ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 1 -

LỜI NÓI ĐẦUĐất nước ta đang trong giai đoạn thực hiện quá trình công nghiệp hoá
hiện đại hoá đất nước. Nhiều nhà máy nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra
đời. Để đáp ứng kịp thời nhu cầu phục vụ sản xuất ngày càng gia tăng trong
các nhà máy, khu công nghiệp đòi hỏi việc tự động hoá trong quá trình hoạt
động, sản xuất trong các nhà máy khu công nghệp càng phải được nâng cao để
đưa đến hiệu quả, chất lượng công việc ngày càng tốt hơn. Đứng trước tình
hình đó đòi hỏi cần phải có đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độ chuyên môn
cao.
Qua quá trình tìm hiểu thực tế và với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo
hướng dẫn Gia Thị Định và các thầy cô Khoa Điện – Điện tử - Tin học, đến
nay bản đồ án của em đã được hoàn thiện. Thuyết minh Đồ án môn học Trang Bị Điện
Nhóm 2 - Điện A -Khóa 42 - 2 -


3.1. Tớnh chn ng c................................................................................. 35
3.2. Tớnh chn van ng lc......................................................................... 35
3.3. Tớnh chn cỏc tham s MBA lc........................................................... 37
3.4. Tớnh chn cỏc thit b bo v mch lc................................................. 44
II. Thiết kế mạch điều khiển của BBĐ ..................................................... 49
1. Khỏi nim mch iu khin...................................................................... 35
2. Mt s yờu cu vi mch iu khin........................................................ 51
3. Mt S cu trỳc h iu khin............................................................. 52
4. Thit k mch iu khin ......................................................................... 56
5. Tớnh toỏn cỏc khi trong mch iu khin ............................................... 60

phần IV: thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển
cho hệ thống truyền động máy nâng.......................................73
I. Thit k mch ng lc
1.1. S mch ng lc.............................................................................. 73
1.2..Tớnh chn thit b mch ng lc ....................................................... 74
II. Thit kt mch iu khin
Thuyết minh Đồ án môn học Trang Bị Điện
Nhóm 2 - Điện A -Khóa 42 - 4 -
phần v: thuyết minh sơ đồ nguyên lý và mô phỏng
mạch điện máy nâng ............................................................................... 76
.I. Thuyt minh s nguyờn lý h truyn ng mỏy nõng......................... 76
II. Mụ phng s h thng truyn ng mỏy nõng...................................77
Kết luận................................................................................................79

1. Chức năng,công dụng:
MNC dùng để vận chuyển con ngời,vận chuyển hàng hóa,giá lắp chi tiết
phục vụ sản xuất,cầu nối giữa máy sản xuất hoặc các dây chuyền sản xuất tạo
thành các hệ thống tự động hóa,khai thác xây dựng.
2. Phân loại các MNC:
Máy nâng vận chuyển đợc chia làm 5 loại đó là:
Theo phơng vận chuyển hàng hóa
Thẳng đứng: Thang máy,máy nâng
Nằm ngang: Băng tải,băng chuyền
Mặt phẳng nghiêng: Xe kíp,thanh chuyền
Phơng kết hợp: Cầu trục,cần trục
Phơng pháp di chuyển của cơ cấu
Lắp đặt cố định: Thang máy,băng tải
Di chuyển tịnh tiến: Cầu trục cảng,cần trục
Quay tròn một góc tới hạn: Máy xúc

Thuyết minh Đồ án môn học Trang Bị Điện
Nhóm 2 - Điện A -Khóa 42 - 6 -
Cơ cấu bốc hàng
Cơ cấu thùng: Cabin,cầu treo
Dùng móc,xíc treo băng
Cơ cấu bốc hàng bằng nam châm điện: Cần cẩu từ
Theo chế độ làm việc
Chế độ làm việc dài hạn: Băng chuyền,băng tải
Chế độ ngắn hạn lặp lại: Máy xúc,thang máy,cần trục
Phơng pháp điều khiển
Bằng tay
Tự động
Điều khiển hở
Điều khiển kín

lng hnh khỏch i li trong ngy/ờm v hng vn chuyn hnh khỏch,vớ
d nh thang mỏy lp t trong nh hnh chớnh,bui sỏng
u gi lm vic , hành khách đi nhiều nhất theo chiều nâng, còn buổi chiều,
cuối giờ làm việc sẽ là lợng hành khách nhiều nhất đi theo chiều xuống. Bởi
vậy, khi thiết kế thang máy, phải tính đến phụ tải xung cực đại.
Nhng loi thang mỏy hin
i cú kt cu c khớ phc
tp,h truyn ng ,h thng
khng ch phc tp-nhm
nõng cao nng sut ,vn hnh
tin cy,an ton.Tt c thit b
in c lp t trong bung thang v bung
mỏy,bung mỏy thng c b trớ tng trờn
cựng ca ging thang mỏy.

Trong truyn ng ca thang mỏy ta s dng mt i trng ni vi bung
thang bng cỏc si cỏp ,mc ớch ng c lm vic ch ng c v
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 8 -
giảm lực căng của cáp và tăng độ an toàn.
Buồng thang co trang bị bộ phanh bảo hiểm ,muc đích để giữ buồng thang
tại chỗ khi đứt cáp,mất điện và khi tốc độ di chuyển vượt quá(20-40)% tốc độ
định mức.Ngoài ra một số thang máy còn trang bị bộ phận phanh hãm làm
việc theo nguyên tắc :khi động cơ Đ kéo buồng thang chưa có điện thì phanh
hãm kẹp chặt trục động cơ.Khi động cơ Đ có điện thì phanh hãm giải phóng
trụcđộng cơ để cho buồng thang di chuyển

Bố trí các nút ấn trên thang máy:các nút ấn gọi tầng bên ngoài các cửa tầng
và các nút ấn đến tầng bên trong buồng thang.Ngoài ra còn có các nút ấn bên
trong buồng thang như nút báo động khẩn cấp ;điện thoại liên lạc với người

bảo cho buồng thang chuyển động êm.Buồng thang chuyển động êm hay
không, phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và khi hãm.Các thông số chính đặc
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 10 -
trưng cho chế độ làm việc của thang máy là:tốc độ di chuyển v(m/s), gia tốc
a(m/s
2
) và độ giật p (m/s
3
).
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của máy, có ý nghĩa
quan trọng,nhất là đối với các tòa nhà cao tầng.
Đối với các tòa nhà chọc trời, tối ưu nhất là dung thang máy cao tốc, giảm
thời gian quá độ và tốc độ di chuyển của buồng thang đạt gần bằng tốc độ định
mức.

n hng chc MW. Ngoi ra, ng c ng b cũn c dựng lm cỏc mỏy
bự ng b (ng c ng b lm vic ch khụng ti), dựng ci thin
h s cụng sut v n nh in ỏp cho li in.
u im: Tc khụng ph thuc ti, ch ph thuc tn s. Cú th iu
chnh h s cụng sut cos theo ý mun. n nh tc cao, s dng cho cỏc
truyn ng cú cụng sut trung bỡnh v ln, vn hnh cú tin cy.
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 12 -
Nhược điểm: ở động cơ đồng bộ việc điều chỉnh tốc độ và khống chế quá
trình quá độ hay hãm rễ ràng hơn.
c. Động cơ điện 1 chiều
Ưu điểm:
- ĐCĐMC có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng : Vì ĐCĐMC có thể điều
chỉnh tốc độ thông qua việc thay đổi I
ư
, U
ư,

Φ
nên tốc độ động cơ có thể được
chỉnh tốc trong miền dưới và trên tốc độ định mức.
- Chất lượng điều chỉnh tốc tốt, dễ điều chỉnh tốc độ : Do ĐCĐMC có
đường đặc tính cơ dạng tuyến tính (
M
RR
U
fu
u
).(
.

- Công suất của phía kích từ động cơ kích từ độc lập nhỏ hơn công suất
phần ứng động cơ. Chính vì vậy nó vẫn được sử dụng trong các dây truyền
cán…
Ngoài những ưu điểm đó ĐCĐMC còn có cấu trúc mạch lực, mạch điều
khiển đơn giản hơn so với các loại động cơ khác. Chính vì vậy ĐCĐMC được
sử dụng rất phổ biến trong các nghành công nghiệp yêu cầu momen mở máy
lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ chính xác, bằng phẳng, phạm vi điều chỉnh
rộng như nghành cán thép, hầm mỏ …
Nhược điểm:
- Cần nguồn một chiều
- Bảo quản cổ góp phức tạp
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 13 -
- Dễ sinh tia lửa điện
- Giá thành cao…
Mặc dù có nhiều nhược điểm như trên , nhưng ĐCĐMC vẫn có vai trò
quan trọng trong việc sản xuất, phát triển công nghiệp và được sử dụng phổ
biến trong cuộc sống…
ĐCĐMC còn còn có nhiều nhược điểm, song không vì thế mà ĐCĐMC
kém ưu thế hơn so với các loại động cơ khác, nó vẫn được sử dụng phổ biến,
ngày càng được cải tiến, khắc phục những nhược điểm vốn có và nâng cao
hiệu suất của động cơ…
Trong 3 phương án lựa chọn trên ta thấy động cơ điện 1 chiều có các ưu
điểm thích hợp với đề tài nên ta chọn động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập
làm động cơ cho chuyển động chính máy nâng

2.2. Lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ
Ở động cơ một chiều, việc điều chỉnh tốc độ động cơ có nhiều ưu việt hơn so
với các loại động cơ khác. ĐCĐMC không những có khả năng điều chỉnh tốc
độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển lại đơn giản hơn các loại

Và để thực hiện việc điều chỉnh tốc độ theo các phương pháp điều chỉnh
tốc độ trên thì cần có các bộ biến đổi. Các bộ biến đổi đó sẽ cấp điện áp cho
mạch phần ứng động cơ hoặc mạch kích từ động cơ. Các bộ biến đổi được sử
dụng phổ biến trong công nghiệp hiện nay là:
+ Bộ biến đổi máy điện: gồm có động cơ sơ cấp kéo máy phát một
chiều hoặc máy điện khuếch đại
+ Bộ biến đổi từ: Khuếch đại từ
+ Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: Chỉnh lưu Thysistor
+ Bộ biến đổi xung áp một chiều: Thysistor hoặc Tranzitor
Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền động
như sau
+ Hệ truyền động máy phát - động cơ ( F - Đ)
+ Hệ truyền động máy điện khuếch đại - động cơ (MĐKĐ – Đ)
+ Hệ truyền động khuếch đại từ - động cơ ( KĐT- Đ)
+ Hệ truyền động chỉnh lưu thysistor - động cơ ( T- Đ)
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 15 -
+ Hệ truyền động xung áp - động cơ ( XA – Đ)…

2.2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch phần ứng
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R
f
β
U
kt
R
kt
R
f
U
ư
DC

ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 16 -

Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phần ứng
- Ta thấy khi R
f
càng lớn (
β
càng nhỏ) đặc tính cơ càng dốc. Do vậy
phương pháp này chỉ cho phép giảm tốc độ bằng cách tăng điện trở mạch phần
ứng
- Trong thực tế, khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng sẽ gây ra một
tổn hao công suất rất lớn và không thể điều chỉnh trơn tốc độ nên phải điều

Κ
Χ
−=
β
= var ω
(rad/s)
ω
0
TN
M
c
M
R
f1
R
f2
R
f3
0
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 17 -

nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ
góp điện. M
nm
Φ
dm
ω
ω
ω
01
ω
Φ
1
Φ
dm
Φ
2
ω
0
ω
01
ω
02
ω
Φ
1
Φ
2

dm
o
U
.
ω
=var
Độ cứng đặc tính cơ:
R
u
).(
2
ΦΚ
−=
β
= const . Đặc tính cơ của động cơ khi giảm điện áp phần ứng

ω

1
ω

2
ω

3
ω

4
ω

ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 19 -
( I
nm
=
R
U
u
dm
), momen ngắn mạch của động cơ ( M
nm
= K
Φ
.I
nm
) cũng sẽ

qua việc điều chỉnh điện áp phần ứng
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 20 -
Hệ truyền động máy phát động cơ có bộ biến đổi là máy phát điện một
chiều kích từ độc lập. Máy phát này thường do động cơ sơ cấp không đồng bộ
ba pha ĐK quay với tốc độ không đổi.

Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động F-Đ
Đặc điểm của hệ truyền động F- Đ :
+ Tốc độ động cơ Đ có thể đựơc điều chỉnh từ 2 phía:
+ Phía kích thích máy phát F
+ Phía kích thích động cơ Đ
+ Hệ F – Đ có đặc tính cơ điền đầy đủ trong 4 góc phần tư:
Trong đó:
- Góc phần tư thứ nhất và ba làm việc trong chế độ động cơ
- Góc phần tư thứ hai và bốn làm việc trong chế độ hãm
Phương trình đặc tính cơ:
M
RR
U
fu


- Ưu điểm của hệ F- Đ :
+ Chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt
+ Dễ dàng điều khiển
+ Phạm vi điều chỉnh rộng ( D = 10 ÷1 )
+ Khả năng quá tải lớn.
Do đó hệ truyền động F-Đ thường được dùng trong các máy khai thác công
nghiệp mỏ.
- Nhược điểm của hệ F-Đ :
+ Dùng nhiều máy phát điện quay nên hiệu suất thấp (η < 75%)
+ Gây tiếng ồn lớn
+ Máy phát điện một chiều có từ dư, đặc tính từ hoá có trễ nên khó điều
chỉnh sâu tốc độ
+ Công suất lắp đặt máy phát lớn hơn công suất động cơ, diện tích lắp đặt
lớn, cần nền móng chắc chắn…
Do những nhược điểm trên, nên hệ F – Đ có xu hướng thay thế bằng hệ điều
áp dùng bộ biến đổi van - động lực.
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 22 -

2.3.2. Hệ truyền động xung áp - động cơ điện một chiều (XA –Đ)
Hệ XA - Đ sử dụng bộ biến đổi để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một
chiều.
- Cấu tạo : Gồm có bộ nguồn áp một chiều và bộ khoá điều khiển
- Đặc điểm :
+ Có van đệm điốt Đ
0
( mắc song song với động cơ) để cải thiện dạng
dòng điện phần ứng
+ Khi đóng khoá K, thì điện áp trên phần ứng động cơ thay đổi theo

(λ là giá trị độ rỗng của xung áp) . Sơ đồ nguyên lý (a) và đồ thị điện áp, dòng điện (b)
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 23 -
Đặc tính cơ của hệ truyền động xung áp
2.3.3. Hệ truyền động chỉnh lưu thysistor - động cơ ( T- Đ)
Với hệ truyền động T - Đ ta có thể thay đổi thời điểm đặt xung điện áp lên
cực điều khiển, nhờ đó ta có thể điều chỉnh được điện áp chỉnh lưu.
- Cấu tạo hệ T - Đ bao gồm :
+ Máy biến áp ( MBA ): Chức năng biến điện áp xoay chiều về điện áp
phù hợp với động cơ.
+ Thysistor: Là phần từ biến đổi:
- Thysistor mở khi : V
A
> V
K
và có xung điều khiển
- Thysistor khoá khi: V
A

liên tục do vậy ta luôn
có dòng qua động cơ) .
+ Việc lựa chọn thời điểm mở van ta sẽ điều chỉnh được suất điện động
chỉnh lưu E
d
và do vậy sẽ điều chỉnh được điện áp phần ứng động cơ U
ư

Từ sơ đồ thay thế ta có : I
d
=
LR
E
U
do
.
cos.
ω
α
+
−
; E
d
= U
d
=U
do
.cos
α


+ −
ThuyÕt minh §å ¸n m«n häc Trang BÞ §iÖn
Nhãm 2 - §iÖn A -Khãa 42 - 25 -
Sơ đồ thay thế chỉnh lưu thysistor - động cơ và đặc tính cơ của động cơ
+ Phương trình đặc tính cơ:
M
XRU
dm
kt
dm
do
)(
.
.
cos.

=
)(
2
β

- Khi thay đổi góc điều khiển
α
:
- Trong khoảng
α
=[0
÷ Π
/2] thì bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu
- Nếu E > 0 , động cơ làm việc ở chế độ động cơ
- Nếu E < 0 động cơ làm việc ở chế độ hãm ngược
- Trong khoảng
α
= [
Π
/2
÷
α
max
] thì tải có tính chất thế năng .Để quay
ngược động cơ, lúc này E
d
và E đổi dấu. Nên dòng điện I
u
vẫn chạy theo chiều
cũ, động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh. Bộ biến đổi làm việc ở chế độ