MÔN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐỀ TÀI: THANG MÁY

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

MÔN KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ
ĐỀ TÀI: THANG MÁY


Đồ án: Thang máy
Thang máy 2 tầng, nâng hạ, điều khiển thắng cơ khí, bảo vệ quá tải, thang máy
nặng M = 1 tấn, tốc độ V=0.5 m/s. Chọn động cơ kéo, hộp số, thiết bị điện và điều
khiển.

Mục lục :
I.Chọn Động Cơ
II.Chọn Biến Tần và Các Thiết Bị Chính
III. Thiết Kế Mạch Động Lực và Điều Khiển.
IV.Thuyết minh mạch điều khiển
V.Cài đặt biến tần
VI. Thiết kế tủ điện


I.Chọn động cơ

Phụ tải thang máy là tải thế năng

Yêu cầu thang máy phải dừng chính xác

Động cơ thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn, lặp lại, mở và
hãm máy nhiều lần

Đặc tính cơ của máy sản xuất:

Yêu cầu tốc độ:
-Dừng nhanh, chính xác
-Giảm sốc và chấn động cơ khí


Giải pháp:
Biến tần

Động cơ

Buồng

Đối

thang

trọng
ggg

Chọn động cơ cho thang máy:
Thang máy có các thông số:
M= 1 tấn
Tốc độ nâng hạ: V= 0.5m/s
Từ 2 yêu cầu trên ta chọn loại động cơ chuyên dụng cho thang máy là YJ200
model YTTD160TVF1-6 của hãng Mitsubishi
Động cơ có hộp số và thắng cơ khí


Các thông số của động cơ

Điện áp định mức
Dòng điện định mức
Công suất định mức
Tần số định mức

380V
17.4A
7.5KW
50Hz


Số cực
Hệ số công suất
Momen định mức
Hiệu suất

6
0.765
75.4Nm
85.5%

II. Chọn biến tần và các thiết bị chính:
-Từ các yêu cầu điều khiển thang máy và động cơ thang máy có vận tốc 0,5m/s và
có công suất 7.5kW nên ta chọn biến tần MICROMASTER 440, 7.5 kW(
6SE6440-2AD27-5CA1 ) của Siemen


Các thông số của biến tần

Product specifications

Description
power (kW)
input voltage (V)

7,50
3AC 380-480

max. output voltage (V)

3AC 480V

rated input current (A)

22

Rated output current (A)

18,4

Protection

IP20

output frequency MIN (Hz)

0 - 650

digital inputs (DIN)

6

analog inputs (AIN)

2 (0-10V, 0-20mA)

relay outputs (RL)

3 relay 30V DC/5A (resistive)
250V AC/2A (inductive)

control methods

vector control, torque control,
linear, quadratic, multipoint

analog output (AOUT)

2 (0/4-20mA)

Chọn CB:
CB là khí cụ điện dung để đóng cắt mạch điện (1 pha ,3 pha) có công dụng bảo
vệ ngắn mạch , quá tải mạch điện


Chọn CB theo catalog của biến tần MICROMASTER 440, 7.5 kW

Theo catalog của biến tần ta chọn CB 3RV1031-4FA10 của Siemens


Các thông số:



Bảo vệ quá tải động cơ 3 pha 400VAC, 18.5 kW



Dòng điện định mức: In = 40 A
Dải dòng điện điều chỉnh: 28 ... 40 A
Dòng cắt ngắn mạch tức thời: Im = 520 A
Dòng cắt ngắn mạch tới hạn: Icu = 50 kA






Độ bền tiếp điểm:
o Cơ: 50,000 lần
o Điện: 25,000 lần

Kích thước:


Chọn điện trở hãm:
-Dùng để hãm động năng
Theo catalog của biến tần ta chọn điện trở hãm 6SE6400-4BD16-5CA0 của
Siemens


6SE6400-4BD16-5CA0

Thông số kỹ thuật


Chọn contactor:
Contactor là 1 loại khí cụ điện dùng để đóng ngắt các tiếp điểm tạo liên lạc trong
mạch điện
Ta chọn contactor của hãng SIEMENS 3TF43 22-0XN2

1.Mô tả:


Công suất định mức(AC3-380VAC): 11 kW



Dòng điện định mức(AC3-380VAC): 22A
Số cực: 3 cực
Điện áp Coil điều khiển: 220VAC
Tiếp điểm phụ 2NO + 2NC





2.Kích thước:


Chọn MCB cho mạch điều khiển:
Ta chọn MCB C60A-2P-6A của hãng Schneider

1.Mô tả






MCB 2P
Số mã sản phẩm 23863.
Dòng định mức 6A.
Dòng cắt ngắn mạch 4.5kA.
Có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch

2.Kích thước


Chọn RƠLE Trung Gian
-Ta chọn rơ le trung gian của hãng OMRON


Đế cắm role

Chọn contactor cho mạch hãm
Ta chọn CONTACTOR SIEMENS 3TF30 10-0XN2

Các thông số:


Công suất định mức(AC3-380VAC): 4 kW






Dòng điện định mức(AC3-380VAC): 9A
Số cực: 3 cực
Tiếp điểm phụ 1NO + 0NC
Độ bền:
o Cơ: 15000000 lần
o Điện: 1200000 lần

Kích thước

Chọn công tắc hành trình:
Chọn công tắc hành trình của hãng OMRON mã số WLCA2-TS


Thông số kĩ thuật:
Cấp bảo vệ
Tuổi thọ
Tốc độ tác động
Tần số tác động
Cách điện
Điện trở tiếp điểm
Nhiệt độ làm việc
Tiêu chuẩn

Chọn nút nhấn:
Ta chọn nút nhấn của hãng simens

IP67
Cơ 15 triệu lần
Điện 750000 lần
1 mm/s đến 1 m/s
Cơ 120 lần/phút
Điện 30 lần/phút
100 MΩ Min (ở 500 VDC)
25 mΩ Max
-10o C đến 80oC
EC/IEC , UL/CSA


Chọn đèn báo
Ta chọn đèn báo của hãng Siemens


Chọn dây cáp mạch động lực:
-Ta chọn tiết diện cáp theo phần hướng dẫn lắp đặt cơ khí biến tần

Ta chọn cáp CVV 4 lõi của hãng CADIVI

Chọn dây cáp mạch điều khiển:
Ta chọn cáp điều khiển CVV 2 lõi mã sản phẩm 1120103 của hãng CADIVI


III.Thiết kế mạch động lực và điều khiển
 Mạch động lực và điều khiển

CR

rơle trung gian

L

nút nhấn đi lên

X

nút nhấn đi xuống

LS1

limit switch tầng trên

LS2

limit switch tầng duới

R1,R2

Rơle




Nhiệm vụ, yêu cầu của bộ phận mạch động lực:

 Nguồn điện 3 pha 380VAC/50hz
 CB dùng để bảo vệ các thiết bị trong mạch động lực khi xảy ra ngắn mạch,
quá tải
 Contactor K dùng để đóng mạch cấp điện cho mạch động lực
 Biến tần dùng để điều khiển động cơ chạy theo đúng yêu cầu đưa ra
 Động cơ dùng để kéo buồng thang lên xuống
 Điện trở hãm dùng để hãm động năng
 Công tắc hành trình được bố trí ở mỗi tầng để dừng động cơ
 Thắng cơ khí được kết hợp trong động cơ dùng để giữ động cơ không bị
trượt
 MCB1 dùng để bảo vệ phần mạch cấp điện cho phanh cơ khí
 MCB2 dùng để bảo vệ mạch điều khiển
 Contactor KP dùng điều khiển cấp điện cho thắng cơ khí
 Máy biến áp1 + cầu chỉnh lưu dùng để biến đổi điện áp 380AC thành
110DC cấp cho thắng cơ khí
 Máy biến áp 2 dùng biến đổi điện áp 380AC thành 220AC cấp cho mạch
điều khiển

IV. Thuyết minh mạch điều khiển
Thuyết minh mạch điều khiển
 Ban đầu khi bật CB chưa nhấn nút start thì chưa có điện cấp cho cuộn dây
contactor K, đèn off sáng
 Khi ta nhấn nút Start sẽ có điện từ lưới cấp cho cuộn K các tiếp điểm
thường hở K đóng lại để duy trì điện cấp cho cuôn dây K và cấp điện cho
đèn báo ON, tiếp điểm chính của contactor K bên mạch động lực cũng
được đóng lại cấp điện lưới cho mạch động lực
 Khi ta nhấn L, có điện cấp cho cuộn dây rơle R1,tiếp điểm thường mở R1
đóng lại, thang máy chạy lên và khi đụng công tắc hành trình LS1 mất
điện cấp cho cuộn dây rơle R1 thì thang máy dừng lại, tương tự khi ta
nhấn nút X,thang máy chạy xuống và khi đụng công tắc hành trình LS2 thì

dừng lại


 Điều khiển phanh cơ khí: biến tần điều khiển phanh cơ khí của động cơ
thông qua relay 2,chân số 21-22 của biến tần
 Khi khởi động,lúc này thắng cơ khí đang bóp lại, động cơ được
cấp điện sẽ kéo thang máy lên sau 1s (thời gian cài đặt trong
biến tần) relay2 sẽ đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây KP, tiếp
điểm chính thường mở của contactor KP bên mạch hãm sẽ đóng
lại, cấp điện cho thắng cơ khí, thắng sẽ mở ra và động cơ kéo
buồng thang đi
 Khi dừng lại,thang máy sẽ từ từ giảm tốc cho tới khi dừng hẳn,
nhưng lúc này động cơ vẫn đươc cấp điện để giữ buồng thang
không rơi,sau thời gian cài đặt trên biến tần relay2 sẽ mở ra,
mất điện cuộn dây contactor KP, tiếp điểm chính KP bên mạch
hãm sẽ mở ra mất điện cấp cho thắng cơ khí, thắng sẽ bóp lại và
lúc này mới ngắt điện động cơ
 Khi có sự cố tiếp điểm thường hở của relay1 (chân 19-20) sẽ đóng lại
cấp điện cho cuộn dây của rơle CR, tiếp điểm thường đóng CR mở ra
ngắt nguồn cuộn dây contactor K, tiếp điểm chính K bên mạch động
lực mở ra ngắt điện cấp cho mạch,động cơ dừng lại, đèn báo ERROR
sáng báo sự cố
 Khi nhấn nút Stop mất điện cấp cho cuộn K ,thang dừng lại,đèn OFF
sáng

V-Cài đặt thông số biến tần
Yêu cầu cài đặt:






Cài đặt các thông số động cơ
Chế độ điều khiển
Các đầu vào, đầu ra số để động cơ chạy lên, xuống, hãm, sự cố
Cài đặt thời gian đóng, mở phanh cơ khí


Giá trị cài đặt
-Vào P0205 nhập kiểu momen yêu cầu:
-Vào P0300 chọn kiểu động cơ
-Vào P0304 nhập điện áp định mức của động cơ

0 (Mômen không đổi)
1 (động cơ không đồng bộ)
380

-Vào P0308 nhập hệ số công suất định mức

0.765

-Vào P0309 nhập hiệu suất định mức

0.855

-Vào P0305 nhập dòng điện định mức của động cơ

17.4

-Vào P307 nhập công suất định mức của động cơ

7.5

-Vào P0310 nhập tần số định mức của động cơ

50

-Vào P0311 nhập tốc độ định mức của động cơ

0.5m/s

-Vào P1120 nhập thời gian tăng tốc

10s

-Vào P1121 nhập thời gian giảm tốc

10s

-Vào P1300 chọn mode điều khiển:

20 (điều khiển vector)

-Vào P3900,chức năng tính toán thông số động cơ
-Vào P0701 chọn chức năng đầu vào số số 1
-Vào P0702 chọn chức năng cho đầu vào số số 2
-Vào P0731 chọn chức năng cho đầu ra số số 1
-Vào P1237 chọn chế độ hãm động năng
-Vào P0732 chọn chức năng cho đầu ra số số 2

3
1(chạy thuận)
12 (chạy nghịch)
52.3(Kích hoạt chế độ phát
hiện lỗi)
5
52.C (chế độ hãm cơ khí hoạt
động)

-Vào P1216 chọn thời gian nhả phanh

1s

-Vào P1217 chọn thời gian hãm sau khi giảm tốc

1s

-Vào P0290,chọn chế độ phản ứng cho biến tần khi quá
nhiệt

0 (giảm tần số đầu ra )


-Vào P0640, nhập hệ số quá tải của động cơ

VI.Thiết kế tủ điện:

150%(150% dòng điện định
mức của động cơ)