Thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở người

LỜI NÓI ĐẦU Là sinh viên năm trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội,việc học tập nghiên cứu áp dụng vào vấn đề thực tế điều thực quan trọng góp phần củng cố thêm lý thuyết học,đặc biệt việc làm đồ án môn học, 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 nhằm thị hố thành phố lớn Bên cạnh dân số đô thị ngày tăng dẫn đến mật độ dân số thành phố tăng ngày cao Truyền động điện công đoạn cuối công nghệ sản xuất Trong dây truyền sản xuất tự động đại, truyền động đóng góp vai trị quan trọng việc nâng cao suất chất lượng sản phẩm Ngày nay, với tiến kỹ thuật điện tử công suất tin học, hệ truyền động ngày phát triển có nhiều thay đổi đáng kể nhờ việc áp dụng tiến Cụ thể hệ truyền động đại đáp ứng độ tác động nhanh, độ xác điều chỉnh cao mà cịn có giá thành hạ nhiều hệ cũ, đặc điểm quan trọng việc đưa kết nghiên cứu kỹ thuật vào thực tế sản xuất Vấn đề thang máy yêu cầu có hệ truyền động phù hợp với công nghệ đưa Sau thời gian nghiên cứu học tập môn Tổng hợp hệ điện em giao đề tài thiết kế môn học với nội dung: Thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở người Nhằm mục đích hiểu sâu mơn học tìm hiểu cơng nghệ vấn nước ta Được hướng dẫn trực tiếp tận tình thầy giáo:Nguyễn Quang Địch, em hoàn thành đồ án giao Nội dung đồ án chia làm chương, cụ thể sau: Chương 1: Tìm hiểu cơng nghệ Nội dung chương đề cập tới trang thiết bị thang máy,một số cách phân loại thang máy,các yêu cầu công nghệ yêu cầu truyền động điều khiển,các ý vận hành thang máy… Chương 2: Tính chọn động Nội dung chương trình bày cách xây dựng biểu thức phục vụ việc tính chọn cơng suất cho động truyền động thang máy tính tốn theo số liệu đặt đồ án,chọn sơ động cơ,và kiểm nghiệm lại động theo yêu cầu công nghệ Chương 3: Phân tích lựa chọn phương án: Nội dung chương tiến hành phân tích hệ truyền động điện dựa theo yêu cầu công nghệ kết tính chọn cơng suất động cơ,chỉ ưu,nhược điểm,phạm vi ứng dụng, để chọn loại hệ truyền động động phù hợp với yêu cầu công nghệ đồ án Chương 4: Thiết kế mạch lựcNội dung chương thiết kế mạch lực ,bao gồm tính chọn van bán dẫn thiết bị đo Chương 5:Xây dựng cấu trúc hệ truyền động mô phỏng: Nội dung chương trình bày mơ tả tốn học ĐCKĐB hệ tọa độ,phân tích phương pháp điều khiển vector tựa từ thông rotor FOC,tổng hợp thiết kế điều khiển để đạt SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tiêu chất lượng mong muốn Từ phân tích trên,tiến hành mơ hệ thống truyền động Matlab/Simulink,kiểm định lại việc tính chọn thiết kế Mặc dù em cố gắng việc thiết kế, kiến thức em có hạn nên chắn khơng tránh khỏi hạn chế định, bảo tận tình thày cô kiến thức quý báu cho em cịn ghế nhà trường cơng việc thực tế sau Em mong thầy đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2012 Sinh viên thực Lê Ngọc Phương SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm chung thang máy Thang máy thiết bị vận tải chuyên dùng để vận chuyển người,hàng hóa,vật liệu…theo phương thẳng đứng Thang máyđược lắp đặt tòa nhà cao tầng, khách sạn,công sở,chung cư,bệnh viện,các đài quan sát, công xưởng Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện khác thời gian vận chuyển chu kỳ vận chuyển nhỏ,tần suất vận chuyển lớn,đóng mở máy liên tục 1.2 Cấu trúc chung thang máy Tất thiết bị bố trí giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần tầng cao đến mức sâu tầng 1),trong buồng máy (trên trần tầng cao nhất) hố buồng thang (dưới mức sàn tầng).Bố trí thiết bị thang máy biểu diễn Hình 1.1 1.2.1 Thiết bị lắp buồng máy  Cơ cấu nâng Trong buồng máy có lắp đặt hệ thống tời nâng - hạ buồng thang (cơ cấu nâng) tạo lực kéo chuyển động buồng thang đối trọng Cơ cấu nâng gồm có phận : - Bộ phận kéo cáp (puli tang quấn cáp) - Hộp giảm tốc - Phanh hãm điện từ - Động truyền động Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ thường sử dụng thang máy tốc độ cao  Tủ điện: Trong 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 để hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang 1.2.2 Thiết bị lắp giếng thang máy  Buồng thang Trong buồng thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc điện liên động với sàn buồng thang điện thoại liên lạc với người trường hợp điện Cung cấp điện cho buồng thang dây cáp mềm Nơi người hang hóa đứng vận chuyển  Hệ thống cáp treo: Là hệ thống cáp hai nhánh, đầu nối với buồng thang đầu lại nối với đối trọng với puli dẫn hướng  Bộ phận cảm biến vị trí: Dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang tầng hạn chế hành trình nâng hạ thang máy SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.1 :Kết cấu bố trí thiết bị thang máy 1.2.3 Thiết bị lắp đặt hố giếng thang máy Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc (là hệ thống giảm xóc giảm xóc thủy 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) 1.2.4 Các thiết bị chuyên dùng thang máy  Phanh hãm điện từ SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Về kết cấu,cấu tạo,nguyên lý hoạt động giống phanh hãm điện từ dùng cấu cầu trục  Phanh bảo hiểm (phanh dù, cấu tổ đớp ) Có nhiệm vụ hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang vượt giới hạn cho phép giữ chặt buồng thang chỗ cách ép vào hai dẫn hướng trường hợp bị đứt cáp treo  Cảm biến vị trí Các cảm biến vị trí dùng để : - Phát lệnh dừng buồng thang 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 dừng xác - Xác định vị trí buồng thang 1.3 Phân loại thang máy 1.3.1 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 1.3.2 Phân loại theo tốc độ dịch chuyển  Thang máy tốc độ thấp - Tốc độ :v ≤ 1m/s  Thang máy tốc độ trung bình - Tốc độ: v= 0.75÷1,5 m/s - Thường dùng tịa nhà có từ 6÷12 tầng  Thang máy tốc độ cao - Tốc độ: v= 2,5÷3,5 m/s - Thường dùng tịa nhà có số tầng:mt >16 tầng  Thang máy tốc độ cao (siêu tốc) - Tốc độ:v> 5m/s - Thường dùng tòa tháp cao tầng 1.3.3 Phân loại theo tải trọng  Thang máy loại nhỏ:Q< 160kg  Thang máy loại trung bình:Q= 500÷2000kg  Thang máy loại lớn:Q> 2000kg 1.4 Yêu cầu công nghệ, truyền động 1.4.1 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 SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Độ dừng xác buồng thang đánh giá đại lượng △S (nửa hiệu số quãng đường buồng thang trượt từ phanh hãm điện từ tác dộng đến buồng thang dừng hẳn có tải khơng có tải theo hướng di chuyển buồng thang) Hình 1.2 Dừng xác buồng thang Các thơng số ảnh hưởng đến độ xác dừng buồng thang gồm: - J momen quán tính phần chuyển động buồng thang - △t quán tính điện từ phần tử chấp hành sơ đồ điều khiển thang máy - Mph, Mc momen cấu phanh hãm điện từ sinh tải teongj thang máy - vo tốc độ di chuyển buồng thang bắt đầu hãm dừng thông số thang máy coi khơng đổi thông số vo thông số định nhất.Độ dừng xác cho phép △Smax ≤ ±20mm 1.4.2 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 làm 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 4÷5(lần),bởi tùy vào độ cao tịa nhà mà phải chọn thang máy có tốc độ phù hợp với tốc độ tối ưu, đáp ứng đầy đủ tiêu kinh tế kỹ thuật 1.4.3 Gia tốc lớn cho phép SV:Lê Ngọc Phương SHSV:20092051 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trị số tốc độ di chuyển trung bình thang máy tăng cách giảm thời gian tăng tốc cuẩ 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 ưu thường chọn:a ≤2m/s2 Độ giật (ρ): Tốc độ tăng gia tốc mở máy tốc độ giảm gia tốc hãm máy định di chuyển êm buồng thang da d 2v d 3s    dt dt dt Khi gia tốc a ≤ 2m/s2 trị số độ giật tốc độ tối ưu là: ρ