Mục lục
Chương 1. Khái quát tổng quan về cần trục KONE 3
1.1. Giới thiệu chung về cần trục KONE 3
1.1.1. Khái quát chung về cần trục 3
1.1.2. Cơ cấu truyền động chính của cần trục 5
2.1.2. Ưu, nhược điểm của cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục 24
2.2.Đề xuất phương án cải tiến 25
2.2.1. Đưa ra các phương án cải tiến 25
1
LỜI MỞ ĐẦU
Khi xem xét đánh giá nền kinh tế của một nước, người ta nhìn vào sự phát triển
khoa học của nước đó.Những năm đầu đất nước mới thống nhất công cuộc xây dựng đất
nước gặp không những khó khăn vì hầu hết các thiết bị máy móc đều cũ kĩ lạc hậu song
lại chiếm một số lượng đáng kể. Những năm tiếp theo khi đất nước mở cửa các thiết bị
máy móc hầu hết được nhập ngoại dưới hình thức chuyển giao công nghệ và kỹ thuật.
Do đó hiện nay đang phát huy năng lực tốt nhất trong nền kinh tế vì nó được trang bị
đồng bộ tiên tiến, có nhiều ứng dụng thành quả của kỹ thuật tin học và kỹ thuật điện tử
…
Mặt khác nước ta có chiều dài ven biển rất lớn nên có nhiều cảng biển cảng sông
và có các nhà máy đóng tàu, sửa chữa tàu.Vì vậy khi nói đến thiết bị máy móc không
thể không nhắc đến thiết bị nâng chuyển mà tiêu biểu là cần trục chân đế.Gắn liền với
sự phát triển đất nước, cần trục chân đế có sự phát triển ngày càng hoàn thiện hơn về
thiết bị điều khiển và kỹ thuật điều khiển. Cần cẩu rất đa dạng về chủng loại nhiều loại
được sản xuất tại Nga, Đức, Phần Lan, Nhật Bản …
Việc tự động hoá cần trục-cầu trục được coi là vấn đề quan trọng nhằm nâng
cao năng suất làm việc của chúng.Để có thể tiến hành tự động hoá được cần trục-
cầu trục ta phải nắm bắt được kết cấu cũng như nguyên lý từng cơ cấu của nó.
Sau một thời gian nghiên cứu và làm việc với đề tài:“Nghiên cứu khái quát về
cần cẩu KONE. Xây dựng cấu trúc và chương trình điều khiển cơ cấu nâng hạ
hàng”.do thầy giáo PGS.TS Hoàng Xuân Bình hướng dẫn em đã hoàn thành thiết
kế môn học.

+ 25 tấn chiều cao là 45 +9m.
+ 15 tấn chiều cao là 37 +9m.
- Tốc độ nâng hàng móc 25 tấn là 10 m/ph.
- Tốc độ nâng hàng móc 8 tấn là 60m/ph.
- Tốc độ quay mâm là 1m/ph.
- Tốc độ nâng cần là 25m/ph.
- Tốc độ di chuyển xe 46m/ph.
- Góc quay 360
0
.
- Chiều rộng của đường ray 10,5m.
- Chiều dài tâm bánh xe trước đến tâm bánh xe sau là 5,4m.
- Chiều cao đỉnh tháp 37,3m.
-Chiều cao đỉnh cần 45m.
-Nguồn điện 3 pha điện áp Uđm = 380V, f = 50Hz.
4
1.1.2. Cơ cấu truyền động chính của cần trục
Trên cần trục Kone có bốn cơ cấu truyền động chính là:
1. Truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng.
2. Truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần.
3. Truyền động cho cơ cấu quay mâm.
4. Truyền động cho cơ cấu di chuyển chân đế.
Thường các hệ thống truyền động cho các cơ cấu 1, 2, 3 của cần trục được
xây dựng hoàn toàn giống nhau và chỉ khác nhau về phạm vi công suất truyền
động. Công suất cơ cấu 1 lớn hơn 2, 3 còn cơ cấu 4 thường xây dựng đơn giản hơn
cơ cấu 1, 2, 3. Các hệ thống này được thực hiện bằng các hệ truyền động điện và
hoặc thủy lực.
Cấu trúc động lực của hệ truyền động điện cần trục KONE được biểu diễn
như sau:
Hình 1.2. Cấu trúc truyền động điện cần trục KONE

đm
= 380 V.
- Dòng điện định mức: I
sđm
= 125 A.
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1000 vg/ph.
- Điện áp roto:U
2
= 295V
- Dòng điện roto:I
2
= 125A.
- Điện trở roto:R
2
= 0,029 Ω/20
o
C.
- Phanh điện thủy lực Ks1.
6
1.2.2. Chức năng các phần tử trong sơ đồ
Hình 1.3a.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
Am1là động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ hàng.
As1 là phanh điện thủy lực.
Ac1,Ac2 là tiếp điểm các công tắc tơ đảo chiều.
Ac41 ÷ Ac45 là các tiếp điểm của công tắc tơ điều khiển điện trở phụ mạch rotor
của động cơ truyền động chính.
7
Am5: Phanh điều chỉnh tốc độ cho cơ cấu nâng hạ hàng, mô men hãm của phanh

Động cơ M1 được đặt các nhiệt điện trở âm trong các pha của cuộn dây stator. Khi
nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phép các điện trở nhiệt này sẽ tác động ngắt
mạch cấp nguồn điều khiển.
- Bảo vệ ngắn mạch
Cơ cấu nâng hạ hàng được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì có dòng định mức là
125A trong sơ đồ cấp nguồn.
- Bảo vệ “không”:
Bảo vệ “không” được thực hiện trong sơ đồ cấp nguồn. Khi cơ cấu đang làm việc vì
lý do nào đó mất nguồn cấp thì khi có nguồn trở lại phải đưa tay điều khiển về vị trí
không sau đó mới khởi động điều khiển hệ thống làm việc trở lại.
1.3. Truyền động cơ cấu nâng hạ cần cần trục KONE
1.3.1. Động cơ truyền động cho cơ cấu
Động cơ truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần là động cơ không đồng bộ rotor dây
quấn loại M20LBTS2K có thông số kĩ thuật như sau
- Công suất định mức: P
đm
= 65 kW.
- Hệ số công tác ngắn hạn: ε = 40%.
- Điện áp định mức: U
đm
= 380 V.
11
- Dòng điện định mức: I
đm
= 125 A.
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1000 vg/ph.
- Điện áp roto: U
2

cần với góc lớn nhất công tắc hành trình sẽ ngắt điện cấp nguồn cho động cơ truyền
động cho cơ cấu theo chiều nâng.
-Bảo vệ tầm với tối đa
Khi tầm với lớn hơn 36m thì công tắc hành trình sẽ tác động ngắt điện động cơ
không cho phép hạ cần.
-Bảo vệ quá tải cho động cơ
Động cơ M1 được đặt các nhiệt điện trở âm trong các pha của cuộn dây stator. Khi
nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phép các điện trở nhiệt này sẽ tác động ngắt
mạch cấp nguồn điều khiển.
- Bảo vệ ngắn mạch
Cơ cấu nâng hạ hàng được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì có dòng định mức là
125A trong sơ đồ cấp nguồn.
1.4. Truyền động cơ cấu quay mâmcần trục KONE
1.4.1. Động cơ truyền động cho cơ cấu quay mâm
Hai động cơ truyền động cho cơ cấu quay mâm là động cơ không đồng bộ roto dây
quấn. Loại động cơ 16LTS2F – 9548 có thông số kỹ thuật của động cơ như sau:
- Công suất định mức:P
đm
= 15 kW
- Hệ số đóng cắt ngắn hạn lặp lại: ε =40%
- Điện áp định mức: U
đm
= 380 V
- Dòng điện định mức:I
đm
= 34 A
- Tốc độ định mức: n
đm
= 1500 vg/ph
- Điện áp roto: U

18
cần trục” vì thế ở chương này chỉ trình bày đến cơ cấu nâng hạ hàng cần trục
KONE.
2.1. Phân tích ưu nhược điểm cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
2.1.1. Nguyên lý hoạt động cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE
a. Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc
Tiến hành cung cấp nguồn điện động lực cho các cơ cấu của cần trục được
tiến hành như sau:
- Đưa tất cả các tay điều khiển của các cơ cấu về vị trí “0” lúc này có:
Ab3 = 1 Bb3 = 1 Pb3 = 1 Rb3 = 1 Kb3 = 1
+ Đóng aptomat Oa4 và Oa5 về vị trí ON, lúc này Oa4 = 1, Oa5 = 1.
+ Ấn nút khởi động Ob4
Ob4 = 1 cấp điện cho role trung gian Od1, Od1 = 1 làm cho Od1 (15) = 1
Nguồn điện được đưa tới công tắc tơ chính Oc1 = 1 đóng các tiếp điểm của nó như:
Oc1 (3) =1, Oc1 (7) = 1.
Đèn Oh1 sáng, báo hiệu công tắc tơ Oc1 đã đóng mạch cấp điện đến các cơ cấu của
cần trục.
Muốn cho hệ thống cần trục hoạt động thực hiện như sau:
+ Ấn nút Stop (Ob3), công tắc chính Oc1 = 0 đèn báo Oh1 tắt khi công tắc chính
mất điện.
+ Ngắt cầu dao Oa2 để đảm bảo an toàn cho mạch động lức cũng như mạch điều
khiển của các cơ cấu, nhưng mạch điện cho chiếu sang và sấy vẫn hoạt động.
+ Ngắt cầu dao Oa1 để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống.
b. Tiến hành điều khiển hệ thống nâng hạ hàng
Khi đưa tay điều khiển Ab3 về vị trí số “0” các role trung gian và thời gian
Ad43 = 1 Ad44 = 1 Ad45 = 1 do đó các tiếp điểm của chúng:
Ad43 (15) =1 Ad44 (15) =1 Ad45 (15) =1
Cấp điện cho mạch điều khiển.
19
Ad62 = 1  Ad63 (15) = 1 làm cho Ad63 = 1

A5E5 do vậy mà dòng điều khiển giảm, làm cho momen hãm của phanh giảm làm
cho tốc độ động cơ tăng lên.
Tốc độ 3 phía nâng:
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 3 phía nâng hàng Ab3 = 1, mạch điện
cung cấp cho stato của động cơ như vị trí số 2.
Mạch rotor có them Ad3 = 1 nên Ad3 (18) = 1 duy trì nguồn điều khiển và
Ad3 (9) = 0, Ad3 (22) = 1 làm cho Ac42 = 1 và Ac42 (27) = 0 ngắt điện cuộn hút
Ad43 = 0. Đồng thời Ad42 (15) = 0 sẵn sàng cấp điện cho Ac43. Lúc này Ac42 (1)
=1 loại điện trở phụ U1U2; V1V2; W1W2 ra khỏi mạch điện rotor làm cho tốc độ
động cơ tăng lên.
Bộ điều khiển tốc độ cho phanh Am5 có Od1 (17) = 0, Ac42 (8) = 0,
Ad3(9)= 0, Ad1(10) = 0 do vậy dòng điện cấp cho phanh Am5 điều chỉnh tốc độ
bằng 0. Như vậy từ tốc độ 3 phía nâng phanh điều chỉnh không tham gia quá trình
điều chỉnh tốc độ.Việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện bằng cách thay đổi điện trở
phụ mạch rotor động cơ Am1.
Tốc độ 4 phía nâng hàng:
Khi đưa tay điêu khiển về vị trí số 4 phía nâng Ab3 = 1. Mạch điện cung
cấp cho cuộn stator như vị trí số 3 phía nâng. Mạch điều khiển điện trở phụ có
thêm:
` Ac43 = 1 làm cho Ac43 (28) = 0 dẫn đến Ad44 = 0 vì thế Ad44 (0) = 0.
Sau khoảng thời gian duy trì 1,5(s) tiếp điểm Ad44 (25) = 1 sẵn sàng cấp điện cho
Ad44. Đồng thời Ac43 (1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U2U3;V2V3; W2W3 ra khỏi
mạch rotor tốc độ động cơ tăng lên.
21
Sau khoảng thời gian role thời gian khống chế 1,5(s) thì: Ad44 (15) = 1 làm
cho Ac44 = 1 và Ac44 (29) = 0 ngắt mạch Ad45 = 0 Ad44 (15) = 0 sau thời gian
1,5(s) tiếp điểm của Ad45 (26) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Ac45. Đồng thời khi có
Ac44 (1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4; W3W4 ra khỏi mạch rotor tốc độ
động cơ tiếp tục tăng lên.
Sau khoảng thời gian duy trì 1,5(s) thì Ad45 (26) = 1 làm cho Ac45 = 1 dẫn

stator, mạch rotor của động cơ cũng giống vị trí số 2. Bộ điều khiển dòng Au5 hoạt
động như sau: Ab3 = 0 vì vậy toàn bộ điện trở r53 được đấu nối tiếp với cuộn điêu
khiển A5E5, dẫn đến dòng qua cuộn điều khiển giảm làm cho momen hãm của
phanh giảm dẫn đến tốc độ hạ của động cơ lại tăng lên.
Tốc độ 4 phía hạ hàng:
Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 4 phía hạ hàng, Ac41(1) = 1 nối sao điện
trở phụ V0V1,W0W1 và U1 mạch rotor đối xứng, mặt khác AB3 = 1, Ad3(18) = 1
duy trì cấp nguồn cho mạch điều khiển và Ad3(22) = 1 làm cho Ac42 = 1 dẫn đến
Ac32(24) = 1 sẵn sàng cấp điện cho Ac43. Tiếp điểm Ac42(20) = 1 duy trì cho
Ac42 đồng thời Ac42(1) = 1 ngắt thêm điện trở phụ U1U2; V1V2; W1W2 ở mạch
rotor.
Tiếp điểm Ac42(27) = 0 làm cho Ad43 = 0, thời gian duy trì của Ad43 là
2(s) thì Ad43(24) = 1 dẫn đến Ac43 = 1, tiếp điểm Ac43(25) = 1 duy trì mạch điện
cho Ac43 và Ac43(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U2U3; V2V3; W2W3 ở mạch rotor,
tốc độ tiếp tục tăng lên
Bộ điều khiển Au5 điều chỉnh dòng bị loại ra khỏi hệ thống. Tiếp điểm
Ac43(28) = 0, làm cho Ad44 = 0, sau thời gian duy trì 1,5(s) Ad44(25) = 1 làm cho
Ac44(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U3U4; V3V4; W3W4 ra khỏi mạch rotor làm
cho tốc độ hạ lại tăng lên.
Tiếp điểm Ac44(29) = 0 làm cho Ad435 = 0, thời gian duy trì 1,5(s) thì
Ad45(26) = 1 dẫn đến Ac45 = 1 khi đó Ac45(1) = 1 loại tiếp điện trở phụ U4U5;
V4V5; W4W5 ở mạch rotor, tốc độ đạt tốc độ lớn nhất.
23
2.1.2. Ưu, nhược điểm của cơ cấu nâng hạ hàng của cần trục
a. Ưu điểm
- Do cấu tạo được chế tạo sẵn không thay đổi được nên các cấp tốc độ nâng hàng và
hạ hàng được định sẵn vì thế người vận hành chỉ cần thay đổi vị trí tay điều khiển
là có thể định được các cấp tốc độ mong muốn mà không cần điều khiển nhiều.
- Mạch điều khiển được xây dựng dựa trên các phần tử cơ bản như: contacto,role
thời gian, các loại cảm biến… không yêu cầu cao về công nghệ.

xoay chiều, phương pháp điều chỉnh tốc độ phù hợp với đặc tính tải, sơ đồ nối bộ
biến đổi đảm bảo yêu cầu truyền động.
Sau đây sẽ trình bày một số vấn đề đặt ra khi lựa chọn giải pháp truyền động
điện cho cơ cấu nâng hạ hàng cần trục KONE.
a. Hệ truyền động điều chỉnh điện áp động cơ
- Nguyên lý
Theo lý thuyết máy điện, ta có quan hệ giữa mômen và điện áp đặt vào Stator
động cơ tài liệu [1,trang247] như sau:
M =
'
1 2
'
2
2
1 1 . 2
3. .
( ) ].
f
n m
U R
R
R X s
s
ω [ + +
Như vậy, ở một tần số nhất định, mô-men của động cơ KĐB tỷ lệ với bình
phương điện áp đặt vào phần cảm (stato). Do đó, ta có thể điều chỉnh tốc độ động
cơ KĐB bằng cách điều chỉnh điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số. Để thực
hiện được điều này người ta dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC).
Thực tế, hầu hết các động cơ KĐB có tốc độ trượt tới hạn (ứng với đặc tính cơ tự
nhiên) nhỏ, khi dùng điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh hẹp. Ngoài