Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu, thiết kế kỹ thuật và công nghệ chế tạo các hệ thống điều khiển truyền động điện cho máy móc và các thiết bị tàu thuỷ (ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn) bảng tính chi tiết truyền động máy neo


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
CÔNG TY CƠ KHÍ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TÀU THUỶ
o0o




BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU

“BẢNG TÍNH CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
MÁY NEO”


Thuộc đề tài cấp nhà nước

“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO MÁY MÓC VÀ
CÁC THIẾT BỊ TÀU THUỶ”
(Ứng dụng điện tử công suất lớn)
Mã số: KC.06.23.CN

Chủ nhiệm Đề tài: Th.s Nguyễn Văn Thắng

Thực hiện chuyên đề: ThS. Nguyễn Văn Thắng











6981-5
08/9/2008



Hà nội, tháng 05/2008
Bảng tính truyền động máy neo

- 1 -
KC06.DA23.CN
Mục lục
Mở đầu 2
Chơng 1: Tổng quan về thiết bị neo 3
1.1. Giới thiệu chung 3
1.2. Điều kiện làm việc của thiết bị neo tàu thuỷ 3
1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động máy neo 4
1.4. Quá trình thả neo và kéo neo 4
Chơng 2: Các hệ truyền động máy neo thờng dùng 6
2.1. Tổng quát chung về các hệ truyền động điện máy neo 6
2.2. Sơ đồ hệ truyền động động cơ không đồng bộ rôto dây quấn 7
2.3. Sơ đồ hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, thay đổi tốc độ
bằng cách thay đổi cách đấu dây quấn stator 9

2.4. Sơ đồ máy neo hệ F-Đ 10
2.5. Sơ đồ hệ truyền động động cơ một chiều điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh
điện trở phần ứng hoặc điện trở kích từ 11

2.6. Nhận xét u nhợc điểm của từng hệ 11
Chơng 3: Phơng pháp tính chọn hệ truyền động máy neo
tàu thuỷ 13
3.1. Tính toán sức căng và sức kéo trong từng thời kỳ thu neo 13
3.3. Chế độ công tác của máy neo 15
3.4. Các đại lợng cơ bản xác định tải và chế độ công tác của truyền động điện máy
neo 16

Chơng 4: Tính toán hệ truyền động 19
4.1. Các thông số chủ yếu 19
4.2. Tính chọn công suất động cơ điện 19
4.3. Tính tốc độ và thời gian thu neo 21
Chơng 5: Nhận xét, đánh giá 25
Tài liệu tham khảo 28















Bảng tính truyền động máy neo

- 2 -
KC06.DA23.CN
Mở đầu

Trong những năm gần đây, cùng với sự nghiệp công nghiệp hoá- hiện đại hoá,
nghành công nghiệp đóng tàu Việt Nam đang có những bớc phát triển mạnh mẽ. Đặc
biệt là trong việc điều khiển và tự động hoá tàu biển. Trớc đây các mạch điều khiển
trên tàu phần lớn là các rơle, công tắc tơ, các mạch điều khiển đơn giản không đợc
chuẩn hoá nên hiệu quả thấp, cồng kềnh, khó điều khiển
Đề tài thuộc chơng trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp nhà nớc giai
đoạn 2001 - 2005, Nghiên cứu, thiết kế kỹ thuật và công nghệ chế tạo các hệ thống
điều khiển truyền động điện cho máy móc và các thiết bị tàu thuỷ tập trung nghiên
cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất lớn để điều khiển truyền động điện cho máy
móc và thiết bị tàu thuỷ, nh hệ thống các thiết bị trên boong- máy neo tàu thuỷ, tời
cẩu hàng
Nằm trong nội dung nghiên cứu của đề tài, chuyên đề Bảng tính truyền động
máy neo đi sâu vào phân tích hệ truyền động máy neo tàu thuỷ, rút ra đợc các yêu
cầu đặc tính kỹ thuật - điều khiển để chọn đợc phơng pháp truyền động hợp lý, tính
toán hệ truyền động, chọn động cơ, thiết kế bộ điều khiển đáp ứng đợc các chế độ kéo
thả neo, yêu cầu kỹ thuật công nghệ, tiêu chuẩn an toàn, bảo vệ
Chuyên đề gồm 5 chơng:
Chơng 1 giới thiệu chung về máy neo tàu thuỷ bao gồm phân loại máy neo tàu
thuỷ, điều kiện làm việc, yêu cầu đối với hệ thống và quá trình thả kéo neo.
Chơng 2 giới thiệu về các hệ truyền động máy neo thờng gặp nh hệ thống truyền
động diezel, hệ thống truyền động thuỷ lực, hệ thống truyền động điện (truyền động
một chiều, truyền động xoay chiều), phân tích u nhợc điểm của từng hệ thống, lựa
chọn phơng án truyền động tối u.
Chơng 3 giới thiệu phơng pháp tính chọn hệ truyền động điện máy neo, giản đồ phụ
tải, chế độ công tác, các lực tác dụng
Chơng 4 tính toán hệ truyền động điện động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, chọn
động cơ, phơng pháp điều khiển
Chơng 5 mô phỏng và kiểm nghiệm hệ thống bao gồm mô tả động cơ dới dạng các
mô hình toán học và các đại lợng vector, mô phỏng bằng
matlab- simulink , đa ra cấu trúc hệ thống
Qua đây tác giả mong đợc sự đóng góp ý kiến quý báu từ phía độc giả.
Tác giả xin chân thành cảm ơn.


Bảng tính truyền động máy neo

- 3 -
KC06.DA23.CN
Chơng 1: Tổng quan về thiết bị neo
1.1. Giới thiệu chung
- Thiết bị neo thuộc nhóm các thiết bị trên boong, nó dùng để giữ tàu khi đỗ ngoài khơi
hoặc cập bến. Thiết bị gồm có: Mỏ neo, xích neo, máy móc truyền động và hệ thống
phanh hãm.
- Dựa vào các loại tàu khác nhau mà ngời ta chia máy neo làm hai loại chính là Neo
đứng và Neo nằm.
- Đối với các vận tải và tàu khách thờng ngời ta dùng thiết bị neo nằm: là loại có trục
công tác nằm ngang, hệ thống máy móc truyền động nằm nổi trên mặt boong chính.
Loại này có nhợc điểm là các trang thiết bị đặt ngoài trời vì vậy chịu ảnh hởng của
thời tiết, nớc biển và chiếm nhiều diện tích của mặt boong. Tuy nhiên u điểm của
nó là hệ thống không bị hạn chế về công suất do hệ truyền động (động cơ) đặt nằm trên
bộ máy.
- Đối với các tàu phá băng, tàu quân sự, tàu chở dầu, ngời ta thờng bố trí các thiết bị
neo đứng (có trục công tác thẳng đứng vuông góc với mặt boong chính). Các máy móc
truyền động đợc đặt trong buồng kín (trừ đĩa hình sao và trống tời nằm nổi trên mặt
boong). Vì vậy tránh đợc tác động xấu của nớc biển, chiếm ít diện tích trên mặt
boong. Tuy vậy, hệ thống tời neo đứng lại hạn chế về công suất.
Dới đây là một số hình ảnh về các thiết bị của hệ thống neo tàu thuỷ

1.2. Điều kiện làm việc của thiết bị neo tàu thuỷ
- Trong điều kiện làm việc của tàu biển, các máy neo tàu thuỷ đợc lắp đặt trên boong
phải làm việc trong các điều kiện môi trờng rất nặng nề, khắc nghiệt nh chịu sự ăn
Bảng tính truyền động máy neo

- 4 -
KC06.DA23.CN
mòn của hơi nớc biển (nhiễm mặn), sự va đập, rung lắc của thân tàu, nhiễu của điện
từ trờng cho các thiết bị điện, điện tử trên tàu
- Mỏ neo và xích neo là những thiết bị tiếp xúc trực tiếp với nớc biển, muối và hợp
chất trong nớc biển sẽ tạo ra những phản ứng với sắt, làm ăn mòn mỏ neo và xích
neo.Vì vậy cần phải có những công nghệ chế tạo đặc biệt cho những thiết bị này.
- Hệ truyền động của máy neo lại chịu những tác động nặng nề hơn về điều kiện làm
việc. Nh môi trờng hơi ẩm, nhiễm mặn gây h hỏng động cơ, mạch điều khiển, vì
vậy các thiết bị này phải đợc chế tạo kín nớc. Ngoài ra các mạch điều khiển chịu ảnh
hởng rung động của tàu, tác động của nhiễu do các thiết bị khác trên tàu gây nên, nên
rất dễ gây mất ổn định trong quá trình làm việc
Do đó có thể nói rằng thiết bị neo tàu thuỷ nói chung phải làm việc trong điều kiện môi
trờng xung quanh ảnh hởng rất khắc nghiệt.
1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động máy neo
Với tính chất là thiết bị đảm bảo an toàn cho tàu khi neo đậu ngoài khơi và các
vùng neo hoặc hạn chế quá trình trôi của tàu khi ở ngoài khơi do sự cố của tàu Nên
hệ thống neo tàu phải đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật sau:
Hệ thống làm việc trơn, láng không ồn, làm việc tin cậy.
Hệ thống cơ khí truyền động phải đợc chế tạo, bảo vệ trong điều kiện hoạt
động ở môi trờng nớc biển, sóng gió.
Hệ thống điều khiển phải đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật về dải điều chỉnh
tốc độ, độ trơn điều chỉnh, cấp độ bảo vệ, thuận tiện lắp đật, vận hành, thay thế
sửa chữa, giá thành thấp
Động cơ và các thiết bị điện phải gọn nhẹ, có cấp bảo vệ

IP36.
Hạn chế dòng khởi động khi đa hệ thống vào làm việc.
Tốc độ kéo neo, thả neo phải nhỏ hơn 11m/phút
1.4. Quá trình thả neo và kéo neo
- Chế độ vận hành của hệ thống máy neo là quá trình thả neo và thu neo. Vì vậy để
thiết kế đợc hệ thống ta phải xác định đợc quá trình làm việc của máy neo.
1.4.1. Quá trình thả neo
Tuỳ thuộc vào địa hình nơi thả neo mà ta có thể thả neo rơi tự do hoặc thả neo
cỡng bức.
+ Thả neo rơi tự do đợc thực hiện khi độ sâu thả neo không lớn (nhỏ hơn 20
30 m), việc thả neo không có sự tham gia của động cơ điện. Neo đợc thả bằng cách
nhả li hợp, tách trục lại đĩa hình sao ra khỏi hệ thống truyền động cơ khí, nới lỏng
phanh hãm cơ khí, sức nặng của neo sẽ làm neo và xích neo rơi tự do.
Bảng tính truyền động máy neo

- 5 -
KC06.DA23.CN
+ Nếu độ sâu thả neo lớn (lớn hơn 30m) thì nếu thả neo rơi tự do sẽ rất nguy
hiểm cho hệ thống do tốc độ neo rơi lớn. Trong trờng hợp này, đầu tiên cho động cơ
làm việc ở chế độ hãm để neo rơi dần dần, khi neo đã rơi đợc quá 30 m ta ngắt động
cơ để neo rơi tự do.
Sau khi thả neo xong nếu không có gió thì cho tàu lùi lại để neo găm vào đất, thả thêm
một đoạn xích neo nữa để giữ tàu. Đoạn xích neo nằm tự do dới đáy biển càng dài thì
độ giữ tàu càng lớn.
1.4.2. Quá trình nhổ neo
Quá trình nhổ neo là giai đoạn làm việc chính của hệ thống. ở giai đoạn này hệ
thống phải làm việc ở chế độ nặng nề nhất. Dựa vào trạng thái làm việc của động cơ
ngời ta chia quá trình kéo neo làm 4 thời kỳ:
- Thời kỳ thứ nhất: là giai đoạn thực hiện thu phần xích nằm dới bùn, xích neo đợc
thu với tốc độ đều.
Trong thời kỳ này, sức căng trên xích (ở lỗ thả neo) không thay đổi T = const
(hay nói cách khác mômen tác động lên trục động cơ không thay đổi), tàu tiến về phía
trớc với tốc độ không thay đổi bằng tốc độ thu neo. Độ dài l và hình dáng của phần
võng xích không thay đổi. Thời kỳ thứ nhất kết thúc khi toàn bộ dây xích neo nằm dới
biên đợc kéo hết.
- Thời kỳ thứ 2: Là thời kỳ thực hiện thu phần võng của xích neo trong nớc. Thời kỳ
này đợc tính từ khi mắt xích neo cuối cùng đợc nhấc lên khỏi bùn cho tới khi phần
võng của xích neo trong nớc đợc thu hết. Trong thời kỳ này, tàu hầu nh chuyển
động đều, sức căng T tăng dần và đạt giá trị lớn nhất (T
max
) khi ở cuối thời kỳ. Do đó
mômen động cơ sinh ra cũng phải tăng dần để thắng đợc sức cản của tải.
- Thời kỳ thứ ba: Đây là thời kỳ ngắn nhất của quá trình thu neo, và phụ thuộc vào sức
hút của mỏ neo với đất đợc tính từ khi xích neo hết độ võng đến khi neo đợc nhổ bật
lên khỏi bùn.
Trong thời kỳ này khi lỗ thả neo tiến đến nằm trên đờng thẳng góc của neo thì
do quá trình của tàu chạy tới mà nhấc mỏ neo lên khỏi đất. Động cơ lúc đó có thể bị
dừng lại vì phụ tải quá lớn (trạng thái của động cơ lúc này gọi là dừng dới điện). Tốc
độ của tàu bị giảm do sức kéo bị mất dần.
- Thời kỳ thứ t: Thực hiện việc thu mỏ neo sau khi đợc nhấc lên khỏi đất đến lỗ thả
neo. Sức căng trong thời kỳ này phụ thuộc vào trọng lợng mỏ neo và phần xích thẳng
đứng (T nhả dần), đồng thời không lợng van tới tốc độ của tàu.
Bảng tính truyền động máy neo

- 6 -
KC06.DA23.CN
Chơng 2: Các hệ truyền động máy neo thờng dùng
2.1. Tổng quát chung về các hệ truyền động điện máy neo
- Truyền động máy neo có thể dùng hệ thống truyền động điện, truyền động thuỷ lực
hoặc cả truyền động Diezen- máy neo. Hệ truyền động Diezen - máy neo có u điểm
đơn giản, rẻ tiền nhng chỉ sử dụng đợc với những hệ thống có công suất bé, thờng
đợc dùng trong các tàu t nhân. Hệ truyền động thuỷ lực có nhiều u điểm hơn nh
làm việc tin cậy, công suất lớn, tuy nhiên hệ thống cồng kềnh, đắt tiền và trong khuôn
khổ chuyên đề này ngời viết không đi sâu mà chỉ nêu ra để biết. Chuyên đề này chủ
yếu tập trung vào hệ truyền động điện máy neo.
Đối với hệ truyền động điện điều quan trọng nhất là tính chọn động cơ, phơng
pháp điều khiển sao cho phù hợp với đặc tính và yêu cầu kỹ thuật cho trớc.
- Động cơ truyền động máy neo có thể là loại động cơ một chiều, hoặc động cơ xoay
chiều. Tuy nhiên để chọn đợc động cơ và hệ truyền động phù hợp, trớc hết phải lu ý
một số đặc điểm sau về hệ neo:
+ Tải của hệ thống có giá trị lớn và thay đổi trong phạm vi rộng trong chu kỳ
làm việc.
+ ở cuối thời kỳ thứ 3, động cơ thực hiện có thể bị dừng lại trong khi vẫn đợc
cấp điện và khi đó động cơ vẫn phải sinh ra mô men để nhổ neo.
+ Động cơ cần phải có tốc độ cao để thu đoạn xích neo trong bùn hoặc thu thả
cáp khi điều động tàu
+ Khi thả neo bằng động cơ ở những vùng có độ sâu thả neo quá lớn, động cơ
cần có tốc độ ổn định.
- Từ các yêu cầu của tải và yêu cầu của hệ thống thì các hệ truyền động điện có thể áp
dụng đối với máy neo là:
+ Với lới điện một chiều:
* Có thể dùng động cơ một chiều có kích từ nối tiếp với bộ truyền động cơ khí
có khả năng tự hãm cao. Với động cơ này, tốc độ của động cơ đợc tự động điều chỉnh
theo sự thay đổi của tải. Khi thả neo, qua hệ thống điều khiển chủ yếu cuộn kích từ nối
tiếp thành song song, tạo đợc đặc tính cơ cứng. Khi thu (kéo) neo động cơ có đặc tính
cơ cứng, và khi thả neo, đặc tính cơ mềm Nh
vậy đảm bảo khi tải tăng (lúc kéo
neo) công suất động cơ lớn hạn chế quá tải.
* Động cơ kích từ hỗn hợp thờng đợc dùng với hệ thống có công suất không
quá 50kw. Để tạo nhiều cấp tốc độ có thể dùng phơng pháp thay đổi điện trở phụ mắc
trong mạch phần ứng hoặc thay đổi từ thông kích từ của động cơ hoặc cả hai phơng
pháp trên.
Bảng tính truyền động máy neo

- 7 -
KC06.DA23.CN
Ngoài ra, đối với một số trờng hợp ngời ta dùng hệ truyền động kinh điển máy phát -
động cơ một chiều u điểm là đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật cần thiết việc thay
đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp kích từ của máy phát.
Tuy nhiên hàng chục năm trở lại đây trừ những yêu cầu đặc biệt còn hầu hết
ngời ta không sử dụng hệ truyền động bằng động cơ một chiều.
+ Với lới điện xoay chiều:
Thờng dùng là loại động cơ không đồng bộ ba pha. Khi công suất hệ thống bé
hơn 50kw, có thể dùng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc rãnh sâu (hoặc rãnh kép)
có nhiều tốc độ, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi cách đấu dây các cuộn
dây stator để thay đổi số đôi cực. Thờng dùng loại động cơ có 3 cấp tốc độ, với tốc độ
thấp để đa neo vào lỗ neo, tốc độ trung bình để thu thả xích neo và tốc độ cao để thu
thả cáp.
Nếu công suất của hệ thống lớn hơn 50 kW, thờng dùng động cơ không đồng
bộ rôto dây quấn. Với loại động cơ này, có thể điều chỉnh đợc tốc độ trong phạm vi
rộng bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch rotor.
Tuy nhiên với phơng pháp điều khiển đơn giản này các hệ truyền động xoay
chiều chỉ dùng đợc với các hệ thống công suất không lớn, không yêu cầu chất lợng
điều khiển cao.
Ngày nay đối với động cơ không đồng bộ dựa vào trình độ khoa học kỹ thuật
phát triển cao, ngời ta đã ứng dụng các phơng pháp điều khiển mới nh điều khiển
tần số, điều khiển vector động cơ không đồng bộ. Phơng pháp truyền động này có
nhiều u điểm nổi bật và có tính ứng dụng cao đối với các thiết bị tàu thuỷ. Chi tiết về
phơng pháp truyền động này sẽ đợc đề cập kỹ ở các phần sau.
- Sau đây là một số hệ truyền động hay dùng trong thực tế trớc đây.
2.2. Sơ đồ hệ truyền động động cơ không đồng bộ rôto dây quấn
Sơ đồ nh hình vẽ 2.1
Cấu tạo:
Hệ gồm một động cơ không đồng bộ roto dây quấn, về phía stator có hai cấp tốc
độ . Về phía roto có 5 cấp tốc độ tơng ứng R
0
ữ R
4
.
Tay điều khiển là bộ khống chế khoảng cách có 15 tiếp điểm, với 7 vị trí.
+ Tại 0: Chỉ có tiếp điểm k1 đóng Rơle điện áp RA đợc cấp điện chuẩn
bị cho quá trình khởi động động cơ. Vị trí này dùng để bảo vệ cho động cơ chỉ có thể
khởi động tại ví trí 0, đó là trong trờng hợp bộ khống chế ở sai vị trí (0), khi đó nếu
đóng cầu dao cấp điện động cơ vẫn không thể hoạt động.

Bảng tính truyền động máy neo

- 8 -
KC06.DA23.CN

đkb
a
bc
CC1
CC2
K1 RM
RA
2T
1T
KT
RA
RA
K9
K10
M
RN
2T
1T
2T
TM
KT KT
K11 K12 K15 K14 K13
RM
RN
1T 2T1T 1T 2T2T
K7 K8
K5 K6
K2 K3 K4
R0
R11
R12
R13
R14 R24 R34
R33
R32
R31

Hình 2.1. Sơ đồ hệ T.Đ động cơ KĐB rotor dây quấn
- Quá trình kéo neo:
+ Tại vị trí 1: Tiếp điểm k10, k11, k13, k15 đóng lại, cấp nguồn cho cuộn 1T.
Động cơ đợc khởi động với toàn bộ điện trở và cuộn dây stato đợc đấu ở tốc độ thấp.
Đồng thời cuộn KT có điện, đóng 2 tiếp điểm KT đóng mạch cuộn phanh điện từ,
phanh mở ra và động cơ khởi động ở tốc độ thấp.
+ Tại vị trí 2,3,4: Các tiếp điểm k10, k11, k13, k15 vẫn đóng và tuần tự các tiếp
điểm k2, k3, k4 đóng theo vị trí cắt dần từng nấc điện trở (ở 3 pha cuộn dây rotor).
Điện trở 3 cuộn dây rotor tơng ứng là R11, R21, R31 .
+ Tại ví trí thứ 5: Thêm 2 tiếp điểm k5 và k6 đóng lại ngắt mạch tiếp điện trở
rotor R12, R22, R32.
+ Tại vị trí thứ 6: Thêm 2 tiếp điểm k7 và k8 đóng lại ngắt mạch điện trở
rotor ở nấc cuối cùng. Ngoài ra còn có thêm tiếp điểm k9 đợc đóng lại chuẩn bị cho
quá trình làm việc sau này. Nếu muốn tăng tốc độ động cơ, ta ấn nút M cuộn hút
Bảng tính truyền động máy neo

- 9 -
KC06.DA23.CN
CTT 2T có điện, làm cho cuộn hút 1T mất điện và 3 tiếp điểm 2T ở mạch động lực
đóng lại động cơ bắt đầu làm việc tơng ứng với đặc tính cơ TN.
- Quá trình thả neo: ở vị trí O động cơ dừng lại (vì mất điện và phanh hãm)
+ Tại vị trí 1: k10, k12, k13, k15 đóng lại, pha a đợc ngắt ra khỏi động cơ. 1e
1

và 1e
3
nối lại, động cơ trở thành 1 pha. Đồng thời k2, k3, k4 đóng. Lúc đó động cơ làm
việc ở chế độ hãm động lực (M
e
> 0)
+ Tại vị trí 2: k2, k3, k4 đợc mở ra tăng thêm điện tử trong mạch rotor
+ Tại vị trí 3: Tiếp điểm k12, k14, k15 đóng lại, động cơ đợc đảo pha (a c)
và đợc cấp nguồn 3 pha. Động cơ khởi động theo chiều ngợc với toàn bộ điện trở
rotor. Động cơ có thể làm việc ở chế độ hãm tái sinh nếu tác dụng của trọng lợng xích
và neo tạo ra M
e
> 0.
+ Tại vị trí 4: Tiếp điểm k2, k3, k4 đợc đóng lại ngắt một phần điện trở
rotor
+ Tại vị trí 5 và 6: Tiếp điểm k5 và k6 và k7, k8 đóng lại. Cũng nh khi không
có muốn đạt tốc độ lớn theo đặc tính TNN ấn nút M đóng mạch cuộn tốc độ nhanh.
2.3. Sơ đồ hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, thay đổi tốc
độ bằng cách thay đổi cách đấu dây quấn stator
Sơ đồ của hệ truyền động đợc thể hiện ở hình vẽ 2.2
Hệ truyền động sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, thay đổi tốc độ
bằng cách thay đổi cách đấu dây cuộn dây stator (thay đổi số đôi cực động cơ). Phạm
vi ứng dụng của hệ này là từ 20 đến 40kW, động cơ rotor lồng sóc U=380V, Sơ đồ
mạch điều khiển đợc cấp điện áp 127V từ biến áp. Hệ thống có 3 cấp tốc độ, đợc
điều khiển bởi tay gạt của bộ khống chế có 7 vị trí dùng cho lúc nâng, hạ, và bảo vệ.
*Nhận xét: Các phơng pháp điều khiển động cơ không đồng bộ trên đây là các
phơng pháp đơn giản chỉ sử dụng tay gạt của bộ khống chế, các rơle, công tắc tơ để
thay đổi cách đấu dây, đóng ngắt điện trở phụ cuộn dây rotor mà cha ứng dụng đợc
những u điểm của kỹ thuật điện tử, tin học và điện tử công suất (đặc biệt điện tử công
suất lớn) vào điều khiển động cơ không đồng bộ. Vì vậy không có nhiều cấp tốc độ và
độ trơn điều chỉnh không cao, chỉ đợc ứng dụng với các hệ đơn giản, công suất thấp.
Bảng tính truyền động máy neo

- 10 -
KC06.DA23.CN
đkb
a
bc
CC1
CC2
TM
KT KT
BH
1T
2T
3T
3T
3T
1T 1T
2T 2T
2RN 3RN 4RNRN
5RN
1RN
21T 21T
CD1
RT
1RT
L
1RN 2RN 3RN 4RN 5RN
RT 2RT
K3
K5
K6
H
B
B
H
K11
1RT 1T
3T
21T 2T
K7
1T
2T
21T1T
K8
K9
K13
21T
1RT1RN
1RT 2RT
K4
2RT
KT 3RT
CD2
3RT
1T
2T
3T
3RT
Đ
3T
10 12233
Thả neo Kéo neo
380/127

Hình 2.2. Sơ đồ hệ T.Đ động cơ KĐB rotor lồng sóc
2.4. Sơ đồ máy neo hệ F-Đ
Hệ thống có ít nhất 3 máy điện chính gồm động cơ một chiều truyền động máy
neo, máy phát 1 chiều cấp điện cho động cơ và động cơ lai máy phát (có thể là động cơ
diezel lai). Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách tác động vào tay điều khiển kích từ
máy phát để thay đổi điện áp phần ứng của động cơ hoặc thay đổi kích từ động cơ để
thay đổi từ thông động cơ.
Hệ thống phải có các mức bảo vệ cao nh bảo vệ không, bảo vệ quá tải cho
động cơ sơ cấp, bảo vệ quá tải cho động cơ truyền động, bảo vệ mất từ thông, bảo vệ
ngắn mạch
Ưu điểm của hệ truyền động F - Đ là chất lợng điều chỉnh tốt nhờ có các cuộn
bù, cuộn phản hồi, cuộn bảo vệ đáp ứng đợc các yêu cầu kỹ thuật .
Tuy nhiên nhợc điểm là hệ thống quá cồng kềnh, khó bảo vệ chống lại tác
động môi trờng đi biển
Bảng tính truyền động máy neo

- 11 -
KC06.DA23.CN
2.5. Sơ đồ hệ truyền động động cơ một chiều điều chỉnh tốc độ bằng cách
điều chỉnh điện trở phần ứng hoặc điện trở kích từ
Hệ truyền động gồm động cơ một chiều có kích từ mắc nối tiếp, song song hoặc
hỗn hợp. Mạch phần ứng và mạch kích từ của động cơ đợc mắc thêm các điện trở,
dùng các tiếp của công tắc tơ để đóng cắt dần các điện trở tham gia vào mạch. Từ đó
thay đổi đợc điện áp phần ứng và điện áp kích từ nên điều chỉnh đợc tốc độ động cơ.
Phơng pháp điều khiển này có nhợc điểm không láng trong khi hiện nay
ngời ta có thể dùng các bộ van bán dẫn công suất (sơ đồ chỉnh lu) để truyền động
động cơ một chiều. Tuy nhiên hiện nay ngời ta ít sử dụng động cơ một chiều trong
nghành tàu biển vì lý do bảo vệ, thay thế và sửa chữa.
2.6. Nhận xét u nhợc điểm của từng hệ
Trớc đây các hệ truyền động cho thiết bị neo chủ yếu là hệ truyền động một
chiều, về u điểm của động cơ một chiều là mô men tỉ lệ thuận với dòng điện phần ứng
và từ thông tỉ lệ trực tiếp với dòng điện kích từ, do đó điều khiển động cơ một chiều có
thể điều chỉnh một cách riêng rẽ thông số mômen hoặc từ thông bằng cách điều chỉnh
điện áp phụ và điện áp kích từ mà không ảnh hởng lẫn nhau. Từ đó ta có đợc cách
điều chỉnh các thông số một cách chính xác. Bên cạnh đó đặc tính cơ của động cơ một
chiều là đặc tính cơ cứng và có nhiều cách mắc cuộn kích từ bằng cách thay đổi cách
đấu nh đấu kích từ song song, nối tiếp và hỗn hợp ma ta tạo đợc các đờng đặc tính
cơ của động cơ một chiều theo mong muốn phù hợp với tải.
Ngoài ra đối với những hệ truyền động có yêu cầu cao, ngời ta còn có thể dùng
hệ truyền động F-Đ, vì lý do đặc tính điều chỉnh rất tốt, kết hợp với các cuộn bù, cuộn
phản hồi và cuộn ổn định ta có thể điều chỉnh động cơ theo đúng yêu cầu của tải. Tuy
nhiên hệ thống này có nhợc điểm lớn là rất cồng kềnh, đắt tiền vì cần có một động cơ
một chiều, một máy phát điện một chiều và một động cơ lai (Diezel, hoặc động cơ
xoay chiều)
Tuy nhiên bên cạnh những u điểm về đặc tính và điều chỉnh của động cơ 1
chiều thì nó lại có những nhợc điểm rất khó khắc phục nh đắt tiền, làm việc không
ổn định (do phải dùng cơ cấu chổi than cổ góp thờng xuyên phóng tia lửa điện), chi
phí bảo hành, bảo dỡng cao chế độ bảo dỡng định kỳ rất nghiêm ngặt, việc bảo vệ
kín nớc của động cơ và các thiết bị kèm theo rất khó nên hay hỏng hóc, khó thay thế,
sửa chữa
Đối với động cơ xoay chiều (KĐB) trớc đây rất ít đợc ứng dụng vì nhợc
điểm của nó là Mô men và Từ thông có liên quan chặt chẽ với nhau, điều chỉnh rất khó
khăn. Điều chỉnh tốc độ không lớn, mô men khởi động bé. Do đó động cơ không đồng
bộ chỉ đợc dùng trong một số trờng hợp hạn hữu hoặc có yêu cầu không cao, công
suất thấp
Bảng tính truyền động máy neo

- 12 -
KC06.DA23.CN
Tuy nhiên, u điểm cuả động cơ xoay chiều không đồng bộ là giá thành rẻ, làm
việc tin cậy, chắc chắn, chi phí bảo hành bảo dỡng thấp. Tuổi thọ cao.
Hơn nữa với trình độ khoa học kỹ thuật nói chung và kỹ thuật điện tử và
điện tử công suất nói riêng ngày càng phát triển cao nh hiện nay thì những nhợc
điểm nói trên của động cơ không đồng bộ dần dần đợc khắc phục và kiểm soát. Từ đó
mà ngời ta tạo ra đợc những hệ truyền động động cơ không
đồng bộ có chất lợng cao, đáp ứng đợc với yêu cầu phụ tải.
Cho đến hiện nay dựa vào các phơng trình toán học động cơ không đồng bộ
các tham số ảnh hởng đến mô men, từ thông, tốc độ ngời ta có thể tạo đợc các hệ
truyền động với các phơng pháp điều khiển tơng ứng.
- Dựa vào ảnh hởng của điện áp stator lên mô men và tốc độ ngời ta có hệ truyền
động BXA - ĐKB, trong đó BXA là bộ biến đổi xung áp xoay chiều, điều chỉnh sự
đóng mở các van ta có thể điều chỉnh đợc điện áp cấp vào cuộn Stator động cơ.
- Điều chỉnh động cơ không đồng bộ bằng cách điều khiển điện trở Rôto gọi là phơng
pháp điều chỉnh xung điện trở hoặc bằng cách điều chỉnh công suất đầu ra phía rôto
gọi là động cơ công suất trợt.
- Tuy nhiên một phơng pháp điều chỉnh có chất lợng tốt, đòi hỏi trình độ kỹ thuật
cao đang ngày càng đợc quan tâm rộng rãi và dần thay thế các phơng pháp điều
khiển khác là phơng pháp điều khiển tần số - động cơ không đồng bộ. Với bộ biến đổi
là các thiết bị điện tử công suất lớn, kết hợp với các chíp xử lý tốc độ cao và phơng
pháp điều khiển hợp lý ta có đợc hệ truyền động điện có thể đáp ứng đ
ợc mọi yêu
cầu của tải. Đây chính là mục đích nghiên cứu chính của đề tài này.
Bảng tính truyền động máy neo

- 13 -
KC06.DA23.CN
Chơng 3: Phơng pháp tính chọn hệ truyền động
máy neo tàu thuỷ
3.1. Tính toán sức căng và sức kéo trong từng thời kỳ thu neo
3.1.1. Tính sức căng
- Thời kỳ thứ nhất: T
1
= F + gh (3-1)
Trong đó F: ngoại lực
g: trọng lợng 1m xích nằm dới nớc.
h: độ sâu thả neo.
- Thời kỳ thứ 2: Sức căng thay đổi theo một hàm số từ nhỏ đến lớn.
- Thời kỳ thứ 3: Sức căng đợc tính theo công thức:
T
3
= G + gh + 2G
1
= gh + 2,87G
1
(3-2)
Trong đó: G: trọng lợng mỏ neo nằm dới nớc.
gh: trọng lợng phần xích thẳng đứng.
G
1
: trọng lợng mỏ neo trong không khí, 2G
1
là lực chính giữa mỏ
neo và đất
G = 0,87 G
1
.
Ngoài ra T
3
còn có thể tính nh sau:
T
3
= (1,3 ữ 1,5) (G + gh) (3-3)
- Sức căng ở đầu và cuối thời kỳ 4.
* Lúc đầu thời kỳ : T
41
= G + gh. (3-4)
* Cuối thời kỳ: T
42
= G
1
(3-5)
3.1.2. Sức kéo trong quá trình thu neo
Là lực đợc đặt vào sao quấn xích, nó có giá trị bằng tổng lực ma sát của xích
với thành tàu và sức căng T.
Lực ma sát thờng lấy bằng (28% ữ 35%) T.
Sức kéo đợc tính theo công thức sau:

TfQ
ns
.= (3-6)
Trong đó f
ms
= 1,28 ữ 1,35.
Cũng có thể tính sức kéo theo công thức sau:

TN
T
Q

= (3-7)

TN

: Hiệu suất lỗ thả neo thờng 78,074,0

=
TN


3.2. Giản đồ phụ tải của máy neo
Là đồ thị đơn giản thể hiện mối quan hệ giữa mô men và thời gian thu neo
Bảng tính truyền động máy neo

- 14 -
KC06.DA23.CN
3.2.1. Thời kỳ thứ nhất
- Tàu chuyển động với tốc độ không đổi
- Mô men không đổi M = const và tính theo công thức:

M
s
i
DQ
M

2
.
1
1
= (3-8)
Trong đó Q
1
: sức kéo
D
s
: đờng kính sao quấn xích
i: tỉ số truyền động
M

: hiệu suất máy truyền động.
- Thời gian t
1
của thời kỳ 1 đợc tính theo công thức:

()
1
1

.
nD
ilL
t
s



=
(3-9)
Trong đó: L: độ dài xích thả xuống biển (kể cả phần nằm đất)
l: phần võng xích
n
1
: tốc độ quay của động cơ trong thời kỳ đầu
3.2.2. Thời kỳ thứ 2
M
2
= van (giả sử M
2
= f(t) là đờng thẳng).
- Thời gian t
2
đợc tính theo công thức:

()
tbs
nD
ihl
t
2
2

.


= (3-10)
Trong đó (l h): đoạn xích đợc thu trong thời kỳ thứ 2.
2
31
2
nn
n
tb
+
=
tốc độ quay trung bình động cơ trong thời kỳ thứ 2
3.2.3. Thời kỳ thứ 3
- Mô men trên trục động cơ là:
M
s
i
DQ
M

.2
.
3
3
=
(3-11)
M
3
rất lớn
- Thời gian T
3
của thời kỳ thứ 3 đợc quy ớc t
3
= 1 phút
3.2.4. Thời kỳ thứ 4
- Mô men trên trục động cơ ngay đầu thời kỳ
M
s
i
DQ
M

2
.
41
41
=
(3-12)
- Mô men trên trục động cơ ở cuối thời kỳ 4
M
s
i
DQ
M

.2
.
42
42
= (3-13)
Bảng tính truyền động máy neo

- 15 -
KC06.DA23.CN
- Thời gian t
4
của thời kỳ thứ 4:
tbs
D
ih
t
4
4

.

= (3-14)
Trong đó
2
.
4241
4
nn
n
tb
tb
= - tốc độ trung bình thời kỳ thứ 4.
Từ đó ta vẽ đợc giản đồ phụ tải của truyền động điện máy neo nh hình vẽ 3.1
t1
t2
t3
t4
t
M
M1
M2
M3
M41
M42
0

Hình 3.1. Giản đồ phụ tải máy neo tàu thuỷ
* Thời gian của quá trình kéo neo đợc tính:
phttttt 30
4321

+++=
Nếu trong quá trình tính toán t > 30 ph thì phải đặt điều kiện tính toán lại.
3.3. Chế độ công tác của máy neo
- Chế độ công tác của máy neo đợc đặc trng bằng các đại lợng sau:
+ Sức kéo trên đĩa hình sao: Đại lợng này phụ thuộc vào đờng kính mắt xích
và chiều dài đờng xích neo đợc thả. Ngoài ra còn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài
tác động tới con tàu nh gió, dòng chảy
+ Tốc độ thu xích neo.
+ Thời gian công tác của một chu kỳ. Đại lợng này phụ thuộc vào chiều dài
đoạn xích neo, đợc thả và điều kiện nhổ neo khỏi bùn.
- Khi khảo sát giản đồ phụ tải thì chế độ công tác của truyền động điện máy neo phải
đáp ứng những yêu cầu sau:
+ Làm việc ở chế độ ngắn hạn thời gian t = 30 ph
+ Phụ tải đợc thay đổi trong giới hạn rộng khi kéo neo.
+ Có thể làm việc ở chế độ dừng không điện (lúc động cơ dừng) trong 1 phút và
mô men trên trục động cơ = 200% M
đm
.
+ Có thể khởi động với phụ tải lớn nhất.
Bảng tính truyền động máy neo

- 16 -
KC06.DA23.CN
+ Sự điều chỉnh tốc độ trong giới hạn không kém hơn 1/3 khi kéo neo và 1/5 lúc
cập bến.
+ Động cơ có thể đảo chiều.
+ Thả neo theo chế độ hãm tái sinh phải đợc giới hạn tốc độ.
3.4. Các đại lợng cơ bản xác định tải và chế độ công tác của truyền động
điện máy neo
3.4.1. Đặc tính cung cấp
Các định mức cung cấp neo tàu thuỷ đợc quy định bởi quy phạm đóng tàu Việt
Nam. Thiết bị neo phụ thuộc vào các kích thớc chính của tàu, cấu trúc của thợng
tầng, cabin. Sự phụ thuộc này đợc đặc trng bằng đặc tính cung cấp ký hiệu là NC và
đợc xác định bằng biểu thức:
ABhN
yC
1,02
3/2
++= (3-15)
Trong đó:

- lợng choán nớc của tàu, (TL)
B chiều rộng lớn nhất của con tàu (m)
h
y
- chiều cao tính theo mạn tàu (m)
A Diện tích chắn gió của tàu (m
2
)
Đặc tính cung cấp là đại lợng cơ bản để tính toán tất cả các thiết bị của neo.
3.4.2. Trọng lực của neo
- Trọng lực ủa 1 neo đợc tính theo biểu thức:
Q
N
= k.N
C
(3-16)
Trong đó: hệ số k đợc xác định nh sau:
k = 3 - đối với tàu có tầm hoạt động không hạn chế.
k = 2,75 - đối với tàu có tầm hoạt động hạn chế cấp I.
k = 2,5 - đối với tàu có tầm hoạt động hạn chế cấp II
k = 2 - đối với tàu có tầm hoạt động hạn chế cấp III.
3.4.3. Dây xích neo
Tổng chiều dài dây xích neo ở cả hai neo (đối với tàu có hai neo) phải không
nhỏ hơn giá trị đợc tính theo biểu thức:
4
2
.87
C
NrL = (3-17)
Trong đó: r = 1 với tàu có vùng hoạt động không hạn chế. Hệ số r sẽ giảm một
lợng
r

= 0,12 đối với mỗi cấp hoạt động của tàu. Tức là r = 1 k
i
.
r

.
3.4.4. Đờng kính mắt xích neo
- Đờng kính của mắt xích neo đợc tính theo biểu thức:
c
Ntsd = (3-18)
Bảng tính truyền động máy neo

- 17 -
KC06.DA23.CN
Trong đó: hệ số s = 1 đối với tàu có vùng hoạt động không hạn chế. Hệ số này
sẽ giảm một lợng
06,0=s
đối với mỗi cấp hoạt động của tàu. Tức là s = 1- k
i
.

s.
Sau khi tính toán nếu d > 15mm thì mắt xích neo phải có thanh giằng ngang.
- Để xác định tải gây ra bởi trọng lực của xích neo, sau lỗ neo ta phải biết trọng lợng
của một mét xích neo. Tuy nhiên, để đơn giản ta thờng dùng các biểu thức kinh
nghiệm:
+ Với loại mắt xích neo có thanh giằng:
P = 0,215d
2


0,215 Q
N
(3-19)
+ Với loại mắt xích không có thanh giằng:
P = 0,227d
2
(3-20)
- Nếu tính đến sự mất trọng lợng của xích neo trong nớc thì trọng lực của một mét
xích neo đợc tính:
PPP 87,0.
1
=

=



(3-21)
Trong đó:

= 7,75 ữ 7,8 tỉ trọng của thép làm mắt xích neo.

=1,025 tỉ trọng của nớc biển (nớc ngọt thì

= 1,0).
3.4.5. Chiều dài đờng xích neo sau lỗ neo
Chiều dài đờng xích neo sau lỗ neo đợc xác định bằng độ sâu thả neo. Tại
những vùng quy định cho tàu bè neo đậu, độ sâu thờng trong khoảng (15 ữ30) m. Tuy
vậy, độ sâu thả neo tính toán lại đợc quy định bởi quy phạm đóng tàu
- Nếu d < 14mm thì độ sâu thả neo tính toán đợc tính theo biểu thức:
h = 1/3 . L
xp
(3-22)
Trong đó: L
xp
chiều dài đờng xích neo ở mạn phải.
Nếu d > 14mm thì độ sâu thả neo tính toán đợc cho theo bảng sau:
d (mm) h (mm)
15 ữ17
65
18 ữ 28
80
> 28 100
Khi thả neo để giữ cố định tàu, ngoài sức bám của neo, cần phải thả thêm một
số xích neo nằm dới đáy biển để tăng cờng thêm lực giữ cho tàu khỏi bị trôi dạt. Khi
gió càng lớn hạơc dòng chảy mạch thì số lợng xích neo đợc thả sau lỗ neo càng
nhiều. Thực tế đóng tàu biển cho thấy, chiều dài đờng xích neo sau đó phụ thuộc vào
độ sâu thả neo tính toán theo biểu thức:
L
0
= (2ữ4)h (3-23)
3.4.6. Tốc độ và thời gian thu xích neo
- Theo quy định của Đăng kiểm, tốc độ thu neo trung bình với tải định mức v 10m/p
Bảng tính truyền động máy neo

- 18 -
KC06.DA23.CN
- Khi tải nhẹ tốc độ có thể đạt đến V = (24 ữ35)m/p. (trờng hợp thu cáp buộc
tàu ở chế độ điều động). Khi thu xích để đa neo vào lỗ neo, tốc độ V 7m/p.
Thời gian thu neo đợc tính từ khi bắt đầu thực hiện thu neo cho đến khi neo
đợc đa vào lỗ neo. Theo quy định của Đăng kiểm thời gian này là 30ph khi lực
kéo neo và tốc độ thu neo đều ở giá trị định mức.























Bảng tính truyền động máy neo

- 19 -
KC06.DA23.CN
Chơng 4: Tính toán hệ truyền động
4.1. Các thông số chủ yếu
Từ các công thức tính toán hệ truyền động đợc giới thiệu ở chơng 3 ta áp
dụng đối với bài toán thực tế cho neo của tàu 3000T. Các thông số chính nh sau:
- Trọng lợng neo : G = 4000 Kg = 39,240N
- Số lợng neo : N = 2
- Đờng kính xích neo : d
x
= 58 mm (có ngáng)
- Đờng kính bánh xích : Dt = 0,450 mm
- Tỷ số truyền động : i = 120,81
- Hiệu suất truyền động :

= 0,8
- Độ sâu thả neo :
mh 80
0
=

- Tổng chiều dài xích : L
x
= 275 m
- Tốc độ thu neo : V = 12 m/ph
- Mớn nớc : T = 7,2 m
4.2. Tính chọn công suất động cơ điện
4.2.1. Trọng lợng 1m xích neo

NdP
x
5,20581,9.31.0218,0.028,0
22
=== (4-1)
4.2.2. Trọng lợng 1m xích treo trong nớc:
P1 = 0,87. P = 0,87.205,5 = 170,8N (4-2)
4.2.3. Chiều dài đoạn xích từ hầm xích đến bánh xích:
L
0
= 12m
Độ dài đoạn xích thu thực tế là:
Lt = Lx Lo = 175 6 = 169m (4-3)
A. Nâng neo ở độ sâu định mức
4.2.11. Chiều dài đoạn xích neo treo tự do trong nớc

mL
cb
90= 4-10)
4.2.12. Chiều dài đoạn xích nằm dới bùn
L
1
= L
t
L
cb
= 169 90 = 79m (4-11)
4.2.13. Độ dài đoạn xích thu trong giai đoạn 2

L
2
= L
cb
h
0
= 90 80 = 10m (4-12)
Bảng tính truyền động máy neo

- 20 -
KC06.DA23.CN
4.2.14. Lực kéo trên tang của giai đoạn 1
Lcb
2
+ h
0
902 + 802
F
1
= P
1
. = 170,8. = 15478,75N (4-13)
4.2.15. Lực kéo trên tang ở giai đoạn 3 (khi nhổ neo ra khỏi bùn)
F
3
= 0,87.(G + P.h
0
) + 2G = 0,87. (9810 + 205,5 . 80) + 2 . 9810 = 4245,7N (4-14)
4.2.16. Lực kéo trên tang ở đầu giai đoạn 4
F
41
= 0,87.(G + P.h
0
) = 0,87 . (9810 + 205,5 . 80) = 228937,5N (4-15)
4.2.17. Lực kéo trên tang ở cuối giai đoạn 4
F
42
= G = 9810N (4-16)
4.2.18. Mômen cản tơng ứng với các giai đoạn

FAF
I
Dt
M
2
21
==

(4-17)
Trong đó:
77,0
2
=

- Hiệu suất truyền động giữa xích neo và lỗ neo.

NmFM 34,4375,15478.0028,0.
77,0.8,0.81,120.2
145,0
11
=== (4-18)
M
3
= 0,0028 . F
3
= 0,0028 . 42457,5 = 118,88Nm (4-19)
M
41
= 0,0028 . F
41
= 0.0028 . 22837,5 = 63,94Nm (4-20)
M
42
= 0,0028 . F
42
= 0,0028 . 9810 = 27,46Nm (4-21)
B. Nâng 2 neo ở độ sâu định mức
4.2.19. Lực nâng ban đầu
F
2n1
= 0,87 . (2G + Ph
0
) = 0,87 . (2 . 9810 + 205,5 . 80) = 31372,2N (4-22)
4.2.20. Lực kéo trên tang ở cuối quá trình nâng
F
2n2
= 2 . G = 2 . 9810 = 19620N (4-23)
4.2.21. Các mômen tơng ứng
M
2n1
= 0,0028 . F
2n1
= 0,0028 . 31372,2 = 87,84Nm (4-24)
M
2n2
= 0,0028 . F
2n2
= 0,0028 . 19620 = 54,94Nm (4-25)
C. Nâng neo sự cố ở độ sâu lớn
4.2.22. Lực nâng ban đầu
F
sc1
= 0,87 . (G + P . L
t
) = 0,87 . (9810 + 205,5 . 169) = 38749N (4-26)
4.2.23. Lực kéo trên tang cuối quá trình nâng
F
sc2
= G = 981 (4-27)
Bảng tính truyền động máy neo

- 21 -
KC06.DA23.CN
4.2.24. Các mômen cản tơng ứng
M
sc1
= 0,0028 . F
sc1
= 0,0028 . 38497 = 108,5Nm (4-28)
M
sc2
= 0,0028 . F
sc2
= 0,0028 . 9810 = 27,46Nm (4-29)
4.2.25. Lực kéo bình quân trên tang theo yêu cầu qui phạm
F
bq
= 1,23 . (G + Ph
0
) = 1,23. (9810 + 205,5 . 80) = 29662,5N (4-30)
4.2.26. Mômen định mức của động cơ đợc chọn phải thoả mãn điều kiện
M
đm
> A . F
bq
= 0,0028 . 29662,5 = 83,05Nm (4-31)
4.2.27. Mômen khởi động của động cơ
Mômen khởi động của động cơ đợc lựa chọn phải đảm bảo khởi động đợc lúc lực
cản trên tang quấn xích bằng 2 lần lực kéo bình quân:
M

> 2 . M
đm
= 2 . 83,05 = 166,1Nm (4-32)
4.2.28. Chọn động cơ điện
Loại MTH
311 6; P = 11Kw;

b% = 40%; n = 940vg/ph; U
r
= 172V; Mmax =
32KGm; M
qt
= 0,9KGm
2
.
Phanh điện từ loại: TKT
200 380V; M
t
= 16KGm.
4.3. Tính tốc độ và thời gian thu neo
A. Dựng đặc tính cơ tự nhiên
4.3.1. Mômen định mức của động cơ
M
đm
= 975. Nm
n
P
dm
dm
9,111
940
81,9.11.975
==
(4-33)
4.3.2. Hệ số quá tải
8,2
9,111
81,9.32
max
===
dm
M
M
i
(4-34)
4.3.3. Hệ số trợt định mức
06,0
1000
9401000
=

=

=
o
dmo
dm
n
nn
S
(4-35)
4.3.4. Hệ số trợt tới hạn
()
[
]
(
)
[
]
32,0182,28,2.06,01.
5,05,0
=+=+= iiSS
dmk
(4-36)
Bảng tính truyền động máy neo

- 22 -
KC06.DA23.CN
4.3.5. Mômen tự nhiên (khi s = 1)
NmKGm
Sk
Sk
M
M
tn
2,1825,18
1
32,0
32,0
1
32.2
1
1
.2
max
==
+
=
+
= (4-37)
4.3.6. Biểu thức mômen
S
S
S
S
S
Sk
Sk
S
M
M
32,0
32,0
8,62
32,0
32,0
81,9.32.2
.2
max
+
=
+
=
+
=
(4-38)
4.3.7. Đờng đặc tính cơ tự nhiên: đợc xây dựng theo kết quả tính toán ghi trong
bảng sau
S 0,1 0,2 0,3 0,32 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
n
(vg/ph)
900 800 700 680 600 500 400 300 200 100 0
M
(Nm)
179 281 313 313,5 306 285 261 238 216 198 192
B. Xác định tốc độ và thời gian thu neo
4.3.8. Mô men và tốc độ ở các thời kỳ kéo neo
M
1
= 43,34Nm
n
1
= 980 vg/ph
M
3
= 118,88Nm
n
3
= 930 vg/ph
M
41
= 63,94Nm
n
41
= 970 vg/ph
M
42
= 27,46Nm
n
42
= 990 vg/ph
M
21
= 87,94Nm
n
21
= 960 vg/ph
M
22
= 54,94Nm
n
22
= 975 vg/ph
M
sc1
= 108,5Nm
n
sc1
= 950 vg/ph
M
sc2
= 27,46Nm
n
sc2
= 990 vg/ph
4.3.9. Các tốc độ kéo neo tơng ứng
phmn
i
Dt
V /8,9980.01078,0980.
81,120
415,0.14,3
.
.
11
===

=
Bảng tính truyền động máy neo

- 23 -
KC06.DA23.CN
V
3
= 0,01078 . 930 = 10,03 m/ph
V
41
= 0,01078 . 970 = 10,46 m/ph
V
42
= 0,01078 . 990 = 10,67 m/ph
V
2n1
= 0,01078 . 960 = 10,35 m/ph
V
2n2
= 0,01078 . 975 = 10,5 m/ph
V
sc1
= 0,01078 . 950 = 10,24 m/ph
V
sc2
= 0,01078 . 980 = 10,67 m/ph
C. Tính thời gian thu neo
ph
V
h
t
phm
VV
V
pht
ph
V
L
t
ph
V
L
t
57,7
57,10
80
/57,10
2
67,1046,10
2
5,0
0,1
03,10
10
06,8
8,9
79
4
0
4
4241
4
3
3
2
2
1
1
===
=
+
=
+
=
=
===
===

4.3.10. Tổng thời gian thu neo
t = t
1
+ t
2
+ t
3
+ t
4
= 8,06 + 1 + 0,5 + 7,57 = 17,13 ph (4-39)
4.3.11. Tốc độ thu neo trung bình
phm
T
Lt
V
tb
/87,9
13,17
169
=== (4-40)
4.3.12. Thời gian thu neo sự cố
()
ph
V
Lt
T
sc
sc
17,16
67,1024,10.5,0
169
=
+
==
(4-41)
4.3.13. Thời gian thu 2 neo ở nửa độ sâu định mức
()
ph
V
h
T
n
n
84,3
5,1035,10.5,0
80.5,0
.5,0
2
0
2
=
+
==
(4-42)
D. Nghiệm phát nhiệt
4.3.14. Mômen tơng đơng ở chế độ nâng 1 neo ở độ sâu định mức
M

=
5,0
22
2
22
2
4.
3
42424141
332.
3
3311
1.1.
1














++
++
++
+ t
MMMM
tMt
MMMM
tM
T

(4-43)
Thay các giá trị M1; t1 vào biểu thức trên ta có M

= 51,57 Nm
Bảng tính truyền động máy neo

- 24 -
KC06.DA23.CN
4.3.15. Mômen tơng đơng ở chế độ nâng neo sự cố
Nm
MMMM
M
scscscsc
tdsc
89,71
3
5,0
2
221
2
1
=








++
= (4-44)
4.3.16. Mômen tơng đơng ở chế độ nâng 2 neo ở nửa độ sâu định mức
Nm
MMMM
M
nnnn
td
02,72
3
5,0
2
222212
2
12
=








++
= (4-45)
4.3.17. Điều kiện phát nhiệt thoả mãn vì
M

= 51,57 Nm < M
đm
= 111,9 Nm (4-46)
M
tđsc
= 71,89 Nm < M
đm
= 111,9 Nm (4-47)
M
tđ2n
= 70,02 Nm < M
đm
= 111,9 Nm. (4-48)




Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×