Tài liệu Luận văn Xây dựng hệ thống bãi đỗ xe ngầm ppt

Tuy nhiên trước đây các hệ động cơ không đồng bộ ba pha có điều chỉnhtốc độ lại vô cùng hiếm hoi , chiếm tỷ lệ rất nhỏ là do điều chỉnh tốc độ do sựphát triển của ngành công nghiệp chế t

Luận văn

Xây dựng hệ thống bãi

đỗ xe ngầm

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5

1.1 Lý do chọn đề tài 5

1.2 Một số mô hình bãi xe ở một số nước trên thế giới 5

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 8

2.1 Động cơ không đồng bộ 3 pha 8

2.1.1 Đặc điểm của động cơ không đông bộ ba pha (ĐK) 8

2.1.2 Cấu tạo 8

2.1.3 Ảnh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ 14

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 26

3.1 Sơ đồ khối và hoạt động của hệ thống 26

3.2 Tính chọn các thiết bị cần thiết 27

3.2.1 Chọn động cơ kéo Barie 27

3.2.2 Chọn cảm biến quang 28

3.2.3 Chọn cảm biến báo cháy 29

3.2.3 Bộ Counter UP/DOWN 31

3.2.4 Một số thiết bị khác 34

3.3 Mạch điều khiển cho hệ thống 34

3.3.1 Mạch báo cháy 34

3.3.2 Mạch điều khiển chính 36

3.3.3 Mạch động lực của hệ thống 38

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 40

4.1 Kết luận 40

4.2 Hướng phát triển 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

LỜI NÓI ĐẦUHiện nay tự động hóa quá trình công nghiệp trong quản lý hệ thống các bãi

đỗ xe thông minh là khá phổ biến và thông dụng và nó đóng góp một vai trò hếtsức quan trọng trong cuộc sống Ví dụ từ những bãi đỗ xe đơn giản cho tới các

hệ thống bãi đỗ xe thông minh đều ứng dụng những quá trình tự động Do vậyviệc hiểu biết những kiến thức về quá trình tự động hóa quá trình công nghiệpđối với sinh viên ngành điện là rất cần thiết Tự động hóa quá trình công nghiệpgiúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về quá trình tự động hóa trong côngnghiệp Giúp sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức đã học , nghiên cứu và làmquen với công việc thiết kế và xây dựng hệ thống , điều khiển máy điện trongthực tế hiện nay

Trong chương trình đào tạo cho sinh viên , thầy giáo đã tạo điều kiện cho

chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu “Xây dựng hệ thống bãi đỗ xe ngầm” Do lần đầu làm quen với việc thiết kế với khối lượng kiến thức

tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững cho nên dù cố gắng nhưng trongbài làm của bọn em còn nhiều thiếu sót Chúng em rất mong được sự góp ý kiếncủa thầy cô, giúp chúng em có được những kiến thức cần thiết để sau này có thểứng dụng trong công việc cụ thể của cuộc sống

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn với sự phát triển mật độ dân cư

và xe cộ ngày càng đông đúc Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng xe ôtôngày càng nhiều và điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của mộtquốc gia Song song với sự phát triển đó, người ta đặt vấn đề là xây dựngnhững bãi giữ xe để phục vụ cho người dân trong công việc cũng như trongviệc đi lại của họ Vì thế, ngày nay trên các nước tiên tiến trên thế giới nhưNhật Bản, Hàn Quốc,…ở những thành phố chật hẹp, người ta xây dựng hệthống bãi giữ xe ôtô tự động được trang bị thiết bị nâng để di chuyển ôtô từmặt đất lên điểm đỗ trên cao(hệ thống nổi hoặc di chuyển xe xuống điểm

đỗ dưới lòng đất (hệ thống ngầm) Đây là những giải pháp giúp tăng hơn 100lần số lượng xe trên một diện tích truyền thống, cho phép giải quyết trìnhtrạng thiếu mặt bằng xây dựng

Từ nhu cầu bức thiết từ cuộc sống và trong khuôn khổ môn học chúng em

quyết định chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống bãi đỗ xe ngầm” Hi vọng đề tài

của chúng em được áp dụng vào thực tế và một phần giải quyết được vấn đề đỗxe

1.2 Một số mô hình bãi xe ở một số nước trên thế giới

Mô hình này sử dụng một hệ thống thủy lực để nâng tối đa 4 ôtôxếp cạnh nhau lên một tầng cao để dành chỗ cho 4 xe khác ở bên dưới.Tuy nhiên, giải pháp này chỉ phù hợp với qui mô nhỏ, hiệu quả kinh tế khôngcao (Hình 1.1)

Hình 1.1: Mô hình bãi đỗ xe xếp chồng

Mô hình này với các đường dốc để chủ xe

tự lái vào và ra khỏi bãi xe Mức độ tự động hoá

tương đối không cao Giải pháp này tuy phổ

biến nhưng chưa phổ biến về mặt không

gian, ô nhiễm môi trường

Hình 1.2: Mô hình bãi đỗ xe nhiều tầng

Parking):

Mô hình này là một bước cải tiến

so với 2 mô hình trên,sức chứa có thể

tăng gấp nhiều lần so với mô hình bãi giữ

xe nhiều tầng Bố trí các xe sát nhau và

thu hẹp khoảng cách giữa các tầng, các

khâu nhận bão quản và trả xe hoàn toàn

1.3 Giới thiệu về yêu cầu công nghệ và phương hướng giải quyết

1.3.1 Yêu cầu công nghệ

Bấm nút START hệ thống hoạt động Khi có xe vào cửa vào Barie ở cửavào tự động được nâng lên Sau khi xe mua vé(được kiểm tra vé) tiến vào trongbãi đỗ xe thì cửa tự động đóng lại Và màn hình sẽ hiển thị tăng thêm 1 xe

Ở cửa ra khi xe ra sau khi soát vé xong Barie cửa ra tự động mở, khi xe rahết Barie tự động đóng lại Màn hình sẽ hiển thị giảm đi 1 xe

Số lượng xe trong bãi luôn được hiển thị để người bảo vệ có thể giám sátđược bãi đỗ xe Khi có 1 xe vào màn hình hiển thị sẽ tăng giá trị lên 1, khi có xe

ra màn hình hiển thị sẽ giảm giá trị đi 1.(giả sử không có xe ra, vào cùng 1 thờiđiểm) Khi bãi đỗ xe chưa đầy đèn đèn xanh sáng Khi bãi đỗ đã đầy xe thì đèn

đỏ sáng và không cho cửa vào mở

Khi có sự cố hỏa hoạn chuông sẽ kêu cảnh báo và đèn báo cháy sẽ sáng.1.3.2 Phương hướng giải quyết

- Để phát hiện khi có 1 xe vào hoặc ra chúng em dùng cảm biến quang đểphát hiện xe để phân biệt giữa người và xe chúng e đặt 2 cảm biến cách nhaumột khoảng cách nhất định nếu là người thì chỉ 1 cảm biến tác động nếu là ô tôthì cả 2 cảm biến tác động

- Để đóng mở Barie cho hệ thông chúng em sử dụng động cơ không đồng

bộ 3pha roto lồng sóc

- Để đếm số lượng xe chúng em sử dụng 1 Counter Up/Down Mỗi xe điqua cảm biến từ sẽ phát 1 xung về bộ Counter, bộ Counter sẽ xử lý thông tin vàđưa kết quả ra màn hình hiển thị

- Để báo có sự cố cháy chúng em sử dụng cảm biến hồng ngoại và cảm biến

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG

2.1 Động cơ không đồng bộ 3 pha

2.1.1 Đặc điểm của động cơ không đông bộ ba pha (ĐK)

Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

từ công suất nhỏ đến công suất lớn hơn và chiếm tỷ lệ lớn so với các động cơkhác Do kết cấu đơn giản dễ chế tạo , vận hành an toàn và sử dụng nguồn cungcấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha Trong công nghiệp thường sử dụngđộng cơ không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ ,động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhe v v

Tuy nhiên trước đây các hệ động cơ không đồng bộ ba pha có điều chỉnhtốc độ lại vô cùng hiếm hoi , chiếm tỷ lệ rất nhỏ là do điều chỉnh tốc độ do sựphát triển của ngành công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất kĩ thuật điện , điện

tử và tin học , mà động cơ ĐK mới khai thác được ưu điểm của mình Nó đã trởthành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với các hệ truyền động khác

Khác với động cơ điện một chiều , động cơ ĐK được cấu tạo phần cảm vàphần ứng không tách biệt Từ thông của động co cũng như mô men của động cơsinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền đôngđiện cho động cơ ĐK là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh.2.1.2 Cấu tạo

Giống như các loại máy điện khác , động cơ không đồng bộ ba pha gồmcác bộ phận chính sau :

+ Phần tĩnh hay còn gọi là stato

+ Phần quay hay còn gọi là roto

Hình 2.1: Đặc điểm động cơ không đồng bộ 3 pha

mm ép lại Khi đường kính của lõi thép nhỏ hơn 900 mm thì dùng cả tấm théptròn ép lại Khi đường kính lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm théphình rẻ quạt (hình 2.2) ghép lại thành khối tròn

Hình 2.2: Tấm thép hình rẻ quạt

Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm haotổn do dòng điện xoáy gây nên Nếu lõi thép ngắn thì có ghép thành một khối

nếu lõi thép quá dài thì ghép thành những tấm ngắn mỗi tấm thép dài từ 6 đến 8

cm đặt cách nhau 1cm để thông gió tốt Mặt trong của lá thép có sẻ rãnh để đặtdây quấn

 Dây quấn :

Dây quấn stator được đưa vào rãnh của lõi thép và được cách điện tốt vớilõi thép Dây quấn phần ứng là phần dây bằng đồng được đặt trong các rãnhphần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín Dây quấn là bộ phận quantrọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi nănglượng từ điện năng thành cơ năng Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành củadây quấn cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy

+ Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm :

- Sinh ra được một sức điện động cần thiết có thể cho một don điện nhấtđịnh chạy qua mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định để sinh ramột moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt

- Triệt để tiết kiệm vật liệu , kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn an toàn

- Dây quấn phần ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau :

+ Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp

+ Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp

Trong một số máy cỡ lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự kết hợp giữa dâyquấn xếp và song

2.1.2.2 Phần quay (hay ROTOR).

Phần này gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn rotor :

- Lõi thép:

Nói chung người ta dùng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator lõi thép được

ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rotor của máy Phía ngoài là thép có sẻrãnh để đặt dây quấn

- Dây quấn rotor :

Phân loại làm hai loại chính rotor kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc :

Loại rotor kiểu dây quấn : rotor kiểu dây quấn (hình 2.3) cũng giống nhưdây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ dây quấn stator.Dây quấn kiểu nàyluôn đấu hình sao (Y) và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quayrotor và cách điện với trục Ba chổi than cố định và luôn tỳ vành trượt này để dẫnđiện và một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điềuchỉnh tốc độ

Hình 2.3: Rô to kiểu dây quấn

Rotor kiểu long sóc (hình2.4) : Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặttrong rãnh và bị ngắn mạch bở hai vành ngắn mạch ở hai đầu Với động cơ nhỏ ,dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn , vành ngắn mạch , cánhtản nhiệt và cánh quạt làm mát Các động cơ công suất trên 100kw thanh dẫnlàm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch

Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều , khe hở trong máy điện khôngđồng bộ rất nhỏ (từ 0,2mm đến 1mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế

dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào , và như vậy có thể làm cho hệ số công suất củamáy tăng cao

2.1.2.3 Nguyên lý làm việc động cơ không đồng bộ 3 pha.

Khi dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở khôngkhí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n1= 60f1/p (f1 là tần số lưới điện ; p là

số cặp cực ; tốc độ từ trường quay ).Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha

tự ngắn mạch nen trong dây quấn rotor có dòng điện I2 chạy qua Từ thông dodong điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ thông tổng ở khe

hở Dòng điện trong dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh ramoment Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor Trongnhững phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau

Sau đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ

Hệ số trượt s của máy

- Khi n=n1 thì s=0 , còn thì s=1 ; n > n1 , s < 0 và rotor quay ngượcchiều từ trường quay n < 0 thì s > 1

Rotor quay cùng chiều từ trường những tốc độ n < n1 (0 < s <1)

Giả thiết về chiều quay n1 của từ trường khe hở và của rotor n Theo quytắc bàn tay phải , xác định được chiều sức điện động E2 và I2 ; theo quy tắc bàntay trái , xác định được lực F và moment M Ta thấy F cùng chiều quay của rotor, nghĩa là điện năng đưa tới stator , thông qua từ trường đã biến đổi thành cơnăng trên trục quay rotor theo chiều từ trường qua n1 , như vậy động cơ làm việc

ở chế độ động cơ điện

Rotor quay cùng chiều nhưng tốc độ n > n1 (s < 0 )

Dùng động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độđồng bộ n > n1 Lúc đó chiều từ trường quét qua dây quấn rotor sẽ ngược lại ,sức điện động và dong điện trong dây quấn rotor cũng đổi chiều nên chiều của M

cũng ngược chiều n1 , nghĩa là ngược với chiều với rotor nên đó làmoment hãm Như vậy máy đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điên , dođộng cơ sơ cấp kéo thành điện năng cũng cấp cho lưới điện , nghĩa là động cơlàm việc ở chế độ máy phát

Rotor quay ngược chiều với từ trường n < 0 ( s > 1)

Vì nguyên nhân nào đó mà rotor của máy điên quay ngược chiều từ trườngquay, lúc này chiều của sức điện động và moment giống như ở chế độ động cơ

Vì moment sinh ra ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại Trương hợp này máy lấy điện năng ở lưới điện vào , vừa lấy cơ năng từ động cơ

sơ cấp Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ

2.1.3 Ảnh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ.

Từ phương trình đặc tính cơ ĐK ta thấy các thông số ảnh hưởng đến đặc tính

cơ bao gồm :

2.1.3.1 Ảnh hưởng của sự suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ ĐK.

Khi điện áp lưới suy giảm thì theo (I-4) momen Mth tới hạn của động cơ

sẽ giảm bình phường lần biên độ suy giảm của điện áp , theo (I-3) thì Sth vẫnkhông đổi

Hình 2.6: hưởng của sự suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ

2.1.3.2 Ảnh hưởng của điện trở kháng mạch stator

Khi nối thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stator thì (I-3) và (I-4) cảSth và Mth đều giảm

Hình 2.7: Ảnh hưởng của điện trở kháng mạch stator

2.1.3.3 Ảnh hưởng của điện trở mạch rotor

Đối với động cơ không đông bộ người ta mắc thêm điện trở phụ vào mạch roto

để hạn chế dòng khởi động thì theo (I-3) , (I-4) thi Sth thay đổi còn Mth = const

Hình 2.8 Ảnh hưởng của điện trở mạch rotor

2.1.3.4 Ảnh hưởng của tần số

Xuất phát từ biểu thức trên ta thấy nếu tần số thay đổi sẽ làm thay đổi tốc

độ của từ trường quay và từ đó thay đổi tốc độ đông cơ

Từ (I-3) và (I-4) ta thấy : Nếu Xnm = ɷ1L cho nên khi thay đổi tần số thìSth và Mth sẽ thay đổi

Hình 2.9: Ảnh hưởng của tần số

2.1.3.5 Ảnh hưởng cúa số đôi cực p

Để thay đổi số cực ở stato người ta thường thay đổi cách đấu dây

Vì vậy khi thay đổi số đôi cực p thì tốc độ từ trường quay ɷ1 thay đổi dầnđến tốc độ ɷ thay đổi theo

2.1.4 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ ĐK

2.1.4.1 Phương pháp điều chỉnh điện áp lưới

Momen động cơ ĐK tỷ lệ với bình phương điện áp stato nên có thể điềuchỉnh được momen tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato khigiữ nguyên tần số

Để điều khiển được tốc độ động cơ ĐK phải dùng bộ biến đổi điện ápxoay chiều (ĐAXXC)

Nếu coi (ĐAXXC) là nguồn áp lý tưởng (Z=0) thì căn cú vào biểu thứcmoment tới hạn ta có quan hệ sau :

Hình 2.10: Phương pháp điều chỉnh điện áp lưới

Trong đó : Uđm : Điện áp định mức của động cơ

Ub : Điện áp đầu ra của bộ điều áp xungMtb : Moment tới hạn khi điện áp là UđmMthU : Moment tới hạn khi điện áp là Ub Phương pháp này được dùng điều chỉnh điện áp cho động cơ ĐK roto lồngsóc Khi thực hiện điều chỉnh điện áp cho động cơ ĐK roto dây quấn cầnphải nối thêm điện trở phụ vào mạch roto , khi ta thay đổi điện trở phụ vàomạch roto sẽ mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và M Và như vậy thì tổn thấtđiều chỉnh sẽ rất lơn

 Ưu điểm : của phương pháp này là chỉ thích hợp với truyền động vàmomen tải là hàm tăng tốc độ

 Nhược điểm : Do tính chất phức tạp của moment , điện áp , tốc độ nên tínhtoán người ta thường dùng các phương pháp đồ thị để xây dựng các đặctính điều chỉnh , công việc này khá phức tạp.

Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch roto

Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ như hình vẽ (hình I-10)

Phương trình đặc tính điều chỉnh :

Hình 2.11: Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch roto

Để điều chỉnh tốc độ động cơ ĐK người ta mắc thêm điện trở phụ vàomạch roto , khi thay đổi điện trở phụ Rf thì Sth thay đổi còn Mth = sonst dẫn đếnđến thay đổi được tốc độ động cơ khi thay đổi R2f ta có hệ đặc tính cơ cố cùngMth nhưng khác Sth

 Ưu điểm : Đơn giản rẻ tiền , có khả năng hiện đại hóa bằng bán dẫn

 Nhược điểm : Tổn hao công suất khi điều chỉnh , hiệu suất thấp , phạm vi

điều chỉnh hẹp , điều chỉnh không triệt để

Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ ĐK

2.1.4.2 Đặc điểm làm việc khi thay đổi tần số

Như ta đã biết , tần số của lưới điện quyết định giá trị tốc độ góc của từtrường quay trong máy điện , do đó băng tần thay đổi tần số dòng điện stato ta cóthể điều chỉnh được tốc độ động cơ

Để thực hiện phương pháp điều chỉnh này ta dùng biến tần cung cấp chođộng cơ Hình 2.12:

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điều khiển

Vì máy điện làm việc ở tần số định mức cho nên khi thay đổi tần số , chế độlàm việc của nó sẽ bị thay đổi Sở dĩ như vậy là vì tần số ảnh hưởng trực tiếpđến từ thông của máy điện