ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ VÀ YÊU CẦU TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN, TRANG BỊ ĐIỆN CẦU TRỤC

Chương 1. Đặc điểm công nghệ và yêu cầu truyền động điện, trang bị điện cầu trục



1.2. Đặc điểm và phân loại cầu trục

Cầu trục là một loại máy trục có phần kết cấu thép (dầm chính) liên kết với hai dầm

ngang (dầm cuối), trên hai dầm ngang này có 4 bánh xe để di chuyển trên hai đường ray

song song đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép. Cầu trục được sử dụng rất

rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng, hàng hoá trong các nhà xưởng, phân xưởng cơ

khí, nhà kho bến bãi. Dầm chính thường có kết cấu hộp hoặc dàn, có thể có một hoặc hai

dầm, trên đó có xe con và cơ cấu nâng di chuyển qua lại dọc theo dầm chính. Hai đầu của

dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với hai dầm cuối, trên mỗi dầm cuối có hai cụm

bánh xe, cụm bánh xe chủ động va cụm bánh xe bị động.



Hình 1-1. Cầu trục dẫn động điện

Dẫn động cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện. Dẫn động bằng tay chủ yếu

dùng trong các phân xưởng sửa chữa, lắp ráp nhỏ, nâng hạ không thường xuyên, không

đòi hỏi năng suất và tốc độ cao. Dẫn động bằng điện cho các loại cầu có tải trọng nâng và

tốc độ nâng lớn sử dụng trong các phân xưởng lắp ráp và sửa chữa lớn.

Cầu trục được chế tạo với tải trọng nâng từ 1÷500 tấn; khẩu độ dầm cầu đến 32m;

chiều cao nâng đến 16m; tốc độ nâng vật từ 2÷40 m/ph; tốc độ di chuyển xe con đến

60m/ph và tốc độ di chuyển cầu trục đến 125 m/ph. Có những cầu trục được trang bị hai



3



Chương 1. Đặc điểm công nghệ và yêu cầu truyền động điện, trang bị điện cầu trục



hoặc ba cơ cấu nâng vật: một cơ cấu nâng chính và một hoặc hai cơ cấu nâng

phụ.Tải trọng nâng của loại cầu trục này thường được ký hiệu bằng một phân số với tải

trọng nâng chính và phụ, ví dụ: 15/3 t; 20/5 t; 150/20/5 t; v.v..

Chúng ta có thể phân loại cầu trục theo các cách sau: Theo dạng kết cấu thép của

cầu trục: Cầu trục một dầm, cầu trục hai dầm. và cầu trục dạng dàn. Theo bộ phận mang

hàng ta có: bộ phận mang bằng móc câu, bộ phận mang sử dụng cơ cấu nam châm, bộ

phận mang là gầu ngoạm. Theo cách dẫn động, ta có: cầu trục dẫn đông bằng tay, cầu

trục dẫn động bằng động cơ điện.Ngoài ra, ta có thể phân loại cầu trục theo chế độ làm

việc, theo tải trọng nâng, theo khẩu độ, …



1.3. Yêu cầu hệ truyền động và trang bị điện cầu trục

1.3.1 Yêu cầu chung

Mỗi loại cầu trục được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết cấu thép và bộ phận cơ

khí. Ngoài hai bộ phận trên còn có phần trang bị điện, các bộ phận điều khiển, các cơ cấu

bảo vệ an toàn,…

Phần kết cấu thép có hình dạng, kích thước ngoài khác nhau, phù hợp với không

gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ cũng như điều kiện kinh tế kỹ

thuật khác. Kết cấu thép là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy trục mà trong quá

trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng chuyền đến.

Các cơ cấu cơ khí được lắp đặt trực tiếp trên bộ phận kết cấu thép và thực hiện chức

năng nâng hạ, di chuyển hoặc quay máy trục, thay đổi tầm với. Người ta phối hợp các

chức năng của các cơ cấu trên để nâng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy trục

có thể thao tác.

Bộ phận cơ cấu cơ khí là tập hợp các bộ truyền dẫn động từ động cơ đến bộ công

tác. Các bộ phận này có thể là cơ khí, thuỷ lực, khí nén hoặc hỗn hợp của các loại đó. Đại

đa số các máy trục sử dụng truyền động cơ khí mà kết cấu của chúng là: động cơ, hộp

giảm tốc, trong đó có các trục, khớp nối, ổ bi, các cặp bánh răng, cáp hoặc xích truyền

động, tang cuốn cáp, puli, phanh,… được xắp xếp theo một thứ tự và quy luật truyền

động nhất định. Tính toán các cơ cấu truyền động là tính toán chức năng của máy (động

học, động lực học như là số vòng, tốc độ, phương chiều chuyển động, lực tác động…),

sức bền các cơ cấu để từ đó định ra kích thước hình học, công suất động cơ và các thông



4



Chương 1. Đặc điểm công nghệ và yêu cầu truyền động điện, trang bị điện cầu trục



số khác nhằm làm cho máy trục đặt được các yêu cầu kỹ thuật phù hợp với yêu cầu thực

tế đòi hỏi đặt ra.

Trong tính toán thiết kế nâng cấp cho cầu trục 3 tấn cần thoả mãn các yêu cầu sau:

- Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển cột điện bê tông ly tâm trong nhà xưởng.

- Hình dạng, kích thước của các kết cấu phải phù hợp loại vật mang và không gian

nhà xưởng.

- Phải đạt được tính kỹ thuật và kinh tế cao: nghĩa là thiết bị sau khi nâng cấp phải

là tối ưu nhất.

- Kích thước các chi tiết, kết cấu của cầu trục phải nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được

các tính năng của nó.

- Thiết bị phải dễ chế tạo hoặc nằm trong giới hạn tiêu chuẩn và dễ lắp đặt trong

phân xưởng.

- Sử dụng đơn, làm việc phải có độ tin cậy cao, ít hỏng hóc và bị sự cố ở mỗi chế độ

nâng chuyển.

- Phải đảm bảo cho việc bảo dưỡng và sửa chữa trang thiết bị được dễ dàng trong

những trường hợp cần thiết.

- Thiết bị phải đạt tuổi bền cần thiết.

1.3.2 Yêu cầu cụ thể

 Sơ đồ cấu trúc của hệ điều khiển tự động đơn giản.

 Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản về cấu tạo, thay thế dễ dàng.

 Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch mạch bảo vệ điện áp “không”, quá tải và

ngắn mạch.

 Quá trình mở máy diễn ra theo một luật được định sẵn.

 Sơ đồ điều khiển cho từng động cơ riêng biệt, độc lập.

 Có công tắc hành trình hạn chế hành trình tiến, lùi cho xe cầu, xe con; hạn chế

hành trình lên xuống của cơ cấu nâng hạ.

 Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp.

 Tự động cắt nguồn cấp khi có người làm việc trên xe cầu.



5



Chương 2. Lý thuyết điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 3 pha



Chương 2

LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

2.1. Tổng quan về động cơ không đồng bộ

2.1.1 Cấu tạo



Hình 2-1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ

Giống như các máy điện quay khác, động cơ không đồng bộ (KĐB) gồm có các

phần chính sau:

a) Phần tĩnh (phần cảm) hay stato

- Vỏ máy: Có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ. Vỏ

máy thường được làm bằng gang. Đối với máy có công suất tương đối lớn (1000 kW)

thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ. Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ

cũng khác nhau.

- Lõi sắt: Là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn

hao, lõi sắt được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại. Mỗi lá thép kỹ

thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây

nên. Nếu lõi sắt ngắn thì có thể ghép thành một khối. Nếu lõi sắt dài quá thì thường ghép

thành từng tấm thếp ngắn, mỗi thếp dài 6÷8 cm đặt cách nhau 1 cm để thông gió cho tốt.

Mặt trong của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.

- Dây quấn: Dây quấn stato được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với

lõi sắt.



6



Chương 2. Lý thuyết điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 3 pha



b) Phần quay (phần ứng) hay rôto

- Lõi sắt: Nói chung thì người ta dùng các lá thép kỹ thuật điện như ở stato. Lõi sắt được

ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh

để đặt dây quấn.

- Rôto và dây quấn rôto:

Có thể phân loại động cơ KĐB theo hai loại: Rôto kiểu dây quấn và rôto kiểu lồng sóc.

+ Loại rôto kiểu dây quấn (hình 2-2): Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato. Trong

các động cơ có công suất trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, vì

bớt được những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên rôto chặt chẽ. Trong động cơ có công

suất nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp. Dây quấn ba pha của rôto thường

được đấu hình sao, còn ba đầu kia nối vào ba vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố

định ở một đầu trục, và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngooài. Đặc

điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở

phụ vào mạch điện rôto để cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình

thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch.



Hình 2-2 Rôto kiểu dây quấn

+ Loại rôto kiểu lồng sóc (hình 2-3): Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn

stato. Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi

lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm

thành một cái lồng gọi là lồng sóc.

Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt. Để cải thiện tính năng mở

máy, trong động cơ công suất tương đối lớn rãnh rôto có thể làm thành những rãnh sâu

hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc (hay còn gọi là lồng sóc kép). Trong động cơ công suất

nhỏ, rãnh rôto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục.



7