LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các thành tựu
khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong
thực tế sản xuất.
Ở nước ta, công nghiệp mỏ giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh tế,
do đó việc ứng dụng các thành tựu khoa học để nâng cao hiệu quả sản xuất
là tất yếu.Một trong những thanh tựu khoa học đó phải kể đến chiếc máy
xúc.
Máy xúc được sử dụng rộng rãi trong ngành khai thác mỏ lộ thiên,
trên công trường xây dựng công nhiệp và dân dụng, trên các công trình thuỷ
lợi, xây dựng cầu đường và nhiều hạng mục công trình khác nhau, ở những
nơi mà yêu cầu bốc xúc đất đá với khối lượng lớn .A.TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY XÚC
I. Tình hình sử dụng ở Việt Nam
Trong các mỏ lộ thiên ở Việt Nam thì máy xúc một gầu là thiết bị được
sử dụng làm phương tiện khai thác chính.Máy xúc là một phụ tải điện lớn
tiêu thụ rất nhiều điện năng.
Ví dụ như máy xúc EKG-4,6 và EKG-5A đều có công suất định mức là
Pdm=250KW.Còn máy xúc EKT-8N có công suất lên đến 520KW.
1
Công dụng của máy xúc là dùng để bốc đất, đá,than nên nó thường
phải làm việc trong điều kiện phụ tải thay đổi thường xuyên và một cách đột
ngột.
Máy xúc có nhiều cơ cấu truyền động như:truyền động ra vào tay
gầu,nâng hạ tay gầu,truyền động quay và di chuyển.
II. Yêu cầu công nghệ của máy xúc
Hệ thống truyền động điện phải có nhiều cấp tốc độ
Có hệ thống điều chỉnh tốc độ và mômem để có đặc tính cơ như mong
muốn phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

* Nghiên cứu 2 loại máy xúc thường dùng :
2.1 Máy xúc kiểu gầu thuận
Hình 1.1 . MÁY XÚC GẦU THUẬN
* Cấu tạo
Cơ cấu quay(bàn quay) 1 được lắp trên cơ cấu di chuyển bằn bánh xích
2. Cần gàu 6 và tay gàu 5 cùng được lắp trên bàn quay 1. Tay gàu 5 cùng với
gàu xúc 7 di chuyển theo gương lò do cơ cấu đẩy tay gàu 4 và cáp kéo 9 của
cơ cấu nâng - hạ gàu. Quá trình bốc xúc được thực hiện kết hợp giữa hai cơ
cấu: cơ cấu đẩy tay gàu tạo ra bề dày lớp cắt, cơ cấu nâng - hạ gàu tạo ra lớp
cắt là đường di chuyển của gàu theo gương lò. Để đổ tải từ gàu xúc sang các
5
phương tiện khác được thực hiện nhờ cơ cấu mở đáy gàu 3 lắp trên thành
thùng xe của máy xúc.
Máy xúc có ba chuyển động cơ bản: nâng - hạ gàu, ra - vào tay gàu và quay,
ngoài ra còn có một số chuyển động phụ khác như: nâng cần gàu, di chuyển
máy xúc, đóng - mở đáy gàu v.v…
Chu trình làm việc của máy xúc bao gồm các công đoạn sau: đào, nâng gàu
đồng thời quay gàu về vị trí đổ tải, quay gàu về vị trí đào và hạ gàu xuống
gương lò. Thời gian của một chu trình làm việc khoảng từ 20 ÷ 60s.
Cơ cấu nâng hạ gàu và cơ cấu tay gàu của máy xúc thường xuyên làm việc
quá tải (gọi là quá tải làm việc) do gàu bốc xúc phải đất đá cứng hoặc lớp cắt
quá sâu.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Các cơ cấu chính của máy xúc làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số
tiếp điểm tương đối TĐ% = (25 ÷ 75)%
2.2 Máy xúc kiểu gầu treo dây
6
Hình1.2.máy xúc kiểu treo dây
* Cấu tạo :

được thực hiện kết hợp giữa hai cơ cấu:cơ cấu đẩy tay gầu tạo ra bề dày lớp
cắt và cơ cấu nâng hạ tạo ra lớp cắt là đường di chuyển của gầu xúc trong
đất đá. Đổ tải từ gầu xúc sang các phương tiện vân chuyển khác băng cơ cấu
mở đáy gầu.
Máy xúc có 3 chuyển động cơ bản: đào,nâng-hạ,quay ngoài ra còn có
một số chuyển động phụ khác như:nâng cần,di chuyển, đóng mở đáy gầu…
8
Chu kỳ làm việc của máy xúc bao gôm những giai đoạn sau:hạ gầu xuống
mặt bằng làm việc-đào đồng thời nâng gầu-quay gầu về vị trí dổ tải-mở đáy
gầu đổ tải-quay gầu về vị trí ban đầu.Thời gian một chu kỳ làm việc khoảng
từ 20s đến 60s.
Cơ cấu nâng-hạ và cơ cấu đẩy tay gầu thường xuyên làm việc quá
tải(quá tải làm việc)do gầu xúc bốc xúc phải đát đá quá cứng hoặc lớp cắt
quá sâu.
Các cơ cấu chính của máy xúc làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với
hệ số tiếp điện tương đối TĐ%=(25->100)%.Các cơ cấu của máy xúc làm
việc trong điều kiện nặng nề,chao lắc mạnh,nhiều bụi,nhiệt độ môi trường
thay đổi trong phạm vi rộng.Các yếu tố khác cũng gây ảnh hưởng manh đến
các cơ cấu của máy xúc như : độ nghiêng, độ chênh dọc trục của máy
xúc,gia tốc lớn khi mở máy và hãm.Do chế độ làm việc nặng nề của máy
xúc như vậy nên các thiết bị của máy xúc phải được chế tạo chắc chắn, độ
bền cơ học cao và độ tin cậy cao.
II. Các yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động điện của máy xúc
Từ những đặc điểm của máy xúc như đã nêu ở trên,các yêu cầu cơ bản
đối với hệ truyền động điện truyền động các cơ cấu chính của máy xúc bao
gồm:
1. Đặc tính cơ của hệ truyền động điện của các cơ cấu chính của máy
xúc(cơ cấu nâng -hạ, đẩy tay gầu và cơ cấu quay)phải được bảo vệ một
cách tin cậy khi quá tải.Có nghĩa là hệ thống truyền động phải tạo ra đặc
tính “máy xúc”.

Năng suất của máy xúc đặc trưng bởi diện tích giữa các trục toạ độ và
đường đặc tính cơ cấu của hệ truyền động(hình a)SADCO. Để đánh giá năng
suất của máy xúc người ta đưa ra hệ số lấp đầy k:
SADCO S.m
K=──── =──── (b)
SABCO W0.Md

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Trong đó: S=SADCO diện tích h thanh bởi hệ trục toạ độ và đường đặc tính cơ
của hệ truyền động điện.
SABCO là diện tích tạo bởi hệ trục toạ độ và đường đặc tính cơ lý
tưởng.
Wo :tốc độ không tải lý tưởng
Md :mômen dừng
m:hệ số tỉ lệ
Đối với hệ truyền động này,hệ số lấp đầy của máy xúc có thể đạt tới
0.8 đến 0.9.
Hình b,biểu diễn các đường đặc tính cơ của các hệ truyền động khác
nhau dùng trong máy xúc.
11
Họ đặc tính cơ của cac hệ đó cho phépđánh giá và tính chọn hệ truỳen
động một cách hợp lý đối với từng loại máy xúc cụ thể.Hệ truyền động xoay
chiều dùng động cơ không đồng bộ ba pha(đường 1) được sử dụng rộng rãi
cho các loại máy xúc có thể tích gầu xúc tới 1m3
Nếu sử dụng động cơ truyền động là động c xoay chiều có hệ số trượt lớn
cho phép hạn chế được dòng điện trong phạm vi cần thiết để giảm độ cứng
của đường đặc tính cơ trong vùng mômen phụ tải bằng mômen định mức
của động cơ,có thê thực hiện được bằng cách đấu thêm điện trơ phụ vao
mạch roto của động cơ:

13
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
Sơ đồ nguyên lý của máy xúc EKG-5A
14

Hình.2.1
a.Hệ thống gồm có:
- Động cơ điện một chiều.
- Máy phát điện một chiều F để cung cấp điện áp cho phần ứng động cơ.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
15
- Khuyếch đại từ đảo chiều làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện kích thích
cho cuộn kích thích độc lập của máy phát.
WKTI:là cuộn kích thích độc lập của máy phát nó được chia làm 2 nửa
và mắc theo sơ đồ cầu cân bằng RCB.
WKTII:là cuộn kích thích song song của máy phát để hỗ trợ cho cuộn
kích thích độc lập.
- CFF và CFĐ là các cuộn dây cực từ phụ của máy phát và của động cơ.
- Khuyếch đại từ MY là phần tử điều khiển chính của hệ thống truyền
động .Khuyếch đại từ đảo chiều mắc theo sơ đồ visai.
- Cuộn chủ đạo 4MY đóng vai trò cuộn điều khiển chính của khuyếch
đại từ.Gía trị và chiều dài trong cuộn chủ đạo sẽ quyết định giá trị tốc độ và
chiều quay của động cơ điện Đ.
- Điện áp chủ đạo được cung cấp tư nguồn một chiều bên ngoài và
được điều khiển bằng tay số kiểu công tắc xoay có 4 vị trí tiến và 4 vị trí lùi
tương ứng với 2 chiều quay của động cơ điện Đ.
- Cuộn dịch chuyển 5MY để dịch chuyển điểm làm việc vào giữa đoạn
tuyến tính của đặc tính và làm tăng hệ số khuyếch đại của khuyếch đại từ.

điện sẽ dừng lại.
Để ổn định dòng điện tác động của mạch hồi tiếp cắt nhanh khi nhiệt
độ làm việc của máy tăng lên thì người ta đặt thêm điện trở nhiệt Rt trong
cuộn dây cực từ phụ của máy phát.Khi máy nóng sẽ làm cho dây cuốn cực từ
phụ nóng theo điện trở của nó tăng lên khiến cho điện áp trong mạch hồi tiếp
giảm nhưng điện trở nhiệt Rt cũng giảm trị số lên điện áp đặt vào R2+Rt là
17
không đổi để các đèn ổn áp CT1,CT2,TR làm việc ổn định do đó ổn định
được dòng điện cắt của mạch hồi tiếp.
- Cuộn hồi tiếp âm mền theo dòng điện phần ứng 1MY nó làm hạn chế
sự dao động của dòng điện phần ứng.Cuộn 1MY được cấp điện qua cuộn ổn
định OĐ của máy phát.Khi dòng điện phần ứng thay đổi thì từ thông cực từ
phụ sẽ biến thiên ,do đó nó cản ứng trong cuộn OĐ một sức điện động. Đây
chính là nguồn cung cấp cho hồi tiếp âm mền 1MY.Dòng điện này sinh ra tư
thông hồi tiếp có tác dụng chống lại sự thay đổi của dòng điện phần ứng, ổn
định được chế độ làm việc của động cơ.Khi dòng điện phần ứng ổn định thì
tín hiệu phản hồi này cũng mất.
B :Nguyên lý làm việc của hệ thống
Khởi động động cơ không đồng bộ làm quay rôto của máy phát lúc
này tay số vẫn ở số 0 nên máy phát vẫn chưa phát ra điện áp một chiều để
cung cấp điện áp cho phần ứng động cơ Đ nên Đ vẫn chưa làm việc.
Sau khi tốc độ rôto của máy phát chạy ổn định ta đóng tay số về số
1(tiến) làm cho 4MY có điện và từ hoá lõi thép của khuyếch đại từ làm cho
điện cảm của MYI giảm dẫn đến dòng kích từ độc lập của máy phát có,làm
đầu ra của máy phát có điện áp một chiều đặt vào phần ứng động cơ điện
một chiều Đ.Do động cơ một chiều Đ được cung cấp kích từ từ nguồn một
chiều bên ngoài nên khi có điện áp một chiều đặt vào phần ứng của động cơ
thì động cơ một chiều Đ sẽ làm việc quay rôto.Cứ làm tay số tăng quay đến
vị ttrí 2,3,4 thì làm tăng Ucđ→tăng điện áp trên cuộn 4MY→từ hoá lõi thép
lớn hơn nữa→điện cảm trên cuộn MYI giảm lớn hơn nữa→ФKTMF tăng=UF

Công suất 250KW, tốc độ 1480vg/ph loại dược bảo vệ và làm mát, có
rô to lồng sóc kép, cuộn dây Stato chia làm 2 cấp điện áp 3000V, 6000V, các
cực đầu vào đặt trong hộp kín gắn với thân động cơ.
Động cơ cho phép tải 2.2 lần trong thời gian ngắn, cuộn dây STATO
có bọc chống ẩm loại B, có bảo vệ cực tiểu khỏi điện áp mạng sụt quá thấp
(<65%U
đm
) bằng cách ngắt tự động máy cắt dầu cho cuộn HK.
b. Máy phát điện một chiều loại ΠЭΜ:
Bao gồm các máy phát nâng hạ gầu, ra vào tay gầu, quay-di chuyển,
dùng để cung cấp điện cho các động cơ một chiều của các cơ cấu chính.
Cuộn kích thích song song được cung cấp trực tiếp từ máy phát và
được nối song song với phần ứng, để tránh sự tự kích của máy phát khi
không có dòng điện cuộn KTĐL, cuộn kích thích song song được nối với
phần ứng qua điện trở phụ 2СДΠ, độ lớn của nó gấp 6-7 lần giá tri điện trở
của cuộn tự kích ΟΒш.
Trên các cực phụ được đặt các cuộn ổn định chuyên dùng, cổ góp làm
từ những phiến đồng ký thuật điện hình nem, giữa chúng có cách điện bằng
mi ca
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
c. Máy phát điện một chiều loại ΜΠ:
Dùng để cung cấp điện cho mạch điều khiển của máy xúc và cuộn
KTĐL các động cơ dẫn động và động cơ mở đáy gầu.
20
Máy phát được kích thích hỗn hợp (kích thích nối tiếp và song song ),
sự tự kích như vậy là cần thiết để giữ cho điện áp đầu ra của máy phát là
115V khi dòng tải thay đổi, người ta dùng bộ điều chỉnh điện áp tự động(
БCTB ), nó duy trì tự động điện áp trên cửa ra của máy phát khi có sự thay
đổi nhiệt độ của môi trường xung quanh.

SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
khuyếch đại từ, các động cơ bơm dầu, quạt mát, chiếu sáng được cung cấp
từ máy biến áp lực. Riêng hệ thống đèn gầm 12V được cung cấp từ máy biến
áp 1 pha 220/12V.
1.2.3 Nhật xét:
Trong máy xúc ЭΚΓ - 5A các cơ cấu chính được TĐĐ theo hệ máy
phát - động cơ - khuyếch đại từ. Với hệ thống này có nhiều ưu điểm phù hợp
với các chế độ của máy:
- Có thể thay đổi tốc độ quay của động cơ phù hợp với từng chế độ
làm việc cụ thể.
- Việc điều khiển các cơ cấu linh hoạt, nhẹ nhàng có độ tin cậy cao.
- Dải điều chỉnh tốc độ quay của động cơ rộng, có khả năng hãm điện
và trả năng lượng về nguồn.
- Có khả năng tự điều chỉnh, điều khiển và bảo vệ động cơ khi làm
việc quá tải.
1.3 Nguyên lý làm việc của các cơ cấu nâng hạ gầu
1.3.1 Đặc tính cơ kiểu máy xúc
Các cơ cấu của máy xúc khi làm việc do tải luôn thay đổi có nghĩa là
mô men cản luôn thay đổi dẫn đến dòng điện trong hệ thống máy phát động
cơ thay đổi theo làm cho máy xúc làm việc không ổn định. Muốn cho hệ
22
thống làm việc ổn định người ta phải tạo ra cho máy xúc một đường đặc tính
riêng đường đặc tính này gồm hai phần:
- vùng công tác là đoạn đặc tính Aω
0
được tạo ra bởi hệ thống truyền
động làm các mạch hồi tiếp âm theo tốc độ hoặc theo áp
- Vùng công tác là đặc tính AI
d

Cuộn YMC3: là cuộn dịch chuyển, có tác dụng để điều chỉnh giá trị
ban đầu của dòng kích thích độc lập máy phát, cân bằng đặc tính hai
khuyếch đại từ đơn tạo ra đường đặc tính chuẩn của KĐT kép qua điểm 0
( Điểm cân bằng ).
Cuộn YMC4: là cuộn hồi tiếp cắt nhanh theo dòng phần ứng, dòng I
c
được điều chỉnh bởi điốt ổn áp CT1 và bóng bán dẫn T1, cuộn này có tác
dụng bảo vệ hệ thống máy phát động cơ khi làm việc quá tải.
Cuộn YMC5: có tác dụng như cuộn 4.
Cuộn YMC6: là cuộn hồi tiếp âm cứng và mềm theo điện áp máy
phát, cuộn này tạo ra từ thông tỷ lệ với phần ứng của máy phát, từ thông này
có chiều chống lại chiều từ thông trong cuộn YCM2. Cuộn YCM6 có tác
dụng làm tăng độ cứng của đường đặc tính cơ trong vùng công tác, rút ngắn
thời gian quá trình quá độ tăng năng suất máy, hãm khi hãm truyền động khi
máy hạ tải.
B. nguyên lý làm việc của KĐT:
Khi chưa có tín hiệu điều khiển (I
dk
=0) thì dòng điện ở cửa ra ( +1-1
và +2-2 ) của KĐT kép là có giá trị bằng nhau và bằng 1/2 giá trị dòng định
mức nhờ việc điều chỉnh dòng điện cuộn dịch chuyển YCM3 ( cuộn YCM3
được đấu nối tiếp với nhau còn các cuộn khác được đấu ngược nhau theo
24
trình tự HKKH để cho từ thông ở hai vế ngược nhau, mỗi cuộn làm việc
theo một chiều )
Khi có tín hiệu điều khiển (I
dk
≠0 ) thì do cách nối của các cuộn điều
khiển mà dòng I
dk