nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy-điều khiển thang máy bằng plc

Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Mục lục
Mục lục 1
Chơng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy 2
I. Giới thiệu thang máy 2
II. Phân loại thang máy 4
1. Phân loại theo chức năng 5
2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển 5
3. Phân loại theo tải trọng 5
4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời 5
5. Theo hệ thống vận hành 6
III. Trang thiết bị cơ khí của thang máy 6
1. Tổng thể cơ khí thang máy 6
2. Thiết bị lắp đặt trong buồng máy 6
3. Thiết bị lắp trong giếng thang máy 8
4. Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy 8
5. Các thiết bị cố định trong giếng thang 9
5.1 Ray dẫn hớng 9
5.2 Giảm chấn 9
6. Cabin và các thiết bị liên quan 9
6.1 Khung cabin 9
6.2 Ngàm dẫn hớng 9
6.3 Hệ thống treo ca bin 9
6.4 Buồng cabin 10
6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng 10
7. Hệ thống cân bằng trong thang máy 10
7.1 Đối trọng 10
7.2 Xích và cáp cân bằng 10
7.3 Cáp nâng 11
7.4 Bộ kéo tời 11
8. Thiết bị an toàn cơ khí 11

8.1 Phanh hãm điện từ : 11
8.2 Phanh bảo hiểm : 11
9. Cảm biến vị trí 12
IV. Hệ thống mạch điện của thang máy 15
1. Mạch động lực: 15
2. Mạch điều khiển: 15
3. Mạch tín hiệu: 15
4. Mạch chiếu sáng: 15
5. Mạch an toàn: 15
Chơng II: khảo sát đặc tính của thang máy và các yêu cầu điều khiển 16
a. Khảo sát đặc điểm của thang 16
b. Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang máy 19
c. Các hệ truyền động dùng trong thang máy 22
d. Đặc điểm đặc trng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy 23
e. ảnh hởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động thang máy 23
f. Dừng chính xác buồng thang 25
g. hệ biến tần động cơ và hệ thống điều khiển pLc 28
1. sơ đồ khối của hệ biến tần động cơ 28
2. Giới thiệu về biến tần 3g3mv của omron 28
1.1 Đặt vấn đề 28
1.2 Tổng quan về biến tần 3G3MV và chức năng hoạt động 29
2 29
2.1 29
chơng III: xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy 30
I. Phơng pháp mô tả mạch trình tự 30
II. Tổng hợp mạch trình tự 32
III. Xây dựng các khối chức năng chính của thang 32
1. Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó 33
Svth: Doãn Hoàng Mai 1

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
2. bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang 33
3. Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang
hạ) 34
4. Nâng hạ buồng thang 34
5. Điều khiển dừng buồng thang 34
6. B i toán đóng mở cửa 37
7. Bài toán điều khiển đèn và quạt buồng thang 39
8. Bài toán xử lý các sự cố xảy ra đối với thang 40
IV. PLC 40
2.2 sơ đồ tổng quát của PLC 41
2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU 43
2.4 Vòng quét chơng trình 45
2.4 Kỹ thuật lập trình 45
2.5 Ngôn ngữ lập trình 48
chơng IV: xây dựng mô hình mô phỏng thang máy 48
I. Xác định các vấn đề sẽ mô phỏng 48
II. Xây dựng kết cấu cho mô hình mô phỏng 49
III. Xây dựng kế hoạch mô phỏng và kiểm nghiệm trên thực tế 49
Chơng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy
I. Giới thiệu thang máy
Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phơng thẳng
đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15
0
so với phơng thẳng đứng theo một tuyến đã
định sẵn.Thang máy và máy nâng đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của
nền kinh tế quốc dân nh trong ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện
kim,công nghiệp nhẹở những nơi đó thang máy và máy nâng đợc sử dụng để vận
chuyển hàng hoá,sản phẩm,đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhauNó đã

thay thế cho sức lực của con ngời và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể của
thang máy đợc giới thiệu tại hình 1.
Svth: Doãn Hoàng Mai 2

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy
Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đợc lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các
toà nhà cao tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh viện.Hệ
thống thang máy đã giúp con ngời tiết kiệm đợc nhiều thời gian và sức lực
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên
phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian
và tăng năng suất lao động.Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với
tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý.
ở Việt Nam trớc đây thang máy chủ yếu đợc sử dụng trong các ngành công nghiệp
để chở hàng hoá và ít đợc phổ biến.Nhng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển
Svth: Doãn Hoàng Mai 3

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân ngày càng nâng cao,việc sử
dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên.
Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào lợng
hành khác đi lại trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách.Nh thang máy
lắp đặt trong nhà hành chính,buổi sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo
chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ đi theo chiều xuống nhiều.
Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên
quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con ngời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ
thống thang máy khi thiết kế ,chế tạo ,lắp đặt ,vận hành,sử dụng và sửa chữa là phải
tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật an toàn đợc quy định trong các

tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì cha đủ điều
kiện để đa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy
nh: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện,điện thoại nội bộ(interphone), chuông
báo,bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an toàn của cửa cabin,khoá
an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện
Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật mà còn
phải xem xét cả các yếu tố kinh tế .Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức
lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi
cho khách hàng sử dụng cũng nh rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ
định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu t cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích chiếm
chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thangNh vậy điều kiện thuận lợi cho hành
khách và vốn đầu t luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang
máy chính là quá trình xác định số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải ,tốc độ
định mức,phơng pháp điều khiển),các kích thớc cơ bản của thang và vị trí đặt thang
phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu t chấp nhận đợc.
Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn phải
bố trí chúng thành nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối u của thang cũng
nh tạo thuận lợi cho khách.
Đối với các toà nhà cao tầng có lợng hành khách cần vận chuyển lớn ngời ta thờng
chi thang máy ra làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo chiều
cao của toà nhà.Các thang máy ở các nhóm khác nhau có thể có tính năng kỹ thuật
khác nhau,thờng các thang phục vụ cho các tầng cao có tảI và tốc độ định mức lớn
hơn các thang phục vụ phần thấp hơn.
II. Phân loại thang máy
Tuỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại
thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính chất.ví dụ nh phân loại theo hệ dẫn động
cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống vận hành,theo công dụng.dới đây là
một số phân loại:
Svth: Doãn Hoàng Mai 4

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
1. Phân loại theo chức năng
+ Thang máy chở ngời
Gia tốc cho phép đợc quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối u là a<
2m/s
2
Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại này có tốc độ trung
bình hoặc lớn,đòi hỏi vận hành êm,an toàn và có tính mỹ thuật
Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối u về
độ êm khi dịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính u tiên đúng theo các yêu cầu của
bệnh viện
Thang máy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng đợc các điều đ-
ợc các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp nh tác động của môI trờng làm
việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn
+ Thang máy chở hàng
Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp,trong kinh doanhNó đòi hỏi cao về việc
dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống
thang máy đợc dễ dàng thuận tiện
2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển.
Thang máy tốc độ thấp : v < 1 m/s
Thang máy tốc độ trung bình: v= 1
ữ
2,5 m/s. Thờng dùng cho các nhà
có số tầng từ 6
ữ
12 tầng.
Thang máy tốc độ cao:v =2,5
ữ

4 m/s. Thờng dùng cho các nhà có số
tầng m
t
>16 tầng.
Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s. Thờng dùng trong các
toà tháp cao tầng.
3. Phân loại theo tải trọng
Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong th viện,trong các nhà
hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm
Thang máy loại trung bình : Q = 500
ữ
1000 Kg.
Thang máy loại lớn : Q = 1000
ữ
1600 kg.
Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg.
4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời
đối với thang máy điện
Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang.
Thang máy có bộ tời kéo đặt dới giếng thang .
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 thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt .
Svth: Doãn Hoàng Mai 5

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
5. Theo hệ thống vận hành.
a) Theo mức dò tự động :
+ loại nửa tự động

+ loại tự động ;
b ) theo tổ hợp điều khiển :
+ điều khiển đơn ;
+ điều khiển kép ;
+ điều khiển theo nhóm ;
c ) theo vị trí điều khiển :
+ điều khiển trong cabin ;
+ điều khiển ngoài cabin ;
+ điều khiển cả trong và ngoài cabin ;
III. Trang thiết bị cơ khí của thang máy
1. Tổng thể cơ khí thang máy
Các thiết bị chính của thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo
buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm điện từ và các thiết bị điều
khiển khác.
Tất cả các thiết bị của thang máy đợc trong giếng buồng thang (khoảng không
gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên
sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dới mức sàn tầng 1). Bố trí cá thiết bị của một
thang máy đợc biểu diễn trên hình 1.2.
Các thiết bị thang gồm có : 1. Động cơ điện ; 2. Puli ; 3. Cáp treo; 4. Bộ hạn
chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; 6. Thanh dẫn hớng ;7. Hệ thống đối trọng ; 8. Trụ cố định
; 9. Puli dẫn hớng ; 10. cáp liên động ; 11. Cáp cấp điện ; 12. Động cơ đóng mở cửa
buồng thang.
2. Thiết bị lắp đặt trong buồng máy
+ Cơ cấu nâng
Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1
(trên hình 1.2) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng.
Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn
cáp ), hộp giảm tốc độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động. Tất cả các bộ phận
trên đợc lắp đặt trên tấm đế bằng thép. Trong thang máy thờng dùng hai cơ cấu nâng
(hình 1.3) :

- cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a)
- cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b).
Svth: Doãn Hoàng Mai 6

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thờng đợc sử dụng trong các thang máy tốc
độ cao.
+ Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và
các loại rơle trung gian.
+ Puli dẫn hớng 2 (hình 1.2).
Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang.
Svth: Doãn Hoàng Mai 7

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
+ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm
bằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang
3. Thiết bị lắp trong giếng thang máy
+ Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển
trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hớng 6 (hình 1.2). Trên nóc buồng
thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12
(hình 1.2). Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo,
đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện thoại
lên lạc với bên ngoài trong trờng hợp thang máy mất điện. Cung cấp điện cho buồng
thang bằng dây cáp mềm 11 (hình 1.2).
+ Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với
buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hớng .
+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để
chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng

hạ của thang máy.
4. Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy
Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống
giảm xóc dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối
trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trờng hợp công tắc hành trình hạn chế
hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động).
Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang
Svth: Doãn Hoàng Mai 8

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
5. Các thiết bị cố định trong giếng thang
5.1 Ray dẫn hớng
Ray dẫn hớng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hớng cho cabin và đối
trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Ray dẫn hớng đảm bảo cho cabin và đối
trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không bị dịch chuyển
theo phớng nằm ngang trong quá trình chuyển động. Ngoài ra ray dẫn hớng còn phải
đủ cứng vững để trọng lợng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hớng cùng
các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trờng hợp bị đứt
cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép).
5.2 Giảm chấn
Giảm chấn đợc lắp đặt dới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong tr-
ờng hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dới vợt quá bị trí đặt của công tắc
hành trình cuối cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối trọng tỳ
lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dới phù hợp cho ngời có trách nhiệm thực
hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa.
6. Cabin và các thiết bị liên quan
Cabin là bộ phận mang tải của thang máy.Cabin phải có kết cấu sao cho có thể
tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần:kết cấu chịu
lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin

có lắp các ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm,
hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa.Ngoài ra,cabin của thang máy chở ngời phải
đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.
6.1 Khung cabin
Khung cabin là phần xơng sống của cabin thang máy. Đợc cấu tạo bằng các thanh
thép chịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức.
6.2 Ngàm dẫn hớng
Ngàm dẫn hớng có tác dụng dẫn hớng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc
theo ray dẫn hớng và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong
giếng thang không vợt quá giá trị cho phép. Có hai loại ngàm dẫn hớng : ngàm tr-
ợt(bạc trợt) và ngàm con lăn.
6.3 Hệ thống treo ca bin
Do cabin và đối trọng đợc treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ
thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau.Trong tr-
ờng hợp ngợc lại ,sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trợt
trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có sợi chùng sợi căng nên các
rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều.Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải đ-
ợc trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi một
trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn.Khi đó thang chỉ có
thể hoạt động đợc khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp nh nhau.Hệ thống treo cabin
đợc lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin.
Svth: Doãn Hoàng Mai 9

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
6.4 Buồng cabin
Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời đợc gồm trần, sàn và vách cabin.Các
phần này có liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin
phải đảm bảo đợc các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng nh mặt mỹ thuật
6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm
bảo an toàn và có ảnh hởng lớn đến chất lợng, năng suất của thang máy.hệ thống cửa
cabin và cửa tầng đợc thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động cơ mở
cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với cửa tầng
làm cho cửa tầng cũng đợc mở ra.Tơng tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không
tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác.
7. Hệ thống cân bằng trong thang máy
Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ
thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lợng của cabin và tải trọng
nâng.Việc chọn sơ đồ động học và trọng lợng các bộ phận của hệ thống cân bằng có
ảnh hởng lớn đến mômen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, đến lực
căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát.
7.1 Đối trọng
Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang
máy.Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, ngời ta chọn đối trọng sao cho
trọng lợng của nó cân bằng với trọng lợng của cabin và một phần tải trọng nâng ,cáp
điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có chiều cao nâng lớn,
trọng lợng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên ngời ta phải dùng cáp hoặc xích
cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo
cabin sang nhánh treo đối trọng và ngợc lại khi thang máy hoạt động.
7.2 Xích và cáp cân bằng
Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lợng cáp nâng và cáp điện có giá
trị trên 0,1 Q thì ngời ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng
lợng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng
và ngợc lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tơng đối ổn định trên puly
ma sát. Xích cân bằng thờng đợc dùng cho thang máy có tốc độ dới 1,4 m/s. Đối với
thang máy có tốc độ cao, ngời ta thờng dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng cáp
cân bằng để không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện
an toàn để ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn
quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng.

Svth: Doãn Hoàng Mai 10

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
7.3 Cáp nâng
Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 1800 N/mm
2
.
Trong thang máy thờng dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện. Cáp nâng đợc chọn theo điều
kiện sau:
SS
dMAX
n *
Trong đó:
S
max
- lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy ;
S
d
- tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp
tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đờng kính cáp và giới hạn bền của vật liệu
sợi thép bện cáp
n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu
chuẩn, tuỳ thuộc vào tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng.
7.4 Bộ kéo tời
Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo đợc đặt ở trong phòng máy dẫn động
nằm ở phía trên, phía dới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động điện gồm
có hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn ngời
ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc.
8. Thiết bị an toàn cơ khí

Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy
và hành khách trong trờng hợp xảy ra sự cố nh :đứt cáp, cáp trợt trên rãnh puly ma sát,
cabin hạ với tốc độ vợt quá giá trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy
gồm có:
8.1 Phanh hãm điện từ :
Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống nh phanh hãm điện từ dùng trong các
cơ cấu của cầu trục.
8.2 Phanh bảo hiểm :
( có một số tên gọi khác nh : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp). Chức năng của phanh bảo
hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép và giữ
chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hớng trong trờng hợp bị đứt
cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại :
- Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp.
- Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm.
- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp.
Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trợt dọc theo hai
thanh dẫn hớng 1. Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ
thống truyền lực trực vít và tang - bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai
dạng ren : bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái. Khi tốc độ của buồng
Svth: Doãn Hoàng Mai 11

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa
nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trợt bình thờng dọc theo thanh
dẫn hớng 1. Trong trờng hợp tốc độ của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép,
Hình 1.4 Phanh hãm bảo hiểm kiểu kìm
1.thanh dẫn hớng; 2. gọng kìm; 3. dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc đô ;
4. tang bánh vít ; 5. Nêm.
tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình , làm cho

hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hớng, kết quả sẽ hạn chế đợc tốc độ di chuyển
của buồng thang và trong trờng hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai
thanh dẫn hớng.
9. Cảm biến vị trí
Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận cảm biến vị trí dùng để :
- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng.
- Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi
buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác của buồng thang.
- Xác định vị trí của buồng thang.
Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy và máy nâng thờng dùng ba loại
cảm biến vị trí :
+ Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công
tắc chuyển đổi tầng)
Hình 1.5 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí
1. Tấm cách điện; 2. Tiếp điểm tĩnh;
3.Tiếp điểm động ; 4. Cần gạt; 5. Vòng đệm
cao su
Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một
loại công tắc ba vị trí. Khi buồng thang di
chuyển đi lên, dới tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang bên phải,
Svth: Doãn Hoàng Mai 12

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
cặp tiếp điểm 2 bên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí tay
gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở.
Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm
biến vị trí.
Nhợc điểm :
- Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao

- Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến.
+ Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6).
Hình 1.6. Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng
a)Cấu tạo của cảm biến ;b) Sơ đồ nguyên tố của bộ cảm biến.
Svth: Doãn Hoàng Mai 13

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
1.Mạch từ ; 2. Cuộn dây ; 3. Tấm sắt chữ TS
Đối với thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ
tin cậy trong quá trình làm việc. Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ
cao thờng dùng các bộ cảm biến không tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và
kiểu quang điện.
Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị số
điện cảm (L) của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở.
Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6a) gồm mạch điện từ 1,
cuộn dây 2. Khi mạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn
dây, còn khi mạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U (3), điện trở cảm biến sẽ tăng
đột biến do thành phần điện cảm (L) của cuộn dây tăng.
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng đợc giới thiệu trên hình 3.31a.
Bộ cảm biến có thể đấu nối trực tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơle trung
gian xoay chiều. Khi mạch từ hở, do điện trở của cảm biến rất nhỏ, rơle trung gian
RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn rơle trung gian
RTr không tác động. Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, đấu tụ C
song song với cuộn dây của bộ cảm biến. Trị số điện dung của tụ C đợc lựa chọn sao
cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sẽ tạo đợc chế độ cộng hởng
dòng. Thông thờng bộ cảm biến CB đơc lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt
động lắp ở buồng thang.
+ Cảm biến vị trí kiểu quang điện
(hình 7)

Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu
quang điện
Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần
tử quang điện, cấu tạo của nó đợc giới
thiệu trên hình 1.7a. Cấu tạo của nó gồm
khung giá chữ U (thờng làm bằng vật
liệu không kim loại). Trên khung cách
điện gá lắp hai phần tử quang điện 2 đối
diện nhâu : một phần tử phát quang (điôt
phát quang ĐF) và một phần tử thu
quang ( transito quang). Để nâng cao độ
tin cậy của bộ cảm biến không bị ảnh hởng độ sáng của môi trờng thờng dùng phần tử
phát quang và thu quang hang ngoại. Thanh gạt 3 di chuyển giữa khe hở của khung gá
các phần tử quang diện.
Svth: Doãn Hoàng Mai 14

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b.
Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện nh sau: khi buồng thang
cha đến đúng tầng, ánh sáng cha bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1
khoá và transito T2 thông, rơle trung gian RTr tác động, còn khi buồng thang đến
đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr
không tác động.
IV. Hệ thống mạch điện của thang máy
1. Mạch động lực:
là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở,đảo chiều cơ cấu dẫn
động và phanh của bộ tời kéo. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển
động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh đợc êm dịu và dừng cabin chính
xác.

2. Mạch điều khiển:
Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chơng trình điều khiển phức
tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy,Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm
vụ:lu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện
các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự u tiên nào đó,sau khi thực hiện xong
lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận thờng xuyên vị trí cabin và hớng
chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn.
3. Mạch tín hiệu:
là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã thống nhất hoá để báo hiệu
trạng thái của thang máy, vị trí và hớng chuyển động của cabin.
4. Mạch chiếu sáng:
là hệ thống đèn chiếu sáng cho cabin,buồng máy và hố thang
5. Mạch an toàn:
là hệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho ngời , hàng
hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế
tải trọng nâng,các công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ treo
cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ leMạch an toàn ngắt tự động ngắt điện đến
mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt động đợc trong các trờng hợp
sau:
- mất điện,mất pha, đảo pha, mất đờng tiếp đất
- quá tải
- cabin vợt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình.
- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vợt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và bộ
hãm bảo hiểm làm việc)
-một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.
- cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng cha đóng hẳn.
Svth: Doãn Hoàng Mai 15

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

Chơng II: khảo sát đặc tính của thang máy và các yêu
cầu điều khiển
a. Khảo sát đặc điểm của thang
Phụ tải thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lọng
hành khách đi lại trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách. Ví dụ nh
thang máy lắp đặt trong nhà hành chính, buổi sáng đầu giờ làm việc, hành khách đi
nhiều nhất theo chiều nâng, còn buổi chiều cuối giờ làm việc sẽ là lợng hành khách
nhiều nhất đi theo chiều xuống. Bởi vậy , khi thiết kế thang máy phải tính cho phụ tải
xung cực đại.
Để thuận tiện cho việc chọn thang ngời ta phân các loại nhà theo mục đích sử dụng
thành các nhóm cơ bản sau:
- Nhà hành chính:
- Nhà ở:
- Khách sạn:
- Bệnh viện
Trong mỗi nhóm lại có thể đợc chia nhỏ để có thể chọn thang máy có tính năng
kỹ thuật phù hợp hơn.
Ví dụ nhóm nhà hành chính có thể phân thành nhà hành chính thuần túy(cơ quan
bộ,cơ quan hành chính sự nghiệp) và nhóm nhà hành chính có kết hợp với sản
xuất,nghiên cứu khoa học
Dù các toà nhà cũng nh chủng loại thang rất là đa dạng ,song mục đích việc chọn
thang nh trên đã nêu phải thoả mãn đợc các yêu cầu vận chuyển đủ số hành khách
trong thời gian nhất định mà không phải chờ lâu cũng nh phải ở trong cabin quá
lâu.Thực tế lợng hành khách thay đổi cần vận chuyển lại thay đổi không theo quy
luật nhất định,mà thay đổi theo những giờ khác nhau trong ngày tuỳ theo tính chất
,đặc điểm , mục đích sử dụng của toà nhà.Điểm chung của sự thay đổi này có những
giờ cần vận chuyển nhiều hành khách đợc gọi là giờ cao điểm.
Svth: Doãn Hoàng Mai 16

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44

Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Tất nhiên giờ cao điểm với từng loại toà nhà cũng khác nhau.ví dụ nh hình vẽ trên
xác định hành khách tại giờ cao điểm trong toà nhà thơng mại có giờ làm việc bắt đầu
từ 9h sáng.
Việc phân tích dòng hành khách tại giờ cao điểm sẽ thấy là một bớc không thể bỏ
qua khi lựa chọn thang máy song khả năng vận chuyển hành khách nh nêu trên cha
phản ánh đầy đủ chất lợng phục vụ của thang đợc thể hiện bằng thời gian hành khách
phải chờ đợi ở bến chính tại giờ cao điểm,nên khi chọn thang cả hai chỉ tiêu về khả
năng vận chuyển (hay còn gọi là năng suất vận chuyển) và chất lợng phục vụ phải đợc
phân tích đầy đủ để tìm giải pháp hợp lý.
Lu lợng hành khách đi thang máy trong thời điểm cao nhất đợc tính trong thời
gian 5 phút, đợc tính theo biểu thức sau:
100*
)(
5
N
iaNA
Q

=
trong đó:
A-tổng số ngời làm việc trong ngôi nhà
N - số tầng của ngôi nhà
a - số tầng mà ngời làm việc không sử dụng thang máy (thờng lấy a = 2)
100
i
- chỉ số cờng độ vân chuyển hành khách , đặc trng cho số lợng khách (biểu
diễn dới dạng %) khi đi lên hoặc xuống trong thời gian 5

.

Đại lợng Q
5
phụ thuộc vào tính chất của ngôi nhà mà thang máy phục vụ : đối với
nhà chung c Q
5
% = (4
ữ
6)% ;khách sạn Q
5
% = (7
ữ
10) %; công sở Q
5
% = (20
ữ

30) %.
Năng suất vận chuyển hành khách
Svth: Doãn Hoàng Mai 17

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
1
2
3
Giờ làm việc 9h
Đồ thị tỷ lệ hành khác tại
giờ cao điểm
năng suất vận chuyển
trong 5 phút
năng suất trong 45 phút

năng suất trong 1h
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Việc xác định chính xác số lợng hành khách cần vận chuyển bằng thang máy
(hoặc một nhóm thang máy) trong ngày cho toà nhà nhìn chung là không thể thực
hiện đợc, vì vậy khi xác định năng suất vận chuyển hành khách để từ đó xác định
trọng tải định mức của thang, ngời ta quy ớc tính tính năng suất cần thiết của thang từ
tỷ số i là tỷ số giữa lợng lớn nhất hành khách cần vân chuyển trong năm phút tại giờ
cao điểm và số lợng hành khách tại chỗ trong toà nhà.
Năng suất của thang máy theo một hớng trên một đơn vị thời gian và đợc tính theo
biểu thức sau :
P =

+
t
n
v
H
E
2
*3600
(2.1)
Trong đó : P - là năng suất của thang máy tính cho 1 giờ;
E - trọng tải định mức của thang máy (số lợng ngời đi đợc cho 1
lần vận chuyển của thang máy);

- hệ số lấp đầy phụ tải của thang máy ;
H - chiều cao nâng (hạ) , m;
V - tốc độ di chuyển của buồng thang ,m/s;

t

n
- tổng thời gian khi thang máy dừng ở mỗi tầng (thời gian đóng ,
mở cửa buồng thang , cửa tầng , thời gian ra, vào của hành
khách) và thời gian tăng, giảm tốc buông thang ;

t
n
= (t
1
+t
2
+t
3
)(m
d
+ 1) + t
4
+ t
5
+ t
6
Trong đó : t
1
- thời gian tăng tốc ;
t
2
- thời gian giảm tốc ;
t
3
- thời gian đóng mở cửa ;

t
4
- thời gian đi vào của một hành khách ;
t
5
- thời gian đi ra của một hành khách ;
t
6
- thời gian khi buồng thang chờ khách đến chậm ;
m
d
- số lần dừng của buồng thang (tính theo xác suất)
Số lần dừng m
d
(tính theo xác suất có thể xác định dựa trên đồ thị hình 3.26)
Hình 3.26 đồ thị xác định
số lần dừng(tính theo
xác suất) của buồng
thang.
M
d
- số lần dừng; m
t
số
tầng ;
E - số ngời trong buồng
thang.
Svth: Doãn Hoàng Mai 18

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44

Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Theo biểu thức (2.1) ta thấy rằng năng suất của thang máy tỷ lệ thuận với trọng tải
của buồng thang E và tỷ lệ nghịch với

t
n
,đặc biệt là đối với thang máy có trọng tải
lớn.
Còn hệ số lấp đầy

phụ thuộc chủ yếu vào cờng độ vận chuyển hành khách thờng
lấy bằng :
)8,06,0( ữ=

b. Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang
máy
Để xác định đợc công suất động cơ truyền động di chuyển buồng thang (của
thang máy) cần phải có các điều kiện thông số sau :
- Sơ đồ động học của cơ cấu nâng của thang máy.
- Trị số tốc độ và gia tốc giới hạn cho phép.
- Trọng tải của thang máy.
- Khối lợng của buồng thang và đối trọng (nếu có).
- Chế độ làm việc của thang máy.
Tính chọn công suất động cơ thực hiện theo các bớc sau :
- Chọn sơ bộ công suất động cơ dựa trên công suất cản tĩnh.
- Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần có tính đến phụ tải trong các chế độ quá
độ.
- Kiểm tra công suất động cơ đã chọn theo điều kiện phát nhiệt (theo phơng
pháp dòng điện đẳng trị hoặc mômen đẳng trị).
Công suất cản tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng đợc tính

theo biểu thức sau :

( )
[ ]
kW
gv
GG
P
bt
c
10
3
*


+
=

(2.2)
Trong đó : G - khối lợng của hàng hoá, kg;
G
bt
- khối lợng của buồng thang, kg ;
v - tốc độ nâng hàng, m/s ;
Svth: Doãn Hoàng Mai 19

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

- hiệu suất của cơ cấu nâng (thờng lấy bằng

= 0,5
ữ
0.8) ;
g - gia tốc trọng trờng, m/
s
2
Khi có đối trọng, công suất cản tĩnh khi nâng tải của động cơ đợc tính theo
biểu thức :
( )
[ ]
kWgkv
GGG
P
btbt
cn
10
3

1







+=

(2.3)
và khi hạ tải :
( )
[ ]
kWgkv
GGG
P
dt
bt
ch
10
3

1
.







++=


(2.4)
Trong đó :
P
cn

- công suất cản tĩnh của động cơ khi nâng có dùng đối trọng,
kW ;
P
ch
- công suất cản tĩnh của động cơ khi hạ có dùng đối trọng, kW ;
k - hệ số có tính đến ma sát trong các thanh dẫn hớng của buồng thang và đối
trọng (thờng chọn k = 1,15
ữ
1,3);
G
dt
- khối lợng của đối trọng, kg.
Khi tính chọn khối lợng của đối trọng G, làm sao cho khối lợng của nó cân
bằng đợc với khối lợng của buồng thang G và một phần khối lợng của hàng hoá G.
Khối lợng của đối trọng đợc tính theo biểu thức sau :
[ ]
kg
GGG
btdt

+=
(2.5)
Trong đó :

- hệ số cân bằng, trị số của nó thờng lấy bằng

= 0.3
ữ
0.6.
Phần lớn các thang máy chở khách chỉ vận hành đầy tải trong những giờ cao

điểm, thời gian còn lại luôn làm việc non tải nên nên thờng lấy bằng :

= 0.34
ữ
0.5
Đối với thang máy chở hàng khi nâng thờng làm việc đầy tải, còn khi hạ thờng
không tải (G = 0) nên chọn

= 0,5.
Dựa trên hai biểu thức (2.2) và (2.3) có thể xây dựng biểu đồ phụ tải (đơn giản
hoá) của động cơ truyền động và chọn sơ bộ công suất động cơ trong các sở tay tra
cứu.
Để xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần (biểu đồ phụ tải chính xác) cần phải
tính đến thời gian tăng tốc, thời gian hãm của hệ truyền động, thời gian đóng, mở cửa
buồng thang và cửa tầng, số lần dừng của buồng thang, thời gian ra, vào buồng thang
Svth: Doãn Hoàng Mai 20

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
của hành khách trong thời gian cao điểm. Thời gian ra vào của hành khách thờng lấy
bằng 1s cho một hành khách. Số lần dừng của buồng thang (tính theo xắc suất) md đ-
ợc tính chọn dựa trên các đờng cong trên hình 3.26.
Mặt khác khi tiến hành xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần cũng cần phải tính
đến một số yếu tố khác phụ thuộc vào chế độ vận hành và điều kiện khai thấc thang
máy nh : thời gian chở khách, thời giant hang máy làm việc với tốc độ thấp khi đến
tầng gần dừng, v.v
Khi tính chọn chính xác công suất động có truyền động thang máy cần phân
biệt haichế độ của tải trọng : tải trọng đồng đều (hầu nh không đổi) và tảI trọng biến
đổi.
Phơng pháp tính chọn công suất động cơ với chế độ tải trọng đồng đều thực

hiện theo các bớc sau :
1) Tính lực kéo của cáp đặt lên vành bánh ngoài của puli kéo cáp trong cơ cấu
nâng, khi buồng thang chất đầy tải đứng ở tầng 1 và các lần dừng theo dự kiến.
( )
[ ]
Ng
GkGGG
F
dtbt 11

+=
(2.6)
Trong đó :
k
1
- số lần dừng theo dự kiến của buồng thang ;
G
1
- độ thay đổi của tải trọng sau mỗi lần dừng, kg thờng lấy bằng
G
1
=
k
G
d
; trong đó
k
d
- số lần dừng buồn thang (theo dự kiến) đợc xác định trên
dờng cong hình 3.26.

2) Tính mômen theo lực kéo
Với F > 0
Với F < 0
Trong đó : R - bán kính của
puli kéo cáp, m ;
i - tỷ số truyền của cơ cấu nâng ;


- hiệu suất của cơ cấu nâng.
3) Tính tổng thời gian hành trình nâng và hạ của buồng thang bao gồm : Thời gian
buồng thang di chuyển với tốc độ ổn định, thời gian tăng tốc, thời gian hãm và thời
Svth: Doãn Hoàng Mai 21

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
[ ]
[ ]
N
N
i
RF
M
i
RF
M


.
.
=
=

Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
gian phụ khác (thời gian đóng, mở cửa, thời gian ra, vào buồng thang của hanh
khách).
4) Dựa trên kết quả của các bớc tính toán trên, tính mômen đẳng trị và tính công
suất của động cơ bảo đảm thỏa mãn điều kiện
MM
dtr

5) Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần của hệ truyền động có tính đến quá trình
quá độ, tiến hành kiểm nghiệm động cơ theo dòng điện đẳng trị.
Đối với chế độ phụ tải không đồng đều (biến đổi), các bớc tính chọn công suất
động cơ truyền động tiến hành theo các bớc trên. Nhng để tính lực kéo đặt lên puli
kéo cáp phải có biểu đồ thay đổi của tải trọng theo từng tầng một khi buồng thang di
chuyển lên và xuống.
c. Các hệ truyền động dùng trong thang máy
Khi thiết kế, tính chọn hệ truyền động cho thang máy phải dựa trên các yêu cầu
chính sau :
- Độ dừng chính xác của buồng thang.
- Tốc độ di chuyển của buồng thang.
- Trị số gia tốc lớn nhất cho phép.
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ yêu cầu.
+ Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ (rôto lồng sóc và rô to
dây quấn ) đợc sử dụng để truyền động các loại thang máy và máy nâng có tốc độ
thấp và trung bình.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thờng
dùng trong thang máy tốc độ thấp .
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn thờng
dùng cho các loại thang máy trọng tải lớn, cho phép chất lợng của hệ thống truyền
động khi tăng tốc và giảm tốc, nâng cao độ chính xác khi dừng.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp

tốc độ (có hai bộ dây quấn stato độc lập nối theo sơ đồ hình sao ) thờng dùng trong
các thang máy tốc độ trung bình. Số đôi cực của dây quấn stato động cơ thờng chọn là
: 2p = 6 2p = 24 hoặc 2p = 4 2p = 20, tơng ứng với tốc độ đồng bộ của
động cơ bằng : n
0
=1000/250 vòng/phút hoặc 1500/300 vòng/phút.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc đợc cấp
nguồn từ bộ biến tần thờng dùng trong các thang máy tốc độ cao (khi v>1,5 m/s) , cho
phép hạn chế đợc gia tốc và độ giật trong giới hạn cho phép và đạt độ chính xác khi
dừng rất cao (
mmS 5
)
- Hệ truyền động một chiều thờng dùng cho các thang máy tốc độ cao
( v

1,5 m/s). Thờng dùng hai hệ truyền đông sau:
Svth: Doãn Hoàng Mai 22

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
+ Hệ F - Đ có khuyếch đại trung gian làm nguồn cung cấp cho cuộn kích từ của
máy phát .( Khuyếch đại trung gian có thể là máy điện khuyếch đại hoặc khuếch đại
từ ).
- Hệ T - Đ, máy phát một chiều đợc thay thế bằng bộ chỉnh lu dùng tiristo.
- Khi chọn động cơ truyền động thang máy phải dựa trên sơ đồ động học của cơ
cấu nâng. Đối với thang máy và máy nâng khi dùng cơ cấu có hộp tốc độ, thờng dùng
loại động cơ xoay chiều kiểu A2, AO2 ; động cơ không đồng bộ có hệ số trợt cao kiểu
AC, AOC ; động cơ hai cấp tốc độ và động cơ rôto dây quấn kiểu AK.
Đối với thang máy tốc độ cao ( V >1,5 m/s), khi dùng cơ cấu nâng không có hộp
giảm tốc thờng chọn loại động cơ tốc độ chậm. Các nhà máy chế tạo điện cơ đã chế

tạo ra loại động cơ một chiều chuyên dụng cho thang máy với công suất P = (28
ữ

40)kW và tốc độ định mức n = 83 vòng/phút.
d. Đặc điểm đặc trng cho chế độ làm việc của hệ
truyền động thang máy
Thang máy thờng đợc lắp đặt trong môi trờng khá là khắc nghiệt. Phòng máy th-
ờng đợc đặt ở thờng đợc đặt tại đỉnh của toà nhà vì vậy máy nhiệt độ của phòng máy
thờng cao.Chế độ làm việc của động cơ là ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt điện
lớn, mở máy , hãm dừng liên tục.Do những đặc thù trên, ngành công nghiệp chế tạo
máy điện sản xuất các loại động cơ chuyên dụng cho thang máy. Các loại động cơ đó
là : Động cơ KĐB ba pha rô to lồng sóc, rô to dây quấn, động cơ điện một chiều kích
từ song song hoặc nối tiếp
e. ảnh hởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ
truyền động thang máy
Hinh 3
Đồ thị biểu diễn
sự phụ thuộc
của quãng đ-
ờng S, tốc độ v ,
gia tốc a và độ
giật

theo thời
gian
Một
trong những
yêu cầu cơ bản đối với hệ thống truyền động thang máy là phải đảm bảo cho buồng
thang di chuyển êm. Buồng thang di chuyển êm hay không, phụ thuộc chủ yếu vào trị
số gia tốc của buồng thâng khi mở máy và hãm dừng. Những tham số chính đặc trng

cho chế độ làm việc của thang máy là : tốc độ di chuyển buồng thang v [m/s], gia tốc
a [m/
s
2
] và độ giật

[m/
s
3
]. Trên hình 3.33 biểu diễn các đờng cong : quãng đờng
đi của thang máy S, tốc độ v, gia tốc a, và độ giật theo hàm thời gian t.
Svth: Doãn Hoàng Mai 23

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
Từ biểu thức (3.20) ta rút ra nhận xét rằng : trị số tốc độ di chuyển buồng thang
quyết định năng suất của thang máy, trị số tốc độ di chuyển đặc biệt có ý nghĩa quan
trọng đối với thang máy trong các nhà cao tầng. Những thang máy tốc độ cao (v > 3,5
m/s) phù hợp với chiều cao nâng lớn, số lần dừng
( )
m
d
ít. Trong trờng hợp này thời
gian khi tăng tốc và giảm tốc rất nhỏ so với thời gian di chuyển của buồng thang với
tốc độ cao, trị số tốc độ trung bình của thang máy gần đạt bằng tốc độ định mức của
thang máy.
Mặt khác, cần phải nhớ rằng, trị số tốc độ di chuyển của buồng thang tỷ lệ
thuận với giá thành của thang máy. Nếu tăng tốc độ của thang máy từ v = 0,75 m/s lên
v = 3,5 m/s, giá thành của thang máy tăng lên (4
ữ

5) lần. Bởi vậy tuỳ thuộc vào độ
cao cảu nhà mà thang máy phục vụ để chọn trị số di chuyển của thang máy phù hợp
với tốc độ tối u, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
Trị số tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm
thời gian tăng tốc và giảm tốc của hệ truyền động thang máy, có ý nghĩa là tăng gia
tốc. Nhng khi buồng thang di chuyển với gia tốc quá lớn sẽ gây ra cảm giác khó chịu
cho hành khách (chóng mặt, có cảm giác sợ hãi và nghẹt thở v.v). Bởi vậy, trị số gia
tốc đợc chọn tối u là a

2 m/
s
2
.
Một đại lợng khác quyết định sự di chuyển êm của buồng thang là tốc độ tăng
của gia tốc khi mở máy và tốc độ giảm của gia tốc khi hãm máy. Nói cách khác đó là
độ giật

(đạo hàm bậc nhất của gia tốc
td
Sd
td
vd
dt
da
3
3
3
2
===

). Khi gia tốc a <
2m/
s
2
, trị số độ giật của tốc độ tối u là

< 20m/
s
3
.
Biểu đồ làm việc tối u của thang máy với tốc độ trung bình và tốc độ cao đợc
biểu diễn trên hình 3.33. Biểu đồ nầy có thể phân thành 5 giai đoạn theo tính chất thay
đổi tốc độ di chuyển buồng thang : tăng tốc, di chuyển với tốc độ ổn định, hãm
xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng và hãm dừng.
Biểu đồ tối u (hình 3.33) sẽ đạt đợc nếu dùng hệ truyền động một chiều hoặc
dùng hệ biến tần - động cơ xoay chiều. Nếu dùng hệ truyền động xoay chiều với
động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp độ, biểu đồ làm việc đạt gần với biểu đồ
tối u nh hình 3.33.
Đối với thang máy tốc độ chem., biểu đồ làm việc có 3 giai đoạn : thời gian tăng tốc
(mở máy), di chuyển với tốc độ ổn định và hãm dừng.
Svth: Doãn Hoàng Mai 24

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44
Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi
f. Dừng chính xác buồng thang
Buồng thang của thang máy cần phải dừng chính xác so với mặt bàng của sàn
tầng cần đến sau khi hãm dừng.
Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gây ra các hiện tợng bất lợi sau :
- Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra vào buồng thang khó
khăn hơn, tăng thòi gian ra, vào dẫn đến giảm năng suất của thang máy.

- Đối với thang máy chở hàng gây khó khăn trong việc bốc và xếp dỡ hàng
hóa. Trong một số trờng hợp không thực hiện đợc việc bốc xếp, dỡ hàng hoá.
Để khắc phục hậu quả đó, có thể ấn nhấp các nút bấm đến tầng (ĐT) lắp trong
buồng thang để đạt độ chính xác denàg buồng thang theo yêu cầu, nhng nó sẽ dẫn đến
các vấn đề không có lợi sau :
- Hỏng các thiết bị điều khiển.
- Gây tổn thất năng lợng trong hệ truyền động, nếu dùng động cơ không đồng
bộ rôto lồng sóc truyền động thang máy sẽ dẫn đến gây ra sự phát nóng của đông cơ
quá giới hạn cho phép.
- Gây hỏng các thiết bị cơ khí của thang máy.
- Tăng thời gian từ lúc phanh hãm tác động cho đến khi buồng thang dừng
hẳn.
Độ dừng chính xác của buồng thang đợc đánh giá bằng đại lợng
S
(hình
3.34).
Svth: Doãn Hoàng Mai 25

Lớp: Trang bị điện-điện tử K44