Đề tài tính toán và thiết kế truyền Động Điện cho một cơ cấu nâng hạ dùng Động cơ ac

Nắm bắt và vận dụng tựđộng hoá là điều tất yếu .Truyền động điện là một trong các môn học cơ sở kỹ thuật của các chuyênngành điện công nghiệp, tự động hóa, cơ điện… Nhằm cung cấp cho ng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO MỘT

CƠ CẤU NÂNG HẠ DÙNG ĐỘNG CƠ AC Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Thanh Phong

Sinh viên thực hiện : Hồ Nhật Khánh; MSV: 21115055120135 Nguyễn Hữu Thành; MSV: 21115055120161

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2024

trong đó tự động hoá đóng vai trò hết sức quan trọng Nắm bắt và vận dụng tựđộng hoá là điều tất yếu 

Truyền động điện là một trong các môn học cơ sở kỹ thuật của các chuyênngành điện công nghiệp, tự động hóa, cơ điện… Nhằm cung cấp cho người họcnhững kiến thức cơ bản về các phương pháp điều khiển tốc độ của hệ truyền độngđiện, tính chọn được động cơ điện cho các hệ truyền động, phân tích được cấu tạo,nguyên lý của một số thiết bị điển hình như: inverter, các bộ biến đổi, cũng như lựachọn được các bộ biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động.

Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu về các đề tài cũng như mô hình trước đây nhóm

đã quyết định chọn đề tài “ Mô Hình Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Cho Cơ Cấu Nâng Hạ Dùng Động Cơ AC” Với đề tài nhóm hy vọng sẽ làm cơ sở

nghiên cứu cho những ứng dụng hay mở rộng sau này 

Trong quá trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức thực tế có hạn nênkhông thể tránh khỏi sai sót, kính mong cô đóng góp ý kiến để tài nhóm em hoànthiện hơn 

Cụthểđồáncủaemgồmcácchươngsau:

Chương1:Tìmhiểuchungvềcơcấunânghạtrongthựctế

Chương2:Giớithiệuđộngcơvàphươngántruyềnđộngchothangmáy.Chương3:Tínhtoánchọnđộngcơ

Chương4:Hệthốngđiềukhiển

Chương5:Môphỏng

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phạm Thanh Phong, trên cương vị là

giảng viên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình chỉ bảo, giảng giải tận tình về các vướngmắc trong quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài

Bước đầu làm quen với bộ môn “Truyền động điện”, tìm hiểu về lĩnh vực sángtạo, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏinhững thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng gópquý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnhvực này được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG CƠ CẤU NÂNG HẠ TRONG

THỰC TẾ 6

1 Vai trò cơ cấu nâng hạ trong thực tế: 6

2 Một số cơ cấu nâng hạ trong thực tế: 6

3 Giới thiệu chung về cơ cấu nâng hạ thang máy: 8

3.1Dòng máy thường sử dụng cho thang máy: 8

3.2 Điện áp của các dòng máy sử dụng thang máy: 9

3.3Nguồn cấp phổ biến cho thang máy: 9

3.4 Động cơ thường được sử dụng cho thang máy: 9

3.5 Hãng sản xuất thang máy: 10

3.6 Mục dích sử dụng thang máy 10

4 Kết luận 11

5 Giới hạn mô hình 11

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ VÀ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CHO THANG MÁY 12

1 Cấu tạo thang máy: 12

2 Nguyên lý hoạt động của thang máy 14

2.1 Hướng dẫn cách vận hành sử dụng thang máy 14

2.2 Nguyên lý hoạt động của thang máy 14

2.3 Nguyên lý hoạt động của thang máy khi mất điện 14

2.4 Nguyên lý hoạt động của thang máy khi hỏa hoạn 15

3 Hệ thống truyền động của thang máy 15

3.1 Cấu trúc vận hành 15

3.2 Đánh giá công nghệ cáp kéo 16

4 Cấu tạo và hoạt động của động cơ AC 16

4.1 Cấu tạo 16

4.2 Hoạt động 18

5 Phương trình cấu tạo: 20

5.1 Phương trình vận tốc: 20

5.2 Phương trình gia tốc: 20

5.3 Phương trình công suất: 20

6 Phương trình công suất nâng hạ: 20

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ 22

3.1 Thông số kỹ thuật của thang máy 22

3.1.1 Công suất và momen tĩnh 22

3.1.2 Momen và công suất trên trục động cơ 24

3.1.3 Xác định phụ tải tĩnh 24

3.1.4 Xác định hệ số đóng điện tương đối 25

3.1.5 Tính công suất đẳng trị trên trục động cơ 28

3.1.6 Momen tương ứng với lực kéo đặt lên puli cáp 28

3.1.6 Chọn động cơ 29

29

3.2 Kiểm nghiệm động cơ 33

3.3 Kiểm nghiệm điều kiện quá tải 33

3.4 Kiểm nghiệm điều kiện khởi động 33

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 35

4.1 Lựa chọn phương án truyền động 35

4.2 Chọn loại biến tần 35

4.3 Chọn phương pháp điều khiển biến tần 37

CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG 39

1 Sơ đồ các khối 39

1.1 Khối nguồn: (3pha: 380 – 50Hz) 39

1.2 Khối biến tần 39

1.3 Bộ điều khiển PWM (Tần số 50 hz) 40

1.4 Tải và động cơ 41

2 Mạch tổng quát 42

3 Kết quả 43

3.1 Khối Nguồn 43

3.2 Khối biến tần 44

3.3 Bộ điều khiển PWM (Tần số 50Hz) 46

3.4 Tải và dộng cơ 47

4 Kết luận 49

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG CƠ CẤU NÂNG HẠ TRONG

THỰC TẾ

1 Vai trò cơ cấu nâng hạ trong thực tế:

Cơ cấu nâng hạ có vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tế Mochính của

cơ cấu nâng hạ:

- Trong ngành xây dựng và xây dựng công trình: Cơ cấu nâng hạ được sử dụng đểnâng và di chuyển các vật liệu xây dựng như cọc, khối bê tông, cấu kiện thép và cácvật liệu khác trong quá trình xây dựng công trình

- Trong ngành công nghiệp: Cơ cấu nâng hạ được sử dụng trong quá trình sản xuất vàgia công để nâng, di chuyển và vị trí các thành phần, sản phẩm hoặc vật liệu Ví dụ,

cơ cấu nâng hạ được sử dụng trong dây chuyền sản xuất ô tô để lắp ráp các bộ phận

và di chuyển sản phẩm từ giai đoạn này sang giai đoạn khác

- Trong ngành vận tải: Cơ cấu nâng hạ được sử dụng trong các phương tiện vận tải đểnâng và hạ hàng hóa Ví dụ, trong các cảng biển, cơ cấu nâng hạ được sử dụng đểnâng và hạ container từ tàu ra bến cảng hoặc ngược lại

- Trong ngành y tế: Cơ cấu nâng hạ được sử dụng trong các thiết bị y tế để nâng và dichuyển bệnh nhân, ví dụ như giường bệnh hoặc ghế lăn

- Trong ngành năng lượng: Cơ cấu nâng hạ được sử dụng trong các dự án nănglượng, chẳng hạn như lắp đặt và bảo trì các thiết bị năng lượng tái tạo như pin mặttrời hoặc turbine gió

Cơ cấu nâng hạ đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau,giúp nâng cao hiệu suất làm việc, tiết kiệm thời gian và công sức lao động, và đảmbảo an toàn trong quá trình nâng hạ và di chuyển các vật liệu và sản phẩm

2 Một số cơ cấu nâng hạ trong thực tế:

Hình 1.1 Một số cơ cấu nâng hạ trong thực tế

a Xe nâng

b Cẩu trục

- Cần cẩu (Overhead Crane): Đây là một loại cơ cấu nâng hạ được treo trên đường ray trên trần nhà hoặc cấu trúc chính Cần cẩu cẩu được sử dụng rộng rãi trong công trình xây dựng, nhà máy và kho để nâng và di chuyển các vật liệu nặng

- Xe nâng (Forklift): Xe nâng là một loại thiết bị cơ động được sử dụng để nâng, di chuyển và xếp chồng hàng hóa trong kho, nhà máy và các cơ sở sản xuất Xe nâng thường có một càng nâng trước và bánh xe sau để hỗ trợ việc nâng và di chuyển hàng hóa

- Máy kéo (Winch): Máy kéo là một thiết bị cơ khí được sử dụng để kéo hoặcnâng các vật liệu nặng bằng cách sử dụng lực kéo từ một dây cáp hoặc sợi dây.Máy kéo thường được sử dụng trong công trình xây dựng, công nghiệp khai thác mỏ và các ứng dụng khác

- Thang máy (Elevator): Thang máy là một loại cơ cấu nâng hạ dọc được sử dụng để vận chuyển người và hàng hóa giữa các tầng trong các tòa nhà cao tầng Thang máy bao gồm một cabin và một hệ thống cáp và máy móc để nâng

hạ cabin

- Cần cẩu cầm tay (Hand Hoist): Cần cẩu cầm tay là một loại cơ cấu nâng hạ nhỏ gọn và cầm tay được sử dụng để nâng và di chuyển các vật liệu nhẹ Nó thường có một cần cẩu và một dây cáp hoặc sợi dây để nâng và hạ hàng hóa

-Cần cẩu bán tự động (Tower Crane): Cần cẩu bán tự động là một loại cơcấu nâng hạ cao và mạnh mẽ được sử dụng trong các công trình xây dựng caotầng Nó thường được gắn trên một cột dọc và có khả năng xoay và di chuyển

để nâng và di chuyển vật liệu xây dựng

3 Giới thiệu chung về cơ cấu nâng hạ thang máy:

Hình 1.2 Giới thiệu chung về cơ cấu nâng hạ thang máy

a Thang máy gia đình

b Thang máy tập thể

- Thang máy gia đình: Thang máy gia đình thường có công suất nhỏ, phục vụcho việc vận chuyển trong các tòa nhà nhỏ, biệt thự hoặc căn hộ cao cấp Côngsuất của thang máy gia đình có thể từ 320kg (4 người) đến 1000kg (13 người)

và có thể đạt tốc độ từ 0,5m/s đến 1,5m/s

- Thang máy tòa nhà chung cư và văn phòng: Thang máy được sử dụng trongcác tòa nhà chung cư và văn phòng thường có công suất trung bình đến lớn, phục vụ cho nhu cầu vận chuyển của nhiều người Công suất của các thang máy này có thể từ 1000kg (13 người) đến 5000kg (66 người) và tốc độ từ 1m/sđến 3m/s

- Thang máy khách sạn và khu nghỉ dưỡng: Thang máy trong khách sạn và khu nghỉ dưỡng thường có công suất lớn để đáp ứng nhu cầu di chuyển của khách hàng Công suất của chúng có thể từ 1000kg (13 người) đến 5000kg (66người) hoặc hơn, và tốc độ từ 1m/s đến 3m/s

- Thang máy tòa nhà cao tầng: Các tòa nhà cao tầng yêu cầu thang máy có công suất lớn và tốc độ cao để di chuyển một lượng lớn người và hàng hóa Công suất của thang máy tòa nhà cao tầng có thể từ 5000kg (66 người) đến 10.000kg (133 người) hoặc hơn, và tốc độ thường từ 4m/s đến 10m/s

3.1Dòng máy thường sử dụng cho thang máy:

- Động cơ điện xoay chiều (AC): Động cơ AC được sử dụng rộng rãi trongcác thang máy hiện đại Động cơ AC có thể hoạt động ở các tốc độ khác nhau

và có khả năng điều chỉnh tốc độ một cách linh hoạt Điều này giúp đáp ứngđược yêu cầu vận chuyển của các thang máy trong các tình huống khác nhau

- Động cơ điện một chiều (DC): Một số thang máy sử dụng động cơ DC, đặcbiệt là trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ và điều khiển chính xác Động cơ DC

có thể cung cấp tốc độ và moment xoắn cao, giúp thang máy di chuyển mộtcách linh hoạt và chính xác.

- Động cơ mô-tơ-rơ (Gearless): Các thang máy cao cấp thường sử dụng động

cơ mô-tơ-rơ (gearless) Động cơ loại này không sử dụng hệ truyền động bánhrăng, giúp giảm tiếng ồn và độ rung, đồng thời đạt được tốc độ cao và hiệusuất tốt hơn

- Động cơ tự động (Hydraulic): Động cơ tự động sử dụng chất lỏng thủy lực

để tạo lực nâng và hạ Loại động cơ này thường được sử dụng trong các thangmáy có công suất nhỏ và tải trọng nhẹ, chẳng hạn như thang máy gia đìnhhoặc thang máy tầng hầm

Các loại động cơ này được điều khiển và điều chỉnh bằng các bộ điều khiểnđiện tử và hệ thống điều khiển để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả củathang máy

3.2 Điện áp của các dòng máy sử dụng thang máy:

- Điện áp 1 pha: Điện áp 1 pha thường được sử dụng cho các thang máy nhỏ,như thang máy gia đình hoặc các ứng dụng nhỏ khác Điện áp 1 pha phổ biến

là 220V hoặc 240V

- Điện áp 3 pha: Điện áp 3 pha là lựa chọn phổ biến cho các thang máy trungbình đến lớn, bao gồm các thang máy dân dụng, thương mại và công nghiệp.Điện áp 3 pha thường được sử dụng là 380V, 400V hoặc 415V

3.3Nguồn cấp phổ biến cho thang máy:

- Nguồn cấp phổ biến cho thang máy là nguồn điện mạng công cộng Thangmáy thường được kết nối trực tiếp vào hệ thống điện của tòa nhà hoặc nguồnđiện chung của khu vực Nguồn cấp điện này cung cấp điện năng cho hoạtđộng của các thiết bị, động cơ và hệ thống điều khiển của thang máy

- Thang máy thường sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC) và chủ yếu là điện

áp 3 pha Điện áp cụ thể phụ thuộc vào quy định địa phương và hệ thống điệncủa tòa nhà Các điện áp phổ biến cho nguồn cấp thang máy có thể là 380V,400V hoặc 415V

3.4 Động cơ thường được sử dụng cho thang máy:

-Động cơ không đồng bộ xoay chiều (AC): Đây là loại động cơ phổ biếnnhất được sử dụng trong thang máy Động cơ AC có khả năng điều chỉnh tốc

độ một cách linh hoạt và có hiệu suất cao Loại động cơ này thường đi kèmvới biến tần để điều khiển tốc độ và moment xoắn Động cơ AC thường được

sử dụng cho các thang máy gia đình, tòa nhà chung cư, văn phòng và khunghỉ dưỡng

- Động cơ mô-tơ-rơ (Gearless): Đây là loại động cơ cao cấp được sử dụngtrong các thang máy cao cấp và tòa nhà cao tầng Động cơ mô-tơ-rơ không sửdụng hệ truyền động bánh răng, giúp giảm tiếng ồn, rung và mất công suất.Loại động cơ này có thiết kế nhỏ gọn, tốc độ cao và hiệu suất tốt hơn so với

các loại động cơ khác Động cơ mô-tơ-rơ thường được sử dụng cho các thangmáy sang trọng, khách sạn, tòa nhà thương mại và tòa nhà cao tầng.

3.5 Hãng sản xuất thang máy:

Hiện nay, có nhiều hãng sản xuất thang máy uy tín trên thị trường Một số hãngsản xuất thang máy nổi tiếng:

- Otis Elevator Company: Otis là một trong những hãng sản xuấtthang máy hàng đầu thế giới Họ cung cấp các giải pháp thang máy vàthang cuốn cho các tòa nhà thương mại, tòa nhà chung cư, sân bay vànhiều ứng dụng khác

- Schindler Group: Schindler là một công ty đa quốc gia có trụ sở tạiThụy Sĩ Họ chuyên sản xuất và cung cấp các giải pháp thang máy, thangcuốn và thang máy nâng hàng cho tòa nhà thương mại và công nghiệp

- Kone Corporation: Kone là một trong những công ty hàng đầu tronglĩnh vực thang máy và cầu thang cuốn Họ cung cấp các giải pháp di chuyểndọc cho tòa nhà thương mại, tòa nhà chung cư và các dự án công nghiệp

- Thyssenkrupp Elevator: Thyssenkrupp là một công ty công nghệ đaquốc gia có trụ sở tại Đức Họ cung cấp các giải pháp thang máy, thangcuốn và hệ thống di chuyển dọc khác cho nhiều loại tòa nhà và ứng dụng

- Mitsubishi Electric Corporation: Mitsubishi Electric là một tập đoàncông nghệ đa quốc gia có trụ sở tại Nhật Bản Họ sản xuất và cung cấp cácgiải pháp thang máy, thang cuốn và hệ thống an toàn cho các dự án xâydựng và kỹ thuật khác

Ngoài ra, còn có nhiều hãng sản xuất thang máy khác như Fujitec, Hitachi,Toshiba, Hyundai Elevator, và nhiều công ty khác

3.6 Mục dích sử dụng thang máy

- Thang máy là loại hình phương tiện giúp con người đi lại, vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng và thuận tiên hơn Từ bước đầu tiên nghiên mục đích sử dụng để có những hệ thống thang máy hợp lý

- Thang máy tải khách: dùng để làm phương tiện đi lại cho con người, là loại thang máy chuyên biệt chỉ dành chở người, phù hợp phục vụ cho các tòa cao ốc, văn phòng, công ty, siêu thị, công trình xã hội

- Thang máy tải hàng: giúp quá trình vận chuyển hàng hóa được nhanh hơn

nên mang những thiết kế riêng dành cho quá trình vận chuyển hàng hóa như tải trọng lớn, hệ thống cabin rộng Thang máy tải hàng thường được lắp đặt trong các khu công nghiệp, xưởng sản xuất, siêu thị

- Thang máy bệnh viện: Loại hình thang máy này dành riêng cho các bệnh viện, trung tâm y tế với mục đích chuyên chở đội ngũ y bác sĩ, dụng cụ ý tế, ngoài ra có thang máy dành riêng chỉ chở bệnh nhân

- Thang máy gia đình: Ngay từ tên gọi ta ngầm hiểu dòng thang máy này mục đích chỉ sử dụng lắp đặt cho các hộ gia đình với những tòa nhà biệt thự, căn hộ cao cấp thấp tầng, số lượng chuyên chở ít.

Bên cạnh đó còn có nhiều loại thàng máy khác và đi kèm với nó là những chức năng sử dụng cụ thể Vấn đề khi lắp đặt thang máy tại nơi công cộng thì thang máy lại không được sử dụng với đúng mục đích và chỉ tiêu của nó

Cấu tạo đơn giản, chắc chắn, vận hành an toàn Sử dụng nguồn cung cấp trực tiếp

từ lưới điện xoay chiều 3 pha.Giá thành thấp hơn động cơ 1 chiều, phổ biến, luật điều khiển phong phú

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ VÀ PHƯƠNG ÁN

TRUYỀN ĐỘNG CHO THANG MÁY

1 Cấu tạo thang máy:

Hình 2.1 Cấu tạo thang máy

Thang máy là một trong những thiết bị phức tạp và đòi hỏi yêu cầu có sự

chính xác cao Thang máy có cấu tạo bao gồm các thành phần chính sau:

1 Động cơ thang máy ( Motor, máy kéo)

2 Tủ điều khiển gồm: Điều khiển tín hiệu, điều khiển động lực

3 Cabin thang máy, cửa tầng, cửa cabin

Tùy theo thiết kế của thang máy mà cấu tạo thang máy cũng sẽ khác nhau Hiệnnay, có hai loại thang máy là thang máy không có phòng máy và thang máy có phòng máy Thang máy có phòng máy sẽ có phòng máy đặt trên đỉnh.

Cấu tạo thang máy có phòng máy

Thang máy được vận hành với phòng máy thang máy ở trên cùng, trong đó có đặtmáy kéo và tủ điện là thang máy có phòng máy Cấu tạo thang máy gồm các bộ phận:máy kéo, tủ điện, bộ chống quá tốc, ray dẫn hướng, bộ báo tải, cáp hành trình, cáp tải,cáp của bộ chống quá tốc, khung cabin, thắng cơ, puly treo cabin, đối trọng, bộ truyềncửa tầng, shoe dẫn hướng, xích bù trừ, puli căng cáp của bộ chống quá tốc, bộ giảmchấn

Ưu điểm

Nhân viên kỹ thuật sẽ dễ dàng thao tác bảo hành, sửa chữa, bảo dưỡng thang máy

vì loại thang máy này có phòng máy riêng

Nhược điểm

Thêm chi phí khi thiết kế phòng máy

Chiều cao tòa nhà hạn chế thường không phù hợp với loại thang máy này

Cấu tạo thang máy không phòng máy

Đây là loại thang không dùng phòng máy Cấu tạo của loại thang máy này baogồm: Khung an toàn trên đầy cabin, bộ báo tài, bộ chống quá tốc, ray hướng dẫn, cáp của

bộ chống quá tốc, cáp tải, hộp vận hành HIP, puli của bộ chống quá tốc, bộ truyền cửacabin, tủ điện, cabin, thắng cơ, đối trọng, bộ truyền cửa tầng, shoe dẫn hướng, ray dẫnhướng, bao che đối trọng, bộ giảm chấn

Như vậy tùy vào từng loại thang máy mà sẽ có những ưu nhược điểm riêng vàvới mỗi loại công trình, nhu cầu sử dụng, chi phí mà bạn có thể chọn được loại thangmáy thích hợp

2 Nguyên lý hoạt động của thang máy

2.1 Hướng dẫn cách vận hành sử dụng thang máy

- Hành khách nhấn nút gọi tầng rồi đợi cabin: Nhấn nút gọi tầng theo hướng muốn đi rồi chờ đến khi cabin đến

- Khi vào cabin: Khi cabin đến cửa tầng, cửa mở Kiếm tra chiều di chuyển của cabin bằng đèn báo chiều trước khi vào Nếu tải trọng của hành khách hoặc đồ vật vượt quá tải trọng quy định, hệ thống Báo quá tải (OLH) sẽ được kích hoạt và tiếng chuông sẽ vang lên để báo động, đo đó một số hành khách phải ra khỏi thang cho đến khi tiếng chuông dừng và chờ cabin tiếp theo ở sảnh

- Nếu cửa bắt đầu đóng trong khi hành khách vẫn đang vào thang máy, hãy nhấn nhẹ shoe an toàn ở mép cửa đặt bàn tay trên cảm biến để đảo chiều mở cửa ra lại Nếu cửa đã đóng gần hết, hãy nhấn nút gọi tầng của chiều di chuyển, sau đó cửa sẽ

2.2 Nguyên lý hoạt động của thang máy

- Các ròng rọc được kết nối với một động cơ điện Khi động cơ quay làm quay ròng rọc, ròng rọc sẽ làm cho dây cáp di chuyển và kéo cabin thang máy di chuyển theo hướng thiết đặt sẵn, khi động cơ quay theo chiều ngược lại thì ròng rọc quay theo chiều ngược lại và làm cho cabin thang máy di chuyển theo chiều ngược lại chiều định sẵn

- Cả cabin thang máy và đối trọng đều di chuyển và trượt trên ray dẫn hướng qua hệthống đường ray dẫn trượt theo hai bên của giếng thang máy Đường ray giữ cabin

và đối trọng giảm sự lắc lư qua lại và nó cũng được sử dụng với mục đích an toàn

để dừng cabin trong trường hợp khẩn cấp

2.3 Nguyên lý hoạt động của thang máy khi mất điện

- Nếu xảy ra tình trạng mất điện hoặc cầu dao được kích hoạt, cabin được trang

bị chức năng cứu hộ tự động khi mất điện sẽ tự động di chuyển và dừng ở tầng gần

nhất bằng cách sử dụng nguồn điện ắc quy và mở cửa để tạo điều kiện sơ tán hànhkhách

- Trong trường hợp mất điện, đèn chiếu sáng khẩn cấp của cabin sẽ bật

- Khi đã hết khoảng thời gian xác định trước sau khi khôi phục nguồn điện,cabin tự động tiếp tục hoạt động bình thường

2.4 Nguyên lý hoạt động của thang máy khi hỏa hoạn

- Với thang máy có trang bị chức năng hoạt động khi có hỏa hoạn (FER): khicông tắc của chức năng hoạt động trong trường hợp có hỏa hoạn trong phòng điềukhiển, sảnh đợi thang máy, được kích hoạt hoặc thang máy nhận được tin hiệu từbáo động hỏa hoạn của tòa nhà, tất cả các cabin trong cùng nhóm đi đến tầng để sơtán hành khách

- Công tắc của chức năng hoạt động trong trường hợp hỏa hoạn được lắp đặt tại vịtrí được quy định khi đặt hàng

- Trong chức năng hoạt động trong trường hợp có hỏa hoạn, tầng sơ tán đã đượcquy định khi đặt hàng, là các tầng mà cabin sẽ đến và dừng để hành khách sơ tán rakhỏi cabin

3 Hệ thống truyền động của thang máy

- Hệ thống truyền động thang máy là hệ thống đóng vai trò vận hành đưa cabin,

đối trọng thang máy di chuyển lên xuống Hiện nay, các hệ thống truyền động đangngày càng có nhiều cải tiến, áp dụng các công nghệ mới giúp tiết kiệm năng lượng,gia tăng sự an toàn, ổn định, giảm thiểu chi phí bảo dưỡng

-Có 4 hệ thống truyền động thang máy đang được ứng dụng phổ biến, đó là: côngnghệ kéo cáp, công nghệ thủy lực, công nghệ trục vít, và công nghệ nâng chân

không

3.1 Cấu trúc vận hành

- Loại thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo này được vận hành bởi động cơ máykéo, puly, cáp kéo được kết nối giữa cabin thang máy và đối trọng Khi động cơ máykéo thực hiện quá trình kéo cáp, lúc đó cabin và đối trọng sẽ vận hành lên xuốngngược nhau theo chiều quay của máy kéo

- Hiện nay, động cơ kéo thang máy được sử dụng gồm 2 loại là: Động cơ máy kéodùng hộp số bánh răng và động cơ không hộp số sử dụng nam châm vĩnh cửu được

điều khiển bằng encoder bảo đảm ổn định tốc độ Động cơ điện có thể là loại DChoặc AC Tuy nhiên, hiện nay Các đơn vị lắp đặt ưu tiên sử dụng loại dộng cơ AC đểbảo đảm ổn đinh khi vận hành thang.

- Với thang máy sử dụng động cơ cáp kéo có hộp số, tốc độ kéo cáp thường đượckiểm soát với tốc độ từ 0,6-2,5m/s và sức kéo có thể đạt 13000 kg Phanh động cơđược điều khiển bằng điện, sẽ bảo đảm khi sự cố xảy ra, động cơ và bộ giảm tốc sẽdừng thang máy và đưa thang máy về tầng dừng gần nhất

- Trong khi đó, thang máy sử dụng động cơ không hộp số, tốc độ kéo thường lên đến20m/s và có khoảng cách di chuyển lên đến 600m Vì vậy nên, loại động cơ này hiệnnay được sử dụng duy nhất cho các tòa nhà cao tầng

- Với thang máy sử dụng cơ cấu kéo cáp, thông thường để tiện cho việc bảo dưỡng

và bảo trì thang, sẽ cần phải có một phòng máy đặt bên trên cùng của giếng thang vì

hệ thống thang máy không chỉ có mỗi động cơ kéo cáp, mà còn có tủ điện và cácthiết bị an toàn khác cho thang Tuy nhiên, điều này sẽ làm tăng chiều cao của hốthang

3.2 Đánh giá công nghệ cáp kéo

- Ứng dụng: Thang máy sử dụng động cơ cáp kéo được sử dụng rộng rãi cho cả nhà

ở thương mại và thang máy gia đình

- Ưu điểm: Tốc độ vận chuyển nhanh, chiều cao hành trình kéo lớn, vận hành êm ái

an toàn

- Nhược điểm: Thời gian bảo dưỡng thường xuyên (Trung bình 2 tháng/1 lần) đểbảo đảm thang máy vận hành bền bỉ, cần không gian để làm phòng máy và hố pit vàlàm tăng chi phí xây dựng

4 Cấu tạo và hoạt động của động cơ AC

4.1 Cấu tạo

Động cơ điện không đồng bộ được chia thành hai phần chính: phần stator và phần rotor Phần stator là phần không động của động cơ và chứa cuộn dây Phần rotor là phần quay và chứa cực nam châm

Hình 2.2 Cấu tạo động cơ không đồng bộ Stator

- Gồm phần lõi thép và cuộn dây

- Lõi thép: Được làm từ các lá thép kỹ thuật điện mỏng ghép lại với nhau, cócác rãnh để đặt cuộn dây Mục đích của lõi thép là tạo ra mạch từ cho động

cơ, dẫn từ trường từ cuộn dây ra không gian xung quanh

- Cuộn dây: Được quấn bằng dây đồng hoặc nhôm, được nối với nhau theo sơ

đồ hình sao hoặc hình tam giác Cuộn dây tạo ra từ trường quay khi có dòngđiện 3 pha đi qua

Hình 2.3 Cấu tạo của Stato Rotor

- Gồm phần lõi thép và thanh dẫn điện

- Lõi thép: Được làm từ các lá thép kỹ thuật điện mỏng ghép lại với nhau, cócác rãnh để đặt thanh dẫn điện Lõi thép roto cũng có vai trò dẫn từ, nhưng

nó quay cùng với roto

- Thanh dẫn điện: Được làm bằng nhôm hoặc đồng, được nối với nhau ở haiđầu bằng vòng ngắn mạch Thanh dẫn điện roto là nơi tạo ra dòng điện cảmứng khi có từ trường quay của stato cắt qua

Giai đoạn khởi động:

Khi động cơ được cấp điện, dòng điện 3 pha đi qua các cuộn dây stato tạo ra từ trường quay

Từ trường quay của stato cắt qua các thanh dẫn điện trong roto, gây ra suất điện động cảm ứng trong các thanh dẫn điện

Suất điện động cảm ứng này tỉ lệ với tốc độ quay của từ trường và số vòng quấn của thanh dẫn điện.

Do roto đứng yên lúc đầu nên tốc độ quay của từ trường bằng tốc độ quay của roto (n= 0)

Do đó, suất điện động cảm ứng (E) trong roto rất lớn, tạo ra dòng điện cảm ứng (I) lớn trong roto

Dòng điện cảm ứng lớn trong roto tương tác với từ trường quay của stato tạo ra mômenquay lớn, làm cho roto quay theo chiều của từ trường quay

Giai đoạn chạy ổn định:

Khi roto quay, tốc độ quay của roto tăng dần

Do tốc độ quay của roto tăng, tốc độ quay tương đối giữa roto và từ trường quay giảm.Suất điện động cảm ứng (E) trong roto giảm, dẫn đến dòng điện cảm ứng (I) trongroto cũng giảm

Mômen quay của động cơ cũng giảm dần cho đến khi bằng mômen tải của máy móc mà động cơ làm việc

Lúc này, roto quay với tốc độ ổn định (n) và động cơ hoạt động ổn định

Các trị số định mức

Cũng như tất cả các loại máy điện khác, động cơ không đồng bộ có các trị

số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy Các trị số này do nhà máythiết kế, chế tạo qui định và được ghi trên nhãn máy Các trị số định mức của động

cơ như sau :

- Hệ số công suất định mức cosdm

Công suất định mức là công suất trên đầu trục động cơ Điện áp và dòngđiện ghi trên nhãn máy là điện áp và dòng điện dây tương ứng với kiểu đấu hìnhsao hoặc tam giác Từ các trị số định mức ghi trên nhãn máy, ta có thể tính được:

Công suất điện định mức mà động cơ tiêu thụ từ lưới điện:

P1dm=P dm

η dm

=√3U dm I dmcosφ dm (w)

Moment quay định mức ở đầu trục:

- S2 là vị trí cuối cùng của thang máy (m)

- S1 là vị trí ban đầu của thang máy (m)

- t là thời gian di chuyển (s)

- V là vận tốc cuối cùng của thang máy (m/s)

- V0 là vận tốc ban đầu của thang máy (m/s)

- t là thời gian di chuyển (s)

5.3 Phương trình công suất:

Công suất tiêu thụ của thang máy có thể được tính bằng phương trình:

P = F x V

Trong đó:

- P là công suất (Watt)

- F là lực tác động lên thang máy (Newton)

- V là vận tốc của thang máy (m/s)

6 Phương trình công suất nâng hạ:

Công suất nâng hạ của thang máy có thể được tính bằng phương trình:

P = (m x g x h)

t

Trong đó:

- P là công suất nâng hạ (Watt)

- m là khối lượng tải trên thang máy (kg)

- mkhách là khối lượng số khách trên thang máy (kg)

- mbt là khối lượng buồng thang (kg)

- g = 9.8 (m/s2): là gia tốc trọng trường

- h là khoảng cách di chuyển thang máy (m)

- t là thời gian di chuyển (s)

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ

3.1 Thông số kỹ thuật của thang máy

Gc: trọng lượng của một đơn vị chiều dài dây cáp.

x: khoảng cách từ buồng thang đến Puli chủ động (m)

Mục đích sử dụng đối trọng là làm giảm phụ tải của cơ cấu do

đó giảm được công suất truyền động

cơ non tải dần cho đến vị trí cao nhất của buồng thang đó là điều kiện bất lợi trong điều kiện làm việc của động cơ Để khắc phục nhược điểm này người

ta dùng dây cáp cân bằng được chọn cùng loại , cùng chiều dài dây cáp nâng

3.1.2 Momen và công suất trên trục động cơ

Công suất trên trục động cơ:

Khi nâng tải: Pn=Fn V

103 ¿ 2943.1

103.0,75=¿3,92 kW

Khi hạ tải : Ph=Fn V η

103 =2943.1 0,75

103 =2,2 kW

Tính tổng thời gian hành trình nâng hạ của buồng thang bao gồm :

- Thời gian buồng thang di chuyển với tốc độ ổn định

- Thời gian tăng tốc, thời gian hãm - Thời gian phụ khác: thời gian đóng

- Mở cửa, thời gian ra vào buồng thang của hành khách

Dựa trên kết quả các bước tính toán trên, tính momen đẳng trị và

tính chọn công suất động cơ đảm bảo thõa mãn điều kiện: M ≥ Mdt

Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần của hệ truyền động có tính đếnquá trình quá độ, tiến hành kiểm nghiệm động cơ truyền động theo cácbước nêu trên