Thiết kế hệ thống truyền động cho thang máy chở hàng

Luận Văn: Thiết kế hệ thống truyền động cho thang máy chở hàng

tổng hợp hệ điện cơ.

Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Thị Liên Anh.

Sinh viên thực hiện: Mai Thanh Hùng Lớp TĐH1-K46.

Tên đề tài: Thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở hàng.

Các thông số kỹ thuật:

Số tầng n: 4

Chiều cao mỗi tầng nhà h0: 4 [m].Tốc độ truyền động v: 1,5 [m/s].Gia tốc cực đại amax: 1,5 [m/s2].Trọng lợng cabin G0: 1500 [kg].Tải trọng định mức Gđm: 1300 [kg].Đờng kính puli D: 0,4 [m].Yêu cầu nội dung:Nêu các yêu cầu về công nghệ và truyền động.Chọn phơng án truyền động Tính chọn công suất cho động cơ vàmạch lực.Xây dựng cấu trúc tổng hợp của hệ.Thiết kế mạch điều khiển.Mô phỏng hệ thống sử dụng phần mềm Matlab/Similink.Phơng án thiết kế:Hệ truyền động động cơ xoay chiều dùng phơng pháp điều chỉnh tầnsố.Hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp chỉnh lu.Tài liệu tham khảo:Điện tử công suất.Truyền động điện.Tự động điều chỉnh truyền động điện.Trang bị điện cho các máy công nghiệp dùng chung.Các đặc tính cơ của động cơ trong truyền động điện.MụC LụCChơng 1 Các yêu cầu về công nghệ và truyền động 3

1.1 Khái niệm chung về thang máy 3

1.2 Yêu cầu chung về công nghệ và truyền động 9

Chơng 2 Lựa chọn phơng án truyền động 12

2.1 Dùng hệ truyền động động cơ một chiều

dùng phơng pháp chỉnh lu 12

2.2 Hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ 15

Chơng 3 Tính toán công suất động cơ và mạch lực 19

3.1 Tính chọn công suất động cơ 19

3.2 Tính toán mạch biến đổi cấp cho động cơ 24

3.3 Tính toán mạch chuyển đổi cấp cho phần kích từ cấp cho động cơ 26

Chơng 4 tổNG HợP Hệ THốNG 28

4.1 Mạch vòng dòng điện 28

4.2 Mạch vòng điều chỉnh tốc độ 31

Chơng 5Thíêt kế mạch điều khiển 36

5.1 Điều khiển TIRISTO 36

5.2 Hệ thống điều khiển thiết bị chỉnh lu 37

Chơng 6 Kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab 42

Tài liệu tham khảo 44

Chơng 1 Các yêu cầu về công nghệ và truyền động.1.1 Khái niệm chung về thang máy.

1.1.1 Khái niệm.

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phơngthẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phơng thẳng đứng Nó là mộtloại hình máy nâng chuyển đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nềnkinh tế quốc dân nh trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xây dựng, luyệnkim, công nghiệp nhẹ ở những nơi đó thang máy đợc sử dụng để vận chuyểnhàng hoá, sản phẩm, đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau Nó đãthay thế cho sức lực của con ngời và đã mang lại năng suất cao Đặc điểm của vậnchuyển bằng thang may so với các phơng tiện vân chuyển khác là thời gian củamột chu kì vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ýnghĩa về vận chuyển, thang máy còn làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của côngtình.Nhiều quốc gia trên thế giới đã qui định, đối với những toà nhà cao 6 tầng trởlên đều phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời đi lại thuận tiện, tiếtkiệm thời gian và tăng năng suất lao động Giá thành của thang máy trang bị chocông trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng (6 -> 7)% là hợp lý Đốivới những công trình đặc biệt nh nhà máy, bệnh viện, khách sạn tuy số tầng nhỏhơn 6 nhng do yêu cầu phục vụ vẫn phải đợc trang bị thang máy Với các nhànhiều tầng có chiều cao lớn thì viểc trang bị thang máy là cần thiết để phục vụ việcđi lại trong toà nhà Nếu vấn đề vận chuyển ngời trong các toà nhà này không đợcgiải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không thành hiện thực.

Thang máy là thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liênquan trực tiếp tới tài sản và tính mạng con ngời Vì vậy yêu cầu chung đối vớithang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng, sửa chữa là phải tuânthủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật an toàn đợc qui định trong các tiêuchuẩn, qui trình, qui phạm.

Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì cha đủđiều kiện đa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tincậy nh: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộhãm bảo hiểm, an toàn cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điệnnguồn.

ở Việt Nam từ trớc tới nay thang máy chỉ chủ yếu đợc sử dụng trong côngnghiệp để trở hàng và ít đợc phổ biến Nhng trong giai đoạn hiện nay nền kinh tế

nớc ta đang có những bớc phát triển mạnh thì nhu cầu sử dụng thang máy trongmọi lĩnh vực ngày càng tăng lên.

1.1.2 Phân loại thang máy:

Thang máy hiện nay đã đợc thiết kế và chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu,nhiều loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình Có thểphân loại thang máy theo các nguyên tắc và đặc điểm sau:

Theo công dụng: thang máy đợc phân thành 5 loại:

- Thang máy chuyên chở ngời: trong khách sạn, chung c, công sở

- Thang máy chuyển chở ngời có tính đến hàng đi kèm: siêu thị, khu triểnlãm

- Thang máy chuyên chở bệnh nhân: bệnh viện, khu điều dỡng

- Thang máy chuyên chở hàng có ngời đi kèm: nhà máy, công xỡng, kho

- Thang máy chuyên chở hàng không có ngời đi kèm.

- Thang máy khí nén.

Theo vị trí đặt bộ tời kéo:

Đối với thang máy điện:

- Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang.

- Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dới giếng thang.

Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thìbộ tời kéo dẫn động đặt ngay trên nóc cabin.

Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt.

Theo hệ thống vận hành:

- Theo mức độ tự động: + loại tự động + loại bán tự động.

- Theo tổ hợp điều khiển: + điều khiển đơn.

+ điều khiển kép

+ điều khiển theo nhóm.

- Theo vị trí điều khiển: + điều khiển trong cabin + điều khiển ngoài cabin

+ điều khiển cả trong và ngoài cabin.

Theo thông số cơ bản:

- Theo tốc độ di chuyển của cabin: + loại tốc độ thấp: v < 1m/s

+ loại tốc độ trung bình: v = 1 -> 2,5m/s + loại tốc độ cao: v = 2,5 -> 4 m/s + loại tốc độ rất cao: v > 4m/s

- Theo khối lợng vận chuyển của cabin: + loại nhỏ : Q < 500 kg

+ loại trung bình Q = 500 -> 1000kg + loại lớn Q = 1000 -> 1600kg + loại rất lớn Q > 1600kg

Theo kết cấu các cụm cơ bản:

- Theo kết cấu của bộ tời kéo: + bộ tời kéo có hộp giảm tốc

+ bộ tời kéo không có hộp giảm tốc

+ bộ tời kéo có sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điềuchỉnh vô cấp, động cơ cảm ứng tuyến tính.

+ bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động chocabin lên xuống.

- Theo hệ thống cân bằng: + Có đối trọng

+ Không có đối trọng

+ Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những thang máy có hànhtrình lớn

+ Không có cáp hoặc xích cân bằng

- Theo cách treo cabin:

+ Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin

+ Có palăng cáp (Thông qua các puly trung gian) vào dầm trên cabin + Đẩy từ dới đáy cabin lên thông qua các puly trung gian.

- Theo hệ thống cửa cabin: một cửa, hai cửa

- Theo bộ hãm bảo hiểm an toàn của cabin

Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang:

- Đối trọng bố trí phía sau.

- Đối trọng bố trí một bên.

Theo quĩ đạo di chuyển của cabin:

- Thang máy thẳng đứng

- Thang máy nghiêng

- Thang máy zigzag.

1.1.3 Cấu tạo thang máy:

Thang máy có nhiều kiểu dạng khác nhau nhng nhìn chung có các bộ phậnchính sau: bộ tời kéo, cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở cửa cabin vàhệ thống phanh bảo hiểm; cáp nâng; đối trọng và hệ thống cân bằng; hệ thống raydẫn hớng cho cabin và đối trọng; bộ phận giảm chấn cho cabin và đối trọng đặt ởgiếng thang; hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên bộ bảo hiểm để dừng cabin khitốc độ hạ vợt mức cho phép; tủ điện điều khiển cùng các trang thiết bị điện để điềukhiển tự động thang máy; cửa cabin và các cửa tầng cùng hệ thống khoá liên động.

Một số bộ phận chính:a, Cáp thép :

Cáp thép là chi tiết rất quan trọng đợc sử dụng hầu hết trong các máy nângnói chung và thang máy nói riêng

Yêu cầu chung đối với cáp phải là:o An toàn trong sử dụng

o Độ mềm cao dễ uốn cong, đảm bảo nhỏ gọn của cơ cấu và máy, đảmbảo độ êm dịu không gây ồn khi làm việc trong cơ cấu và máy nóichung.

o Trọng lợng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu.

Trong thang máy thì ngời ta dùng từ 35 sợi làm cáp treo, treo buồngthang

b, Puly-puly ma sát:

Puly là chi tiết dùng để dẫn cáp bằng ma sát (gọi tắt là Puly ma sát), thờngđợc dùng phổ biến trong thang máy Puly ma sát có các rãnh riêng biệt mà khôngtheo hình xoắn ốc Số rãnh cáp trên Puly ma sát tuỳ thuộc vào số sợi cáp dẫn động

trong máy và cách mắc cáp Một số Puly ma sát có phủ chất dẻo để tăng ma sát.Rãnh Puly và cáp có cùng độ cứng sẽ đảm bảo độ mòn ít nhất đối với cả cáp vàrãnh Puly Hình dạng mặt cắt rãnh cáp trên Puly có ảnh hởng lớn đến khả năng kéovà tuổi thọ của nó

c, Tang cuốn cáp:

Ngời ta thờng sử dụng tang cuốn cáp đối với thang máy chở hàng (không cóđối trọng), loại này có kích thớc cồng kềnh và đòi hỏi công suất động cơ lớn sovới công suât động cơ dùng Puly ma sát Trong máy nâng nói chung ngời ta dùngtang cuốn cáp một lớp, trong trờng hợp dung lợng cuốn cáp trên tang lớn để giảmdung lợng của tang ngời ta dùng tang nhiều lớp cáp Khi tang quay đã biến chuyểnđộng quay thành chuyển động tịnh tiến và truyền lực dẫn động tới cáp và các bộphận khác.

Tang ma sát là một loại tang có đặc điểm là không cố định đầu cáp trêntang mà cuốn lên tang một số vòng, khi tang quay thì thì một nhánh cáp cuốn vào

với lực căng Fc = Fmax và nhánh kia nhả ra với lực căng Fn = Fmin

Tang truyền chuyển động nhờ ma sát giữa cáp và tang Tang ma sát gồmloại hình trụ và loại có đờng kính thay đổi

Khả năng kéo cần thiết của tang ma sát U để dịch chuyển tải trọng đợc tính

từ lực cản dịch chuyển tải trọng và các điều kiền làm việc với hệ số an toàn cần

thiết Lực căng cáp nhỏ nhất Fmin trên nhánh nhả đợc tính từ điều kiện lực căng banđầu để truyền lực bằng ma sát hoặc từ điều kiện độ võng cho phép của cáp Vậy

lực căng cáp lớn nhất Fmax trên nhánh cuốn cần thiết để dịch chuyển tải trọng là:Fmax = U + Fmin

d, Phanh an toàn:

Để tránh cho ca bin rơi trong giếng thang khi đứt cáp hoặc hạ với tốc độ vợtquá giá trị cho phép, phanh an toàn tự động dừng và giữ ca bin tựa trên các ray dẫnhớng Ca bin của tất cả các loại thang máy đều phải đợc trang bị phanh an toàn.Phanh an toàn còn đợc đợc trang bị cho đối trọng khi đối trọng nằm trên lối đihoặc phần diện tích có ngời đứng Theo nguyên tắc làm việc có loại phanh dừngđột ngột và phanh dừng êm dịu, phanh dừng đột ngột thờng đợc áp dụng đối vớiloại thang máy có vận tốc cỡ 0.71m/s, theo kết cấu có các loại phanh nh phanhkiểu nêm và kiểu cam Đối với loại thang máy có tốc độ trên 1m/s và các loạithang máy đợc sử dụng trong bệnh viện thì thờng dùng loại phanh dừng êm dịu vớibộ phận công tác là nêm hoặc kẹp Phanh an toàn thờng lắp với cáp nâng(đợc sửdụng cho thang máy dùng tang cuốn cáp) và mắc với bộ hạn chế tốc động (dùngcho thang máy sử dụng Puly ma sát).

1.2 Yêu cầu chung về công nghệ và truyền động:

Yêu cầu cơ bản nhất đối với thang máy đó là dễ điều khiển, di chuyển êmdịu, dừng chính xác và đảm bảo an toàn ngay cả khi mất điện hay đứt cáp Thangmáy đợc bố trí ở các công sở, nhà ở – những nơi mà ngời sử dụng không phải aicũng có trình độ hiểu biết nhiều về thang máy do vậy hệ thống điều khiển càngđơn giản càng dễ sử dụng Cũng chính vì vậy ngời ta thích dùng động cơ điệnkhông đồng bộ rôto lồng sóc và rôto dây quấn Tuy nhiên động cơ rôto lồng sócchỉ dùng cho thang máy chạy chậm vì nó không đáp ứng dợc các yêu cầu về dừngmáy chính xác, đồ thị tốc độ tối u và số lần đóng điện trong một giờ bị hạn chế.Ngày nay nhờ sự phát triển của công nghệ bán dẫn mà động cơ một chiều cũng đãđợc sử dụng phổ biến Để đảm bảo tính chất an toàn trong mạch khống chế ngời tabố trí nhiều công tắc chuyển đổi, công tắc hành trình và tiếp diểm điều kiện, dùngphanh hãm cơ điện và phanh hãm bảo hiểm Phanh bảo hiểm giữ buồng thang máytại chỗ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ di chuyển vợt quá (20->40)% tốc độđịnh mức Phanh bảo hiểm thờng dùng loại kiểu kìm, nó đảm bảo cho thang máydừng êm Phanh bảo hiểm thờng đợc lắp phía dới buồng thang Cùng với cơ cấuphanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm.Khi buồng thang di chuyển sẽ làm cho cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm quay Khitốc độ di chuyển buồng thang tăng cơ cấu đai truyền sẽ làm cho tang truyền quayvà kìm sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hớng và hạn chế tốc độ của buồngthang Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc khi mở máyvà khi hãm máy Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cáchgiảm thời gian mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc Nhng khi gia tốc lớnsẽ gây ra cảm giác khó chịu cho khách hàng Bởi vậy gia tốc tối u là a ≤ 2m/s2.Một yếu tố quyết định việc tăng giảm gia tốc nữa đó là độ giật Độ giật (ρ) chính làsự biến thiên của gia tốc khi tăng và khi giảm Khi gia tốc a ≤ 2m/s2 thì độ giật ρ ≤20m/s3

Ngoài ra hệ truyền động còn có các yêu cầu sau:

o Yêu cầu về truyền động: Truyền động trong hệ thang máy phải là loạitruyền động có đảo chiều quay.

o Yêu cầu về gia tốc: gia tốc a ≤ 2 m/s2 gia tốc cực đại a =1,5 m/s2.

o Yêu cầu về cơ cấu hãm:

+ Buồng thang phải dừng chính xác

+ Không đợc rơi tự do khi mất điện hoặc đứt dây treo + Quá trình hãm êm và chính xác.

+ Cơ cấu hãm phải giữ buồng thang tại chỗ khi tốc độ di chuyển ≥ 20% tốc độ định mức

o Yêu cầu về tính chất mômen quán tính: J = const

o Yêu cầu về vận hành: Không đợc vận hành trong trạng thái bất bình ờng, nếu cần đảo chiều tốc độ phải êm, tốc độ không đợc giảm đột ngộtKhi lựa chọn hệ truyền động phải dựa trên các yêu cầu sau:

Dựa vào đồ thị tốc độ của thang máy ta thấy rằng phụ tải trong hệ truyềnđộng là loại phụ tải ngắn hạn lặp lại, quá trình mở máy, chuyển động với vận tốcổn định, hãm máy đợc diễn ra liên tục lặp đi lặp lại trong suốt quãng đờng từ tầng1 cho tới tầng trên cùng.

Mở máyChế độ ổn địnhHãm xuống tốc độ thấpH

Đồ thị tối u

Chơng 2 Lựa chọn phơng án truyền động.

Tính chọn phơng án truyền động cho hệ thống để thu đợc mô hình hệ thốngtối u nhất trong qua trình làm việc với thời gian di chuyển tối u, êm dịu cũng nhtổn hao công suất và tổn hao năng lợng là nhỏ nhất, đồng thời các chi phí cũng hợplý Trong truyền động thang máy thì động cơ là có đảo chiều quay và điều chỉnhtốc độ Theo đó ta có hai phơng án chủ yếu sau để tính chọn:

o Dùng hệ truyền động động cơ xoay chiều có điều chỉnh tần số.o Dùng hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp chỉnh lu.

2.1 Dùng hệ truyền động động cơ một chiều dùng phơng pháp chỉnh lu:

Do chỉnh lu Tiristor dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở, cònkhoá theo điện áp lới cho nên truyền động van thực hiện đảo khó khăn và phức tạphơn truyền động máy phát - động cơ Cấu trúc mạch lực cũng nh cấu trúc mạchđiều khiển hệ truyền động T-Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và có logic điềukhiển chặt chẽ Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động đảo chiều:

o Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ độngcơ.

o Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng điện phần ứng.

Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T - Đ đảo chiều có nhiều song đềuthực hiện theo hai nguyên tắc và đợc phân ra 5 loại sơ đồ chính.

Sơ đồ 1: Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều

quay bằng đảo chiều dòng kích từ Loại sơ đồ này dùng cho công suất lớn và rất ítđảo chiều.

Sơ đồ 2: Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều

quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng ( từ thông giữ không đổi) Loạinày dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp.

Sơ đồ 3 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển

riêng Loại này có u điểm là dùng cho mọi dải công suất, có tần số đảo chiều lớn

Sơ đồ 4: Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối song song ngợc điều khiển

chung Loại này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn , thực hiện đợc công việcđảo chiều êm hơn

Sơ đồ 5 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển

chung Sơ đồ này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn, thực hiện việc đảo chiềuêm Tuy nhiên kich thớc cồng kềnh, vốn đầu t và tổn thất lớn.

o Về nguyên tắc xây dựng mạch điều khiển, có thể chia làm hai loạichính: điều khiển chung và điều khiển riêng Sơ đồ 1,2,3 có nguyên tắcmạch điều khiển gần giống nhau là phải khoá các bộ biến đổi mạchphần ứng để cắt dòng, sau đó tiến hành chuyển mạch, nh vậy khi điềukhiển sẽ tồn tại một thời gian gián đoạn Sơ đồ 4,5 dùng nguyên tắcđiều khiển liên tục.

o Sau đây ta sẽ phân tích hai loại sơ đồ đặc trng (sơđồ 3) và (sơ đồ 4) :

2.1.1 Truyền động T-Đ điều khiển riêng :

Nguyên tắc : Khoá các bộ biến đổi mạch phần ứng để cắt dòng, sau đó tiến

hành chuyển mạch, nh vậy khi điều khiển sẽ tồn tại một thời gian gián đoạn sơ đồ1,2,3 đợc điều khiển theo nguyên tắc này Có hai bộ diều khiển làm việc riêng rẽvới nhau Tại một thời điểm thì chỉ có một bộ biến đổi có xung điều khiển còn bộbiến đổi kia bị khoá do không có xung điều khiển Trong một khoảng thời gian thìBĐ1 bị khóa hoàn toàn và dòng phần ứng bị triệt tiêu, tuy nhiên suất điện độngphần ứng E vẫn còn dơng Sau khoảng thời gian này thì phát xung 2 mở bộ biếnđổi 2 đổi chiều dòng phần ứng động cơ đợc hãm tái sinh Nếu giữ nhịp điệu giảm2 phù hợp với quán tính của hệ thì có thể duy trì dòng điện hãm và dòng điện

khởi động ngợc không đổi điều này đợc thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tựđộng dòng điện của hệ thống.

Hệ truyền động có van đảo chiều điều khiển riêng có u điểm là làm việc antoàn không có dòng cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi song cần có 1 khoảng thờigian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không

2.1.2 Truyền động T-Đ điều khiển chung:

Nguyên tắc: Tại một thời điểm thì cả hai bộ biến đổi BĐ1 và BĐ2 đều nhận

đợc xung mở nhng chỉ có một bộ biến đổi cấp dòng cho nghịch lu còn bộ biến đổikia làm việc ở chế độ đợi Sơ đồ 4, 5 thực hiện theo nguyên tắc này

Nếu chọn Ed1 = Ed2 thì α1+ α2= và ta có phơng pháp điều khiển chungđối xứng khi này sđđ tổng trong mạch vòng giữa hai bộ biến đổi sẽ triệt tiêu vàdòng điện trung bình chảy vòng qua hai bộbiến đổi cũng triệt tiêu: Icb = 0

Trong phơng pháp điều khiển chung mặc dù đảm bảoEd2  Ed1 tức làkhông xuất hiện giá trị dòng cân bằng song giá trị tức thời của suất điện động củacác bộ chỉnh lu là ed1(t) và ed2(t) luôn khác nhau do đó vẫn xuất hiện thành phầnxoay chiều của dòng điện cân bằng và để hạn chế dòng điện cân bằng này thờngdùng các cuộn kháng cân bằng Lcb.

2.2 Hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ:

Hệ truyền động này dùng động cơ không đồng bộ 3 pha Loại động cơ nàyđợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơ khác Sởdĩ nh vậy là do ĐKB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụngnguồn cấp trực tiếp từ lới điện xoay chiều ba pha Tuy nhiên trớc đây các hệ truyềnđộng động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ, đó là do việc điềutốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ một chiều Trong thời gian gần đâydo sự phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử - tin họcđộng cơ không đồng bộ mới khai thác đợc hết các u điểm của mình Nó trở thànhhệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động chỉnh lu - triristo độngcơ một chiều.

Không giống nh động cơ một chiều, động cơ KĐB có cấu tạo phần cảm vàphần ứng không tách biệt Từ thông động cơ cũng nh mô men động cơ sinh ra phụthuộc nhiều vào tham số Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động cơkhông đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh Trong địnhhớng xây dựng hệ truyền động động cơ không đồng bộ, ngời ta có xử lý hớng tiếpcận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ một chiều.

Trong công nghiệp thờng sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ :

2.2.1 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi tiristo:

Nguyên tắc của phơng pháp này là mô men của động cơ KĐB tỷ lệ với bìnhphơng điện áp stato Do đó có thể điều chỉnh đợc mô men và tốc độ của động cơbằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số.

2.2.1.1 Điều chỉnh điện trở mạch rôto:

Ta có thể điều chỉnh đợc tốc độ bằng cách điều chỉnh điện trở mạch rôto,phơng pháp này thực hiện điều chỉnh trơn điện trở rôto bằng các van bán dẫn, u thế

của phơng pháp là dễ tự động hoá việc điều chỉnh Điện trở trong mạch rôtoĐCKĐB :

Rr = Rrd + Rf Trong đó : Rrd :điện trở đây quấn roto.

Rf :điện trở ngoài mắc thêm vào mạch roto.

Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rô to thì mô men tới hạn của động cơkhông thay đổi và độ trợt tới hạn tỉ lệ bậc nhất với điện trở:

Mô men:

Si : Độ trợt khi điện trở mạch rô to là Rrd

Nếu giữ cho Ir = const thì M = const và không phụ thuộc tốc độ động cơ.Vì thế mà có thể ứng dụng phơng pháp điều chỉnh điện trở mạch rôto cho truyềnđộng có mômen tải không đổi.

Phơng pháp điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phơng pháp xung :

2.2.1.2 Phơng pháp điều chỉnh công suất trợt:

Đối với các hệ truyền động công suất lớn, tổn hao Ps là lớn vì vậy để diềuchỉnh đợc tốc độ vừa tận dụng đợc công suất trợt ngời ta dùng các sơ đồ điều chỉnhcông suất trợt.

Theo cách tính tổn thất khi điều chỉnh thì:

Có hai loại biến tần:

* Biến tần trực tiếp: Loại này có sơ đồ cấu trúc nh sau:

Mạch van

2,f2

Điện áp vào xoay chiều U1 (tần số f1 ) qua một mạch van là ra ngay tải với tầnsố f2 Bộ biến tần này có hiệu suất biến đổi năng lợng cao tuy nhiên thực tế sơ đồmạch van khá phức tạp, có số lợng van lớn nhất với mạch 3 pha Việc thay đổi tầnsố ra f2 khó khăn và phụ thuộc nhiều vào tần số f1.

* Biến tần gián tiếp : Có cấu trúc nh sau : Trong sơ đồ này có khâu trung

gian là một chiều Điện áp xoay chiều đợc biến thành một chiều nhờ bộ chỉnh lu,qua bộ lọc rồi đợc biến đổi thành U2 với tần số f2 sau khi qua bộ nghịch lu độc lập.Hiệu suất biến tần loại này thấp song cho phép thay đổi dễ dàng f2 mà không phụthuộc f1 Loại biến tần này cho phép nhận đợc ở đầu ra tần số biến thiên dải rộng,dễ điều chỉnh tần số, điện áp bằng cách tác động vào mạch điều khiển Thông th -ờng ngời ta hay dùng điều chỉnh tần số ở mạch chỉnh lu, cũng có trờng hợp điềuchỉnh cả hai ở nghịch lu tuy nhiên mạch điều khiển phức tạp Nhợc điểm của loạinày là hiệu suất không thể cao vì có hai quá trình biến đổi năng lợng.

Kết Luận: Qua phân tích hai loại hệ truyền động trên ta thấy cả hai phơng

án đều có những u điểm thoả mãn yêu cầu công nghệ Tuy nhiên ở đây ta chọn ơng án dùng loại hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động cơ có đảo chiều quay vìnó có các u điểm nổi bật sau đây:

ph-Độ tác động của hệ này nhanh và cao, không gây ồn và dễ tự động hoá docác van bán dẫn công suất có hệ số khuyếch đại công suất rất cao Điều này thuậntiện cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh tự động nhiều vòng để nâng cao chất l -ợng các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống

Trong hệ truyền động một chiều này, em sẽ sử dụng mạch lực là sơ đồ bapha bởi vì loại này có u điểm là dùng cho mọi dải công suất, có tần số đảo chiềulớn Đồng thời hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng hoạt động đóngmở độc lập với nhau, làm việc an toàn và không có dòng chảy giữa các bộ biến đổi.Sử dụng hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động cơ có đảo chiều quay sẽ đạtđợc đồ thị tốc độ tối u (đối với loại truyền động xoay chiều thì chỉ đạt đợc dạng đồthị gần giống mà thôi).

NLĐLMạch

MĐK

Chơng 3 Tính toán công suất động cơ và mạch lực3.1 Tính chọn công suất động cơ:

Do vậy:

F = [Gđm (1 -  ) – k1.G1].gTại tầng thấp nhất:

F = [Gđm (1 -  ) – 0.G1].g = Gđm (1 -  ).g

Vậy lực tác dụng lên Puli trong quá trình nâng tải và hạ tải sẽ là:

Fnt = F = Gđm (1 -  ).g = 1300(1 – 0,5)9,1 = 6376,5 [N]Fht = -F = Gđm (1 -  ).g = -1300(1 – 0,5)9,1 = -6376,5 [N]Nh vậy mô men tơng ứng là:

i 



3.1.2 Tính toán hệ số đóng điện tơng đối.

Mở máy

s sv t a

Theo quyển [1] thì gia tốc tối u là a 2m s/ 2 thì  20m s/ 3 Đối vớithang máy chở hàng thì ta cần nhanh là chủ yếu ở đây ta chọn  20m s/ 3

Xét trong khoảng thời gian t0  t1 ta có:

tv v a t 

=

tv v a t 

mod