thiết kế tổng hộp hệ điện cơ cho thang máy, chương 2 doc

Chng 2: TíNH CHọN CÔNG sUấT
ĐộNG CƠ
Việc tính chọn đúng đắn công suất động cơ truyền động là
hết sức quan trọng Nếu nh- ta chọn công suất động cơ lớn hơn trị
số cần thiết thì vốn đầu t- sẽ tăng lên , động cơ th-ờng xuyên chạy
non tải làm cho hiệu suất
và hệ số cos giảm xuống . Nếu nh-
chọn công suất động cơ nhỏ hơn trị số yêu cầu thì máy sẽ không
đảm bảo đ-ợc năng suất .
Để có thể tính chọn đ-ợc công suất động cơ truyền động
điện cho thang máy cần có các điều kiện và tham số sau :
+ Sơ đồ động học của thang máy
+ Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phép
+ Trọng tải
+ Trọng l-ợng buồng thang
Hệ điện - cơ của thang máy mà em đang thiết kế có các yêu cầu
sau:
- Tốc độ : v = 1,5 m/s
- Chiều cao tầng 5 m
- Gia tốc a = 1,5 m/s
2
- Trọng l-ợng buồng thang : G
bt
=
1000 kg
G
đm
=
300 kg
- Đ-ờng kính pu li cáp : D = 0,45 m
II.1. Xây dựng biểu đồ phụ tải chính xác của thang máy

Chọn số tầng m
t
= 10 (10 tầng ) nên theo hình 3-3 Sách
Trang Bị Điện Tử dùng Cho Máy Công Nghiệp thì số lần dừng
theo xác xuất là m
d
= 4 lần với 5 ng-ời trong buồng thang (E = 5)
Nh- vậy số trọng l-ợng cho mỗi lần dừng là : 300 : 4 = 75
kg/1 lần dừng. Do có 4 lần dừng thì quá trình dừng sẽ diễn ra nh-
sau :
+ Từ tầng 1 đến tầng 3 .
+ Từ tầng 3 đến tầng 5 .
+ Từ tầng 5 đến tầng 7 .
+ Từ tầng 7 đến tầng 9 .
Trọng l-ợng buồng thang : G
bt
=
100 0 kg
G
đm
=
300 kg
- Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng :



P
G G v g
c
bt

. . .10
3

g m s 9 81
2
, /


P kw
c
1300159 810
0 8
23 88
3
. , . , .
,
,
- Khối l-ợng của đối trọng G
đt
= G
bt
+ . G ;
= 0,3 0,5
chọn = 0,4.

G
đt

= 1000 + 0,4 . 300 = 1120 (kg)
- Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có dùng đối trọng :


P G G G k v g
cn bt dt








. . . . . .
1
10
3


k : hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn h-ớng và đối
trọng .
k = 1,15
1,3 . Ta chọn k = 1,2 .


P kw
cn

1000 300
1
0 8
1120 0 8 1 51 2 9 810 12 85
3
.
,
. , . , . , , . ,
- Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải có dùng đối trọng :


P G G G k v g
ch bt dt








. . . . . .

1
10
3
P
ch
= 43,04 kw ;
Xây dựng biểu đồ phụ tải chính xác cho thang máy :
Số tầng m
t
= 10 (10 tầng ) , số lần dừng theo xác xuất là m
d
= 4
lần với 5 ng-ời trong buồng thang (E = 5)
Trọng l-ợng cho mỗi lần dừng là : 300 : 4 = 75 kg/1 lần dừng.
- Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải qua các lần dừng:

Tầng
1
3
Tầng
35
Tầng
57
Tầng
79
P
cn
(kw)
12,85

11,2 9,5 9,89
G
đm
(kg) 300 225 150 75
- Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải qua các lần dừng:
Tầng
9
7
Tầng
75
Tầng
53
Tầng
31
P
ch
(kw)
43,04
41,9 40,92 39,4
G
đm
(kg) 300 225 150 75
II.2. Tính toán thời gian của các quả trình chuyển động trong
thang máy
S
S
2


S

1
s3
S
3
Hình 4 t
1
t
2
t
3
Trong đó :
S
1
: Quãng đ-ờng đi đ-ợc trong thời gian mở máy .
S
2
: Quãng đ-ờng đi đ-ợc trong thời gian chuyển
động ổn định . S
3
: Quãng đ-ờng đi đ-ợc trong thời gian
hãm máy .
v =1,5 m/s
Theo bảng 3-1 sách Trang Bị Điện - Điện Tử Dùng cho máy công
nghiệp thì thời gian mở máy và hãm máy là 0,9 (s)
Nh- vậy
t
m
= t
h
= t

1
= t
3
= 0,9 (s)

S
1
= S
3
=


a t.
, . ,
,
1
2
2
2
1 5 0 9
2
0 6 (m)

S
2
= L - (S
1
+ S
3
) = 5 - 1,2 = 3,8 (m).

t
2
= 53,2
5,1
8,32

v
s
(s) t
2
là thời gian buồng thang chuyển
động ổn định

Tổng thời gian là : t = 3,8 + 0,9 + 0,9 = 5,6 (s)
Thời gian của chuyển động cơ bản ,tức là sự chuyển dời của
tải trọng , nếu nh- ta tính thêm cả thời gian của chuyển động phụ
thì theo sách Trang Bị Điện thì tuỳ theo loại kết cấu hay loại cửa
mở mà có thời gian khác nhau.
Ta chọn loại buồng thang có cửa rộng d-ới 800 mm , mở tự
động thì thời gian của chuyển động phụ là 7,2 (s)
Vây tổng thời gian là : t

= 5,6 + 7,2 = 12,8 (s)
Tổng thời gian mở máy và hãm máy là
T
1
= T
3
= 4 ( 0,9 + 0,9 + 7,2 ) = 36 (s)
T

2
=
510 5 5
1 5
45 51 2
1 5
39
1 5
26
1 2
. ( )
,
. ,
, ,
( )






S S
s
Tổng thời gian làm việc của quá trình nâng và hạ T

= 2 ( 36 + 26
) = 124 s
II . 3. Tính mô men t-ơng ứng với lực kéo đặt lên pu li cáp
Ta xét bài toán quy về trục động cơ nh- sau :

đ
,M
đ
M
qđ

2 3

t
, M
t
1
v , F
1. Động cơ
2. Hộp số G
3. Tang trống và tải trọng G

Hình 5
D = 0,45 m R m
0 45
2
0 225
,
,
Vận tốc góc của tang trống

TT
rad s
1 5

0 225
6 66
,
,
, /


đ
=


TT
.
, .
,25 25
6 66 60
2
1590 676 vòng /phút
F = ( G + G
bt
- k
1
.G
1
- G
đt
).g

M
F R

i
F R
i








.
.
.
.


ứng với hai tr-ờng hợp
F
F





0
0
Ta có bảng sau :

F

1
(N)

M
1
F
2
-
(N)
M
2
F
3
M
3
F
4
M
4
-1176 - 8,46 -
4116
- 29,6 -7056 -50,8 -9996 -71,9
Ta cã :

M M
M M
M M
M M
1 5
2 6

3 7
4 8











Nh- vËy ta cã m« men ®¼ng trÞ :
M
®t
=
M t M t M t M t
t
lv
1
2
1 2
2
2 3
2
3 8
2
8
. . . .   

M
®t
=


6346
54
7569717568507566297564682
2222
,
,.,,.,,.,,.,.


N.m
Quy ®æi m« men nµy vÒ trôc ®éng c¬

M M
i
qd dt
  
1 1 46 63
25 0 8
2 33

,
. ,
, (Nm)
Vậy công suất động cơ là : P =1590,76 . 2,33 = 3708 w = 3,7 kw
II.4 Chọn loại động cơ

* Nếu nh- ta chọn loại động cơ không đồng bộ thì ứng với P =
3,7 kw ta chọn loại động cơ có ký hiệu MTKF 380/220 v kiểu
MTKF 111- 6 có các thông số sau :
- Công suất P
đm
= 4,1 kw
- n
đm
= 850 vòng /phút
- cos
(khởi động ) = 0,81
- cos
(định mức ) = 0,83
- cos
(không tải ) = 0,108
- I
stđm
= 10,9 (A)
- I
st0
= 6,22 (A)
- r
st
= 2,1 ()
- x
st
= 1,93 ()
* Nếu ta chọn loại động cơ một chiều thì với công suất P = 3,7 kw
ta có loại động cơ mang ký hiệu
H - 220 v có vỏ bảo vệ kiểu

H - 145 có các thông số sau :
- P
đm
= 4,2 kw
- n
đm
= 600 1800 vòng/phút
- I
đm
= 24 (A)
. - Mô men quán tính của phần ứng J = 0,5 kgm
2
- r
-
+ r
cp
= 1,71 ()
- r
cks
= 162 ()
- Khối l-ợng của động cơ 330 kg
- Từ thông định mức của một cực từ
= 0,92.10
-2
II.5 Kiểm nghiệm loại động cơ
a) Kiểm nghiệm loại động cơ một chiều

M
P
n

M
dm
dm
dm dm
dm
dm






4 2 10
2
60
600 6 28
60
62 8
4200
62 8
65 2
3
, .
. . ,
,
,
,
Thực tế động cơ chịu M = 2,3 .M
đm
= 2,3 . 65,2 = 149,96 Nm

mà ta có M
đt
= 46,63 , nh- vậy M
đc
> M
đt
do đó theo ph-ơng pháp
mô men đẳng trị thì ta thấy đạt yêu cầu về mặt phát nóng.
b) Kiểm nghiệm động cơ xoay chiều

M
dm

4100
850 2 314
60
. . ,
46,08 Nm M
tt
= 2,3 .46,08 = 105,98
Nm