BÀI TẬP LỚN

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CỦA MÁY XÚC

******************************
NHÓM 2:
1. VŨ THỊ THANH HUYỀN
2. PHẠM THỊ MAI LI ÊN
3. ĐÀO ĐỨC LINH
4. NGUYỄN NHƯ LONG
5. VŨ THẾ LUÂN
6. ĐỖ XUÂN MẠNH
7. NGUYỄN HOÀI NAM
8. TẠ THỊ NGẦN
9. LỤC THỊ TUYẾT NHUNG
10.THIỀU QUANG PHỐ
11.VŨ VĂN PHÚC
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
1
****** Mc Lc ******
NộI DUNG
LờI NóI ĐầU
A.Tỡm hiu chung v mỏy xỳc
I.Gii thiu chung v mỏy xỳc
II.Yờu cu cụng ngh ca mỏy xỳc
III.Mỏy xỳc cú th phõn loi theo cỏc quan im sau
III1.Phõn loi theo tớnh nng s dng
III.2.Phõn loi theo c cu bc xỳc
III.3.Phõn loi theo c cu truyn ng

3.1 Xác định các thông số
3.1.1 - Xác định hệ số K
Ii
3.1.2 - Xác định hằng số thời gian của các cuộn dây trong khuếch đại từ kép ПДД -1,5B.
3.1.3 - Xác định điện áp ra của khuếch đại từ ở trạng thái ổn định
3.1.4 - Xác định sức từ động của cuộn dây điều khiển YCM-2 (F
2
).
3.1.5 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-1 (F
1
).
3.1.6 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-6 (F
6
).
3.1.7 - Xác định sức từ động của cuộn YCM-4 (F
6
).
3.1.8 - Xác định tham số E
ođ
của máy phát nâng hạ gầu
3.1.9 - Xác định sức từ động kích thích độc lập (F
ĐL
).
3.1.10 - Xác định sức từ động trong mạch kích thích song song (F
KTSS
).
3.1.11 - Xác định hằng số thời gian của máy phát T
F.
3.1.12 - Xác định tham số của động cơ nâng hạ gầu
3.3 Nghiên cứu thành lập các mô hình trong hệ thống truyền động điện cơ cấu Nâng hạ

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.
Có hệ thống điều khiển tự động và liên động giữa các cơ cấu truyền động
Có hệ thống bảo vệ sự cố một cách chắc chắn.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
4
III. Máy xúc có thể phân loại theo các quan điểm sau
1. Phân loại theo tính năng sử dụng:
Máy xúc xây dựng chay bánh xích,bánh lốp có thể có gầu xúc từ 0.25-2m.
Máy xúc dùng trong công nghiệp khai thác mỏ có dung tích gầu 4.6-8m.
Máy bốc xúc đất đá có thể tích gầu từ 4-35m.
Máy xúc gầu ngoạm có thể tích gầu tư 4-80m.
2.Phân loại theo cơ cấu bốc xúc:
Máy xúc kiểu gầu cào.
Máy xúc kiểu gầu treo dây.
Máy xúc kiểu gầu thuận.
Máy xúc kiểu gầu ngược.
Máy xúc kiểu gầu ngoạm.
Máy xúc kiểu gầu quay.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
5
Hình 1.0. Các loại máy xúc

2.2 Máy xúc kiểu gầu treo dây
Hình1.2.máy xúc kiểu treo dây
* Cấu tạo :
Tất cả thiết bị điện và thiết bị cơ khí của máy xúc được lắp đặt trên bàn quay 1. Có thể
quay với góc quay tới hạn trên bệ 2. Di chuyển máy xúc thực hiện bằng cơ cấu tạo bước
tiến 3 và hai kích thuỷ lực 4. Máy xúc di chuyển được nhờ tấm trượt 5 lắp ở hai bên
thành của bàn quay 1. Cần gàu 6 lắp cố định trên bàn quay bằng hệ thống thanh giằng 9.
Gàu xúc 8 được treo trên dây cáp nâng 10. Quá trình bốc xúc đất đá được thực hiện nhờ
cáp kéo 7, kéo gàu theo hướng từ ngoài vào trong máy xúc.
Các cơ cấu của máy xúc làm việc trong điều kiện môi trường khắc nghiệt với chế độ làm
việc nặng nề, chao lắc mạnh, nhiều bụi, nhiệt độ môi trường thay đổi trong phạm vi rộng.
Một số yếu tố khác cũng gây ảnh hưởng đến chế độ làm việc của các cơ cấu của máy xúc
như: độ nghiêng, độ chênh dọc trục của máy xúc, gia tốc lớn khi mở máy và hãm v.v…
Do chế độ làm việc của máy xúc nặng nề như vậy, nên các thiết bị của máy xúc phải
được chế tạo chắc chắn, độ bền cơ học cao và độ tin cậy làm việc cao.
3. Phân loại theo cơ cấu truyền động
a.Máy xúc truyền động bằng động cơ điện.
b.Máy xúc truyền động bằng động cơ điện-thuỷ lực.
c.Máy xúc truyền động bằng động cơ đốt trong-thuỷ lực.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
8
4. Phân loại theo nước chế tạo
B. Qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m¸y xóc
I. Qúa trình hoạt động
Nghiên cứu chế độ làm việc của máy xúc là một vấn đề rất phức tạp.Nhưng trên
những điểm chung nhất ta có thể khái quát chế độ làm việc của máy xúc như sau:
Cơ cấu quay(bàn quay) được lắp trên cơ cấu di chuyển bánh xích.Cần gầu và tay gầu
được lắp trên bàn quay.Tay gầu và gầu xúc di chuyển vào đất đá do cơ cấu đẩy tay gầu và
cáp kéo của cơ cấu nâng-hạ.quá trình bốc xúc được thực hiện kết hợp giữa hai cơ cấu:cơ

nhỏ để giảm thời gian quá độ khi mở máy và hãm.Nên chọn loại động cơ có phần
ứng dài, đường kính nhỏ.
5. Các thiết bị điều khiển dùng trong máy xúc phải đảm bảo làm việc tin cậy trong điều
kiện nặng nề nhất(độ rung động,chao lắc lớn,phụ tải đột biến và tần số đóng cắt lớn).
6. Hệ thống điều khiển hệ truyền động các cơ cấu của máy xúc phải đơn giản,chắc
chắn mức độ tự động hoá cao.
Các cơ cấu truyền động máy xúc trong quá trìng làm việc thường bị quá tải luôn,cho
nên việc hạn chế mômem nhỏ hơn trị số cho phép ở chế độ tĩnh và động là yêu cầu quan
trong bậc nhất. Để máy xúc có năng suất cao nhất đồng thời bảo vệ các thiết bị không bị
hỏng hóc khi quá tải cần thực hiện hai yêu cầu:hạn chế mômem dưới trị số cho phép và
đảm bảo độ cứng của đường đặc tính cơ trong phạm vi mômem phụ tải bằng mômem
định mức của động cơ.
(hình.a)Đặc tính cơ của máy xúc (hình.b) Đặc tính cơ các hệ truyền động
Trong thực tế không sử dụng đường đặc tính cơ lý tưởng như đường 1 mà thường sư
dụng đặc tính cơ mềm hơn (đường 2). Độ cứng của đường đặc tính cơ ở vùng phụ tải
giảm xuống từ 85->90%.Nếu đặc tính cơ quá lớn,người ta vận hành máy xúc khó cảm
nhận được khi cơ cấu bị quá
tải,không kịp giảm lớp cắt dẫn đến cơ cấu bị ngưng làm giảm năng suất của 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
10
Trong đó: S=SADCO diện tích h thanh bởi hệ trục toạ độ và đường đặc tính cơ của hệ
truyền động điện.

11
c.HÖ thèng m¸y xóc ekg-5a
ch¬ng 1
TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY XÚC EKG-5A
1.1.Máy xúc EKG-5A
Các cơ cấu truyền động chính ở máy xúc EKG-5A là:ra vào tay gầu,quay và di
chuyển.Người ta đều dùng động cơ điện một chiều.
Để điều khiển động cơ điện một chiều thị người ta sử dụng hệ thống máy phát động
cơ điện một chiều và khuyếch đại từ.
Trong đó khuyếch đại tư giữ vai trò điều khiển điện áp kích thích của máy phát(tức là
điều khiển điện áp phát ra của máy phát để đặt vào phần ứng của động cơ điện một
chiều).
Xét hệ thống máy phát động cơ một chiều và khuyếch đại từ để truyền động cho cơ
cấu truyền động chính của máy xúc EKG-5A,như hình 2.1.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
12
Sơ đồ nguyên lý của máy xúc EKG-5A

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
13
- 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.

sụt áp trên điện trở R2+Rt lớn làm cho điôt ổn áp CT1 mở→TR mở →dòng hồi tiếp chảy
trong mạch với chiều dòng điện như trên thì dòng hồi tiếp chạy qua YMC4 như sau:
(+)→YMC4→D1→TR→Rh→B→(-)
Khi đó KĐT sẽ bị khử từ mạnh làm cho dòng kích thích độc lập của máy phát
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN
CNKT ĐIỆN 1B
14
giảm→điện áp ra của máy phát và dòng điện phần ứng cũng như tốc độ của động cơ một
chiều giảm nhanh tới khi Iư=Idừng thì hệ thống truyền động 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 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

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
16
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.
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.
d. Động cơ điện một chiều:
Trên tời nâng hạ người ta đặt một động cơ loại ДΠЭ - 816, có công suất 200kW,
440V, 750Vg/ph, phần ứng của nó được nối với máy phát.
Trên cơ cấu ra vào gầu đặt một động cơ loại ДΠЭ - 52, có công suất 54kW, 395V,
1200Vg/ph, phần ứng của nó được nối với máy phát.Cũng trên cơ cấu ra vào gầu có đặt

- 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 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
, vùng này được tạo ra bởi mạch hồi tiếp cắt nhanh
theo dòng phần ứng. Phần diện tích hình chữ nhật ω
0
AI
d
0 là phần đặc tính lý tưởng, để
đặc trưng cho hệ thống TĐĐ có đặc tính cơ cấu kiểu xúc, người ta đưa ra hệ số điền kín.
P: Công suất động cơ trên trục.
P
dt
: Công suất điện từ.
Với K
dk
=0,8~0,9 thì máy xúc làm việc với năng suất tương đối ổn định và cao.
SVTH:VŨ THỊ THANH HUYỀN