Trong những năm gần đây cùng với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước hàng loạt các công trình và nhà cao tầng đã được xây dựng trên khắp mọi miền đất nước và nhờ đó thang máy,thang cuốn nói chung thang máy chở người nói riêng đã đang và sẽ được sử dụng ngày càng nhiều. Thang máy thường được sử dụng trong các khách sạn, công sở, chung cư , bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xưởng, ..v.v…Đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình. Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhà cao 6 tầng tở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiêm thời gian và tăng năng suất lao động.Với các nhà tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ cho việc đi lại trong tòa nhà. Thang máy là thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người, vì vậy yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn. Và việc tính toán lựa chọn động cơ cho thang máy là một phần quan trọng trong việc thiết kế thang máy cho một nhà cao tầng, do đó sau khi học môn học truyền động điện nhằm củng cố lại kiến thức đã học nên em đã chọn nội dung tính chọn công suất động cơ của môn học để ứng dụng vào việc tính chọn công suất động cơ cho một thang máy lắp đặt cho tòa nhà hành chính cao 17 tầng…
1|Page TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN -o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVDH: Vũ Hữu Thích SVTH: Nguyễn Viết Thành 2|Page Lê Minh Sao Đàm Xuân Hạnh Nguyễn Đình Hoa Lớp Hà Nội, 10/2009 Thông số kỹ thuật : ĐH Điện 1-K1 3|Page Nhóm Trọng Tốc Gia Số Khoảng Đường Hiệu lượng lượng tối độ tốc tầng buồng Đa buồng buồng thang (kg) thang thang (kg) [65kg/1 lớn lớn tầng hạ người] nhất (m) (%) cho cho phép Trọng phép 950 (m/s) 14*65=910 1,2 (m/s2) 1,8 kính suất tịa Puly cấu nh (m) nang 17 3,4 0,85 80 4|Page Lục Mục Trang 1.Lời nói đầu ……………………………………………………………….1 2.Thông số kỹ thuật thang máy……………………………………… Lời nói đầu 5|Page Trong năm gần với q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước hàng loạt cơng trình nhà cao tầng xây dựng khắp miền đất nước nhờ thang máy,thang nói chung thang máy chở người nói riêng sử dụng ngày nhiều Thang máy thường sử dụng khách sạn, công sở, chung cư , bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, công xưởng, v.v… Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngồi ý nghĩa vận chuyển, thang máy cịn yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi cơng trình Nhiều quốc gia giới quy định, nhà cao tầng tở lên phải trang bị thang máy để đảm bảo cho người lại thuận tiện, tiết kiêm thời gian tăng suất lao động.Với nhà tầng có chiều cao lớn việc trang bị thang máy bắt buộc để phục vụ cho việc lại tòa nhà Thang máy thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người, yêu cầu chung thang máy thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt kỹ thuật an toàn quy định tiêu chuẩn Và việc tính tốn lựa chọn động cho thang máy phần quan trọng 6|Page việc thiết kế thang máy cho nhà cao tầng, sau học mơn học truyền động điện nhằm củng cố lại kiến thức học nên em chọn nội dung tính chọn cơng suất động môn học để ứng dụng vào việc tính chọn cơng suất động cho thang máy lắp đặt cho tịa nhà hành cao 17 tầng… I Giới thiệu thang máy Sự hình thnh thang my ♦ Những thang tời nâng thô sơ trống thấp đất khối đ sử dụng suốt thời trung hình trụ Chất lỏng, thơng thường đại kỷ III nước, đưa vào thùng để tạo TCN Chúng hoạt động nhờ vào sức áp lực làm thùng lao xuống người súc vật, cấu khí dưới, nâng cabin di chuyển lên.Những vận hành nước Những thang van cho nước chảy qua điều máy ta biết ngày phát triển khiển tay người sử dụng vào kỉ 19, nhờ vào sợi dây, hệ thống làm nước sức nước để nâng chuyển chậm nhờ kết hợp địn bẩy v Trong ứng dụng sau đó, van điều khiển để điều chỉnh tốc độ thùng thêm vào phần cabin Cha đẻ thang máy dùng 7|Page máy kéo ngày đ xuất kỉ 19 Vương Quốc Anh, sàn nâng dùng sợi cáp vắt qua puly đối trọng di chuyển dọc tường ♦ Thang máy công suất lớn xuất vào kỉ XIX Hoa Kỳ Đó tời nâng hàng hoạt động đơn giản hai tầng cơng trình thnh phố New York Năm 1853, Elisha Graves Oits đ trình diện New York Crystal Palace, chứng minh hệ thống an tồn thang my ơng cch lm gin đoạn cabin rơi xuống loại bỏ cáp tải, nguyên nhân làm hạn chế trình pht triển thang my ♦ Năm 1857, thang khách oits đ hoạt động cửa hàng bách hóa thành phố New York 10 năm sau, sau đạt hàng ngàn sản phẩm thang máy, người Elisha đ thnh lập cơng ty Oits Brother Yonkers, New York Những thiết kế thang my khc dần xuất hiện, bao gồm cc kiểu bnh răng-trục vít thủy lực 8|Page Sự phát triển không ngừng ♦ Xuất muộn kỉ 19, với phát triển điện học, để chứa sợi cáp địi hỏi bắt buộc cơng trình cao tầng động điện đ tích hợp vào kỹ thuật thang máy nhà phát minh người Đức, Werner Von Siemens Động điện đặt vào máy cabin, truyền động bánh để ăn khớp với cấu lắp tường Năm 1887, thang điện phát triển Baltimore, sử dụng dạng trống xoay trịn để quấn sợi cáp Những tang trống thực tế không đủ lớn ♦ Năm 1889, thang máy dùng bánh kết nối trực tiếp vào động điện cho phép lắp đặt cc cơng trình cĩ cấu trc cao Vào năm 1903, thiết kế đ pht triển thnh thang my sử dụng my ko bao gồm động điện hộp số, lắp đặt 100 cơng trình xy dựng để trở nên thông dụng thay đổi mi mi mặt thnh thị 9|Page ♦ Động nhiều cấp tốc độ đ thay cho kiểu tốc độ truyền thống, giúp cho vận hành dừng tầng em Kỹ thuật nam châm điện đ thay hệ thống đóng/mở thắng truyền động dây cáp thủ công Nút nhấn điều khiển hệ thống điều khiển phức tạp khác đ lm đổi thang máy Sự cải tiến liên tục tính an tồn, kể phát minh đáng ý Charles Oits-một người Elisha-đ pht triển hệ thống an tồn no cabin vượt tốc độ, cáp tải cịn nguyn vẹn.Ngy nay, có hệ thống điều khiển tốc độ phức tạp, phối hợp đóng ngắt để điều khiển an tồn tốc độ cabin tình no Nt nhấn tích hợp vào bàn phím nhỏ gọn Hầu tất thang máy tự động mang tính thương mại ♦ Vào thời đại máy tính đ cĩ mang vi điều khiển có khả hoạt động, xử lý lưu trữ lớn Thang máy lập trình đặc biệt, cực đại hóa suất an toàn tuyệt đối kĩ thuật Thang máy đ trở thnh kỹ thuật kiến trc tiên tiến v mỹ thuật Nĩ tơ điểm trang hồng lộng lẫy cơng trình xy dựng Những làm thiết kế sang trọng, đại 10 | P a g e thỏa mn thăng hoa cảm xúc người 30 | P a g e Vì thang máy thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại biến đổi nên qui làm việc dài hạn ta phải chọn theo công thức sau: Pđm ≥ Plv ε (%) LV ε (%)TC n Với: Plv= Pđt = ∑ t P i i i n ∑ t i i ε (%) LV - hệ số đóng điện tương đối động ε (%) LV = t lv 100% t lv + t Trong đó: tlv – thời gian làm việc động t0 – thời gian nghỉ động ε (%)TC - hệ số đóng điện tương đối động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại theo tiêu chuẩn thông thường là: 15%, 25%, 40%, 60% Chọn hệ số đóng điện tiêu chuẩn ε (%)TC phù hợp với ε (%) LV thực tế Chọn động chạy dài hạn làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, trường hợp động chạy dài hạn chọn với công suất nhỏ để tận dụng khả chịu nhiệt động chạy dài hạn coi có hệ số đóng điện tương đối 100% nên cơng suất động cần chọn là: Pđm ≥ Plv ε (%)LV 100% 31 | P a g e 1) xây dựng đồ thị phụ tải xác động cơ: sau chọn sơ động cho thang máy, ta chọn động Từ động chọn ta có thơng số cần thiết để xây dựng xác đồ thị phụ tải thang máy 2) kiểm tra lại khả tải, điều kiện mở máy điều kiện phát nóng: a)xác định momen cực đại tải: Mmax =? Có từ đồ thị phụ tải b) xác định momen cực đại qui trục động cơ: ta có: Mmaxtr = M max i đó: i – tỉ số truyền cấu ta có: i= ω ω yc dc đó: ω yc -vận tốc góc thang máy ω dc - vận tốc góc động ω yc = 2.V yc D 32 | P a g e Với: Vyc – tốc độ yêu cầu di chuyển thang máy D – bán kính puly ω dc = 2π ndm 60 với ndm – tốc độ định mức động cơ, [vòng/phút] a) xác định momen cực đại động chọn: * tính momen định mức động cơ: Mđm = P ω dm dm Với: P đm – công suất định mức động cơ, [KW] ω dm - vận tốc góc động cơ, [rad/s] * Tính momen cực đại động cơ: từ cataloge dộng ta có tỉ số momen K = M M max dm ⇒ Mmax = K.Mđm Từ số liệu tính tốn ta kiểm tra Nếu Mmax ≥ Mmaxtr :thì động chọn thỏa mãn Ngược lại ta phải tính chọn lại động cho phù hợp IV/ Ví dụ thực tế tính chọn công suất động cho thang máy: 33 | P a g e 1) xác định thông số thang máy lựa chọn loại, kiểu động truyền động: a) thông số thang máy số liệu liên quan: -trọng lượng buồng thang : mbt= 950 kg -trọng tải tối đa: m= 910 kg ( 17 người) -tốc độ di chuyển lớn cho phép: V= 1,2 (m/s) , gia tốc lớn cho phép: a= 1,8 (m/s2) - tòa nhà cao 17 tầng, khoảng cách tầng 3,4 m ⇒ H= 3,4.17 = 57,8 [m] -đường kính puly: D= 0,85 [m] b) xác định loại, kiểu động truyền động cho thang máy: -dùng loại động không đồng pha rotor lồng sóc 1) xây dựng đồ thị phụ tải tĩnh: a) cơng suất tĩnh động có đối trọng: mđt = mbt + α mkhách max = 950+ 0,4.910 = 1314 (kg) mt= mbt + mkhách P tải = mt − mdt g.V Thời gian chuyến chở tính theo cơng thức: 34 | P a g e T= 2h + V Th ới gian phục vụ tính theo cơng thức: tp= [ t1(K+1) + t2.z ϕ ].1,1 -Từ bảng 1.3 ta chọn t1= 7s - từ đồ thị ta chọn K= 14 K – số điểm dừng xác suất thang máy tầng cao tầng - t2= ( người vào thang máy 3s) - chọn ϕ = 0,8 Từ số liệu tính tốn ta có bảng đồ thị phụ tải tương đối thang máy theo công suất Số m tải lượng m khách khách Th ời gian Cơng suất di chuyến phụ tải chuyển (kg) số chở(s) 146.4733 (KW) 3.51624 132.1133 2.75184 174.42 1.98744 m dt (kg) (kg) taàng 1015 65 1314 1080 130 1314 1145 195 1314 P 35 | P a g e 1210 260 165.7267 157.0333 325 139.6467 390 224.26 455 195.54 1314 520 1314 1535 585 1314 15 1600 10 650 1314 17 1665 11 715 1314 4.12776 1470 3.36336 1405 2.59896 238.2333 1314 1.83456 1340 1.07016 153.62 1314 0.30576 1275 0.45864 154.0067 1314 1.22304 1730 12 780 4.89216 1314 13 845 910 1314 975 1040 1990 1314 1314 180.4067 7.94976 13 1925 15 16 7.18536 11 1860 14 6.42096 160.7667 1314 5.65656 226.1267 1795 186.846 212.1533 36 | P a g e 17 1105 2055 1314 211.38 8.71416 37 | P a g e 38 | P a g e 39 | P a g e Tính chọn sơ công suất động cơ: chọn công suất động theo phương pháp công suất đẳng trị đảm bảo tiêu chuẩn: Pđm ≥ Pđt ε (%) LV ε (%)TC n Với: Pđt= ∑ t P i i n ∑ t i i i 40 | P a g e = ε (%) LV = 72855,62 = 4,6 [KW] 3478,086 3318,086 100% = 95,4% 3478,086 ε (%)TC = 100% ⇒ Pđm ≥ 4,6 95,4 = 4,5 [KW] 100 ⇒ Ta chọn động có cơng suất 4,5 KW Ta có thơng số kỹ thuật nhà sản xuất cung cấp sau: 41 | P a g e V Kiểm tra lại khả tải, điều kiện mở máy điều kiện phát nóng: 1)Xác định momen cực đại tải Mmax = P ω max yc η Ta có: Pmax= 8.7 [KW] ω yc = V yc D Với: Vyc = 1,2[m/s] D=0,85 [m] 1,2 ⇒ ω yc = 0,85 = 2,82 [rad/s] η = 0,8 ⇒ Mmax = 8,7 10 = 3902 [Nm] 2,82.0,8 2) Xác định momen cực đại qui trục động cơ: ta có: 42 | P a g e ω dc = 2π ndm ⇒ i= 60 ω ω dc yc = 2.π 730 = 76,4 [rad/s] 60 76,4 = 2,82 = 27 Từ ta tính momen max: Mmaxtr = M max i = 3902 = 144,5 [Nm] 27 3) Xác định momen cực đại động chọn: * tính momen dịnh mức động cơ: Mđm = P = ω η dm dm 4,5.10 = 70,9 [Nm] 76,46.0,83 *tính momen cực đại động cơ: từ cataloge dộng ta có tỉ số momen K = M M ⇒ Mmax = K.Mđm = 2,2.70,9= 155,98[Nm] So sánh với Mmaxtr ta thấy Mmax > Mmaxtr (155,98 > 144,5) max dm = 2,2 43 | P a g e V/ Kết Luận: Thang máy qui định thuộc nhóm thiết bị có địi hỏi nghiêm ngặt kỹ thuật an tồn phải định kỳ bảo trì phải tùy thuộc u cầu tính kỹ thuật tính kinh tế cho tịa nhà thiết kế ta thường chọn nhiều phương án khác so ánh chúng đ tìm phương án hợp lý Phương án tính tốn nêu cách tính chọn động cho thang máy cách đơn giản dựa vào đồ thị phụ tải, ngồi cách tính phụ tải nêu cịn phụ tải cịn phụ thuộc vào độ dừng xác thang máy, trọng lượng cáp, lực cản chuyển động phụ cabin tổn thất puly dẫn hướng ( lực cản chuyển động ma sát ray dẫn hướng nhiều hệ số ma sát khác ma sát guốc trượt cabin, ma sát puly….) Việc tính chọn động cho thang máy cịn phụ thuộc vào tiêu chuẩn nhà nước văn qui phạm pháp luật ví dụ tiêu chuẩn : độ dừng xác cabin tầng, giới hạn trị số tăng tốc hãm máy mở máy dừng cabin, không ồn làm việc không gây nhiễu cho thu vơ tuyến… Vì tùy vào cơng trình thiết kế mà ta chọn cách tính chọn cơng suất động cho trường hợp cụ thể Nếu có đầy đủ thông số yêu cầu lắp đặt thang 44 | P a g e máy thiết kế cho tịa nhà u cầu khác (nếu có) ta phải tính chọn cơng suất động cách chi tiết xác để đáp ứng nhu cầu đặt khả làm việc thang máy Trong trường hợp chưa có thơng số đầy đủ nhà cao tầng có lượng hành khách lớn , q trình chọn thang khơng đơn giản mà phải chọn công suất động cho thang máy phù hợp với yêu cầu đặt ta sử dụng chương trình chọn có sẵn tham khảo tài liệu hướng dẫn chọn động từ bảng có sẵn cần tham khảo thêm nhà chuyên môn Trong việc lựa chọn công suất động có ý nghĩa quan trọng hệ thống truyền động điện Nếu nâng cao công suất động chọn so với phụ tải động kéo tải dễ dàng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất làm tụt hệ số công suất cos ϕ lưới điện động chạy non tải Nếu chọn công suất động nhỏ cơng suất tải u cầu động không kéo tải hay kéo tải cách nặng nề , dẫn tới cuộn dây bị phát nóng mức làm giảm tuổi thọ động làm động bị cháy hỏng nhanh chóng ... việc tính tốn lựa chọn động cho thang máy phần quan trọng 6|Page việc thiết kế thang máy cho nhà cao tầng, sau học mơn học truyền động điện nhằm củng cố lại kiến thức học nên em chọn nội dung tính. .. điện Phịng máy (đầu chờ 3m) B) Lựa chọn động động truyền động “1.Mở đầu Giới thiệu chung thang máy xác định thông số thang máy lựa chọn loại động truyền động Xây dựng đồ thị phụ tải Tính chọn... động chọn thỏa mãn Ngược lại ta phải tính chọn lại động cho phù hợp IV/ Ví dụ thực tế tính chọn công suất động cho thang máy: 33 | P a g e 1) xác định thông số thang máy lựa chọn loại, kiểu động