Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 1
Đề bài
1.Thiết kế hệ điều khiển truyền động cho cơ cấu di chuyển xe con cổng trục
- Tải trọng hàng: 35tấn
- Tải trọng móc và cáp: 2.5 tạ
- Tải trọng xe: 2.5 tấn
- Tốc độ di chuyển định mức: V=44m/phút
- Tốc độ gió cho phép làm việc: V
g
= 40km/h
- Khẩu độ: L = 15m
- Yêu cầu điều khiển 3 cấp tốc độ làm việc
- Loại động cơ truyền động: động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc 2 cấp tốc
độ, điều khiển thay đổi số cặp cực và thay đổi điện áp động cơ (hoặc nối thêm
cuộn kháng nối tiếp stator)
2.Nhiệm vụ
1. Tính chọn động cơ, phanh hãm và hộp giảm tốc
2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch động lực
3. Tính chọn các phần tử trên sơ đồ mạch động lực
4. Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển. Thuyết minh các chế độ làm
việc của sơ đồ.
5. Tính chọn các thiết bị trên sơ đồ mạch điều khiển
6. Xây dựng sơ đồ đi dây và tính chọn tủ điện
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 2
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ CỔNG TRỤC
1.Công dụng:
Cổng trục được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và
công nghiệp,dùng để xếp dỡ hàng hóa tại các kho bến bãi,các cảng sông ,cảng
biển,sử dụng có hiệu quả trong các công trình xây dựng công nghiệp thủy
điện,lao lắp dầm cầu Các chức năng làm việc của cổng trục giống với cầu
trục nhưng thường làm viêc ở ngoài trời,di chuyển trên đường ray đặt trên nền

PHẦN II: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ PHANH HÃM,HỘP GIẢM
TỐC
1.Tính chọn công suất động cơ di chuyển xe con
+ Công suất kéo tải định mức:
N
1
=
F
1
= W
t
.f
Trong đó:
- Wt: Trọng tải của hàng, móc, dây cáp, và xe [KN]
- v: Vận tốc di chuyển định mức [m/s]
- ɳ: Hiệu suất bộ truyền
- f: hệ số ma sát giữa bánh xe và ray:
W
t
=35000+250+2500=37750kg
ɳ=0.85
f=0.05
V= m/s
N
1
=
N
1
==16.284(kw)
+ Công suất bù sức cản của cơ cấu nâng hạ:

2
)
F
3
=2.5*18.875*7.716=364.099(N)
⟹N
3
==3.14 (kw)
+ Công suất gia tốc phần quay:
ω = (rad/s)
M
4 =
(N)
N
4 =
(kW)
n
đm
: tốc độ quay định mức(stato nối kiểu tam giác),chọn n
đm
=700 vòng/p
J
t
: moomen quán tính quy về trục động cơ. Chọn J
t
=8
t
a
: thời gian gia tốc. Chọn t
a

đm
=24/34 kw
n
đm
=735/1470 vòng/p
ɳ = 0.89/0.9
cos = 0.79/0.93
s%=2/2
I
mm
/I
đm
=7
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 5
M
m
/M
đm
=1.2/1
M
max
/M
đm
=2/2
Động cơ làm việc dạng ngắn hạn lặp lại
2. Chọn hộp giảm tốc
+Tỉ số truyền:
i =
D
t

dc
= = =198.8 (N.m)
u: bội số hệ thống ròng rọc,lấy u= 2
R
t
: Bán kính tang quấn = 0.15
+Kiểm nghiệm qua tải về mômen
Momen cản lớn nhất: M
cmax
= M
dc
= 198.8 (N.m)
M
đm =
311 M
cmax
. Vậy động cơ đảm bảo yêu cầu quá tải về mômen
+ Kiểm nghiêm mômen khởi động của động cơ:
M
c mở máy
= 2M
cmax
= 2*198.8 = 397.6 (N.m)
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 6
M
kđ
= 2 M
đm
=2.311 = 622 M
c mở máy


A
B
C
Hình 3. Sơ đồ nối tam giác Hình 4. Sơ đồ nối sao kép
-Đổi nối từ tam giác sang sao kép
P
∆
= 3.U.I.Ƞ.cos)
P
⅄⅄
= 2U.I. Ƞ.cos
.Nếu coi như cos) = cos
.Ta có tỷ số = 1.15
.Khi tiến hành điều chỉnh tốc độ công suất thay đổi không đáng kể
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 8
⟹Vậy đổi nối từ tam giác sang sao kép thích hợp khi công suất truyền động
không đổi. P không đổi n tăng gấp đôi ⟹ M giảm đi 1 nửa
Ta có đặc tính cơ như sau :
*Mắc cuộn kháng vào mạch stato giảm điện áp cấp vào cho động cơ dẫn đến làm
giảm tốc độ của động cơ.
-Đường đặc tính cơ như sau:
*Ưu và nhược điểm của phương pháp:
-Nhược điểm:
+Phương pháp thay đổi số đôi cực p của động có co phạm vi điều chỉnh tốc
độ hạn chế vì mở rộng phạm vi điều chỉnh sẽ làm tăng kích thước,trọng
lượng động cơ.
+ Phương pháp này điều chỉnh không trơn mà nhảy cấp.
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 9
-Ưu điểm:

A B
C
L1 L1 L1
L2 L2 L2
K1 K1 K1 K2 K2 K2
K3 K3 K3
K4 K4 K4
K5
K5
K5K6 K6 K6
K7
K7
K7
A B
C
RN
RN
CC
CD
CC
KM
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 11
PHẦN IV: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐỒ MẠCH
ĐỘNG LỰC
I
tt
= = = 29.94(A)
1.Cầu chì
-Cầu chì là khí cụ bảo vệ ngắn mạch quá tải nguồn
I

U
ng
điện áp định mức của nguồn chọn U
ng
= 380
I
CD
dòng điện định mức cầu dao
U
CD
điện áp định mức cầu dao
I
tt
dòng điện tính toán của nguồn
-Ta chọn cầu dao:U
CD
= 500v và I
CD
= 30(A)
cầu dao chọn là cầu dao 3 pha có cầu chì
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 12
4. Contacto
-Là loại khí cụ dùng để đóng cắt từ xa tự động hoặc bằng nút ấn các mạch
điện động lực có phụ tải
-Điện áp qua tiếp điểm chính ≥380 V
-Dòng qua tiếp điểm chính I
tt
= 29.94A
-Chọn contacto có U
đm

- Gạt tay chang sang vị trí 1', cuộn dây K2 có điện, tiếp điểm thường hở K2 có
điện, cuộn dây K5 có điện , nên tiếp điểm K5 đóng lại. Động cơ quay ngược
với tốc độ số 1.
- Gạt tay chang sang vị trí 2', cuộn dây K2,K6, K7 có điện, tiếp điểm
K2,K6,K7 đóng lại. Động cơ quay ngược với tốc độ số 2.
- Gạt tay chang sang vị trí 3', cuộn dây KU1 có điện tiếp điểm thường đóng
KU1 có điện mở ra,cuộn dây K4 mất điện tiếp điểm K4 mở ra. Cuộn dây
K6,K7 có điện,nên tiếp điểm K6,K7 đóng lại. động cơ quay ngược với tốc độ
số 3.
+ Ở chế độ bảo vệ
-Khi động cơ quá tải, role nhiệt RN mở mạch ngắt điện toàn bộ
-Ngắn mạch CC1 sẽ tác động ngắt điện -Bảo vệ điểm 0 khi làm việc tay chang
phải ở vị trí 0 cuộn dây R
ư
mới được cấp điện từ đó làm cho tiếp điểm thường
hở của nó đóng lại,K
u
đóng mạch điều khiển mới được cấp điện , khi làm việc
nếu tay chang không ở vị trí 0 mạch sẽ không hoạt động được
*Kết luận: Mạch thực hiện được chức năng điều khiển động cơ không đồng bộ roto
lồng sóc quay 2 chiều với 3 cấp tốc độ có hỗ trợ khởi động bằng cách dùng cuộn
kháng nối tiếp với stato của động cơ.
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 15
PHẦN VI: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRÊN SƠ ĐỒ MẠCH
NGUYÊN LÝ
1. Aptomat
-Là khí cụ dùng để tự động đóng cắt mạch điện để bảo vệ quá tải hoặc ngắn
mạch, sụt áp.
U
đm

+Sơ đồ đi dây
ABC
L N
CD
AT
K1
RN
AT
Ku
Rth
Ku1
K2 K3
K4 K5
K6 K7
Tay Chang
KM
T1 T2 T3 T4 T5 T6
+Tủ điện:
AT
K1
RN
AT
Ku1
Rth Ku2
K2 K3
K4 K5
K6
K7KM
Nhóm 8-TBĐ-K52 Trang 17
2.Cáp từ tủ điện đến động cơ di chuyển xe con