Đề tài thiết kế mạch điều khiển thang tời hàng 3 tầng, sử dụng biến tần để thay đổi tốc độ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỒ ÁN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN THANG TỜI HÀNG TẦNG, SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐỂ THAY ĐỔI TỐC ĐỘ GVHD: Lê Thiện Quang Nhóm 30 Thái Hùng Bửu Nguyễn Tấn Đạt Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2023 MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Yêu Cầu Của Thang Máy: 1.2 Tìm hiểu vấn đề 1.2.1 Các phận thang máy là: 1.2.2 Đường đặc tính thang máy 1.2.3 Vấn đề đặt ra: 1.2.4 Hướng Giải quyết: CHƯƠNG TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Thiết bị máy sản xuất, thiết bị truyền động, động 2.1.1 Tính chọn động Động có nhiệm vụ kéo máy sản xuất (thang máy) nên động phải có đủ cơng suất để đảm bảo kéo thang máy 2.1.2 Chọn thắng khí: 12 2.1.3 Chọn biến tần 16 2.1.4 Chọn phụ kiện cho biến tần 18 2.2 Chọn thiết bị điều khiển 23 2.2.1 Thiết bị bảo vệ 23 2.2.2 Cáp cho mạch động lực mạch điều khiển 26 2.2.3 Các thiết bị khác .29 CHƯƠNG MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN .34 CHƯƠNG CÀI ĐẶT BIẾN TẦN 35 4.1 Tóm tắt phần tử mạch động lực mạch điều khiển 4.1.1 Các phần tử mạch động lực 35 4.1.2 Các phần tử mạch điều khiển 35 4.2 Nguyên lý hoạt động 36 4.3 Cài đặt 37 4.3.1 Các thông số động 37 4.3.2 Cài đặt thông số biến tần 37 4.3.3 Cài đặt thơng số thắng khí 38 CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Yêu Cầu Của Thang Máy:  Thang máy cho tòa nhà tầng tải nâng hạ  Thang máy nặng M = tấn, tốc độ nâng hạ V = 0.5 m/s  Chọn động kéo, hộp số, thiết bị điện điều khiển  Có bảo vệ hành trình hai đầu khơng cho phép thang máy chạy vượt giới hạn cho phép  Bảo vệ trọng lượng limit switch đặt gầm buồng thang: Nếu tải trọng nặng limit switch đặt gầm đóng, khơng cho thang máy chạy đóng cịi báo động đèn báo hiệu  Kết hợp điều khiển trình thắng khí nâng hạ  Encoder phản hồi tín hiệu biến tần  Điều khiển thang máy lên xuống nút ấn:  Ấn nút CL để lên  Ấn nút CX để xuống  Ấn nút Stop để dừng  Ấn nút Emergency để dừng máy khẩn cấp 1.2 Tìm hiểu vấn đề Đối tượng thang máy Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở hàng hóa người theo phương thẳng đứng Những loại thang máy đại có cấu khí phức tạp, hệ thống truyền động, hệ thống khống chế phức tạp nhằm đảm bảo nâng cao suất, vận hành tin cậy, an toàn Tất thiết bị điện lắp đặt buồng thang buồng máy 1.2.1 Các phận thang máy là: Động điện Puli Cáp treo Buồng thang Đối trọng Phanh hãm điện từ Biến tần Encoder Hình 1.1 Sơ đồ khối phương pháp điều khiển Hình 1.2 Đường đặc tính MSX (Thang máy) 1.2.2 Đường đặc tính thang máy Do thang máy làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại (thời gian làm việc thời gian nghỉ xen kẻ nhau) Nhiệt độ động chưa đạt tới giá trị giới hạn động làm việc Khi động nghỉ nhiệt độ động giảm chưa đạt tới nhiệt độ mơi trường Vì động kéo MSX thang máy có đồ thị phát nhiệt chế độ ngắn hạn lặp lại 1.2.3 Vấn đề đặt ra:  Phụ tải thang máy tải năng, yêu cầu thang máy phải dừng tầng xác, di chuyển êm, khơng giật, đảm bảo an tồn cho khách  Động truyền thang máy làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Thời gian khởi động ngắn, moment khởi động lớn để kéo thang máy lên  Khi có lệnh điều khiển thang máy tăng tốc từ từ lên tốc độ định mức phải khoảng thời gian ngắn phải dừng lại vị trí mong muốn cách nhẹ nhàng xác, trường hợp điện buồng thang không bị rớt xuống đáy hố thang mà phải giữ lại  Khi tải phải có đèn cịi báo hiệu, thang máy phải ngưng hoạt động, tình trạng q tải khơng cịn thang máy trở lại làm việc bình thường  Trong thang máy di chuyển khơng thể điều khiển thang máy di chuyển theo chiều ngược lại 1.2.4 Hướng Giải quyết:  Sử dụng động có tích hợp hộp số chuyên dùng cho thang máy  Sử dụng biến tần chuyên dùng cho thang máy loại biến tần hỗ trợ luật điều khiển vector, ta đặt limit switch tầng để bảo vệ hành trình dừng thang máy  Sử dụng thắng khí để bảo vệ người thang trường hợp điện  Sử dụng cấu khóa liên động để thang máy di chuyển điều khiển thang máy theo chiều ngược lại  Sử dụng tín hiệu báo cố q tải, phải có tín hiệu đèn còi báo cho hành khách biết đồng thời ngắt không cho điều khiển chạy lên xuống, không cịn tình trạng q tải cịi đèn tự tắt CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Thiết bị máy sản xuất, thiết bị truyền động, động 2.1.1 Tính chọn động Động có nhiệm vụ kéo máy sản xuất (thang máy) nên động phải có đủ cơng suất để đảm bảo kéo thang máy  Mục đích: Kéo buồng thang máy  Yêu cầu:  Phù hợp với trọng lượng tải (M = tấn) tốc độ nâng hạ (V = 0.5 m/s)  Là động xoay chiều pha  Chế độ làm việc thang máy: Thang máy làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại (thời gian làm việc thời gian nghỉ xen kẻ nhau) Nhiệt độ động chưa đạt tới giá trị giới hạn động làm việc Khi động nghỉ nhiệt độ động giảm chưa đạt tới nhiệt độ mơi trường  Tính tốn chọn động cơ:  Trọng lượng thang: G = 3000 kg  Ta chọn khối lượng buồng thang Gbt = 1000 kg  Ta có khối lượng hành khách Gt = 2000 kg  Ta có khối lượng đối trọng Gdt= Gbt + α× Gt = 1800 kg  Trong đó: α hệ số cân (α = 0.3÷0.6)  Với thang máy chở khách ta chọn α = 0.4  Tốc độ di chuyển lớn cho phép: v = 0.5 m/s  Chọn gia tốc g = 9.8 m/s2  Chọn cấu hộp số có hiệu suất truyền: η = 80%  Khối lượng đối trọng là: Gđt = 1800 kg Công suất nâng tải: Pload = ( G− Gdt ) ∗ v ∗ g ( 3000− 1800 ) ∗ 0.5 ∗ 9.8 η = 0.8 =22050(W ) Công suất động yêu câu là: Pdc =Pload + 15 % ∗ Pload =22050+15 % ∗ 22050=25357.5 (W ) - Tỉ số truyền động i= π ∗ 0.385∗ 1500 =120 30 Với:  Rt bán kính puly (0.385 m)  n tốc độ động (1500 v/p)  tốc độ nâng tải ( 0.5 m/s = 30 m/p)  Lực kéo đặt lên puly: F = (Gt + Gbt – k.∆G –Gđt).g Trong đó:  Gt: Khối lượng hành khách (2000kg)  Gbt: Khối lượng buồng thang (1000kg)  k: Số lần dừng buồng thang (k = 1)  ∆G: Độ thay đổi khối lượng tải sau lần dừng.Vì tịa nhà có tầng nên ∆G =  Gđt: Khối lượng đối trọng (1800kg) F = (2000 + 1000 – 1× – 1800) × 9.8 = 11760 N - Tốc độ puli: n puli = - Momen nâng tải: M= - v 0.5∗ 60 Vòng = =12.4( ) πR 2∗ 3.14 ∗ 0.385 pℎútút F ∗ R t 11760 ∗ 0.385 = =47.16 N m i ∗η 120 ∗ 0.8 Momen hạ tải: M= F ∗ Rt 11760 ∗ 0.385 ∗ η= ∗ 0.8=30.18 N m i 120 Giả sử tòa nhà cao 10m, tầng cao h=5m Giả sử thời gian tăng tốc thời gian hãm: t1 = t3 = 1.5s - Gia tốc thang máy: - v 0.5 a= = =0.3 m/s t 1.5 - Quảng đường cabin tăng tốc giảm tốc: a ∗ t 21 a ∗ t 21 0.5∗ 1.52 s1=s3 =v t 1+ = = =0.3375 m 2 - Quảng đường cabin với tốc độ ổn định: s2=5 − 2∗ 0.3375=4.325 m - Thời gian cabin với vận tốc ổn định (1.3 m/s): s 4.325 t 2= = =8.65 s v 0.5 - Thời gian nghỉ thang máy: t 4=10 s - Chu kì làm việc thang máy: T = 2* (1.5+8.65+1.5) + 10 = 33.3s  Kết luận:  Thời gian tăng tốc: t1 = 1.5s  Thời gian chạy ổn định (0.5 m/s): t2 = 8.65s