được là do chiều và lưu lượng dòng chất
lỏng sau bơm thuỷ lực thay đổi. Với một động cơ như vậy, rõ ràng có nhiều
ưu điểm nổi bật như:
+ Điều khiển dễ dàng và chính xác.
+ Tạo được lực và mômen không đổi, dù tốc độ thay đổi.
+ Để sinh ra cùng một lực mômen thì động cơ thuỷ lực có kích thước
nhỏ hơn so với các loại động cơ khác
3.2: Hệ thống truyền động điện làm hàng thuỷ lực tàu
GOLDENSTART: (Sơ đồ trong tập bản vẽ )
1.Giới thiệu phần tử và chức năng của các phần tử:
* Mạch động lực:
+ Động cơ lai bơm thuỷ lực chính (HYD.PUMP): công suất
90KW/140KW tương ứng với chế độ sao/tam giác. Khống chế động cơ lai

Lớp: ĐTT - 42 - ĐH