vũ QUANG HỒI TRANG BỊ ĐIỆN - DIỆN TỬ MÁY CÔNG NGHIỆP DÙNG CHƯNG (T i b ả n lấ n th ứ h a i) N H À X U Ấ T B Ả N G IÁ O D Ụ C V IỆ T N A M LỜI NÓI ĐẦU Cuốn sách "Trang bị diện - điện tử máy công nghiệp dùng chung" biên soạn để làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành Tự động hố Xi nghiệp Cơng nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội làm tài liệu tham khảo cho cán hoạt động lĩnh vực Tự động hoá từ năm 1994 Cuốn sách sử dụng số trường Đại học kỹ thuặt khác giúp ích cho cán kỹ thuật làm việc trực tiếp gián tiếp với máy đề cập sách Sau mười năm, với nhiều ý kiến đóng góp vế nội dung cán giảng dạy bạn đọc, tác giả điều chình lại nội dung sách cho phù hợp với yêu cầu thực tiễn Cuốn sách biên soạn lại với kiến thức cặpnhặtđược tiến khoa học kỹ thuật thực tế sản xuất Cuốn sách viết theo hưâng mở cố gắng gợi ứng dụngcủa nội dung Sách gồm chương, nội dung đề cặp tới trang bị điện - điện tử máy: Chương Trang bị điện - điện Chương Trang bị điện - điện tử máy nângvận chuyển tử lò điện Chương Trang bị điện - điện tử máy hàn điện Chương Trang bị điện - điện tử máy thuỷ Mỗi loại máy giới thiệu phân tích q trình cơng nghệ, đặc tính kỹ thuật, ứng dụng bản, sở lý luận tính chọn cơng suất, loại động truyền động gợi ý hệ truyền động phân tích số sơ đồ điều khiển điển hình Mặc dù biên soạn lại sách khơng thể tránh sai sót Rất mong thầy, giáo bạn đọc góp ý đê’ lần xuất sau sách hoàn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi cỏng ty cổ phần Sách Đại học - Dạy nghề (HEVOBCO), Nhà xuất Giáo dục, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội TÁC GIẢ Chương 1.1 NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG Các máy nâng - vận chuyến (M N -V C ) lù máy dùng dê vận chuyển nsười hàng hoá lừ nơi đến nơi khác, cao xuống thấp mộl phạm vi hẹp Chúng không bao gồm máy thiết bị chuyên chở xa phương tiện vận tải tham gia giao thông Các M N -V C dóng vai trị quan trọng việc giới hoá lự động hố q trình sản xuất phương tiện tạo tiện nghi Chúng đảm nhận vận chuyển khối lượng lớn hàng hoá, vật liệu, ngùyên liệu, sản phẩm mội phân xưởng, phán xướng cùa nhà máy dây chuyền sản xuất tự động v v Trong khai thác khoáng sản, cơng trình thuỷ lợi, thuỷ diện, xây dựng, nhà máy c h ế tạo khí, sản suất ôtô, máy b ay , M N -V C đóng góp lớn vào việc tăng suất lao độns, giảm thời gian thi công, giảm lao động thủ cơng nạng nhọc, thay đổi hình thức lao dộng Trong nhà cao tẩng, văn phòng tập trung, sicu thị, nhà ga máy bay, nhà ga xe điện ngầm , máy nâng - vận chuyến giúp vận chuyển hành khách - hàng hoá nhanh chóng, thuận tiện Như vậy, m áy nâng - vận chuyển máy mà thiếu ngành sản suất sinh hoạt hàng ngày 1.1.1 Phân loại m áy nâng - vận chuyển Có nhiều cách phân loại MN - v c (hình 1.1) 1.1.1.1 Theo p hư ng vận chu y ể n h àn g h oá a) Theo phương thẳng dứng: thang máy, máy nâng b) Theo phương nằm ngang: băng chuyền, bãng tải, thang chuyền c) Theo phương nghiêng: xe kíp, băng chuyền, bâng tải d) Theo phương kết hợp: cần trục, cầu trục, máy x ú c 1.1.1.2 Theo cách di chuyển a) Đặt cô' định: máy nâng, thang máy, thang chuyền, bãng tải, bãng c h u y ền b) Di chuyển thẳng: cẩu trục cảng, cần trục, cầu trụ c c) Quay trịn m ột góc: cần trục xây dựng (cần cẩu tháp) d) Chuyển động phối họp: máy xúc, cần cẩu cản g 1.1.1.3 Theo c cấu bốc hàng a) Cơ cấu bốc hàng thùng, cabin, gầu treo, gầu ngoạm b) Cơ cấu bốc hàng ià móc, xích treo, băng c) Cơ cấu bốc hàng nam châm điện Hình 1.1 Các loại máy nâng- vặn chuyên a) Cầu trục móc hàng; b) cổng trục; c) cán cẩu dê; d) cẩn trục cảng; e) cán cầu tháp: g) Thang máy; h) Máy xúc gàu thuận; i) cáu trục xưỏng thép; k) Máy xúc gàu treo; Băng tài 1.1.1.4 Theo c h ế đ ộ làm việc a) C hế độ làm việc dài hạn: bãng tải, bãng chuyển, thang ch u y ền b) C hế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: máy xúc, thang máy, cần trục, cầu trụ c 1.1.2 Đặc điểm đặc trưng cho c h ế độ làm việc hệ truyền động m áy nâng • vận chuyển 1.1.2.1 Đ iểu kiện làm việc k h ó khăn Điều kiện làm việc M N -V C khắc nghiệt dù nhà hay ngồi trời, địi hỏi thiết bị điện phải chịu đựng làm việc tin cậy điểu kiện đó, đảm bão an tồn, nãne suất cao, tần suất đóng cắt lớn Ví dụ: cần cẩu, máy trục, máy x ú c làm việc ngồi trời phải chịu mưa, gió, bụi, muối ỏ cảng biển, ẩm , nhiệt độ cao Các M N -V C làm việc n hà.m áy phải chịu ấm, nhiệt độ cao, bụi (nhà máy luyện kim ), chịu axit, bazơ (nhà máy hoá chất), chịu bụi (nhà m áy khai thác, tuyển quặng) 1.1.2.2 M ôm en th a y đ ố i theo tốc độ Các M N -V C thường phải mở máy với tải lớn nên m ôm cn m m áy yêu cầu phải iớn Mômen cản tĩnh lúc m máy tăng mạnh nhiệt dộ môi trường giảm vào mùa lạnh làm tăng m ôm en m a sát ổ đỡ, nhài băng chuyền, băng tải có nhiều lăn ổ bi H ình 1.2 cho mối quan hệ phụ thuộc m ôm en cản tĩnh động truyền động tốc độ M = f(co) M N -V C Khi ) = 0, môm en cản tĩnh gấp (2 -ỉ- 2,5) M(-ứ lốc độ định mức 1.1.2.3 M ôm en th a y d ổ i theo tải Trong M N -V C , m ơm en cịn phụ thuộc vào tải, cấu nâng - hạ (hình 1.3) Như hình 1.3 cấu nâng - hạ cầu trục khơng tải (khơng có tải trọng) chiếm M„ = (15 - 25)% M Jm Khi đầy tải 100% Mj,„ R iêng cấu nâng cần trục gàu ngoạm lại đạt tỏi 50% MJm Đối với cấu di chuyển xe con, mang theo cấu nàng hạ đạt M„= (35 - 50)% MJm Đối với xe cầu mang theo xe đạt tới M „= (55 -H 65)% Hình 1.3 Đố thị M = f(G) Động di chuyển xe cầu; Động di chuyển xe con; Động nâng - hạ 1.1.2.4 Yêu cáu v é trinh độ Yêu cẩu vẻ trình độ MN-VC phải hạn chế gia tốc dươnB tâng tốc gia tốc âm giảm tốc mức tối đa cho phép để chuyển động MN-VC xảy êm nhằm tránh trao lắc nguy (cho hàng hoá), giật máy (gây dứt cáp, vỡ bánh răng) gây khó chịu cho người (đi thang máy thang chuyền) 1.1.2.5 Yêu cáu v é độ bến khi, v ế khả chịu tải Năng suất cứa M N-VC phụ thuộc hai yếu tố: tải trọng tần suất bốc, xúc Thuờng tài trọng mỏi lần bốc, xúc khơng đhau nhó giá trị định mức nên hiệu suất máy chi đại 60 -70% định mức Nhưng với máy xúc lại hay bị q tài người vận hành khơng lườníi tải trọng khơng biết phía đất đá có vướng nên địi hịi chế tạo phải có độ lớn có nãng chịu tái tốt 1.1.3 Xu hưóng phát triển hệ truyền động dùng máy nâng - vận chuyển Các hệ truyển động dùng cho MN-VC thường hệ truyền động động điện chiểu dộna điện xoav chiéu Độna diện xoay chiều với ưu điểm rẻ, hiệu quà kinh tế cao, sử dụng điện lưới, đáp ứng yêu cáu (không khắt khe) vé mờ máy điều chinh MN - v c nên sử dụng ưu tièn động điện chiều Động điện chiều phức tạp vể cấu tạo sử dụng cần nguồn chiều kích từ cấp cho phần ứng Do chi sử dụng có yêu cầu mà dùng dộng điện xoay chiểu không đáp ứng Nhờ kỹ thuật diện tử kỹ thuật chế tạo linh kiện bán dẫn công suất lớn, chịu điện áp cao ngàv phát triển, hoàn ihiện nên nguồn chiéu dùng máy điện quay nguồn chỉnh lưu bán dẫn không điều chỉnh dần dược thay bời nguổn chinh lưu bán dần thyristo có đicu khiến với nhiẻu ưu điểm trội: độ tác động nhanh, độ nhậy cao, aọn, nhẹ rẻ Cũng nhờ kỹ thuật điện từ bán dần phát triển mà phần tử đóng - cắt mạch khòng tiếp điểm dần chiếm ưu thay cho phán tử đóng - cắt có tiếp điểm (rơ le cõns tắc tơ) Nhờ đáp ứng tốt yêu cẩu làm việc tin cậy, an toàn, tuổi thọ cao hơn, tu báo duỡnn Hiện trono truyền động MN - v c , tuỳ yêu cầu công suất, hai loại động điện mộ! chiểu xoay chiều sử dụng Khi sử dụng động điện chiểu, nauổn cấp chỉnh lưu có diều khiển dùng thyristo Khi sử dụng dộng diện xoay chiểu, việc thay đổi tốc độ nhờ điều áp xoay chiều dùng thyristo (hoặc triac) cấp cho phẩn cảm động phẩn ứng động dãy quấn dùns biến đổi xung điện trờ rõto Các luật diểu khiển, lệnh điéu khiển MN —v c tạo lặp thực nhờ máv vi tính chỗ PLC kết hợp với nhiêu chức nàng khác, trons dãy chuyển sàn xuất tự động