Giáo trình Điện công nghệp - Chương 10: Trang bị điện máy xúc

à cơ cấu di chuyển được truyền động bằng hệ 
truyền động một chiều: máy phát ba cuộn kích từ - động cơ điện một chiều. 
ừ động sinh ra trong cuộn CKF3 ngược chiều với sức 
từ động sinh ra trong hai cuộn dây. Sức từ động tổng của máy phát bằng: 
T
ẩy tay gàu, c
Mạch điều khiển hệ truyền động của các cơ cấu về cơ bản là như nhau. Sơ 
đồ nguyên lý mạch lực và mạch điều khiển hệ truyền động cơ cấu nâng - hạ 
gàu được giới thiệu trên hình 10-13. 
Điều khiển động cơ truyền động cơ cấu nâng - hạ gàu thực hiện bằng bộ 
khống chế từ KC có 5 vị trí về phía nâng và 5 vị trí về phía hạ gàu. Đảo 
chiều quay và điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động thực hiện bằng cách 
thay đổi chiều và trị số dòng điện chảy trong cuộn dây kích từ độc lập 
CKF1. Cuộn kích từ song song CKF2 đấu song song với phần ứng của động 
cơ và máy phát qua biến trở hạn chế r5. Cuộn kích từ nối tiếp CKF3 đấu nối 
tiếp với phần ứng của động cơ và máy phát. 
Cuộn kích từ độc lập của máy phát CKF1 được cấp từ máy phát kích từ 
FKT (hình 10-11). Sức từ động sinh ra trong cuộn CKF1 và CKF2 cùng 
chiều nhau, còn sức t
 177
 FΣ = FCKF1 + FCKF2 - FCKF3 (10-17) 
Do tính chất khử từ của cuộn kích từ CKF3, khi phụ tải của động cơ truyền 
động nằm trong dải 0< Iư < Ing (dòng điện ngắt Ing = 2,25 ÷ 2,5Iđm) tính chất 
khử từ của cuộn kích từ nối tiếp không lớn lắm, độ sụt tốc độ không lớn đảm 
bảo năng suất của máy xúc đúng như khi thiết kế. Trong trường hợp động cơ 
truyền động bị quá tải (I ≥ Ing) tác dụng khử từ của cuộn CKF3 rất lớn làm 
cho điện áp phát ra của máy phải giảm nhanh về không, kết quả tốc độ động 
cơ giảm nhanh về không. Tác dụng của cuộn kích từ nối tiếp CKF3 là hạn 
chế trị số mômen dừng trong giới hạn cho phép Md = (1,5 ÷ 2)Mđm, tạo ra 
đường đặc tính cơ gãy gục khi quá tải. 
Đảo chiều quay động cơ truyền động bằng các công tắc tơ KN và KH, còn 
điều chỉnh tốc độ bằng các công tắc tơ gia tốc 1G ÷ 3G. 
F Đ
CKTĐCKF3CKF2CKF1
KCB
VR5
KN
1G
2G
3G
KH
KCB
K1
K2
K3
K4
K5
KN
4 3 2 1 1 2 3 4
Nâng Hạ
+ -
KH
KH
2G 3G
r1
r2
r3
r4
KN
KN
+ -
+
-
1G
b) a) 
Hình 10-13. Hệ truyền động cơ cấu nâng hạ gàu máy xúc EKG -4. 
a) Sơ đồ nguyên lý điện b) Họ đặc tính cơ 
 178
Khi chuyển tay gạt của bộ khống chế từ KC từ vị trí 1 đến vị trí 5 sang bên 
trái hoặc sang bên phải sẽ nhận được họ đặc tính cơ của hệ truyền động 1,2,3 
và 4 (hình 10-13b) hoặc 1c, 2c, 3c và 4c. 
Ở vị trí “1” bên trái của bộ khống chế từ KC, công tắc tơ KN tác động, 
dòng điện trong cuộn kích từ CKF1 nhỏ nhất (cuộn dây CKF1được đấu nối 
tiếp với các điện trở r1, r2, r3 và r4), mômen của động cơ khi khởi động khi 
khởi hành bằng 0,5Mđm, tốc độ động cơ thấp nhất (đường đặc tính 1 hình 10-
13b) dùng để kéo căng sơ bộ cáp kéo của cơ cấu nâng - hạ gàu, khắc phục 
khe hở trong các khâu truyền lực và đưa gàu xúc ăn từ từ vào đất đá, bắt đầu 
q
 với các đường đặc 
tính 2,3 và 4. Khi quay bộ khống chế về vị trí “0”, các công tắc tơ gia tốc 
ạ gàu bằng cách quay bộ khống chế KC sang vị trí bên phải, công tắc tơ 
KH có điện, đóng điện cuộn kích từ CKF1 vào điện áp có cực tính ngược lại, 
đ ng cơ đảo chiều quay và làm việc trên các đường đặc tính cơ 1c ÷ 4c. Tại 
các vị trí này, công tắc tơ cưỡng bức kích từ KCB mất điện, cuộn CKTĐ 
được nối tiếp với điện trở phụ làm giảm từ thông Φ nhằm tăng tốc hạ gàu 
tă g năng suất của máy. 
rong chế độ quá độ, trị số mômen và tốc độ của động cơ phụ thuộc rất lớn 
v i hai đại lượng: quán tính điện từ của các cuộn kích từ của máy phát và 
quán tính cơ của hệ truyền động. Do cuộn kích từ nối tiếp CKF3 có hằng số 
th i gian rất lớn nên trị số mômen cực đại được hạn chế tới trị số 
M x=1,3Mđm . 
. Máy xúc EKG-4,6 
áy xúc EKG-4,6 là máy xúc có 
n ất trung bình với thể tích gàu 
xúc bằng 4,6 m3. Máy xúc EKG-4,6 
được cải tiến dựa trên cơ sở của máy 
xúc EKG-4. Về hình dáng và kết cấu 
c ấy so với 
máy xúc EKG-4, nhưng hệ truyền 
đ ng các cơ cấu của máy xúc khác 
h ới EKG-4. Hệ truyền động 
m y phát c
đ n một c
h Đ có khuếch 
trung gian. 
uá trình đào - bốc xúc. Nếu chuyển dần bộ khống chế từ “1” sang vị trí “2”, 
“3”, “4” và “5”, tốc độ động cơ truyền động tăng dần ứng
1G, 2G và 3G lần lượt mất điện, động cơ chuyển sang làm việc ở chế độ 
hãm tái sinh (đường “0” trên hình 10-13b) 
H
ộ
n
T
ớ
ờ
ma
Hình 10-14 Sơ đồ đấu của cuộn kích từ 
độc lập của máy phát 
2
M
ăng su
ơ khí không khác xa m
ộ
ẳn so v
á ó ba cuộn dây - động cơ 
hiều đượciệ thay thế bằng 
đại từ (KĐT) ệ F-
 179
Khuếch đại từ trung gian là nguồn cấp cho cuộn kích từ độc lập của máy 
p
được chế tạo thành hai nửa cuộn 
d
hát CKF (hình 10-14) có chức năng tổng hợp và khuếch đại các tín hiệu 
điều khiển. 
Cuộn kích từ độc lập của máy phát FN 
ây CKF và hai điện trở cân bằng Rcb nối theo sơ đồ cầu. Hai khuếch đại từ 
(được cấp nguồn độc lập) nối vào hai đường chéo của cầu đó là KĐT1 và 
KĐT2. Khi dòng điều khiển của KĐT1 và KĐT2 bằng không, I1 = I2, sức từ 
động sinh ra trong cuộn kích từ CKF bằng 0 và điện áp ra của máy phát FN 
bằng không. Khi dòng điều khiển của KĐT1 và KĐT2 khác không, I1 ≠ I2 , 
điện áp ra của máy phát FN khác không, cực tính điện áp của máy phát FN 
phụ thuộc vào trị số của hai thành phần dòng I1 và I2 chảy trong hai cuộn 
kích từ độc lập CKF. 
~
(b) 
Hình 10-15. Hệ truyền động cơ cấu nâng - 
hạ gàu máy xúc EKG-4. 
a) Sơ đồ nguyên lý điện 
b) Họ đặc tính cơ 
KĐT1 KĐT2
CKF CKF
Rcb
Rcb
FN FN
CSF
KĐ5
r1 r2
r3
r4
RDC
CPF CPĐ
-
CKTĐ
+
6
T
r5 r
KK
VR3KĐ4
BA
KĐ3
KĐ2
-+
V1 V2
Đg
I
r7
KĐ1
2KC
VR1
NângHạ 1KC
VR2
KKT
IV
V
VI
I
II
III
II
2KC
NC
Đg
III
+-
1KC M
RDC Đg
D
(a) 
 180
Sơ đồ nguyên lý của hệ truyền động cơ cấu nâng - hạ gàu của máy xúc 
EKG-4,6 được giới thiệu trên hình 10-15a. 
Khuếch đại từ kép KĐT1, KĐT2 có các cuộn dây khống chế sau: 
điểm II, III và IV của 1KC dùng để điều chỉnh tốc độ 
đ ơ (thay đổi trị số điện trở VR2 đấu nối tiếp với cuộn khống chế KĐ1). 
 động cơ khi hạ gàu không. Khi 1KC ở các vị trí (1 ÷ 4) ở chế độ hạ gàu, 
công tắc tơ KKT mất điện, r6 được loại khỏi mạch kích từ của đông cơ 
CKTĐ. Đặc tính cơ của hệ truyền động cơ cấu nâng ở các vị trí 1 ÷ 4 của bộ 
k ống chế từ 1KC (ở chế độ nâng gàu) được thể hiện trên hình 10-15a. 
) Cuộn phản hồi âm điện áp máy phát - KĐ2 thực hiện chức năng sau: 
Nâng cao độ tác động nhanh của hệ truyền động và nâng cao độ ổn định 
c ệ truyền động. 
Thực hiện hãm động cơ khi bộ khống chế 1KC chuyển về vị trí “0”. 
ức từ động sinh ra trong cuộn KĐ2 ngược chiều với sức từ động sinh ra 
trong cuộn chủ đạo KĐ1. 
) Cuộn phản hồi âm dòng có ngắt KĐ3 thực hiện chức năng hạn chế trị số 
dòng điện và mômen khi động cơ truyền động bị quá tải. Sức từ động sinh ra 
trong cuộn KĐ3 ngược chiều với sức từ động sinh ra trong cuộn KĐ1. Khi 
dòng điện của động cơ Iư < Ing . 
 ∆U1
rong đó: ∆U1 - điện áp rơi trên hai cuộn dây của cực từ phụ của động cơ 
và máy phát 
Uss - điện áp so sánh Uss = Uab (hoặc Ubc) lấy trên VR4. 
hi đó dòng chảy trong cuộn KĐ3 bằng không. Ngược lại, khi Iư ≥ Ing ; 
∆ 1 ≥ Uss, dòng chảy trong các cuộn KĐ3 khác không, tác dụng khử từ của 
ng tổng củ máy phát giảm nhanh về 0, 
ơ giảm nhanh về 0, hạn chế được trị số mômen của 
ồi âm mềm dòng đ phần ứng của động cơ KĐ4 thực hiện 
c c năng đảm bảo hệ truyền động làm việc ổn định trong chế độ quá độ. 
Cuộn KĐ4 được đấu vào thứ cấp của biến áp vi phân BA qua điện trở hạn 
a) Cuộn chủ đạo KĐ1: Thực hiện chức năng đảo chiều quay và hãm động 
cơ ĐN thực hiện bằng cách thay đổi chiều và trị số dòng điện chảy trong 
cuộn khống chế KĐ1 bằng bộ khống chế từ 1KC. 
Cuộn khống chế KĐ1 được đấu vào phần ứng của máy phát kích từ FKT 
qua hai biến trở VR1 và VR2. Trị số và chiều của dòng điện trong cuộn KĐ1 
thay đổi nhờ bộ khống chế từ 1KC mà không cần đến các loại công tắc tơ. 
Bộ khống chế từ có 4 vị trí về phía nâng và 4 vị trí về phía hạ gàu. Tiếp điểm 
I, V của 1KC dùng để đảo chiều quay động cơ (thay đổi chiều dòng điện 
trong cuộn KĐ1). Tiếp 
ộng c
Còn tiếp điểm VI của 1KC dùng để giảm từ thông kích từ của động để tăng 
tốc
h
b
- 
ủa h
- 
S
c
 < Uss (10-18) 
T
K
U
cuộn KĐ3 rất lớn làm cho sức từ độ
kết quả tốc độ của động c
động cơ truyền động. 
d) Cuộn phản h iện
hứ
 181
c
 KĐ4 bằng không. Khi dòng của 
đ của dòng 
tr
c hiện chức năng ổn định 
đ
gi
ủa khuếch đại từ KĐT bằng: 
-19) 
 phần ứng và điện áp phát ra của máy phát tăng, 
d
hế VR3, cuộn sơ cấp là cuộn dây cực từ phụ của máy phát CPF. Khi dòng 
điện của động cơ ổn định, dòng trong cuộn
ộng cơ tăng hoặc giảm, dòng trong cuộn KĐ4 khác không, chiều 
ong cuộn KĐ4 ngược hoặc cùng chiều với dòng trong cuộn KĐ1, kết quả 
tác dụng trong cuộn KĐ4 sẽ làm cho dòng động cơ ổn định 
e) Cuộn phản hồi âm điện áp máy phát KĐ5 thự
iện áp phát ra của máy phát FN để nâng cao chất lượng của hệ truyền động. 
Cuộn KĐ5 được nối vào đường chéo của cầu vi phân cấu thành từ 4 vai cầu: 
điện trở r1, r2, r4 và cuộn kích từ song song của máy phát CSF. 
Khi điện áp phát ra của máy phát FN ổn định, cầu cân bằng, dòng trong 
cuộn KĐ5 bằng không. Ngược lại, khi điện áp phát ra của máy phát có xu 
hướng tăng hoặc giảm, do cuộn CSF có tính điện cảm dẫn đến cầu mất cân 
bằng, dòng trong cuộn KĐ5 bằng không, chiều dòng trong cuộn KĐ5 khác 
hoặc cùng chiều với dòng trong cuộn chủ đạo KĐ1, kết quả điện áp phát ra 
của máy phát FN sẽ ổn định, nâng cao chất lượng động của hệ truyền động 
trong chế độ quá tải. 
f) Cuộn kích từ song song của máy phát CSF thực hiện chức năng sau: 
- Hạn chế phản ứng phần ứng của động cơ truyền động 
- Giảm công suất kích từ của cuộn kích từ độc lập của máy phát CKF tức là 
ảm được công suất của khuếch đại từ KĐT và công suất của cầu chỉnh lưu. 
Sức từ động tổng c
 FΣKĐT = FKĐ1 – FKĐ2 – FKĐ3 ± FKĐ4 ± FKĐ5 (10
Trong biểu thức 10-19, thành phần FKĐ3= 0 khi Iư < Ing , dấu (-) tương ứng 
với trường hợp dòng điện
ấu (+) tương ứng với trường hợp máy ngược lại.