MÔN điều KHIỂN QUÁ TRÌNH THIẾT kế môn học TRUYỀN ĐỘNG điện tự ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN HỌC
🙠🕮🙢
MƠN ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH

THIẾT KẾ MƠN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ
ĐỘNG.

TRƯỞNG NHĨM :

Trần Văn Tùng

Thành Viên :
Trần Phương Nam

Phan Tuấn Anh

Nguyễn Việt Hùng

Bùi Quang Hùng

Hoàng Thái Sơn

Lại Hợp Sang

Nguyễn Đức Toàn

Vũ Viết Vinh

Nguyễn Trung Kiên

Nguyễn Hữu Hiệu

1|Page


Mục Lục

I. Quy Trình Thang Máy..........................................................................................................................2
1,Phân loại và lựa chọn loại thiết kế.....................................................................................................2
1.1 Phân loại thang máy:.....................................................................................................................2
Phân loại thang máy theo công dụng:...................................................................................................2
Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động:...............................................................................2
Theo vị trí đặt bộ tời:.............................................................................................................................4
Theo hệ thống vận hành:.......................................................................................................................4
Theo các thông số cơ bản:.....................................................................................................................5
Theo kết cấu các cụm cơ bản:...............................................................................................................5
Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang:.....................................................................................7
Theo quỹ đạo di chuyển của cabin:.......................................................................................................8
Lựa chọn phương án thiết kế:...........................................................................................................8
Đặc tính kỹ thuật của thang máy:..........................................................................................................8
Thang máy cơng nghệ cáp kéo...........................................................................................................8
1.Cấu trúc vận hành của công nghệ cáp kéo.....................................................................................8
Thang máy sử dụng động cơ kéo cáp truyền động...............................................................................9
2.Ứng dụng và ưu nhược điểm của loại công nghệ cáp kéo..............................................................9
II, Xây dựng phương án truyền động....................................................................................................10
1,Chọn loại động cơ DC.....................................................................................................................10
A. Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)...............................................................................10
B. Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)...............................................................................11
1.

Động cơ DC kích thích riêng biệt............................................................................................11

Cấu tạo động cơ DC kích thích riêng biệt........................................................................................12
C. Động cơ DC không chổi than......................................................................................................12
D. Động cơ DC tự kích thích............................................................................................................14
I. Chiến lược điều khiển tốc độ động cơ........................................................................................15
Mạch cầu chỉnh lưu 3 pha dùng thyristor là gì?..................................................................................19
III. Tính chọn cơng suất động cơ............................................................................................................20
IV.Diode là gì?.........................................................................................................................................25
Chỉnh Lưu...........................................................................................................................................27
1. Mạch chỉnh lưu 1 pha....................................................................................................................27
a. Chỉnh lưu nửa sóng (một bán kỳ).................................................................................................27
– Chỉnh lưu nửa sóng với tải thuần trở............................................................................................27
V. Thiết kế tính tốn phần điều khiển....................................................................................................27
5. Bộ điều khiển PID cho hệ thống truyền động.................................................................................29

2|Page


5.1 Xây dựng mạch vòng dòng điện:...................................................................................................29
5.2 Xây dựng mạch vịng tốc độ..........................................................................................................30
5.3 Mơ phỏng trên Matlab...................................................................................................................31
5.4 Xây dựng mạch vịng của phần từ thơng.......................................................................................32

3|Page


I. Quy Trình Thang Máy
1,Phân loại và lựa chọn loại thiết kế

1.1 Phân loại thang máy:
Thang máy được phân loại theo các nguyên tắc và đặc điểm sau:
Phân loại thang máy theo công dụng:
Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN: 5744-1993 tùy thuộc vào công dụng các
thang máy được phân thành 5 loại sau:
- Loại 1: Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở người.
- Loại 2: Thang máy thiết kế chủ yếu để chun chở người nhưng có tính đến
hàng hóa mang kèm theo người.
- Loại 3: Thang máy thiết kế chuyên chở giường (băng ca) dùng trong các bệnh
viện.
- Loại 4: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở hàng hóa nhưng thường có
người đi kèm theo.
- Loại 5: Thang máy điều khiển ngoài cabin chỉ dùng để chuyên chở hàng, loại
này khi thiết kế cabin phải khống chế kích thước để người khơng thể vào được.
Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động:

a)

b)

c)

d)

Hình 1.1 Bộ tời đặt phía trên

4|Page


A.Thang máy dẫn động điện:

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc
tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà
hành trình lên xuống của nó khơng bị hạn chế.
B.Dẫn đơng nhờ xi lanh thủy lực:

a)

b)

Hình 1.2: Hình vẽ thang máy dẫn động bằng xi lanh thủy lực
Đặc điểm của thang máy này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pittông- xylanh
thủy lực nên hành trình bị hạn chế. Hiện nay thang máy thủy lực với hành trình
tối đa là khoảng 18m, vì vậy khơng thể trang bị cho các cơng trình cao tầng,
mặc dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so
với dẫn động cáp, chuyển động êm , an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của
cơng trình khi có cùng số tầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt.
C.Dẫn động nhờ vis-đai ốc:
Các trục vít được sử dụng trước đây trong các thang nâng ở xưởng máy là nhờ
có truyền đơng cơ khí, do giá thành cao và hiệu suất thấp nên trong các thang
nâng hiện nay chúng rất ít được sử dụng. Chỉ sử dụng chủ yếu khi chiều cao
nâng không lớn (chẳng hạn như các thang nâng toa xe lửa)

5|Page


Hình 1.3: Sơ đồ thang máy dẫn động bằng vít-đai ốc.

D.Dẫn động nhờ khí nén
Theo vị trí đặt bộ tời:
Đối với thang máy điện: thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang

(hình 1.1 a, 1.1 b), đặt phía dưới giếng thang (hình 1.2a, 1.2b).
Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ
tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin.
Đối với thang máy thủy lực buồng máy đặt tại tầng trệt (hình 1.3a, 1.3b)
Theo hệ thống vận hành:
1. Theo mức độ tự động:
Loại nửa tự động
Loại tự động
2. Theo tổ hợp điều khiển:
Điều khiển đơn
Điều khiển kép
Điều khiển theo nhóm
3. Theo vị trí điều khiển:
Điều khiển trong cabin
Điều khiển ngồi cabin
Điều khiển cả trong và ngoài cabin

6|Page


Theo các thông số cơ bản:
1. Theo tốc độ di chuyển của cabin:
Loại tốc độ thấp

v < 1 m/s

Loại tốc độ trung bình

v = 1 ÷ 2,5 m/s

Loại tốc độ cao

v = 2,5 ÷ 4 m/s

Loại tốc độ rất cao

v > 4 m/s

2. Theo khối lượng vận chuyển của cabin:
Loại nhỏ

Q < 500 kg

Loại trung bình

Q = 500 ÷ 1000 kg

Loại lớn

Q =1000 ÷ 1600 kg

Loại rất lớn

Q > 1600 kg

Theo kết cấu các cụm cơ bản:
1. Theo kết cấu của bộ tời kéo:
Bộ tời kéo có hộp giảm tốc

a) Có hộp giảm tốc

b) Khơng có hộp giảm tốc
Hình 1.4: Bộ tời

Bộ tời kéo khơng có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy có tốc
độ cao (v > 2,5 m/s).
Bộ tời kéo sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vô cấp,
động cơ cảm ứng tuyến tính (LIM – Linear Induction Motor).
Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lên xuống.
+ Loại có puly ma sát (hình 1.1 a, b) khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là
nhờ ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát puly và cáp. Loại này đều phải có đối trọng.
7|Page


+ Loại có tang cuốn cáp, khi tang cuốn cáp hoặc nhả cáp kéo theo cabin lên
hoặc xuống. Loại này có hoặc khơng có đối trọng.
2. Theo hệ thống cân bằng:
Có đối trọng (hình 1.1a, 1.1 b)
Khơng có đối trọng
Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những thang máy có hành trình lớn.
Khơng có xích hoặc cáp cân bằng.
3. Theo cách treo cabin và đối trọng:
Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin (hình 1.1 b)
Có palăng cáp (thơng qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin (hình 1.2
a, 1.2 b).
Đẩy từ phía dưới đáy cabin lên thông qua puly trung gian.
4. Theo hệ thống cửa cabin:
Phương pháp đóng mở cửa cabin
+ Đóng mở bằng tay. Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc
ở ngồi cửa tầng mở và đóng cửa cabin và cửa tầng.

+ Đóng mở nửa tự động (bán tự động). Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin
và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng bằng tay hoặc ngược lại.
Cả hai loại này dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, thang chở
hàng khơng có người đi kèm hoặc thang máy dùng cho nhà riêng.
+ Đóng mở cửa tự động. Khi cabin dùng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự
động mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở cửa cabin. Thời gian và tốc độ đóng, mở
điều chỉnh được.
Theo kết cấu cửa cabin:
+ Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía.
+ Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh.
Hai loại cửa này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc
khơng có người đi kèm. Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng.
+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía. Đối với
thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính giữa
lùa về hai phía (mỗi bên hai cánh). Loại này thường dùng cho thang máy có đối
trọng đặt ở phía sau cabin.
8|Page


+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở một bên, lùa về một phía.
Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang
máy chở bệnh nhân).
+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở lùa về hai phía trên và dưới (thang
máy chở thức ăn).
+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên. Loại
này thường dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng.
Theo số cửa cabin:
+ Thang máy có một cửa.
+ Hai cửa đối xứng nhau.
+ Hai cửa vng góc với nhau.

Theo loại bộ hãm an toàn cabin:
+ Hãm tức thời, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45
m/ph.
+ Hãm êm, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 45 m/ph và
thang máy chở bệnh nhân.
Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang:
Đối trọng bố trí phía sau (hình 1.5 a)
Đối trọng bố trí một bên (hình 1.5 b)
Trong một số trường hợp đối trọng có thể bố trí ở một vị trí khác mà khơng
dùng chung giếng thang với cabin.

a) Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau b) Giếng thang có đối trọng bố trí
một bên

9|Page


Hình 1.5: Mặt cắt ngang giếng thang
Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau
Giếng thang có đối trọng bố trí một bên
Theo quỹ đạo di chuyển của cabin:
Thang máy thẳng đứng là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng
đứng, hầu hết các loại thang máy đang sử dụng thuộc loại này.
Thang máy nghiêng, là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng một góc so
với phương thẳng đứng.
Thang máy zigzag, là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương zigzag.
Lựa chọn phương án thiết kế:
Đặc tính kỹ thuật của thang máy:
Thang máy được thiết kế trong thiết kế truyền động điện tự động có các đặc tính
kỹ thuật sau:

Loại thang: Chở hàng có người áp tải.
Tải trọng: 1000kg
Tốc độ: 2.5m/s
Số điểm dừng: 4
Thang máy công nghệ cáp kéo
1.Cấu trúc vận hành của công nghệ cáp kéo
Loại thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo này được vận hành bởi động cơ
máy kéo, puly, cáp kéo được kết nối giữa cabin thang máy và đối trọng.
Khi động cơ máy kéo thực hiện quá trình kéo cáp, lúc đó cabin và đối trọng sẽ
vận hành lên xuống ngược nhau theo chiều quay của máy kéo.
Hiện nay, Động cơ kéo thang máy được sử dụng gồm 2 loại là: Động cơ máy
kéo dùng hộp số bánh răng và động cơ không hộp số sử dụng nam châm vĩnh
cửu được điều khiển bằng encoder bảo đảm ổn định tốc độ. Động cơ điện có thể
là loại DC hoặc AC. Tuy nhiên, theo bài toán ta sử dụng loại dộng cơ DC để
vận hành thang.

10 | P a g e


Thang máy sử dụng động cơ kéo cáp truyền động
Với thang máy sử dụng động cơ cáp kéo có hộp số, tốc độ kéo cáp thường được
kiểm soát với tốc độ từ 0.6-2.5m/s và sức kéo có thể đạt 13000 kg. Phanh động
cơ được điều khiển bằng điện, sẽ bảo đảm khi sự cố xảy ra, động cơ và bộ giảm
tốc sẽ dừng thang máy và đưa thang máy về tầng dừng gần nhất.
Trong khi đó, thang máy sử dụng động cơ không hộp số, tốc độ kéo thường lên
đến 20m/s và có khoảng cách di chuyển lên đến 600m. Vì vậy nên, loại động cơ
này hiện nay được sử dụng duy nhất cho các tòa nhà cao tầng.
Với thang máy sử dụng cơ cấu kéo cáp, thông thường để tiện cho việc bảo
dưỡng và bảo trì thang, sẽ cần phải có một phịng máy đặt bên trên cùng của
giếng thang vì hệ thống thang máy khơng chỉ có mỗi động cơ kéo cáp, mà cịn

có tủ điện và các thiết bị an toàn khác cho thang. Tuy nhiên, điều này sẽ làm
tăng chiều cao của hố thang.
2.Ứng dụng và ưu nhược điểm của loại công nghệ cáp kéo
Ứng dụng: Thang máy sử dụng động cơ cáp kéo được sử dụng rộng rãi cho cả
nhà ở thương mại và nhà ở gia đình.
Ưu điểm: Tốc độ vận chuyển nhanh, chiều cao hành trình kéo lớn, vận hành êm
ái an toàn.
Nhược điểm: Thời gian bảo dưỡng thường xuyên (Trung bình 2 tháng/1 lần) để
bảo đảm thang máy vận hành bền bỉ, cần không gian để làm phòng
Từ yêu cầu thiết kế của dự án
Tốc độ nâng/hạ CAB: v =2.5 (m/s)
Thời gian gia tốc và phanh hãm: 1.5s
Tải trọng: 1000 (Kg)
Đường kính pu-li tời: Dp=600(mm)
11 | P a g e


Đối trọng: 1000 (Kg)
Ta lựa chọn được:
Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở hàng
Theo khối lượng vận chyển của cabin là loại trung bình
Q = 500÷ 1000kg
Theo tốc độ di chuyển của cabin là loại tốc độ trung bình
v = 1÷ 2.5 m/s
 Phương án thiết kế sử dụng công nghệ dẫn động bằng cáp kéo DC

II, Xây dựng phương án truyền động
1, Chọn loại động cơ DC

Tùy thuộc vào nguyên lý hoạt động và mục tiêu khác nhau, động cơ DC sẽ được

phân chia và chế tạo để ứng dụng, phù hợp với từng loại vật dụng khác nhau.
Mỗi loại động cơ sẽ có cấu tạo và ưu, nhược điểm khác nhau. Trong đó, có 5
loại động cơ điện một chiều DC dưới đây.
1.a, Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)
Động cơ DC có chổi than tạo ra từ trường Roto (bộ phận quay) bằng cách cho
dịng điện đi qua cổ góp và chổi than. Từ trường của Stato (bộ phận đứng im)
được tạo ra nhờ cuộn dây từ trường stato hoặc sử dụng nam châm vĩnh cửu. Do
đó, động cơ DC được cho là rẻ, dễ sử dụng và điều khiển so với những loại
động cơ DC khác.
Ưu điểm:
Chi phí thấp, an tồn và dễ dàng sử dụng
12 | P a g e


Hiệu quả hoạt động vừa phải
Có thể bài trì khi chổi than bị mòn
Nhược điểm:
Tuổi thọ giảm khi sử dụng với cơng suất cao
Chổi than dễ mịn khi sử dụng nên phải bảo trì và thay thế thường xuyên.

Động cơ DC có chổi than (Brushed DC Motor)
1.b.1, Động cơ DC kích thích riêng biệt
Đặc điểm của động cơ điện một chiều DC kích thích riêng biệt là có nguồn cung
cấp điện riêng biệt cho cuộn dây và cuộn dây trường sẽ ứng dụng, tách biệt về
mặt điện với nhau.

13 | P a g e


Cấu tạo động cơ DC kích thích riêng biệt

Vì vậy, các hoạt động của dòng cảm ứng và dòng điện trường khơng can thiệp
vào hoạt động của nhau. Dịng điện đầu vào sẽ là tổng của 2 dòng điện này. Đặc
điểm về nguyên lý hoạt động của động cơ DC kích thích riêng biệt:
Tốc độ của động cơ khơng thay đổi, khơng phụ thuộc vào tải. Do đó, động cơ
DC kích thích riêng biệt được ứng dụng nhiều với mơ men khởi động thấp như
các máy cơng cụ.
Có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách lắp thêm điện trở nối tiếp với phần cứng
(giảm tốc độ hoạt động) hoặc lắp thêm điện trở nối tiếp với mạch kỷ tử (tăng tốc
độ hoạt động)
C. Động cơ DC không chổi than
Động cơ điện một chiều DC khơng chổi than hay cịn được gọi là động cơ
BLDC (Brushless DC motor) tạo ra từ trường Roto (bộ phận quay) bằng cách sử
dụng nam châm vĩnh cửu và sự chuyển dịch của mạch điện từ di chuyển xung
quanh Stato.
Động cơ DC không chổi than là một động cơ đồng bộ, tốc độ Roto bằng với tốc
độ từ trường, hiệu quả hơn và có tuổi thọ cao hơn so với động cơ có chổi than.
Vậy nên động cơ này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp tự động, máy in,
ô tô, y tế và thiết bị đo đạc.

14 | P a g e


Động cơ DC không chổi than
Ưu điểm:
Hiệu suất cao, vận hành nhẹ nhàng, êm ái
Có thể tăng/giảm tốc độ trong một thời gian ngắn
Hiệu suất động cơ lên tới 90% trong khi các động cơ khác chỉ đạt được 70-75%
Kết cấu gọn gàng, trọng lượng nhẹ
Khơng có “bàn chải” hay cịn được gọi nhiều với tên chổi than nên khơng có sự
bào mịn và tạo tia lửa điện. Do đó, động cơ DC khơng chổi than có tuổi thọ cao

hơn so với động cơ DC có chổi than.
Nhược điểm
Giá thành của động cơ DC không chổi than khá cao do được cấu tạo từ nam
châm vĩnh cửu và cảm biến Hall. Đồng thời, giá thành tăng còn do sự ứng dụng
mạnh mẽ và phổ biến trên thị trường.

15 | P a g e


Động cơ DC không chổi than
D. Động cơ DC tự kích thích
Động cơ điện một chiều DC tự kích thích sẽ bao gồm các kết nối nối tiếp, song
song và hỗn hợp. Mỗi kết nối sẽ có cấu tạo và chức năng riêng để đảm bảo động
cơ điện một chiều DC tự kích thích có thể hoạt động bình thường và hiệu quả.
Động cơ DC tự kích thích có các cuộn dây lĩnh vực và ứng dụng được kết nối
với nhau. Đồng thời, chúng cũng có cùng một nguồn điện cung cấp và duy nhất.
Các kết nối song song hoặc loạt với song song sẽ được thực hiện như Shunt vết
thương trong khi phiên bản loạt là vết thương hàng loạt.
Đặc điểm:
Tốc độ giới hạn ở 5000 vòng/phút
Cần tránh vận hành động cơ nối tiếp ở chế độ không tải vì động cơ DC sẽ tăng
tốc đến mức khơng thể kiểm sốt được.
Động cơ DC tự kích nối tiếp phù hợp với những ứng dụng cần mô men khởi
động lớn như cần cẩu và tời…

16 | P a g e


Động cơ DC tự kích thích
Lựa chọn động cơ :

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Nếu dịng kích từ được cấp từ một nguồn riêng, thì đó là động cơ một chiều
kích từ độc lập.
Động cơ điện một chiều tự kích:
Ở động cơ kích từ song song, cuộn kích từ (trường kích từ) được nối song song
với cuộn dây phần ứng (A) như minh hoạ trong hình. Vì vậy, dịng điện tồn
phần của đường dây là tổng của dịng kích từ và dịng điện phần ứng.
Dưới đây là một số đặc tính của tốc độ ở động cơ điện kích từ song song
(E.T.E., 1997):
– Tốc độ động cơ trên thực tế là không đổi, không phụ thuộc vào tải (tới một
mơ men nhất định, sau đó tốc độ giảm, xem hình), nhờ vậy loại đơng cơ này
thích hợp với các ứng dụng với mô men khởi động thấp, như ở các máy cơng
cụ.
– Có thể điều khiển tốc độ bằng cách lắp thêm điện trở nối tiếp với phần ứng
(giảm tốc độ) hoặc lắp thêm điện trở nối tiếp với mạch kích từ (tăng tốc độ)
I.

Chiến lược điều khiển tốc độ động cơ

1.Chỉnh lưu khơng có điều khiển :
a)Hình tia

17 | P a g e


Giả sử ta có một nguồn điện 3 pha lý tưởng, đối xứng điện áp. Điện áp mỗi
pha V1, V2, V3 sẽ lệch pha nhau 120 độ điện, dạng sóng điện áp được mơ tả
như hình bên dưới.
V1 = 220√2Sin(100пt)
V2 = 220√2Sin(100пt – 120)

V3 = 220√2Sin(100пt – 240)

Dạng sóng điện áp 3 pha
Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha khơng điều khiển là mạch biến đổi điện áp
xoay chiều 3 pha thành điện một chiều sử dụng 3 diode mắc ứng với mỗi pha
của nguồn. Cực âm của mỗi diode nối với nhau và nối với tải ngõ ra tạo hình
một hình tia. Tại mỗi thời điểm chỉ có một diode dẫn điện khơng thể có hai hoặc
ba diode đồng dẫn.

18 | P a g e


b)Hình cầu
Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha khơng điều khiển là mạch điện biến đổi dòng điện
xoay chiều thành một chiều sử dụng 3 cặp diode mắc tương ứng với 3 pha của
điện nguồn. Mạch cầu 3 pha có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật điện tử, do
chất lượng điện áp tốt hơn so với mạch chỉnh lưu tia 3 pha đã tìm hiểu ở bài
trước.

19 | P a g e


Trong các mạch điện tìm hiểu sau đây chúng ta sẽ sử dụng nguồn điện 3 pha
lý tưởng. Nguồn điện 3 pha biên độ 380V mỗi pha sẽ lệch pha nhau 120 độ
điện, giã sử phương trình điện áp của mỗi pha V1, V2, V3 lần lượt như trong
hình trên.
Mạch cầu 3 pha sẽ sử dụng 6 diode, mỗi pha nguồn điện sẽ nối với điểm
giữa của một cặp diode. Cực âm của 3 diode trên cùng được nối với nhau tạo
nên cực dương của điện áp một chiều ngõ ra và cực dương của 3 diode bên dưới
được nối lại làm cực âm của áp một chiều ngõ ra.

2 Chỉnh lưu có điều khiển :
a) 3 pha hình tia

20 | P a g e


3 khối chính trong mạch điều khiển tia 3 pha

b) 3 pha hình cầu
Mạch cầu chỉnh lưu 3 pha dùng thyristor là gì?
Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển là mạch sử dụng 6 thyristor để tạo
ra điện áp một chiều từ điện áp xoay chiều 3 pha. Nhờ vào việc thay đổi thời
gian đóng, mở của các thyristor ta có thể điều chỉnh giá trị trung bình điện áp
ngõ ra.

21 | P a g e


Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển dùng thyristor
Lựa chọn :
Mạch bănm xung áp có đảo chiều sử dụng IGBT
Chỉnh lưu cầu 3 pha diode +Lọc + Băm xung áp
Điều khiển tốc độ bằng bộ chỉnh lưu có điều khiển dùng IGBT
Mạch băm xung áp có đảo chiều sử dụng IGBT

III. Tính chọn cơng suất động cơ
Cơng suất tĩnh của động cơ khi khơng có đối trọng lúc nâng tải được tính theo
biểu thức sau :
Pc =

( Gbt +G ) . v . g . 10−3
η

[ Kw ]

Trong đó
Gbt

- Khối lượng buồng thang [kg]

G

- Khối lượng hàng [kg]

v

- Tốc độ nâng [m/s]

g

- Gia tốc trọng trường [m/s 2 ¿

η

- Hiệu suất của cơ cấu nâng (0,9)

22 | P a g e

Khi có đối trọng cơng suất tĩnh của động cơ lúc nâng tải được tính theo biểu
thức sau :

[

]

[

]

1
Pcn = ( Gbt +G ) −Gdt . η . v . k . g . 10−3 [ Kw ]
η

Và khi hạ tải :
1
−3
Pch = ( G bt +G ) + G dt .η . v . k . g .10 [ Kw ]
η

Trong đó
Pcn

- Cơng suất tĩnh của động cơ khi nâng có dùng đối trọng

Pch

- Cơng suất tĩnh của động cơ khi hạ có dùng đối trọng

Gdt

- Khối lượng của đối trọng (kg)

k

- Hệ số tĩnh đến ma sat giữa thanh dẫn hướng và đối trọng (1,15 ÷
1,3)

Khối lượng của đối trọng tính theo biểu thức sau đây
Gdt =Gbt +αG (kg)

Trong đó α −¿ hệ số cân bằng (0,3 – 0, 6)
Nên chọn hệ số α =0,5 đối với thang nâng hàng
Tính chọn động cơ
Chọn khối lượng buồng thang Gbt =500 kg
Khối lượng hàng nâng G=1000 kg
Tốc độ nâng v = 2,5 m/s
Gia tốc trọng trường g = 9,8m/s 2
Chọn hệ số k = 1,3
Đường kính puly D= 0,6 m
Bán kính puly R= 0,3 m
Cơng suất tĩnh của động cơ khi nâng tải khơng có đối trọng
Pc =

( Gbt +G ) . v . g . 10−3
η

[ Kw ]

( 1000+500 ) .2,5.9,8 . 10−3
Pc =
0,9
→ P c =40,83( Kw )

23 | P a g e


Xét hệ có đối trọng :
Khối lượng của đối trọng được tính theo cơng thức sau :
Gdt =Gbt +αG (kg)
Gdt =500+0,5 ×1000=1000(kg)

Cơng suất nâng của động cơ là :

[

]

1
−3
Pcn = ( Gbt +G ) −Gdt . η . v . k . g . 10 [ Kw ]
η

Thay số :

[

Pcn = ( 1000+500 ) ×

]

1
−3
−1000 ×0.9 × 2,5× 1,3× 9,8 ×10
0,9

→ P cn=24,42( Kw )

Công suất hạ của động cơ là :

[

]

1
−3
Pch = ( Gbt +G ) + Gdt .η . v . k . g .10 [ Kw ]
η

[

Pch = ( 1000+500 ) ×

]

1
−3
+ 1000× 0.9 ×2,5 ×1,3 × 9,8× 10
0,9

→ P ch=81,75 (Kw)

Thang máy nâng hàng với số tầng là 4 tầng
Cáp dẫn động
Khối lượng riêng của cáp = 0,47kg/m → cáp ∅ 12
Sử dung 4 sợi cáp = 4× 0,47=1,88 kg /m
1 tầng có chiều cáo 4m hành trình lớn nhất = 4 ×5=20(m)
Tổng trong lượng dây cáp = 1,88×20 =37,6 kg
a=

∆ v 2,5
2
=
=1,667(m/s )
∆ t 1,5

Thời gian khởi động động cơ để thang có v=2,5 m/s
v
2,5
t kđ = =
=1,5 ( s )
a 1,667

Thời gian này cabin đi được :

24 | P a g e


2

at
skđ =v 0 t+
=1,875 ( m )
2

Thời gian hãm khi dừng ở mỗi tầng :
v
2,5
t hãm =t kđ = =
=1,5 ( s )
a 1,667

Quang đường hãm
shãm =s kđ =v 0 t+

a t2
=1,875 ( m)
2

Thời gian đi với v=2,5 m/s ở giữa 4 tầng :
t=

3 h0−s kđ −s hãm 3 × 4−1,875−1,875
=
=3,3 (s )
v
2,5

Thời gian làm việc của thang máy giữa 2 tầng kế nhau :

t lv=t kđ +t hãm+t =1,5+1,5+3,3=6,6 ( s )
F n=( Gcabin + G tải−G dt ) × g=( 500+1000−1000 ) ×9,8=4900 (N)
F h=( G cabin −G tải −Gdt ) × g=( 500−1000−1000 ) × 9,8=−4900( N )

Momen tĩnh
F×R
F >0 : M n= i× η ( N /m)
M n=

4900 × 0,3
=81,67(N /m)
20 ×0,9

F<0 :
M n=

M n=

F×R×η
( N /m)
i

−4900 × 0,3× 0,9
=−66,15(N /m)
20

Momen khi mở máy và hãm
Lực nâng :
F n=( Gcabin + G tải−G dt ) × g+|Gcabin + G tải−Gdt|× a

Lực hạ:
Ta có bảng sau:

F n=( Gcabin −G tải −Gdt ) × g−|Gcabin −Gtải −G dt|×a

25 | P a g e