ĐỒ án TỔNG hợp hệ điện cơ thiết kế hệ truyền động thang máy chở người

ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN 111Equation Chapter Section 1ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ Họ tên sinh viên : Mai Đình Huyên Lớp : ĐH CNKTĐ K8 Tên đề tài : Thiết kế hệ truyền động thang máy chở người a/Số liệu cho trước: Loại động : Tốc độ V= 1,5 m/s; Gia tốc a = 1,5 m/s 2; Chiều cao tầng h0 = 4m.; Số tầng n = tầng Trọng lượng Cabin G = 1000 kg ; Trọng η lượng tải: Gđm = 650 kg; Đường kính puli D = 0,45m; Hiệnsuấtcơcấu = 0,75 ; Tỷ số truyền cấu i = 20 b/Nội dung thực đồ án: 1.Khái quát yêu cầu truyền động điện thang máy trang bị điện thang máy chở người Tính tốn chọn cơng suất động cho truyền động thang máy Lựa chọn phương án truyền động điện cho thang máy chở người Thiết kế mạch lực mạch điều khiển cho hệ truyền động điện Tính chọn thiết bị điện cho hệ truyền động thang máy chở người c/ Yêu cầu: Thời gian nhận đồ án : 5/01/2017 Thời gian hồn thành : 20/2/2017 Duyệt mơn Giáo viên hướng dẫn Lương Thanh Bình SVTH: MAI ĐÌNH HUN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN MỤC LỤC Contents SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Trong sống xây dựng đổi đất nước việc phát triển khoa học kỹ thuật ứng dụng vào lĩnh vực công nghiệp nước ta nhập nhiều loại máy móc, thiết bị đại Do địi hỏi q trình giảng dạy cho học sinh, sinh viên phải trang bị kiến thức nguyên lý, nguyên tắc vận hành trang thiết bị nhằm nắm bắt kịp thời với thực tế xã hội Trong trình học tập trường em học môn học Trang Bị Điện, để củng cố kiến thức mơn học có nhiều đề tài mơn học cho máy khác Em nhân đề tài: Thiết kế trang bị điện cho thang máy Thiết kế trang bị điện cho thang máy việc khó Trong thời gian làm đồ án với nỗ lực thân với bảo hướng dẫn tận tình thầy môn Trang bị điện, đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn Lương Thanh Bình, em hồn thành xong thiết kế Trong trình thiết kế đồ án với kiến thức cịn hạn chế đồ án khó tránh khỏi khiến khuyết Em mong nhận nhận xét góp ý thầy để thiết kế em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm chung thang máy Ngày với phát triển mạnh mẽ công nghiệp, trung tâm công nghiệp thương mại phát sinh nhu cầu lớn xây dựng nhà cao tầng nhằm tiết kiệm đất đai dân số xã hội ngày tăng, bên cạnh tình trạng di dân từ nơng thơn lên đô thị ngày tăng dẫn đến mật độ dân cư thành phố tăng lên đáng kể Vì đất đai ngày thu hệp lại nhu cầu xây dựng khu công nghiệp cần thiết đôi với việc xây dựng tịa nhà cao tầng việc di chuyển lên tầng cao quan tâm Bên cạnh số nghành cơng nghiệp viêc vận chuyển thiết bị từ thấp lên cao lại đóng vai trò định lớn đến suất lao động vấn đề đặt tạo thiết bị có khả chuyển chở người vật dụng nhằm phục vụ sống, phục vụ sản xuất mội điều cần thiết, thang máy đời đáp ứng tốt đòi hỏi Vậy hiểu thang máy gì? Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở người hàng hóa theo phương thẳng đứng Nó loại hình nâng chuyển sử dụng rộng rải nghành sản xuất kinh tế quốc dân nghanh khai thác hầm mỏ nghành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ … nơi thang máy sử dụng để vận chuyển hàng hóa sản phẩm, đưa cơng nhân tới nơi làm việc có độ cao khác ….nó thay cho sức lực người mang lại suất cao Trong sinh hoạt dân dụng thang máy sử dụng rộng rãi tòa nhà cao tầng , quan, khách sạn…thang máy giúp cho người tiết kiệm thời gian sức lực Ở Việt Nam từ trước đến thang máy chủ yếu sử dụng công nghiệp để chở hàng phổ biến.Nhưng giai doạn nên kinh tế nước ta có bước phát triển mạnh nhu cầu sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên 1.2 Cấu trúc chung thang máy Mặc dù, thang máy máy nâng có kết cấu đa dạng trang thiết bị chín thang máy máy nâng gồm có: buồng thang, tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động truyền động, phanh hãm điện từ thiết bị điều khiển Tất thiết bị thang máy bố trí giếng buồng thang (khoảng khơng gian từ trần tầng cao đến mức sâu tầng 1), buồng máy (trên trần tầng cao nhất) hố buồng thang (dưới mức sàn tầng) SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Động điện Puli Cáp treo Bộ phận hạn chế tốc độ Buồng thang Thanh dẫn hướng Hệ thống đối trọng Trụ cố định Puli dẫn hướng Cáp liên động Cáp cấp điện Động đóng,mở buồng thang Hình 1.1: Bố trí thiết bị thang máy a) Thiết bị lắp buồng máy + Cơ cấu nâng Trong buồng máy lắp hệ thống tời nâng - hạ buồng thang 1(cơ cấu nâng) tạo lực kéo chuyển động buồng thang đối trọng Cơ cấu nâng gồm có phận: phận kéo cáp (puli tang quấn cáp), hộp giảm tốc, phanh hãm điện từ động truyền động Tất phận lắp đế thép Trong thang máy thường dùng hai cấu nâng: (hình 1-2) Cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1-2 a) Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ (hình 1-2b) Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ thường sử dụng thang máy tốc độ cao SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN + Tủ điện: tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì loại, công tắc tơ rơle trung gian + Puli dẫn hướng + Bộ phận hạn chế tốc độ làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang Hình 1.2: Cơ cấu nâng a) Cơ cấu nâng có hộp tốc độ; b) Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ Động truyền động; Phanh hãm điện từ; Hộp tốc độ; Bộ phận kéo cáp b)Thiết bị lắp giếng thang máy Buồng thang: trình làm việc, buồng thang (hình 1-1) di chuyển giếng thang máy dọc theo dẫn hướng Trên buồng thang có lắp đặt bảo hiểm, động truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 Trong buồng thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn buồng thang điện thoại liên lạc với bên trường hợp thang điện Cung cấp điện cho buồng thang dây cáp mềm 11 Hệ thống cáp treo (hình 1-1) hệ thống cáp hai nhánh đầu nối với buồng thang đầu lại nối với đối trọng với puli dẫn hướng SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Trong giếng thang máy lắp đặt cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang tầng hạn chế hành trình nâng - hạ thang máy c) Thiết bị lắp đặt hố giếng thang máy Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc hệ thống giảm xóc giảm xóc thuỷ lực tránh va đập buồng thang đối trọng xuống sàn giếng thang máy trường hợp cơng tắc hành trình hạn chế hành trình xuống bị cố (không hoạt động) 1.3 Các thiết bị chuyên dùng thang máy Phanh hãm điện từ: Vềkết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạtđộng giống nhưphanh hãm điện từ dùng cấu cầu trục Phanh bảo hiểm ( phanh dù): Phanh bảo hiểm có nhiệm vụlà hạn chếtốcđộdi chuyểncủa buồng thang vượt giới hạn cho phép giữ chặt buồng thang chỗ cách ép vào hai dẫn hướng trường hợp bị đứt cáp treo Về kết cấu cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại: - Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp - Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1-3) dùng để hãm êm - Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp Hình 1.3: Phanh bảo hiểm kiểu kìm Thanh dẫn hướng; Gọng kìm; Dây cáp liên động với hạn chế tốc độ; 4.Tang- bánh vít; Nêm Phanh bảo hiểm lắp đặt buồng thang, hai gọng kìm trượt dọc theo hai dẫn hướng 1.Nằm hai cánh tay đầu gọng kìm có nêm gắn chặt với hệ truyền lực trục vít tang - bánh vít Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren: bên phải ren phải, phần bên trái ren trái Khi tốc độ buồng thang thấp SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm hai đầu trục vít vị trí xa so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọng kìm trượt bình thường dọc theo d ẫn hướng Trong trường hợp tốc độ buồng thang vượt giới hạn cho phép, tang - bánh vít quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm phía mình, làm cho hai gọng kìm ép chặt vào dẫn hướng, kết hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang trường hợp bị đứt cáp treo, giữ chặt buồng thang vào hai dẫn hướng c) Cảm biến vị trí Các cám biến vị trí dùng để : Phát lệnh dừng buồng thang máy tầng Chuyển đổi tốc độ động truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp buồng thang lên gần đến tầng cần dừng , để nâng cao độ xác Xác định vị trí buồng thang 1.4 Phân loại thang máy 1.4.1 Phân loại theo chức Thang máy chở người nhà cao tầng Thang máy dùng bệnh viện Thang máy dùng công nghiệp để chở thiết bị, máy móc,vật liệu, quặng… Thang máy dùng nhà ăn, thư viện Phân loại theo tốc độ di chuyển Thang máy tốc độ thấp ≤ Tốcđộ v m/s Thang máy trung bình ÷ Tốc độ v = 0,75 1,5 m/s ÷ Thường dùng cáctồnnhàcótừ 12 tầng Thang máy tốc độ cao ÷ Tốc độ v = 2,5 3,5 m/s Thường dùng tòa nhà có số tầng : mt> 16 tầng Thang máy tốc độ cao ( siêu tốc ) - Tốc độ v > m/s - Thường dùng tòa tháp cao tầng 1.4.3 Phân loại theo tải trọng Thang máy loại nhỏ : Q < 160 kg ÷ Thang máy loại trung bình : Q = 500 2000 kg SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Thang máy loại lớn : Q > 2000 kg Yêu cầu công nghệ truyền động 1.4.2 Dừng xác buồng thang Buồng thang máy phải dừng xác so với mặt tầng cần đến sau hãm dừng Nếu buồng thang dừng khơng xác xảy tượng sau: Đối với thang máy chở khách : làm khách vào khó khăn , tăng thời gian – vào , giảm hiệu suất phục vụ thang máy Độ dừng xác buồng thang đánh giá đại lượng △ s ( hiệu số quảng đường buồng thang trượt từ hãm phanh điện từ tác động đến buồng thang dừng hẳn có tải khơng có tải theo hứng di chuyển buồng thang ) Hình 1.7: Dừng xác buồng thang Các thơng số ảnh hướng đến độ xác dừng buồng thang gồm : J momen quán tính phần chuyển động buồng thang ∆ tquántínhđiện từ phần tử chấp hành sơ đồ điều khiến thang máy Mph , MC momen cấu phanh hãm điện từ sinh tải trọng thang máy V0 tốc đọ di chuyển buồng thang bắt đầu hãm dừng SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Ba thông số thang máy coi không đối thông số ± ∆ V0 thông số định Độdừngchínhxácchophép Smax= 20 mm Tốc độ di chuyển buồng thang Tốc độ di chuyển buồng thang định đến suất thang máy có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhà cao tầng việc tăng tốc độ lại tăng thêm chi phí đầu tư vận hành Nếu tăng tốc độ thang máy từ v= 0.75 m/s lên v= 3,5 m/s giá thành tăng lên hay lần , tùy vào độ cao tồn nhà mà phải chọn thang máy có tốc độ phù hợp với tốc đọ tối ưu , đáp ứng đầy đủ tiêu kinh tế kỹ thuật Gia tốc lớn cho phép Trị số tốc độ di chuyển trung bình thang máy tăng cách giảm thời gian tăng tốc hệ truyền động thang máy ( tăng gia tốc ) buồng thang di chuyển với gia tốc lớn gây cảm giác khó chịu cho hành khách ≤ ( chóng mặt, ngạt thở …) Gia tốc tối đathườngđượcchọn : a m/s2 Độ giật( p): Tốc đọ tăng gia tốc mở máy tốc độ giảm gia tốc hãm máy định di chuyển êm buồng thang Ρ= da d v d s = = dt dt dt ≤ Khigiatốc a m/s2 trịsốđộgiật tốc độ tối ưu : p < 20 m/s2 Ta có biểu đồ làm việc tối ưu cho thang máy tốc độ trung bình tốc độ cao Hình 1.8 : Đồ thị biểu diện phụ thuộc s, gia tốc a đô giật p theo thời gian Biểu đồ tối ưu đạt chúng hệ truyện động điện chiều dùng hệ biến tần động xoay chiều Nếu dùng hệ truyền động xoay chiều với động không đồng rotor lồng sốc hai cấp tốc độ,biểu độ làm việc đạt gần với biểu đồ tối ưu SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 10 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN τ = t3 − t thời gian trể BBĐ bị khóa hàn tồn , dịng điện phần ứng bị triệt tiêu Tại thời điểm t3 suất điện động động cịn dương , tín hiệu lơgic b kích cho FX2 phát xung mở BBĐ2 với góc α >π /2 cho dịng điện phần ứng khơng vượt α2 giá trị cho phép , động hãm tái sinh Nếu nhịp điệu giảm phù hợp với qn tính hệ trì dịng điện hãm dịng điện ngược khơng đổi , điều thực mạch vòng điều chỉnh tự động dòng điện hệ thống Trên sơ đồ khối lơgic i1d ,i1L , i2Llà tín hiệu lơgic đầu vào,b va b2 tín hiệu lơgic đầu để khóa phát xung điều khiển i1d=1 phát xung điều khiển mở BBĐ1 i1L=0 phát xung điều khiển mở BBĐ2 i1L (i2L )=1 có dịng điện chạy qua BBĐ1(BBĐ2) b1 (b2) =1 khóa phát xung FX1(FX2) Khoảng thời gian trể đảm bảo mạch xung có độ rộng khơng đổi Mạch điều khiển nhờ lơgic (có đảo chiều) có dạng: b i1d i1L + i2 L = b1 = i1d i1L + i2 L Hệ truyền động van đảo chiều điều khiển riêng có ưu điểm làm việc an tồn , khơng có dịng điện cân chạy qua biến đổi ,song cần khoảng thời gian trễ , dịng điện động khơng SVTH: MAI ĐÌNH HUN Trang 28 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Kết luận:Với tiêu truyền động phân tích, dự án thiết kế thang máy chở người cho tòa nhà tầng với tải trọng 650 kg tốc độ chuyển động v=1,5(m/s) nên chọn động xoay chiều cấp độ điều khiển rơ le công tắc tơ Hệ cho phép dừng buồng thang với độ xác cao, thực cách giảm tốc độ động xuống thấp trước dừng Đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 4.1 Khái quát chung Mạch động lực hệ thống điều khiển cấu dẫn động thang máy để đóng mở, đảo chiều cấu dẫn động phanh tời kéo Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động Cabin cho trình mở máy, phanh êm dịu dừng Cabin xác Thiết kế mạch lực hệ thống tính tốn lựa chọn thiết bị cho hệ truyền động Việc tính chọn có ý nghĩa quan trọng mặt kỹ thuật kinh tế Bởi tính chọn xác, tỉ mỉ hệ thống hoạt động có hiệu quả, nâng cao cơng suất hệ thống Việc tính chọn thiết bị phải đảm bảo yêu cầu sau: - Về mặt kỹ thuật phải đảm bảo yêu cầu công nghệ thông số phải phù hợp với thiết bị Về mặt kinh tế, thiết bị chọn việc thoả mãn u cầu kỹ thuật cịn phải có giá thành hợp lý, phù hợp với tiêu kinh tế Như phân tích chương trước Để truyền động cho thang máy ta chọn hệ điều khiển rơ le cơng tắc tơ Hạn chế dịng trình chuyển đổi tốc độ động ( động làm việc chế độ máy phát thực hãm tái sinh) từ tốc độ cao sang tốc độ thấp thực cách đưa thêm điện trở phụ R vào pha dây quấn stato động Quá trình đảo chiều chuyển động thang máy có nhiều phương pháp, dựa phương pháp: + Đảo chiều quay động nhờ dịng kích từ + Đảo chiều quay động nhờ đảo chiều dòng phần ứng Tuy nhiên, phương pháp đảo chiều nhờ dịng kích từ có nhiều hạn chế cuộn cảm có hệ số tự cảm lớn (qn tính từ lớn) nên làm tăng thời gian đảo chiều, không thoả mãn u cầu cơng nghệ thang máy Vì ta xét trình đảo chiều động đảo chiều dòng phần ứng - Đảo chiều dòng điện phần ứng tiếp điểm khí Sơ đồ truyền động: SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 29 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Hình 4.1: Sơ đồ truyền động đảo chiều dòng điện tiếp điểm khí Trên sơ đồ: - Cuộn kích từ động (CKĐ) cấp nguồn chỉnh lưu: CL2 - Bộ chỉnh lưu CL1, chỉnh lưu dịng điện chiều có chiều khơng đổi phía đầu ra, trước đưa vào phần ứng động cơ, người ta bố trí tiếp điểm cơng tắc tơ T N cho điều khiển cơng tắc tơ đóng tiếp điểm đảo chiều dòng điện phần ứng, dẫn đến đảo chiều quay động 4.1 Động truyền động Động truyền động động không đồng rôt lồng sóc hai cấp tốc độ Mỗi cấp tốc độ có dây quấn riêng biệt, nên chuyến đổi tốc độ hai dây quấn khơng có liên quan tốc độ Trên sơ đồ ta thấy có đầu dây cáp nguồn bảng đấu động cơ, tốc độ đấu sợi Ngoài cịn có động có cơng suất nhỏ dùng để đóng mở cửa cabin Cấp nguồn cung cấp cho hệ aptomat AP Cuộn dây stato động nối vào nguồn cấp qua tiếp điểm công tác tơ nâng U công tắc hạ D tiếp điểm công tắc tơ tốc độ nhanh GV công tắc tơ tốc độ chậm BV SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 30 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN 4.2 Các công tắc tơ Để điều khiển cho hoạt động nâng hạ cabin để chuyển đổi tốc độ nhanh chậm sử dụng công tắc tơ chiều: Công tắc tơ U: dùng để điều khiển cho thang máy lên Công tắc tơ D : dùng để điều khiển cho thang máy xuống Công tắc tơ GV : dùng thang tốc độ cao Công tắc tơ BV : dùng để điều khiển thang máy tốc độ thấp Các công tác tơ U, D, GV, BV phải làm việc theo trình tự yêu cầu thao tác Khi hoạt động khơng để xảy lúc công tắc tơ U, D làm việc công tắc tơ GV BV làm việc Nếu công tắc tơ làm việc gây cháy , chập pha mạch lực , gây hư hỏng hoàn tồn tiếp điểm cơng tắc tơ cáp dẫn Do mạch ta phải bố trí khóa liên động thơng qua tiếp điểm thường đóng cơng tắc tơ Khi cơng tắc tơ U hoạt động tiếp điểm thường đóng U mở cắt nguồn điều khiển phía cơng tắc tơ D không cho công tắc tơ D hoạt động ngược lại.Như đảm bả xảy U D làm việc , tránh tượng hai làm việc lúc Giữa hai cơng tắc tơ GV BV bố trí tương tự để đảm bảo có cuộn dây tốc độ động làm việc 4.3 Rơle bảo vệ Rơ le nhiệt RN có tác dụng bảo vệ tải Chúng đấu nối trược tiếp với mạch động lực động cơ, tiếp điểm thường đóng chúng đấu nối trực tiếp với nguồn điều khiển Khi xảy q tải dịng điện chạy động lớn dòng điện định mức dẫn đến nhiệt độ động tăng rơ le nhiệt bảo vệ tác động , tiếp điểm thường đóng rơ le mở làm hở mạch điều khiển cắt nguồn mạch lực động 4.4 Aptomat Aptomat làm nhiệm vụ đóng cắt nguồn cung cấp cho mạch lực , đảm bảo cho động làm việc điều kiện bình thường, cắt mạch động lực có cố Việc chọn aptomat dựa vào thơng số sau: Dịng điện tính tốn mạch Dịng điện q tải Tính thao tác có chọn lọc Ngồi việc lựa chọn cịn phải vào đặc tính làm việc phụ tải, aptomat khơng phép cắt có q tải ngắn hạn thường xảy điều kiện làm việc bình thường dòng khởi động động SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 31 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Yêu cầu chung dòng điện định mức giới hạn bảo vệ không bé dịng điện tính tốn, tùy theo đặc tính điều kiện làm việc củ thể phụ tải , chọn ÷ dòng điện giớihạnbảovệlà 125 150% sơvớiIttcủa mạch 4.5 Các loại phanh Dùng để khống chế , dừng, hãm động cabin có yêu cầu có cố Thang máy dùng loại phanh sau: Phanh guốc FM : Dùng để hãm động Phanh chêm FC : Dùng để hãm cabin rơi tự Ở ta dùng loại phanh FM Hệ thống phanh tác động công tắc tơ U D tác động Cụ thể công tắc tơ U ( D) tác động tiếp điểm thường mở U ( D) đóng lại cấp điện cho cuộn hút phanh guốc FM có điện, phanh tác động làm phanh mở ra, động cabin làm việc không bị hãm chuyển động, ngược lại U ( D ) khơng tác động tiếp điểm U ( D) mở cắt nguồn cấp cho cuộn hút phanh,phanh tác động , phần ứng phanh trở vị trí ban đầu , lị xo ép phanh làm cho má phanh hãm trục động cơ, thang máy dừng kịp thời xác 4.6 Thiết bị tìm chọn tầng Trong hệ thống thang máy đại, để nâng cao suất phục vụ thang máy , tạo điều kiện thuận lợi cho hành khách , người ta thường thiết kế hệ điều khiển buồng thang coa hành trình di chuyển tối ưu hay cịn gọi tối ưu hóa hành trình buồng thang Theo phương thức điều khiểm đảm bảo yếu tố ưu tiên lệnh goi buồn thang theo thứ tự, thực lệnh gọi sau lệnh gọi trùng với hướng di chuyển lệnh goi đầu tiên.ví dụ lệnh goi thứ điều khiển buồng thang từ tầng lên tầng , hành trình di chuyển buồng thang, có lệnh gọi buồng thang di chuyển lên đến tầng hành khách từ tầng tầng 3, buồng thang dừng lại vị trí để hành khách dừng buồng thang Để dải vấn đề đó, thiết bị thang máy phải có thiết bị tìm chọn tầng Các chức thiết bị tìm chọn tầng: Chọn hướng di chuyển buồng thang Xử lý lệnh gọi tầng đến tầng Chuyển đổi tốc độ động chuẩn bị dừng Bảo vị trí buồng thang Nâng cao độ xác buồng thang 4.7 Thiết bị chống pha điện áp lưới thấp Để chống pha điện áp lướ thấp nên chọn điện tử PMR : thiết bị lập trình sẵn để tác động điện áp lưới thấp , ba pha bị thay đổi thứ tự pha SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 32 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Khi xảy cố thiết bị PMR tác động nagy làm ngắt mạch điều khiển để bảo vệ cho động thiết bị khác an tồn 4.8 Tính cho tiết diện cáp động lực Để cho tiết diện cáp động lực cho động truyền động ta cần lưu ý: - Nếu chọn dây có tiết diện lớn vốn đầu tư cao, điện dẫn xuất lớn, điện trở nhỏ - Nếu chọn dây có tiết diện nhỏ vốn đầu tư ít, nhỏ dẫn đến cáp bị tải gây chập cháy pha cáp CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 5.1 Các thiết bị sơ đồ Động nâng hạ hai cấp tốc độ đối nối Y-YY Các công tắc cửa tầng từ 1CT đến 5CT liên động với ác khóa tầng Then cài cửa liên động với công tắc 1PK đến 5PK Các tiếp điểm an toàn liên động với phanh bảo hiểm FBH , cửa buồng thang CBT , tiếp điểm trọng lực 1HC, 2HC Nam châm điện NC1 tác động lên then cài tầng khóa cửa tầng để mở cửa tầng buồng thang dừng cửa tầng tương ứng Nam châm NC2 dừng buồng thang sàn tâng cần dừng Các nút ấn 1ĐT – 5ĐT điều khiển buồng thang buồng thang Các nút ấn 1GT – 5GT điều khiển buồng thang sàn tầng Các bóng đèn D1-D5 trước cửa tầng bảo hiệu tình trang hoạt động thang máy, bóng đnè D6 chiếu sáng buồng thang Các rơ le RT1- RT5 để điều khiển tầng khách 5.2 Hoạt động sơ đồ Thang máy làm việc cơng tắc cửa tầng, cửa buồng thang kín điều kiện an toàn khác bảo đảm Khi đến trước sàn tầng , bóng đèn trước cửa tầng tắt,tức buồng thang khơng có người sử dụng, ấn nuuts gọi tầng Điều khiển thang máy cửa tầng : Sử dụng nút ấn 1GT-5GT tầng tương ứng điều khiển nút ấn buồng thang: Ví dụ : hành khách tầng 3, buồng thang tầng Hành trình buồng thang hành trình xuống nên vị trí cơng tác chuyển đồi tầng phía tay trái SVTH: MAI ĐÌNH HUN Trang 33 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN ấn nút 3GT , rơ le 3RT có điện, đóng tiếp điểm để cấp điện cho cơng tác tơ C Khi C có điện.các nam châm điện NC1 NC2 có điện NC1 đóng tiếp điểm 1PK làm cơng tắc tơ N có điện NC2 mở tiếp điểm HC chuẩn bị cho trình giảm tốc độ sơ động đảm bảo dừng xác buồng thang Rơ le trung gian RTR điện, tiếp điểm thường kín đóng lại làm cho bóng đèn sáng, báo thang máy bận chiếu sáng buồng thang Khi cơng tắc N có điện , tiếp điểm thường kín mở , cắt mạch điều khiển buồng thang trước cửa tầng, tiếp điểm thường hở đóng để nối động vào lưới, Động nối vào lưới, phanh hãm điện từ có điện , giải phóng trục động Các cơng tắc N C rơ le RT3 tự giữ qua tiếp điểm thường hở N công tắc tầng 3CĐT Khi buồng thang di chuyển lên phía qua vị trí bố trí cơng tác chuyển đổi tầng buồng thang gạt sang phải để chuẩn bị cho hành trình xuống Khi công tắc 3CĐT bị gạt sang trái làm cho rơ le RT3 công tắc tơ C có điện,động chuyển sang chế độ làm việc tốc độ thấp, buồng thang tiếp tục lên, nam châm NC1, NC2 điện, tiếp điểm HC đóng lại trì cấp điện cho N Khi đến ngang sàn tầng ,cần đóng mở cửa đặt cửa tầng tác động làm HC mở ra, công tác N điện, cắt động khỏi lưới, phanh hãm NCH điện kẹp chặt trục động làm buồng thang dừng sàn tầng Khi khách bước vào buồng thang, trọng lực khách tiếp điểm 2HC mở đẻ bảo buồng thang bận đồng thời không cho phép điều khiển thang từ sàn tầng Muốn đến tầng cần ấn vào cơng tác tầng tương ứng Hoạt động mạch hoàn toàn tương tự 5.3 Sơ đồ điều khiển thang máy tầng SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 34 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN CD AP 220 / 36 V RTr1 D1 N N N H H H C C C T T T D2 D3 D4 RN RN RN RN RN RN D5 FM D6 D7 D8 1CT 1D 2CT 3CT CT 2D FBH 4CT 5CT 6CT 7CT 3D N CHT RTr2 2HC 7DT H 7GT 1HC RT7 RT7 6DT 6GT 7CDT RT7 5DT RT6 5GT RT5 4DT RT4 4GT RT3 3DT RT2 3GT RT1 2DT 6CDT 5CDT 4CDT 3CDT 2CDT 1CDT 2GT RT6 RT6 RT5 RT5 RT4 RT4 RT3 RT3 RT2 RT2 1DT 1GT 1PK C N HC H 2PK 3PK 4PK RT1 RT1 5PK C T H N N H C T NC1 NC2 C CL N H Hình 5-1: Sơ đồ mạch điều khiển thang máy tầng SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 35 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY CHỞ NGƯỜI 6.1 Tính cho tiết diện cáp động lực Để chọn tiết diện cáp động lực cho động truyền động ta cần lưu ý: - Nếu chọn dây có tiết diện q lớn vốn đầu tư cao, điện dẫn xuất lớn, điện trở nhỏ - Nếu chọn dây có tiết diện nhỏ vốn đầu tư ít, nhỏ dẫn đến cáp bị tải gây chập cháy pha cáp Vì ta phải dựa vào thơng số kĩ thuật tính tốn để chọn cáp cho đảm bảo tiêu kỹ thuật , hợp lý tiêu kinh tế Chọn loại cáp pha sợi có lõi đồng , vỏ nhựa bọc sợi cao su bọc bên cáp Tính tiết diện dây sợi theo cơng thức : Stt = I tb J kt Itb : dòng điện làm việc định mức ÷ Jkt : tra bảng chỉtiêukinhtếJkt= 2,5 ( A/mm2 ), chọn Jkt = 2,2 ( A/mm2 ) I dm P 5.103 = = = 10,13 ( A ) 3.U cosϕ 3.380.0, 75 Stt = 10,13 = 4, 6( mm ) 2, Chọn tiết diện theo tiêu chuẩn : S = 5,5 mm2 Đường kính dây tính tốn : Dtt = 4.Stt 4.4, = = 2, 42(mm) π π Tra bảng thông số cáp ta chọn đương kính dây cho cáp động lực, để đảm bảo ta chọn d > dtt : d = 2,5 mm cho sợi 6.2 Tính chọn phanh hãm điện từ Trong thang máy, chuyển động buông thang lên xuống theo phương thắng đứng với tải trọng lớn, nên lực quán tính lớn Khi đột ngột điện buồng thang buồng thang rơi tự với gia tốc lớn phanh hãm phận không thiếu hệ truyền động khống chế thang máy Trong thiết kế thang máy thường sử dụng phanh hãm điện từ nguồn cung cấp trực tiếp với lưới điện xoay chiều SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 36 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Phanh hãm thường có loại : Phanh guốc Phanh đĩa Phanh đại Nguyên lý hoạt động phanh nói giống Khi động cấu nâng hạ đóng vào lưới điện, đồng thời cuộn dây nam châm điện, lúc lực căng lo xo ép chặt má phanh vào trục động kịp thời hãm dừng động Phanh hãm điện từ thường chế tạo theo kiểu : hành trình phán ứng dài (hàng chục mm) hành trình phần ứng ngắn ( vài mm) Loại phanh hành trình dài yêu cầu lực hút nhỏ kết cấu cồng kềnh phức tạp Thực tế thường dùng phanh hãm hành trình ngắn Khi chọn thơng số phanh cần ý đến thông số bản: + Điện áp làm việc + Hệ số tiếp điện tương đối + Độ dài hành trình phần ứng Tính tốn lựa chọn phanh hãm cho thang máy Lực tác dụng lên trục động phanh phụ thuộc vào vị trí số momen cấu phanh chế độ làm việc cấu nâng hạ buồng thang: Mph = k Mch Mph : momen cấu phanh K : hệ số dự trữ tùy thuộc vào chế độ làm việc Mch : momen cản tĩnh hạ tải với tải định mức Tính chọn nam châm điện cấu phanh Lực cần thiết đặt lên má phanh ( lực hướng tâm) tính: 1   Fh =  ÷.F =  ÷.4591,1 = 13117, 4( N )  0,35  µ µ : hệsố ma sát chọn µ = 0,35 ( máphanhlàmchất liêụ amiăng puli làm gang) F : lực tác dụng đặt lên puli cáp kéo chuông thang Lực hút nam châm Fnc hành trình phần ứng yêu cầu hn xác định biếu thức sau:   ( Fnc hn ).yc = F h  ÷  η k  Trong đó: SVTH: MAI ĐÌNH HUN Trang 37 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Fnc : lực hút nam châm hn : hành trình phần ứng , chọn hn = 4(mm) h: hành trình hãm , chọn h = 6(mm) ÷ k :hệsốdựtrữ ( 0,75 0,85), chọn k = 0,85 F h Fnc ( yc ) = η k hn 0, 75.0,85 = 30864,5( N ) 13117, 4.6 = 6.3 Chọn aptomat Việc chọn aptomat dựa vào thông số sau: Dịng điện tính tốn mạch Dịng điện q tải Tính thao tác có chọn lọc Ngồi việc lựa chọn cịn phải vào đặc tính làm việc phụ tải, aptomat không phép cắt có tải ngắn hạn thường xảy điều kiện làm việc bình thường dịng khởi động động Yêu cầu chung dòng điện định mức giới hạn bảo vệ không bé dịng điện tính tốn, tùy theo đặc tính điều kiện làm việc củ thể phụ tải , chọn ÷ dòng điện giớihạnbảovệlà 125 150% sovớiIttcủamạch Iđm động 10,13( A) Vậy việc chọn áptomat bảo vệ mạch với tải chủ yếu động nâng hạ làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Vậy chọn aptomat có thơng sốsau : 220V – 50Hz – 20(A) 6.4 Chọn khởi động từ Các yêu cầu + Tiếp điểm phải có độ bền chịu mài mịn cao + Khả đóng cắt cao + Thao tác đóng cắt dứt khốt + Tiêu thụ lượng + Bảo vệ tin cậy động khỏi bị tải lâu dài ( có rơ le nhiệt kèm) ÷ + Chọn Ikdt = ( 1,5 1,7)Idm SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 38 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Mạch điều khiển đảo chiều quay động không đồng rôto lồng sốc khởi động từ kép có rơ le nhiệt Trong đó: U D : khởi động từ thuận nghịch RN : rơ le nhiệt Đ : động STOP : Nút dừng RUN: nút chạy thuận nghịch Lựa chọn khởi động từ : + Công suất điện áp động làm việc ÷ + I kdt = ( 1,5 1,7)Idm Vậy chọn khởi động từ cho thông số sau: 220V – 50 A ( điện áp va dịng điện qua tiếp điểm chính) 6.5 Chọn rơ le trung gian Nhiệm vụ rơ le trung gian khuếch đại tín hiệu điều khiển Trong sơ đồ điều khiển , rơ le trung gian thường nằm vị trí hai khí cụ điện Đặc điểm rowle trung gian cấu điều chỉnh điện áp tác dụng , yêu cầu rơ le phải tác dộng tốt điện áp đặt vào cuộn dâydaođộngtrongphạm vi SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 39 ± 5%.Udm ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Trong mạch thang máy rơ le trung gian sử dụng nhiều để cấp tín hiệu từ rơ le khác Trong sơ đồ bảo vệ điều khiển rơ le thời gian dùng để giới hạn thời gian tải , thiết bị tự đóng mở máy động có cấp điều tốc độ hạn chế động làm việc tải 6.5.1 Chọn rơ le thời gian kiểu điện từ Rơ le thời gian thiết bị tạo thời gian trì cần thiết truyền tín hiệu từ rơ le đến thời gian khác Trong sơ đồ bảo vệ điều khiển rơ le thời gian dùng để giới hạn thời gian tải Thiết bị tự động mở máy động có cấp điều chỉnh tốc độ hạn chế động làm việc tải + Các yếu tố ảnh hướng: Ảnh hướng nhiệt độ làm việc , nhiệt độ thay đổi dẫn đến điện trở thay đổi làm cho thời gian mở tiếp điểm thay đổi Ảnh hưởng dao động điện áp nguồn , mức độ phẳng điện áp chiều lớn hay nhỏ + Thời gian trì rơ le điện từ điều chỉnh phạm vi từ SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 40 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN ÷ 0,5 5(S) Trong thang máy rơ le thời gian dùng để thay đổi tốc độ động ÷ khởi động, khởi động động di chuyển tốcđộthấpsautừ2 (S) thìcáctiếpđiểm thường đóng thường mở rơ le tác động cắt động khỏi tốc độ thấp chuyển động làm việc tốc độ cao ngược lại Trong đóng mở cửa cabin làm nhiệm vụ tạo thời gian trễ đóng mở cửa cabin 6.5.2 Chọn thiết bị chống pha điện áp lưới thấp + Để chống pha điện áp lưới thấp nên chọn điện tử PRM : thiết bị lập trình sẵn để tác động điện áp lưới thấp, pha bị thay đổi thứ tự pha + Khi xảy cố thiết bị PRM tác động làm ngắt mạch điều khiển để bảo vệ cho động thiết bị khác an tồn 6.5.3 Chọn khí cụ bảo vệ cho mạch lực Rơ le nhiệt: Rơ le nhiệt công cụ bảo vệ động mạch điều khiển khỏi bị tải, thường dùng kèm với khởi động từ công tắc tơ Rơ le nhiệt khơng tác động tức thời theo số dịng điện, có qn tính nhiệt lớn, nên phải có thời gian để phát nóng, làm việc từ vài giây đến vài phút Đặc tính rơ le nhiệt quan hệ thời gian tác động thời gian phụ tải ÷ chạy qua Vậy chọn theo giá trị Itd = ( 1,2 1,3) Idm Chọn rơ le nhiệt cho động thang máy với thơng số :Itd = 30 (A) 6.5.4 Chọn lắp khí cụ hạn chế an toàn Để bảo đảm cho thang máy hoạt động an toàn phạm vi cho phép , mạch phải có cơng tác hạn chế hành trình cẩu cabin chống tải Trong thiết kê cabin chuyển động từ sàn tầng đến tầng hết hành trình Để đảm bảo cho chuyển động cabin khơng vượt q hành trình lên ( Đội tầng) chuyển động qua tầng cuối ( tụt tầng), mạch phải có cơng tắc hành trình hạn ( TOP) chống đội tầng công tắc hạn ( BOT ) chống tụt tầng Hai cơng tắc phải có tiếp điểm thường đóng cơng tắc hành trình TOP BOT tác động mở căt mạch điều khiển mạch động lực khỏi nguồn, động dừng, đồng thời phanh tác động hãm động cabin Nếu thang máy tải gây hư hỏng cho động thiết bị cấu nâng hạ Để tránh q tải sàn cabin có lắp công tắc hạn chế tải rơ le chống tải OLD có tiếp điểm thường đóng Khi xảy q tải cơng tắc hoạt động cấp cho rơ le OLD làm cho OLD mở , làm hở mạch , thang máy không hoạt động được, đồng thời chuông báo tải báo tải SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 41 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Thang máy chuyển động suốt dọc giếng thang độ cao lớn Để tránh tình trạng xảy tai nạn cho người cabin chuyển động cabin cửa tầng đặt cơng tắc hành trính cửa Khi cửa cabin cửa tầng đóng hết phải đặt tiếp điểm cơng tắc hành trình để đóng mạch điều khiển Nếu tầng hay cabin cịn mở làm hở mạch điều khiển, lúc thang máy không hoạt động CD AP 220 / 36 V RTr1 N D1 N N H H C C T T H D2 D3 C D4 RN RN RN RN RN T RN D5 FM D6 D7 D8 1CT 1D 2CT 3CT CT 2D FBH 4CT 5CT 6CT 7CT 3D CHT N RTr2 2HC 7DT H 7GT 1HC RT7 RT7 6DT 6GT 7CDT RT7 5DT RT6 5GT RT5 4DT RT4 4GT 6CDT 5CDT 4CDT 3CDT 2CDT 1CDT RT3 3DT RT2 3GT RT1 2DT 2GT RT6 RT6 RT5 RT5 RT4 RT4 RT3 RT3 RT2 RT2 1DT 1GT 1PK C N HC H 2PK 3PK 4PK RT1 RT1 5PK H C T N N H C T NC1 NC2 C CL N H SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 42 ... 28 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Kết luận:Với tiêu truyền động phân tích, dự án thiết kế thang máy chở người cho tòa nhà tầng với tải trọng 650 kg tốc độ chuyển động v=1,5(m/s) nên chọn động. .. H Hình 5-1: Sơ đồ mạch điều khiển thang máy tầng SVTH: MAI ĐÌNH HUYÊN Trang 35 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY CHỞ NGƯỜI 6.1 Tính... Trang 12 ĐỒ ÁN TỔNG HỢP HỆ ĐIỆN CƠ KHOA ĐIỆN Hình 1.12: Các chế độ làm việc động CHƯƠNG TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ CHO CƠNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.1 Phân tích tốn Các bước tính chọn công suất động cơ: -