MÔN điều KHIỂN QUÁ TRÌNH THIẾT kế môn học TRUYỀN ĐỘNG điện tự ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC 🙠🕮🙢 MÔN ĐIỀU KHIỂN Q TRÌNH THIẾT KẾ MƠN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG TRƯỞNG NHÓM : Trần Văn Tùng Thành Viên : Trần Phương Nam Phan Tuấn Anh Nguyễn Việt Hùng Bùi Quang Hùng Hoàng Thái Sơn Lại Hợp Sang Nguyễn Đức Toàn Vũ Viết Vinh Nguyễn Trung Kiên Nguyễn Hữu Hiệu 1|Page Mục Lục I Quy Trình Thang Máy 1,Phân loại lựa chọn loại thiết kế 1.1 Phân loại thang máy: Phân loại thang máy theo công dụng: Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động: .2 Theo vị trí đặt tời: Theo hệ thống vận hành: .4 Theo thông số bản: Theo kết cấu cụm bản: .5 Theo vị trí cabin đối trọng giếng thang: Theo quỹ đạo di chuyển cabin: .8 Lựa chọn phương án thiết kế: Đặc tính kỹ thuật thang máy: Thang máy công nghệ cáp kéo 1.Cấu trúc vận hành công nghệ cáp kéo Thang máy sử dụng động kéo cáp truyền động .9 2.Ứng dụng ưu nhược điểm loại công nghệ cáp kéo II, Xây dựng phương án truyền động 10 1,Chọn loại động DC 10 A Động DC có chổi than (Brushed DC Motor) .10 B Động DC có chổi than (Brushed DC Motor) .11 Động DC kích thích riêng biệt 11 Cấu tạo động DC kích thích riêng biệt 12 C Động DC không chổi than 12 D Động DC tự kích thích 14 I Chiến lược điều khiển tốc độ động 15 Mạch cầu chỉnh lưu pha dùng thyristor gì? 19 III Tính chọn cơng suất động 20 IV.Diode gì? .25 Chỉnh Lưu 27 Mạch chỉnh lưu pha 27 a Chỉnh lưu nửa sóng (một bán kỳ) .27 – Chỉnh lưu nửa sóng với tải trở 27 V Thiết kế tính toán phần điều khiển 27 Bộ điều khiển PID cho hệ thống truyền động .29 2|Page 5.1 Xây dựng mạch vòng dòng điện: 29 5.2 Xây dựng mạch vòng tốc độ 30 5.3 Mô Matlab 31 5.4 Xây dựng mạch vịng phần từ thơng .32 3|Page I Quy Trình Thang Máy 1,Phân loại lựa chọn loại thiết kế 1.1 Phân loại thang máy: Thang máy phân loại theo nguyên tắc đặc điểm sau: Phân loại thang máy theo công dụng: Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN: 5744-1993 tùy thuộc vào công dụng thang máy phân thành loại sau: - Loại 1: Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở người - Loại 2: Thang máy thiết kế chủ yếu để chun chở người có tính đến hàng hóa mang kèm theo người - Loại 3: Thang máy thiết kế chuyên chở giường (băng ca) dùng bệnh viện - Loại 4: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở hàng hóa thường có người kèm theo - Loại 5: Thang máy điều khiển cabin dùng để chuyên chở hàng, loại thiết kế cabin phải khống chế kích thước để người vào Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động: a) b) c) d) Hình 1.1 Bộ tời đặt phía 4|Page A.Thang máy dẫn động điện: Loại dẫn động cabin lên xuống nhờ động điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát tang cáp Chính nhờ cabin treo cáp mà hành trình lên xuống khơng bị hạn chế B.Dẫn đông nhờ xi lanh thủy lực: a) b) Hình 1.2: Hình vẽ thang máy dẫn động xi lanh thủy lực Đặc điểm thang máy cabin đẩy từ lên nhờ pittông- xylanh thủy lực nên hành trình bị hạn chế Hiện thang máy thủy lực với hành trình tối đa khoảng 18m, khơng thể trang bị cho cơng trình cao tầng, kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ có tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm , an tồn, giảm chiều cao tổng thể cơng trình có số tầng phục vụ, buồng máy đặt tầng C.Dẫn động nhờ vis-đai ốc: Các trục vít sử dụng trước thang nâng xưởng máy nhờ có truyền đơng khí, giá thành cao hiệu suất thấp nên thang nâng chúng sử dụng Chỉ sử dụng chủ yếu chiều cao nâng không lớn (chẳng hạn thang nâng toa xe lửa) 5|Page Hình 1.3: Sơ đồ thang máy dẫn động vít-đai ốc D.Dẫn động nhờ khí nén Theo vị trí đặt tời: Đối với thang máy điện: thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang (hình 1.1 a, 1.1 b), đặt phía giếng thang (hình 1.2a, 1.2b) Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh tời dẫn động đặt cabin Đối với thang máy thủy lực buồng máy đặt tầng (hình 1.3a, 1.3b) Theo hệ thống vận hành: Theo mức độ tự động: Loại nửa tự động Loại tự động Theo tổ hợp điều khiển: Điều khiển đơn Điều khiển kép Điều khiển theo nhóm Theo vị trí điều khiển: Điều khiển cabin Điều khiển cabin Điều khiển cabin 6|Page Theo thông số bản: Theo tốc độ di chuyển cabin: Loại tốc độ thấp v < m/s Loại tốc độ trung bình v = ÷ 2,5 m/s Loại tốc độ cao v = 2,5 ÷ m/s Loại tốc độ cao v > m/s Theo khối lượng vận chuyển cabin: Loại nhỏ Q < 500 kg Loại trung bình Q = 500 ÷ 1000 kg Loại lớn Q =1000 ÷ 1600 kg Loại lớn Q > 1600 kg Theo kết cấu cụm bản: Theo kết cấu tời kéo: Bộ tời kéo có hộp giảm tốc a) Có hộp giảm tốc b) Khơng có hộp giảm tốc Hình 1.4: Bộ tời Bộ tời kéo khơng có hộp giảm tốc: thường dùng cho loại thang máy có tốc độ cao (v > 2,5 m/s) Bộ tời kéo sử dụng động tốc độ, hai tốc độ, động điều chỉnh vô cấp, động cảm ứng tuyến tính (LIM – Linear Induction Motor) Bộ tời kéo có puly ma sát tang cáp để dẫn động cho cabin lên xuống + Loại có puly ma sát (hình 1.1 a, b) puly quay kéo theo cáp chuyển động nhờ ma sát sinh rãnh ma sát puly cáp Loại phải có đối trọng 7|Page + Loại có tang cáp, tang cáp nhả cáp kéo theo cabin lên xuống Loại có khơng có đối trọng Theo hệ thống cân bằng: Có đối trọng (hình 1.1a, 1.1 b) Khơng có đối trọng Có cáp xích cân dùng cho thang máy có hành trình lớn Khơng có xích cáp cân Theo cách treo cabin đối trọng: Treo trực tiếp vào dầm cabin (hình 1.1 b) Có palăng cáp (thơng qua puly trung gian) vào dầm cabin (hình 1.2 a, 1.2 b) Đẩy từ phía đáy cabin lên thơng qua puly trung gian Theo hệ thống cửa cabin: Phương pháp đóng mở cửa cabin + Đóng mở tay Khi cabin dừng tầng phải có người ngồi cửa tầng mở đóng cửa cabin cửa tầng + Đóng mở nửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng tầng cửa cabin cửa tầng tự động mở, đóng phải dùng tay ngược lại Cả hai loại dùng cho thang máy chở hàng có người kèm, thang chở hàng khơng có người kèm thang máy dùng cho nhà riêng + Đóng mở cửa tự động Khi cabin dùng tầng cửa cabin cửa tầng tự động mở đóng nhờ cấu đặt cửa cabin Thời gian tốc độ đóng, mở điều chỉnh Theo kết cấu cửa cabin: + Cánh cửa dạng cửa xếp lùa phía hai phía + Cánh cửa dạng (panen) đóng, mở lề cánh hai cánh Hai loại cửa thường dùng cho thang máy chở hàng có người kèm khơng có người kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng + Cánh cửa dạng (panen), hai cánh mở lùa hai phía Đối với thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở lùa hai phía (mỗi bên hai cánh) Loại thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt phía sau cabin 8|Page + Cánh cửa dạng (panen), hai ba cánh mở bên, lùa phía Loại thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang máy chở bệnh nhân) + Cánh cửa dạng (panen), hai cánh mở lùa hai phía (thang máy chở thức ăn) + Cánh cửa dạng (panen), hai ba cánh mở lùa phía Loại thường dùng cho thang máy chở ôtô thang máy chở hàng Theo số cửa cabin: + Thang máy có cửa + Hai cửa đối xứng + Hai cửa vuông góc với Theo loại hãm an tồn cabin: + Hãm tức thời, loại thường dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph + Hãm êm, loại thường dùng cho thang máy có tốc độ lớn 45 m/ph thang máy chở bệnh nhân Theo vị trí cabin đối trọng giếng thang: Đối trọng bố trí phía sau (hình 1.5 a) Đối trọng bố trí bên (hình 1.5 b) Trong số trường hợp đối trọng bố trí vị trí khác mà khơng dùng chung giếng thang với cabin a) Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau b) Giếng thang có đối trọng bố trí bên 9|Page Hình 1.5: Mặt cắt ngang giếng thang Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau Giếng thang có đối trọng bố trí bên Theo quỹ đạo di chuyển cabin: Thang máy thẳng đứng loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết loại thang máy sử dụng thuộc loại Thang máy nghiêng, loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng góc so với phương thẳng đứng Thang máy zigzag, loại thang máy có cabin di chuyển theo phương zigzag Lựa chọn phương án thiết kế: Đặc tính kỹ thuật thang máy: Thang máy thiết kế thiết kế truyền động điện tự động có đặc tính kỹ thuật sau: Loại thang: Chở hàng có người áp tải Tải trọng: 1000kg Tốc độ: 2.5m/s Số điểm dừng: Thang máy công nghệ cáp kéo 1.Cấu trúc vận hành công nghệ cáp kéo Loại thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo vận hành động máy kéo, puly, cáp kéo kết nối cabin thang máy đối trọng Khi động máy kéo thực q trình kéo cáp, lúc cabin đối trọng vận hành lên xuống ngược theo chiều quay máy kéo Hiện nay, Động kéo thang máy được sử dụng gồm loại là: Động máy kéo dùng hộp số bánh động không hộp số sử dụng nam châm vĩnh cửu điều khiển encoder bảo đảm ổn định tốc độ Động điện loại DC AC Tuy nhiên, theo toán ta sử dụng loại dộng DC để vận hành thang 10 | P a g e Đồ thị thu được: 5.4 Xây dựng mạch vòng phần từ thông Dùng chuẩn tối ưu Module để tổng hợp điều chỉnh phần từ thơng kích từ: F tưmđ C= AS (1−F tưmđ ) 2 1+ τs+2 τ s = K ikt K bxkt Rư (1− ) 1+2 τs+ τ s2 ( 1+T v s ) ( 1+T s ) 34 | P a g e Chọn τ =T v 2 1+ 2T v s+ 2T v s C= K K ikt bxkt Rư (1− ) 2 1+2 T v s+2 T v s ( 1+T v s ) ( 1+T s ) 0 = 0 ( 1+T v s ) ( 1+ T s ) K ikt K bxkt 2T v s (1+T v s) Rư 0 ( 1+T s ) = K K 2T s ikt bxkt v Rư Bộ điều chỉnh từ thơng qua dịng điện: K P= Tư K ikt K bxkt T i= K ikt K bxkt 2T v Rư 0,0125 = 166,67.31 8,33.10−6 = 0,0,4066 1.4 T v = 166,67.31 2.8,33 10−6=0,06148 Rư 1.4 VI Tỷ số truyền i =20 ; η = 0,75 Tốc dộ nâng hạ v = 2,5 m/s ; Gia tốc a = 1m/s Tải trọng m = 1000kg Cabin M =500 kg ; Đối trọng M dt =1000 kg Đk puli D = 0,6 v 2,5 Thời gian khởi động để v = 1,5 m/s : T kd = a = =1,5 s T hãm = T kd =1,5s 35 | P a g e Quãng đương cabin : skđ =v t+ at2 =¿ 4,875 m shãm =s kđ = 4,875 m Thời gian với vận tốc v =2,5 m tầng t= h0−s kđ −s hãm × 4−4 , 875−4 , 875 = =0,9( s)Thời gian làm việc thang máy v 2,5 tầng kế : t lv=t kđ +t hãm +t=4 , 875 2+ , 9=10 , 65 ( s ) a,Momen tĩnh Lực nâng F n=( M + M tt −M dt ) × g Lực hãm F h=( M dt −M t t −M ) × g F h=−4900 N Momen F