Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp nặng, đặc biệt là ngành luyện kim và chế tạo cơ khí, cầu trục đóng vai trò trung tâm trong công tác nâng hạ, bốc xếp và luân chuyển nguyên vật liệu, bán thành phẩm và thành phẩm. Sự hoạt động ổn định, chính xác và an toàn của hệ thống nâng chuyển ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như an toàn lao động của toàn bộ nhà máy. Xuất phát từ quá trình làm việc thực tế, trực tiếp khảo sát, sửa chữa và bảo trì hệ thống cầu trục dầm đôi tại Nhà máy luyện thép cao cấp Việt Nhật, tác giả Nguyễn Thành Mạnh đã thực hiện đề tài tốt nghiệp kỹ sư ngành Điện Tự động công nghiệp tại Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Tổng quan cơ sở lý thuyết về kết cấu cơ khí, nguyên lý hoạt động, các cơ cấu chuyển động và các quy định, quy chuẩn an toàn bắt buộc của máy nâng chuyển công nghiệp.
  2. Phân tích chế độ làm việc và tính toán chính xác công suất động cơ dẫn động cho cả ba cơ cấu chuyển động độc lập: cơ cấu nâng - hạ tải, cơ cấu di chuyển xe con (trolley) và cơ cấu di chuyển xe lớn (cầu trục).
  3. Tính toán lựa chọn phanh hãm an toàn cho cơ cấu nâng, đảm bảo giữ vững tải trọng trong trạng thái tĩnh và quá trình làm việc tải trọng nặng.
  4. Lựa chọn hệ thống biến tần chuyên dụng, tính toán thông số cài đặt điều khiển tốc độ và phương pháp vận hành động cơ theo đặc tính tải thực tế.
  5. Tính toán chọn lựa toàn bộ khí cụ đóng cắt, thiết bị bảo vệ (Aptomat, Contactor, Rơ le nhiệt, bảo vệ mất pha), tính chọn tiết diện dây dẫn điện động lực/điều khiển và phân tích nguyên lý sơ đồ mạch điều khiển của hệ thống cẩu trục Model CLS20-H12-MH.
  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều khiển, hệ thống truyền động điện và mạng lưới cung cấp điện của cẩu trục Model CLS20-H12-MH với tải trọng nâng danh nghĩa 10 tấn (100.000 N).
  • Phạm vi không gian: Mô hình cầu trục hoạt động trong môi trường nhà xưởng công nghiệp sản xuất thép.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được giao ngày 20/08/2023 và hoàn thành vào tháng 11/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp giữa lý thuyết truyền động điện - cung cấp điện công nghiệp và phương pháp tính toán thiết kế kỹ thuật thực tế cho thiết bị nâng chuyển:

  1. Khung lý thuyết và mô hình tính toán:

    • Đặc tính tải cơ cấu nâng hạ: Phụ tải tĩnh được xác định theo sơ đồ động học pa lăng và tang cuốn cáp. Mô hình tính toán phân biệt hai chế độ: nâng có tải/không tải và hạ tải (gồm hạ động lực khi $M_t < \Delta M$ với hiệu suất $\eta_c < 0,5$ và hạ hãm khi $M_t > \Delta M$ với $\eta_c > 0,5$).
    • Đặc tính tải cơ cấu di chuyển: Tính toán lực cản chuyển động tổng hợp $W_t$ từ lực ma sát lăn, ma sát trượt tại ngõng trục bánh xe, lực cản do độ dốc đường ray ($\alpha$) và hệ số ma sát thành bánh xe ($k_t$).
    • Tính toán phanh an toàn: Momen phanh yêu cầu $M_{ph}$ được tính toán dựa trên điều kiện giữ vật nâng tĩnh kết hợp hệ số an toàn $n$ theo chế độ làm việc trung bình ($n = 1,75$).
    • Lý thuyết biến tần và điều khiển vector: Sử dụng phương pháp điều khiển Vector vòng hở (Open Loop Vector - OLV) để đảm bảo mômen khởi động lớn ở tần số thấp và điều khiển trơn tru quá trình tăng/giảm tốc.
    • Tính toán cung cấp điện: Sử dụng định luật Ohm và công thức công suất xoay chiều ba pha: $P = \sqrt{3} U_d I_d \cos\varphi$ kết hợp phương pháp tính toán tiết diện cáp dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế/cho phép $J = 6\text{ A/mm}^2$ thông qua công thức $S = \frac{I}{J}$.

  2. Phương pháp nghiên cứu:

    • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu chuyên ngành về máy nâng chuyển và khí cụ điện.
    • Phương pháp giải tích cơ - điện: Thiết lập phương trình cân bằng lực, tính chọn momen, công suất yêu cầu và tra cứu kiểm nghiệm với catalog nhà sản xuất.
    • Phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển: Phối hợp mạch động lực biến tần, mạch bảo vệ và mạch điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến/nút bấm.

  3. Nguồn dữ liệu:

    • Dữ liệu thông số kỹ thuật thực tế của cẩu trục Model CLS20-H12-MH từ nhà máy luyện thép Việt Nhật.
    • Bảng thông số kỹ thuật, catalogue động cơ điện 3 pha Minh Motor, thiết bị đóng cắt LS Industrial Systems, Mitsubishi Electric, Schneider Electric, biến tần Yaskawa dòng L1000 và rơ le trung gian Omron.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống điều khiển và truyền động của cẩu trục Model CLS20-H12-MH được thiết kế hoàn chỉnh qua các khâu tính toán, lựa chọn thiết bị cơ - điện và cấu hình thông số điều khiển:

1. Kết quả tính toán cơ cấu truyền động và chọn động cơ

Cơ cấu Thông số đầu vào Lực cản / Công suất tính toán Động cơ được chọn Thông số kỹ thuật chính
Nâng - Hạ Tải danh nghĩa: $100.000\text{ N}$
Bộ mang: $2.100\text{ N}$
Vận tốc nâng: $14,5\text{ m/ph}$
Hiệu suất $\eta = 0,85$		 $P_{t} = 22\text{ kW}$
Thời gian nâng: $24,79\text{ s}$
Thời gian chu kỳ: $49,58\text{ s}$		 IE2-180L-4 (Minh Motor) Công suất: $30\text{ kW}$, 3 pha $380/440\text{V}$, $50\text{Hz}$, tốc độ $1400\text{ vòng/phút}$, 2 pole
Xe con (Trolley) Tải nâng: $100.000\text{ N}$
Trọng lượng xe: $40.000\text{ N}$
Vận tốc: $15\text{ m/ph}$ & $5\text{ m/ph}$
Độ dốc $\alpha = 0,002$		 Lực cản ma sát: $1.120\text{ N}$
Tổng lực cản: $2.296\text{ N}$
Chế độ CĐ 25%		 MT11-6 Công suất: $2,2\text{ kW}$, $885\text{ vòng/phút}$, $\frac{M_{max}}{M_{min}} = 2,3$, $GD^2 = 2,7\text{ N/mm}^2$, $m = 90\text{ kg}$
Xe lớn (Cầu trục) Tổng tải: $140.000\text{ N}$
Khối lượng cầu: $123.000\text{ N}$
Vận tốc: $70\text{ m/ph}$
Độ dốc $\alpha = 0,001$		 Lực ma sát: $1.260\text{ N}$
Lực cản dốc: $263\text{ N}$
Tổng lực cản $W_t = 3.290\text{ N}$		 MT12-6 (Dẫn động riêng 2 bên) Công suất: $5,5\text{ kW}$, $940\text{ vòng/phút}$, $\frac{M_{max}}{M_{min}} = 2,39$, $GD^2 = 4,1\text{ N/mm}^2$, $m = 140\text{ kg}$

2. Tính chọn hệ thống phanh hãm an toàn

  • Cơ cấu nâng hạ sử dụng phanh má điện xoay chiều thường đóng đặt trực tiếp trên trục động cơ với hệ số an toàn $n = 1,75$.
  • Momen phanh tính toán yêu cầu: $M_{ph} \le 500\text{ Nm}$.
  • Thiết bị lựa chọn: Phanh má điện xoay chiều TKT-300 với mômen phanh danh nghĩa $M_{ph} = 500\text{ Nm}$.

3. Cấu hình biến tần Yaskawa L1000

Hệ thống sử dụng ba biến tần Yaskawa chuyên dụng cho từng cơ cấu:

  • Biến tần nâng hạ: Model CIMR-LT4A0045AAC ($22\text{ kW}$).
  • Biến tần xe lớn: Model CIMR-LT4A0015FAC ($5,5\text{ kW}$).
  • Biến tần xe con: Model CIMR-LT4A0006FAC ($2,2\text{ kW}$).

Bảng cài đặt thông số vận hành biến tần Yaskawa L1000:

  • A1-02 = 2: Phương pháp điều khiển Vector vòng hở (Open Loop Vector - OLV).
  • b1-01 = 1: Đặt tần số bằng tín hiệu analog ngoài.
  • b1-02 = 1: Lệnh chạy từ công tắc ngoài.
  • C1-01 = 10 (giây): Thời gian tăng tốc.
  • C1-02 = 10 (giây): Thời gian giảm tốc.
  • C6-01 = 0: Chế độ tải nặng (Heavy Duty - HD).
  • d1-01 = $50\text{ Hz}$: Tần số vận hành định mức.
  • d1-17 = $6\text{ Hz}$: Tần số chạy nhích (JOG).
  • H1-01 đến H1-08: Cấu hình các đầu vào đa chức năng $S_1 - S_8$ (các giá trị cài đặt: 40, 41, 24, 14, 3, 4, 6, 8).
  • H2-01 đến H2-03: Cấu hình rơ le đầu ra báo trạng thái $M_1 - M_6$ (giá trị: 0, 1, 2).

4. Hệ thống phân phối điện và khí cụ đóng cắt

STT Thiết bị Mã hiệu / Quy cách Thông số kỹ thuật Số lượng
1 Vỏ tủ điện Kích thước $800 \times 600 \times 250\text{ mm}$ Thép sơn tĩnh điện công nghiệp 02
2 Aptomat tổng LS MCCB 3P ABN103c 150A Dòng định mức $150\text{ A}$, dòng cắt $I_{cu} = 22\text{ kA}$ 01
3 Aptomat xe con LS MCCB 3P ABS53c 20A Dòng định mức $20\text{ A}$, dòng cắt $I_{cu} = 22\text{ kA}$ 01
4 Aptomat xe lớn LS MCCB 3P ABN53c 30A Dòng định mức $30\text{ A}$, dòng cắt $I_{cu} = 18\text{ kA}$ 01
5 Aptomat điều khiển Mitsubishi Electric 1P+N Dòng ngắn mạch $4,5\text{ kA}$, dải định mức $3 - 63\text{ A}$ 02
6 Cầu chì bảo vệ Cầu chì ống $10 \times 38\text{ mm}$ Điện áp $500\text{ V}$, dòng giới hạn $25\text{ A}$ 03
7 Khởi động từ nguồn LS Contactor MC-150a 3 pha, định mức $150\text{ A}$, công suất $75\text{ kW}$, tiếp điểm 2a2b 01
8 Rơ le bảo vệ pha Schneider Electric PMR-440N7 Giám sát điện áp, bảo vệ mất pha, đảo pha 01
9 Rơ le trung gian Omron LY2N Cuộn hút AC $220/240\text{V}$, tích hợp LED chỉ thị 12
10 Bộ điều khiển từ xa Nguồn cấp $380\text{V}$ (10 ngõ ra) Start, Up, Down, East, West, South, North 01
11 Đèn chiếu sáng LED High Bay công nghiệp Công suất $200\text{ W}$, quang thông $150\text{ lm/W}$, chao $500\text{ mm}$ 04

Bảng tính chọn cáp điện động lực (mật độ dòng $J = 6\text{ A/mm}^2$):

  • Cơ cấu nâng hạ ($22\text{ kW}$): Dòng định mức $I_{đm} = 41\text{ A}$ $\rightarrow$ Chọn cáp dẹt 3 pha 4 lõi TVVB 4C $\times$ 10 $\text{mm}^2$.
  • Cơ cấu xe lớn ($2 \times 5,5\text{ kW}$): Dòng định mức $I_{đm} = 24\text{ A}$ $\rightarrow$ Chọn cáp dẹt 3 pha 4 lõi TVVB 4C $\times$ 2,5 $\text{mm}^2$.
  • Cơ cấu xe con ($2,2\text{ kW}$): Dòng định mức $I_{đm} = 4,8\text{ A}$ $\rightarrow$ Chọn cáp dẹt 3 pha 4 lõi CXV-TVVB 4C $\times$ 1,5 $\text{mm}^2$.
  • Dây mạch điều khiển: Cáp dẹt chuyên dụng Shentai 12C $\times$ 1,5 $\text{mm}^2$.
  • Mạch chiếu sáng: Dây đôi Cadivi VCmd $2 \times 0,75\text{ mm}^2$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về hệ thống cầu trục

Chương này hệ thống hóa toàn diện cơ cấu máy nâng chuyển công nghiệp:

  • Trình bày định nghĩa, chức năng máy nâng chuyển và phân loại cầu trục theo các tiêu chí: theo công dụng (chung và chuyên dụng); theo kết cấu dầm (cầu trục một dầm dải tải $0,5 - 10\text{ tấn}$, khẩu độ đến $30\text{ m}$; cầu trục hai dầm tải trọng $5 - 30\text{ tấn}$, đặc biệt lên đến $500\text{ tấn}$); theo cách tựa (cầu trục tựa và cầu trục treo); theo phương án dẫn động (dẫn động chung và dẫn động riêng - trong đó dẫn động riêng mỗi động cơ chiếm 60% tổng công suất yêu cầu, tối ưu cho khẩu độ trên $15\text{ m}$); theo nguồn dẫn động và vị trí điều khiển.
  • Phân tích chi tiết quy trình an toàn lao động và chế độ kiểm định nghiêm ngặt đối với máy trục:
    • Thử tĩnh: Treo tải trọng bằng $1,25$ lần sức nâng danh nghĩa trong thời gian từ 10 đến 20 phút để kiểm tra độ võng và biến dạng đàn hồi của kết cấu dầm thép.
    • Thử động: Treo tải trọng bằng $1,1$ lần sức nâng danh nghĩa, tiến hành vận hành nâng, hạ, di chuyển, thử đóng ngắt và phanh đột ngột nhằm đảm bảo toàn bộ hệ thống cơ - điện làm việc an toàn.

Chương 2: Tính toán công suất động cơ

Chương này thực hiện toàn bộ các bước tính toán động lực học cho cẩu trục 10 tấn:

  • Thiết lập sơ đồ động học pa lăng nâng hạ với tỷ số truyền $i = 10$, bán kính tang cuốn $R_t = 0,7\text{ m}$, bội số ròng rọc $u = 2$, vận tốc nâng $v_n = 14,5\text{ m/ph}$ ($0,242\text{ m/s}$). Tính toán hệ số mang tải $K = 0,0206$, xác định hiệu suất nâng không tải $\eta_c = 0,31$, thời gian nâng $24,79\text{ s}$ và thời gian làm việc chu kỳ $49,58\text{ s}$. Lựa chọn động cơ nâng 30 kW và phanh má TKT-300 ($500\text{ Nm}$).
  • Tính toán lực cản cơ cấu xe con với tải trọng nâng $100.000\text{ N}$, tự trọng xe $40.000\text{ N}$, hệ số ma sát lăn $\mu = 0,3$, ma sát trượt $f = 0,02$, đường kính ngõng trục $d = 70\text{ mm}$, đường kính bánh xe $D_{bx} = 250\text{ mm}$, độ dốc $\alpha = 0,002$, hệ số ma sát thành bánh $k_t = 2,05$. Tổng hợp lực cản tĩnh $W_t = 2.296\text{ N}$, chọn động cơ MT11-6 ($2,2\text{ kW}$).
  • Tính toán cơ cấu di chuyển xe lớn với trọng lượng cầu $123.000\text{ N}$, đường kính bánh xe $D_{bx} = 710\text{ mm}$, vận tốc di chuyển $70\text{ m/ph}$, hệ số ma sát $\mu = 0,8$, $f = 0,015$, độ dốc $\alpha = 0,001$, hệ số $k_t = 2,2$. Lực cản tĩnh tổng hợp $W_t = 3.290\text{ N}$, lựa chọn phương án dẫn động riêng với 2 động cơ MT12-6 ($5,5\text{ kW}$).

Chương 3: Lựa chọn thiết bị điện, sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của cầu trục

Chương này chuyển giao toàn bộ kết quả tính toán thành hệ thống phần cứng và mạch điện thực tế:

  • Đưa ra hướng dẫn lựa chọn biến tần theo đặc tính tải (tải nặng/nhẹ, ngắn hạn/dài hạn), theo khả năng tài chính và chuẩn truyền thông điều khiển. Lập bảng cấu hình 24 hàm thông số chi tiết trên biến tần Yaskawa L1000 cho chế độ nâng hạ tải nặng (Heavy Duty).
  • Lập bảng danh mục khí cụ điện đóng cắt, điều khiển, bảo vệ và chiếu sáng nhà xưởng gồm 15 hạng mục thiết bị.
  • Tính toán tiết diện dây dẫn điện động lực và chiếu sáng theo mật độ dòng điện cho phép $J = 6\text{ A/mm}^2$.
  • Phân tích nguyên lý hoạt động mạch nguồn động lực, mạch điều khiển xe lớn, xe con và móc nâng hạ tích hợp công tắc hành trình, bộ điều khiển từ xa 10 kênh và rơ le bảo vệ mất pha PMR-440N7.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật cụ thể

  • Hoàn thành đầy đủ bảng tính cơ học và điện khí hóa cho hệ thống cầu trục 10 tấn Model CLS20-H12-MH.
  • Xác định chính xác công suất động cơ cho 3 cơ cấu: Động cơ nâng hạ $30\text{ kW}$ (IE2-180L-4), động cơ xe con $2,2\text{ kW}$ (MT11-6) và 2 động cơ di chuyển xe lớn $5,5\text{ kW}$ (MT12-6).
  • Lựa chọn thành công phanh má an toàn TKT-300 ($500\text{ Nm}$) đáp ứng hệ số an toàn $n = 1,75$.
  • Xây dựng bảng thông số cài đặt biến tần Yaskawa L1000 vận hành ở chế độ Vector vòng hở tải nặng (HD) với thời gian tăng/giảm tốc $10\text{ s}$, tần số định mức $50\text{ Hz}$, tần số JOG $6\text{ Hz}$.
  • Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống tủ điện phân phối gồm 2 tủ ($800 \times 600 \times 250\text{ mm}$), Aptomat tổng LS 150A, Contactor LS 150A, bảo vệ mất pha Schneider PMR-440N7, 12 rơ le Omron LY2N và hệ thống cáp dẹt chuyên dụng (TVVB $4\text{C} \times 10\text{ mm}^2$, $4\text{C} \times 2,5\text{ mm}^2$, $4\text{C} \times 1,5\text{ mm}^2$).

2. Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất

  • Đề xuất ứng dụng phương án truyền động biến tần - động cơ xoay chiều thay thế cho các phương pháp điều khiển đóng cắt rơ le - công tắc tơ truyền thống hoặc thay đổi điện trở phụ roto, giúp triệt tiêu hiện tượng giật cục khi khởi động/dừng, chống rung lắc tải khi di chuyển và tiết kiệm điện năng.
  • Ứng dụng phương án dẫn động riêng cho hai bên ray của xe lớn với hai động cơ độc lập, giúp kết cấu cầu trục gọn nhẹ, dễ bảo trì và phân bổ tải trọng đồng đều trên chiều dài nhịp dầm lớn hơn $15\text{ m}$.
  • Tích hợp bộ điều khiển vô tuyến từ xa 380V (10 dây chức năng) kết hợp nút bấm công tắc hành trình ngắt dừng tự động ở các vị trí cuối hành trình, nâng cao độ an toàn cho công nhân vận hành dưới sàn nhà xưởng.

3. Đóng góp của đồ án

  • Cung cấp tài liệu tính toán cơ - điện đồng bộ, gắn liền trực tiếp với thông số và điều kiện vận hành tại Nhà máy luyện thép cao cấp Việt Nhật, đảm bảo tính ứng dụng và khả năng triển khai thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Đề tài tập trung vào việc tính toán truyền động, lựa chọn thiết bị phần cứng và cài đặt biến tần theo chế độ điều khiển vòng hở (Open Loop Vector - OLV), chưa tích hợp thiết bị phản hồi tốc độ encoder (Closed Loop Vector) để kiểm soát vị trí chính xác tuyệt đối.
    • Hệ thống điều khiển dựa trên rơ le trung gian kết hợp bộ thu sóng từ xa, chưa tích hợp bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) hay giao diện giám sát màn hình HMI/SCADA qua mạng truyền thông công nghiệp (như RS485/Modbus).
  • Hướng phát triển:
    • Nâng cấp hệ thống điều khiển sử dụng PLC kết hợp màn hình cảm ứng HMI nhằm giám sát thời gian thực dòng điện, nhiệt độ động cơ và cảnh báo lỗi chi tiết.
    • Bổ sung card phản hồi tốc độ PG (Pulse Generator) trên biến tần để ứng dụng thuật toán điều khiển Vector vòng kín, nâng cao độ chính xác dừng định vị móc tải.

Giá trị tham khảo

Bản đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

  • Sinh viên các ngành Điện - Tự động hóa, Cơ điện tử, Thiết bị nâng chuyển: Tham khảo phương pháp tính toán phụ tải tĩnh, phụ tải động lực học, quy trình lựa chọn động cơ, chọn phanh và phương pháp tính chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng $J$.
  • Kỹ sư bảo trì, thiết kế tủ điện công nghiệp: Ứng dụng trực tiếp bảng cài đặt thông số biến tần Yaskawa L1000 cho cơ cấu nâng hạ tải nặng, sơ đồ bố trí thiết bị đóng cắt bảo vệ của hãng LS, Schneider, Omron và quy trình thử tải kiểm định an toàn máy trục (thử tĩnh 1,25 lần, thử động 1,1 lần).

Câu hỏi thường gặp

1. Sức nâng danh nghĩa và kích thước thông số hình học của cẩu trục Model CLS20-H12-MH trong đồ án là bao nhiêu?
Cẩu trục có tải trọng nâng danh nghĩa là $100.000\text{ N}$ (tương đương 10 tấn), trọng lượng bộ phận lấy tải là $2.100\text{ N}$, chiều cao nâng móc tải $h = 6\text{ m}$, vận tốc nâng hạ định mức là $14,5\text{ m/phút}$ ($0,242\text{ m/s}$) và vận tốc di chuyển xe lớn là $70\text{ m/phút}$.

2. Quy trình thử nghiệm an toàn của cầu trục trước khi đưa vào vận hành được thực hiện như thế nào?
Hệ thống phải trải qua hai bước kiểm định:

  • Thử tĩnh: Treo tải trọng bằng $1,25$ lần tải trọng danh nghĩa (tương đương $12,5\text{ tấn}$) và giữ yên trong thời gian từ 10 đến 20 phút để kiểm tra độ bền, biến dạng của dầm.
  • Thử động: Treo tải trọng bằng $1,1$ lần tải trọng danh nghĩa (tương đương $11\text{ tấn}$), thực hiện các thao tác mở máy nâng, hạ, di chuyển, phanh và đảo chiều đột ngột để kiểm tra tính ổn định của các cơ cấu.

3. Tại sao tác giả lựa chọn phanh má điện xoay chiều TKT-300 và bố trí trên trục động cơ nâng?
Phanh má điện hai má loại thường đóng TKT-300 ($M_{ph} = 500\text{ Nm}$) được chọn vì có cơ chế đóng mở nhịp nhàng, lực phanh đối xứng và đảm bảo an toàn tuyệt đối (khi mất điện hoặc gặp sự cố phanh tự động đóng giữ tải treo lơ lửng, không bị rơi). Việc đặt phanh trên trục động cơ giúp giảm thiểu kích thước và trọng lượng phanh do momen phanh tại trục quay tốc độ cao nhỏ hơn so với đặt tại trục tang cuốn cáp.

4. Chế độ điều khiển nào được cài đặt cho biến tần Yaskawa L1000 trong hệ thống cẩu trục này?
Biến tần được cài đặt thông số A1-02 = 2, tương ứng với phương pháp điều khiển Vector vòng hở (Open Loop Vector - OLV), chế độ tải nặng C6-01 = 0 (Heavy Duty - HD), thời gian tăng tốc C1-01 và giảm tốc C1-02 đều được đặt là $10\text{ giây}$, tần số định mức d1-01 = 50 Hz và tần số chạy nhích d1-17 = 6 Hz.

5. Tiết diện cáp điện cấp nguồn cho cơ cấu nâng hạ và cơ cấu xe lớn được tính chọn với quy cách nào?
Dựa trên mật độ dòng điện cho phép $J = 6\text{ A/mm}^2$:

  • Cơ cấu nâng hạ ($22\text{ kW}$, $I_{đm} = 41\text{ A}$) sử dụng cáp dẹt 3 pha 4 lõi TVVB 4C $\times$ 10 $\text{mm}^2$.
  • Cơ cấu di chuyển xe lớn ($2 \times 5,5\text{ kW}$, $I_{đm} = 24\text{ A}$) sử dụng cáp dẹt 3 pha 4 lõi TVVB 4C $\times$ 2,5 $\text{mm}^2$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thành Mạnh đã hoàn thành việc tính toán thiết kế cung cấp điện và xây dựng hệ thống điều khiển truyền động biến tần cho cẩu trục 10 tấn Model CLS20-H12-MH. Các kết quả tính toán động lực học cho ba cơ cấu nâng - hạ, xe con và xe lớn được chuyển hóa cụ thể thành danh mục thiết bị đóng cắt, bảo vệ và sơ đồ điều khiển đạt tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp. Công trình phản ánh đầy đủ quy trình thiết kế điện tự động hóa cho thiết bị nâng chuyển, đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn và tin cậy trong môi trường sản xuất luyện thép thực tế.