Giáo trình phân tích cấu tạo cáp thang máy với hệ thống điện và hệ thống điều khiển dùng thủy lực trong chuyển động p4 ppt

Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
31
cao MH đợc nối hình sao và tổ đấu dây tốc độ thấp ML đợc nối hình tam giác.
Ban đầu động cơ làm việc bằng tổ nối dây tốc độ cao MH, năng lợng đợc cấp
qua tiếp điểm của công tắc tơ T, công tắc tơ U (nếu thang đi lên) hoặc công tắc
tơ D (nếu thang đi xuống). Để dừng chính xác buồng thang, khi đi đến gần vị trí
tầng cần dừng công tắc hành trình báo vị trí tầng sẽ phát tín hiệu tới hệ thống
điều khiển ra lệnh cắt điện của tổ đấu dây tốc độ cao và đóng điện cho tổ đấu dây
tốc độ thấp. Việc cắt điện của tổ đấu dây tốc độ cao nhờ công tắc tơ T, và đóng
điện cho tổ đấu dây tốc độ thấp nhờ công tắc tơ G.
Hệ truyền động - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc hai cấp tốc độ có u
điểm là làm việc chắc chắn dừng tầng chính xác. Song có nhợc điểm là vì động
cơ thay đổi tốc độ theo cấp nên độ giật buồng thang khá lớn, gây ồn lớn.














Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
32

2.2.4 Hệ truyền động biến tần - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc cho
thang máy tốc độ trung bình














Hình II.4. Cấu trúc bộ biết tần nguồn áp
Ngày nay truyền động cho thang máy chở ngời có tốc độ trung bình hầu
hết ngời ta sử dụng hệ truyền động biến tần - động cơ roto lồng sóc kết hợp với
bộ điều khiển PLC. Nguyên lý của bộ biến tần nguồn áp bao gồm một mạch
chỉnh lu CL chỉnh lu điện áp xoay chiều ba pha thành điện áp một chiều, điện
áp một chiều này qua mạch lọc trung gian L, sau đó đa vào bộ nghịch lu tạo ra
một điện áp xoay chiều ba pha có tần số và biên độ khác so với điện áp lới. Biên
độ điện áp ở đầu ra của bộ biến tần có thể thay đổi đợc nhờ sự thay đổi góc mở
CL L NL
C
Đ
KĐK
C
Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46

Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
33
của các thyristor mạch chỉnh lu. Tần số điện áp đầu ra của biến tần có thể đợc
điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tần số đóng cắt các thyristor mạch nghịch lu.
Góc mở của các thyristor mạch chỉnh lu và nghịch lu đợc điều khiển
bởi các tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển. Các bộ biến tần hiện nay đợc chế
tạo trọn bộ, các bộ biến tần này thông thờng bao gồm hệ thống mạch có thể là
thyristor hoặc có thể là tranzito, một trung tâm điều khiển CPU ứng dụng công
nghệ one - chip. Trung tâm điều khiển này làm nhiệm vụ đóng mở các van bán
dẫn mạch lực, có khả năng giao tiếp với thế giới bên ngoài và truyền thông với
các thiết bị khác. Ngoài ra trong bộ biến tần còn có các bộ phận bảo vệ cho các
van.
Ưu điểm của hệ truyền động biến tần - động cơ là có thể thay đổi các
thông số thông qua việc lập trình cho biến tần, có khả năng thay đổi thời gian
khởi động, thời gian hãm một cách mềm mại để giảm độ giật cho buồng thang,
điều khiển tốc độ mềm hoàn toàn, có khả năng điều khiển sâu tốc độ, chất lợng
điều khiển cao, có khả năng giữ độ cứng cơ của động cơ tốt, dễ vận hành và bảo
dỡng.
Nhợc điểm: giá thành đầu t cao, song ngày nay với việc chế tạo hàng
loạt nên giá cho một biến tần ngày càng giảm. Một nhợc điểm nữa của bộ biến
tần là dạng điện áp đầu ra có chứa nhiều sóng hài nên dễ gây nhiễu cho lới điện
ba pha và lới thông tin ở gần vị trí đặt biến tần, nhất là đối với các bộ biến tần
công suất lớn thì khả năng gây nhiễu là rất lớn do vậy các bộ biến tần công suất
lớn thờng đợc chế tạo kèm theo với một bộ lọc nhiễu.
2.3 chọn công suất động cơ cho thang máy
Chọn công suất động cơ là một trong những yêu cầu quan trọng trong truyền
động điện, nó quyết định trực tiếp đến kinh tế và kỹ thuật của hệ thống. Nếu chọn
công suất động cơ nhỏ hơn so với yêu cầu phụ tải, thì sẽ làm cho động cơ làm
Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN

34
việc quá tải. Do đó sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ, trong nhiều trờng hợp còn
có thể gây ra cháy động cơ. Nếu chọn công suất động cơ lớn hơn yêu cầu phụ
thải thì động cơ sẽ phải làm việc non tải, kết quả là gây ra lãng phí, không kinh
tế. Nếu chọn kiểu động cơ không phù hợp với yêu cầu phụ tải, thì động cơ sẽ
không thể đáp ứng đợc yêu cầu truyền động cho phụ tải, ngoài ra còn gây hại
cho động cơ. Thang máy là một phụ tải thế năng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp
lại, có điều chỉnh tốc độ do đó đối với thang máy tốc độ trung bình thì động cơ
chọn tốt nhất là động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha rotor lồng sóc. Công
suất động cơ đợc tính chọn nh sau:
2.3.1 Xác định phụ tải tĩnh khi nâng tải
FG GGKg
ndmcbdt
=+
+
()

Trong đó :
K : Hệ số tính đến ma sát giữ đối trọng, buồng thang với thanh dẫn hớng,
thờng chọn K = 1,15
g : Gia tốc trọng trờng lấy g = 9,87m/s
2

2.3.2 Xác định phụ tải tĩnh khi hạ tải
Giả thiết rằng khi hạ tải thang làm việc ở chế độ nặng nề nhất tức là hạ
không tải.
* Tính lực kéo đặt lên puli khi hạ không tải
[]
FGGGKg
hdmcbbt

= + +()

Với giả thiết hạ không tải nên G
dm
= 0
Do đó :
[]
FGGKg
hdmbt
= +()





Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
35
2.3.3 Tính các khoảng thời gian mở máy và hãm máy

* Khoảng thời gian từ t
0
=> t
1

Trong khoảng thời gian này độ giật là hằng số, gia tốc tỷ lệ bậc nhất với độ
giật, tốc độ tỷ lệ bậc hai với độ giật
Phơng trình gia tốc
a
a
t
t=
0
1

Độ giật là đạo hàm bậc nhất của gia tốc nên :


0
0
1
1
0
0
===>=
da
dt
a
t

t
T
a

* Khoảng thời gian t
2

Phơng trình vận tốc của đoạn này :
v
tv v
tt
tv v
tt
=





()()
21
21
12 1
21

Ta có:
a
dv
dt
vv

tt
ttavv t
v
a
v
a
t
0
21
21
210 2 1 2
2
0
1
0
1
==


=> ==>=+
()

V
h
(m/s
3
)
a (m/s
2
)

v (m/s)
Mở máy
Chế độ
ổn định
Hãm xuống
tốc độ thấp
Chạy tốc
độ thấp và
hãm dừng








0 t(s)
t
0

v
0
t
1

v
1

t

2

v
2

t
3

v
h

t
4

v
h

t
5

v
3
t
6

v
4

t
7

v
1

t
8

v
0






a
0

V

0
Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
36

* Quãng thời gian từ t
2
đến t
3

Phơng trình gia tốc :
aa
at
tt
at
tt
=

+

0
0
32
02
32


Độ giật là đạo hàm bậc 1 của gia tốc :


0
0
32
32
0
0
= =

=>=
da

dt
a
tt
tt
a


Thời gian mở máy
T
mm
= t
1
+ t
2
- t
1
+ t
3
t
2
=t
3
Chọn công suất động cơ
* Xác định mômen đẳng trị
M
Mt
T
dt
ii
i

n
ck
=
=

2
1
.

Trong đó :
M
i
: là mômen tơng ứng với thời gian t
i

T
ck
: là thời gian toàn bộ một chu kỳ làm việc
Thay các thông số
* Xác định công suất đẳng trị
P
đt
= M
đt
.W
đ

* Xác định hệ số đóng điện tơng đối
Theo công thức :
TD

t
tt
LV
LV n
%.=
+


100

* Hiệu chỉnh công suất động cơ về chế độ tiêu chuẩn :
Theo công thức :
Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
37
PP
TD
TD
dt
tc
= .
%
%

Trong đó: TD
tc
% là hệ số đóng điện tơng đối tiêu chuẩn, với thang máy
làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên TD
tc
% = 25%Vậy công suất động cơ cần

chọn là P
đm
P.























Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
38

Chơng III
Hệ thống điện và các hệ thống điều khiển trong
thang máy
3.1 Hệ thống điện trong thang máy
Hệ thống điện trong thang máy bao gồm các mạch sau:
3.1.1 Mạch động lực
Đây là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở, đảo chiều
động cơ 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. Lựa chọn mạch động lực phù hợp sẽ đem lại hiệu
quả kinh tế và tính an toàn khi vận hành.
3.1.2 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 theo 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 tự động đều
dùng nút ấn.
3.1.3 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.
Mạch chiếu sáng là hệ thống chiếu sáng cho cabin, buồng máy và hố
thang.


Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
39
3.1.4 Mạch an toàn

Là hệ thống các công tắc, rơle, tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho
ngời, hàng 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 hạn chế hành trình; các tiếp điểm tại
cửa cabin, cửa tầng, tại hệ thống treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ. Mạch an
toàn tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt
động 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 cabin vợt quá giới hạn cho phép.
- Một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.
- Cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng cha đóng.
3.2 Các hệ thống điều khiển trong thang máy
3.2.1 Mạch rơle
Nếu sử dụng loại mạch này thì nó có các u nhợc điểm sau:
u điểm:
- Giá thành từng chức năng khá thấp
Nhợc điểm:
- Kích thớc vật lý lớn.
- Tốc độ điều khiển chậm.
- Mất nhiều thời gian thiết kế và lắp đặt.
- Khả năng điều khiển các chức năng phức tạp là không có.
- Khả năng thay đổi điều khiển rất khó.
- Các công tắc bảo trì phức tạp.


Báo cáo tốt nghiệp Phạm Văn Thuận TĐH 46
Khoa Cơ Điện TRờng ĐHNNI - HN
40

3.2.2 Mạch số
u điểm:
- Giá thành từng chức năng thấp.
- Kích thớc vật lý rất gọn.
- Tốc độ điều khiển rất nhanh.
- Có khả năng điều khiển các chức năng phức tạp.
Nhợc điểm:
- Mất nhiều thời gian thiết kế.
- Khả năng thay đổi điều khiển khó.
- Công tắc bảo trì phức tạp.
3.2.3 Máy tính
u điểm:
- Kích thớc vật lý khá gọn.
- Tốc độ điều khiển nhanh.
- Có khả năng điều khiển các chức năng phức tạp.
- Khả năng thay đổi điều khiển khá đơn giản.
Nhợc điểm:
- Giá thành từng chức năng cao.
- Mất nhiều thời gian lập trình.
- Công tắc bảo trì phức tạp.
3.2.4 Sử dụng PLC
u điểm:
- Giá thành từng chức năng thấp.
- Kích thớc vật lý rất gọn.
- Tốc độ điều khiển nhanh.
- Lập trình và lắp đặt đơn giản.