Thiết kế thang máy chở người

đề án : thang máy chở ngời Cho mô hình thang máy nh sau: Động Hộp số puli chủ động Thanh dẫn Đối trọng puli bị động Hình Các số liệu cho nh sau: Loại động Tốc độ Gia tốc Chiều cao tầng Số tầng Trọng lợng Cabin Trọng lợng tải Đờng kính puli Hiệu suất cấu Tỷ số truyền cấu : : : : : : : : : : Động điện chiều kích từ độc lập V = 1,5 m/s a = 1,5 m/s2 h0 = m n = 10 tầng G0 = 1000 kg Gđm = 630 kg D = 0,45 m = 0,75 i nội dung thiết kế Phần I: Mô tả công nghệ yêu cầu truyền động I Mô tả chung thang máy: Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở ngời hàng hoá theo phơng thẳng đứng Nó loại hình máy nâng chuyển đợc sử dụng rộng rãi ngành sản xuất kinh tế quốc dân nh ngành khai thác hầm mỏ, ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ nơi thang máy đợc sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm, đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác Nó thay cho sức lực ngời mang lại suất cao Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy đợc sử dụng rộng rãi nhà cao tầng, quan, khách sạn Thang máy giúp cho ngời tiết kiệm đợc thời gian sức lực Việt Nam từ trớc tới thang máy chủ yếu đợc sử dụng công nghiệp để trở hàng đợc phổ biến Nhng giai đoạn kinh tế nớc ta có bớc phát triển mạnh nhu cầu sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên Có thể phân loại thang máy nh sau: 1.Phân loại theo chức năng: a.Thang máy chở ngời: Gia tốc cho phép đợc quy định theo cảm giác hành khách: a 1,5 m/g2 +Dùng nhà cao tầng: loại có tốc độ trung bình lớn, đòi hỏi vận hành êm, an toàn có tính mỹ thuật +Dùng bệnh viện : Phải đảm bảo an toàn, tối u độ êm dịch chuyển, thời gian dịch chuyển, tính u tiên theo yêu cầu bệnh viện +Trong hầm mỏ, xí nghiệp: đáp ứng đợc điều kiện làm việc nặng nề công nghiệp nh tác động môi trờng làm việc: độ ẩm, nhiệt độ; thời gian làm việc, ăn mòn b.Thang máy chở hàng: Đợc sử dụng rộng rãi công nghiệp, kinh doanh Nó đòi hỏi cao việc dừng xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy đợc dễ dàng thuận lợi 2.Phân loại theo tốc độ dịch chuyển: Thang máy tốc độ chậm: V = 0,5 m/s Thang máy tốc độ trung bình: V = 0,75 ữ 1,5 m/s Thang máy tốc độ cao: V = 2,5 ữ m/s 3.Phân loại theo tải trọng: Thang máy loại nhỏ: QTm < 160 KG Thang máy loại trung bình: QTm = 500 ữ 2000 KG Thang máy loại lớn: QTm > 2000 KG II.Đặc điểm phụ tải thang máy yêu cầu truyền động cho thang máy: Phụ tải thang máy phụ tải Vị trí điểm dừng thang máy để đón, trả khách hố thang vị trí cố định, vị trí sàn tầng nhà Động truyền động thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, mở máy hãm máy nhiều Vì thang máy chở ngời, nên đòi hỏi cao độ xác dừng máy: Khi Gtải trọng = 2,5 Gđm yêu cầu dừng, khoảng cách từ sàn Cabin đến mặt sàn tầng nhà cm Đảm bảo gia tốc Cabin khởi động dừng nằm giới hạn cho phép (vì không đợc ngời thang có cảm giác bị giật) Biểu đồ phụ tải thang máy s : vi tri s,v v,m/s a,m/s s a, mo may ham xuong toc thap c.d on dinh ,m/s v a t O a Vmin a II Phân tích, so sánh lựa chọn phơng án truyền động chơng : Phân tích - lựa chọn phơng án Động dùng để kéo pu li cáp thang máy loại động có điều chỉnh tốc độ có đảo chiều quay ( trình nâng, hạ thang máy) Nh vậy, để thực đợc truyền động thang máy phải có phơng án sau : + Dùng hệ truyền động chỉnh lu - triristo, động chiều có đảo chiều quay + Dùng hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ Sau vào phân tích u nhợc điểm hai loại hệ truyền động để từ chọn phơng án truyền động phù hợp dùng thang máy I.1 Hệ Truyền Động Chỉnh Lu - Triristo có đảo chiều quay Hệ Truyền Động T-Đ có đảo chiều quay đợc xây dựng hai nguyên tắc : - Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng đảo chiều dòng kích từ động - Giữ nguyên chiều dòng kích từ đảo chiều dòng điện phần ứng Từ hai nguyên tắc ta có năm loại sơ đồ Sơ đồ : Truyền động dùng biến đổi cấp cho phần ứng đảo chiều quay đảo chiều dòng kích từ Hình Loại sơ đồ dùng cho công suất lớn đảo chiều Sơ đồ : Truyền động dùng biến đổi cấp cho phần ứng đảo chiều quay công tắc tơ chuyển mạch phần ứng ( từ thông giữ không đổi) Loại dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp Sơ đồ : Truyền động dùng hai biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng Hình Hệ có u điểm dùng cho dải công suất, có tần số đảo chiều lớn Sơ đồ : Truyền động dùng hai biến đổi nối song song ngợc điều khiển chung Loại Hình dùng cho dải công suất vừa lớn, thực đợc công việc đảo chiều êm Hình -4 Sơ đồ : Truyền động dùng hai biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung Sơ đồ dùng cho dải công suất vừa lớn thực việc đảo chiều êm Tuy nhiên kích thớc cồng kềnh, vốn đầu t tổn thất lớn.(Hình-5) Mạch điều khiển loại sơ đồ chia làm hai loại : a Điều khiển riêng : Nguyên tắc : Khoá biến đổi mạch phần ứng để cắt dòng, sau tiến hành chuyển mạch, nh điều khiển tồn thời gian gián đoạn, sơ đồ 1,2,3 đợc điều khiển theo nguyên tắc Khi điều khiển riêng có hai diều khiển làm việc riêng rẽ với Tại thời điểm có biến đổi có xung điều khiển biến đổi bị khoá xung điều khiển Trong khoảng thời gian BĐ1 bị khóa hoàn toàn dòng phần ứng bị triệt tiêu, nhiên suất điện động phần ứng E dơng Sau khoảng thời gian phát xung mở biến đổi đổi chiều dòng phần ứng động đợc hãm tái sinh Hệ truyền động có van đảo chiều điều khiển riêng có u điểm làm việc an toàn dòng cân chảy biến đổi song cần có khoảng thời gian trễ dòng điện động khôngHình b.Điều khiển chung : Nguyên tắc : Tại thời điểm hai biến đổi BĐ1 BĐ2 nhận đợc xung mở nhng có biến đổi cấp dòng cho nghịch lu biến đổi làm việc chế độ đợi Sơ đồ 4, thực theo nguyên tắc này.Trong phơng pháp điều khiển chung đảm bảo Ed2 =Ed1 tức không xuất giá trị dòng cân song giá trị tức thời suất điện động chỉnh lu ed1(t) ed2(t) khác xuất thành phần xoay chiều dòng điện cân để hạn chế dòng điện cân thờng dùng cuộn kháng cân Lcb I.2 Hệ Truyền Động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ Hệ truyền động dùng động không đồng pha Loại động đợc sử dụng rộng rãi công nghiệp, chiếm tỉ lệ lớn so với động khác Ngày phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất kỹ thuật điện tử - tin học động không đồng khai thác đợc hết u điểm Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu với hệ truyền động chỉnh lu - triristo Không giống nh động chiều, động KĐB có cấu tạo phần cảm phần ứng không tách biệt Từ thông động nh mô men động sinh phụ thuộc nhiều vào tham số Do hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động không đồng hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh Trong công nghiệp thờng sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ : a Điều chỉnh điện áp cấp cho động dùng biến đổi Tiristo Nguyên tắc phơng pháp mô men động KĐB tỷ lệ với bình phơng điện áp stato Do điều chỉnh đợc mô men tốc độ động cách điều chỉnh giá trị điện áp stato giữ nguyên tần số b Điều chỉnh điện trở mạch rô to Phơng pháp đợc thực theo nguyên tắc điều chỉnh trơn điện trở rô to van bán dẫn Ưu điểm phơng pháp dễ tự động hoá việc điều chỉnh Điện trở mạch rô to động KĐB : Rr = Rrd + Rf Trong : Rrd : điện trở dây quấn rô to Rf : điện trở mắc thêm vào mạch stato Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rô to mô men tới hạn động không thay đổi độ trợt tới hạn tỉ lệ bậc với điện trở 3I 2r R rd Mô men M = S i Si : Độ trợt điện trở mạch rô to Rrd Nếu giữ cho Ir = const M = const không phụ thuộc tốc độ động Vì mà ứng dụng phơng pháp điều chỉnh điện trở mạch rô to cho truyền động có mô men tải không đổi Phơng pháp điều chỉnh trơn điện trở mạch rô to phơng pháp xung : td t Re = R0 = R d = R td + tn T Re điện trở tơng đơng mạch rô to đợc tính theo thời gian đóng td thời gian ngắt tn khoá bán dẫn cho phép điện trở R0 vào mạch hay không c Phơng pháp điều chỉnh công suất trợt Đối với hệ truyền động công suất lớn, tổn hao Ps lớn Vì để diều chỉnh đợc tốc độ vừa tận dụng đợc công suất trợt ngời ta dùng sơ đồ điều chỉnh công suất trợt Ps = M c ( ) = M c 1s = Pdt s Ps Pdt d Phơng pháp biến đổi tần số Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động dựa nguyên tắc điều chỉnh tần số f sang tần số f2 Khi điều chỉnh tần số động KĐB thờng kéo theo việc điều chỉnh điện áp, dòng điện từ thông mạch stato Do phơng pháp phức tạp phải dùng nhiều thiết bị Có hai loại biến tần : Biến tần trực tiếp : Loại có sơ đồ cấu trúc đơn giản s= f1 f2 Mạch van Hình Điện áp vào xoay chiều U1 (tần số f1 ) qua mạch van tải với tần số f Bộ biến tần có hiệu suất biến đổi lợng cao nhiên thực tế sơ đồ mạch van phức tạp, có số lợng van lớn với mạch pha Việc thay đổi tần số f khó khăn phụ thuộc nhiều vào tần số f1 * Biến tần gián tiếp : Có cấu trúc nh sau : (xoay chiều) U1 f1 Chỉnh lu (một chiều) U Lọcc c U Nghịch lu độc lập (xoay chiều ) U2 f2 Hình Điện áp xoay chiều đợc biến thành chiều nhờ chỉnh lu, qua lọc đợc biến đổi thành U2 với tần số f2 sau qua nghịch lu độc lập Hiệu suất biến tần loại thấp song cho phép thay đổi dễ dàng f mà không phụ thuộc f1 Kết Luận : Qua phân tích hai loại hệ truyền động em chọn phơng án dùng loại Hệ Truyền Động Chỉnh Lu Tiristo - Động Cơ Có Đảo Chiều Quay vì: + Độ tác động hệ nhanh cao, không gây ồn dễ tự động hoá van bán dẫn công suất có hệ số khuyếch đại công suất cao Điều thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh tự động nhiều vòng để nâng cao chất lợng đặc tính tĩnh đặc tính động hệ thống + Trong hệ truyền động chiều này, em sử dụng mạch lực sơ đồ ba loại có u điểm dùng cho dải công suất, có tần số đảo chiều lớn Đồng thời hai biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng hoạt động đóng mở độc lập với nhau, làm việc an toàn dòng chảy biến đổi + Sử dụng hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động có đảo chiều quay đạt đợc đồ thị tốc độ tối u (đối với loại truyền động xoay chiều đạt đợc dạng đồ thị gần giống mà ) Nh vậy, loại động sử dụng hệ truyền động loại động chiều phần iii: Tính chọn thiết bị điện sơ đồ truyền động A Chọn động điện: Vì hệ truyền động thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, mở máy hãm máy nhiều, nên tính chọn công suất động cần xét đến phụ tải tĩnh động (Hình 2) D Puli chủ động F2 F1 H Cabin Đối trọng Dây cáp Puli bị động Xác định phụ tải tĩnh: Phụ tải tĩnh phụ tải trọng lợng Cabin, trọng lợng tải trọng, trọng lợng đối trọng, trọng lợng cáp gây nên trạng Hìnhthái tĩnh, thông qua puli, hộp giảm tốc, tác dụng lên trục động Các lực tác động lên puli chủ động theo nhánh cáp là: F1 = [G0 + G + gc(H - hcb)]g (N) F2 = [Gđt + gc(H - hđt)]g (N) Lực tổng tác động lên puli chủ động nâng hạ tải (lực gây mômen quay) Fn = F1 - F2 = (G0 + G -Gđt)g + gc(hđt - hcb)g (N ) Fh = F2 - F1 = (Gđt - G0 - G)g + gc(hcb - hđt)g (N) Trong : G0 : Khối lợng Cabin (kg) G : Khối lợng tải trọng (kg) Gđt : Khối lợng đối trọng (kg) gc : Khối lợng đơn vị dài dây cáp (kg/m) hđt hcb : Chiều cao đối trọng Cabin (m) g : Gia tốc trọng trờng (m/s2) Để đơn giản, giả sử hđt = hcb Thay vào ta đợc: Fn = (G0 + G - Gđt)g (N) Fh = (Gđt - G0 - G)g (N) (1) Mục đích đối trọng giảm phụ tải cấu, giảm đợc công suất động truyền động Điều kiện chọn đối trọng tạo phụ tải tĩnh động nhỏ Trọng lợng đối trọng đợc chọn theo công thức: Gđt = G0 + Gđm Trong đó: Gđm tải định mức Với thang máy chở ngời = 0,35 ữ 0,4 Chọn = 0,35 Thay vào (1) ta đợc: Fn = (G - Gđm)g (N) (2) Fh = (Gđm - G)g (N) (3) Khi tính toán công suất động cơ, ta xét động làm việc với tải định mức Tức G = Gđm Thay vào (2) (3): Fn = (Gđm - Gđm)g (N) Fn > Fh = (Gđm - Gđm)g (N) Fh < Nh vậy, thang máy chạy với vận tốc V công suất trục động thang lên, xuống là: F V n P1đm = 1000 P2đm = F V = (G dm dm 1000 c h = 1000 c G (G dm )gV (N.m) (4) c G dm 1000 )gV c (N.m) (5) Trong đó: P1đm ứng với trờng hợp máy điện làm việc chế độ động (nâng tải) P2đm ứng với trờng hợp máy điện làm việc chế độ máy phát (hạ tải) D : đờng kính puli (m) V(m/s) : Tốc độ buồng thang c : hiệu suất cấu Thay số liệu vào (4) (5) ta đợc: P1đm = (630 0,35.630)9,81.1,5 1000.0,75 P2đm = (0,35.630 630)9,81.1,5 ì 0,75 4,52(KW) 1000 8,03 (KW) 2.Xác định hệ số đóng điện tơng đối: Để xác định hệ số đóng điện tơng đối, ta phải vẽ đợc đồ thị phụ tải tĩnh cấu Để làm đợc điều này, ta cần phải xác định khoảng thời gian làm việc nh nghỉ thang máy chu kỳ lên-xuống Xét thang máy làm việc với tải định mức: Gđm = 630 kg 12 ngời Để đơn giản, ta cho qua tầng thang máy dừng lần để đón, trả khách Ta có thời gian giả định nh sau: Thời gian ra, vào Cabin đợc tính gần 1s/1 ngời Thời gian mở cửa buồng thang 1s 10 Ki + pTi Hình 15 Hằng số thời gian điện từ phần ứng động cơ: Tu = L 2,82.10 = = 0,003 (s) R 0,94 M M = K I dm K = = 1,09 I dm Hằng số thời gian học: Tc = Ru J 0,94.0,5 = = 0,395 (s) 1,19 ( K ) Ta thấy số thời gian học Tc=0,395 (s) lớn so với số thời gian điện từ phần ứng động T = 0,003 (s) nên ta coi sức điện động động không ảnh hởng tới trình điều chỉnh mạch vòng dòng điện Vì phản ứng mạch phần ứng (sđđ E) chậm nhiều so với phản ứng điều chỉnh dòng điện Ri, nên tổng hợp mạch vòng dòng điện ta bỏ qua khâu phản hồi E = Kđm Và ta đợc sơ đồ cấu trúc nh hình 14 Đối tợng điều chỉnh có hàm truyền đạt: KK /R i bd u Hệ hữu sai (hệ bậc 0) (1 + pT )(1 + pT )(1 + pT ) vo u i Các số thời gian Tvo, Ti nhỏ so với số thời gian điện từ T Đặt Ts = Tvo+Ti Soi = KK /R i bd u Soi (1 + pT )(1 + pT ) s u Nh sơ đồ hình 12 có dạng nh sau: Uiđ - Ui Ri Soi ? Ki Kbd / Ru (1 + pTs )(1 + pTu ) IKi Hình 16 Do ta gộp mạch phản hồi dòng điện S i vào đối tợng điều chỉnh để trở thành mạch phản hồi đơn vị (Hình 13), nên để đợc mạch tơng đơng dòng điện KiI Gọi F1 hàm truyền đạt sơ đồ hình 13: 20 F1 = (KiI)/Uiđ = KiF1 = RS i oi Ri = 1+ R S i oi Tổng hợp mạch theo tiêu chuẩn tối u môđun thì: F = F '1 (1 F '1 )S oi 1 + p + 22 p Trong = min(Ts, T) = Ts + pTu Ri = 2K i K bd T p s Ru F1 = Khâu tỷ lệ tích phân PI 1 + Ts p + Ts2 p Vậy điều chỉnh dòng điện Ri khâu PI, có hàm truyền đạt: + pTu Ri = 2K i K bd Ts p Ru hàm truyền đạt mạch vòng dòng điện là: F1 = 1 K i + Ts p + Ts2 p Ta có mạch tạo nên khâu PI: Uiđ R1 R2 Ui C R3 R3 - R1 Uđk - + + PI Lặp áp Hình 17 Với: R1C = K bd K i Ts Ru R2C = T + Hệ số biến đổi: K bd = U N 220 = = 22 U dk 10 UN điện áp nguồn Uđk điện áp mạch điều khiển + Xensơ đo dòng điện Si: Ki = U dk 10 = = 0,128 R s I u 1.26.3 21 Rs điện trở đo dòng, Rs =1 I dòng điện phần ứng động cơ, I =26 A Vậy điều chỉnh dòng điện Ri khâu PI, có hàm truyền đạt: + pTu + 0,032.p + 0,032.p R i (p) = = Ri = 2K i K bd => 0,013 0,039.p Ts p 60 .2.0,006.p Ru 0,24 hàm truyền đạt mạch vòng dòng điện là: 1 1 K i + Ts p + Ts2 p K i + 2.Ts p I( p ) 1 F1 = = U (p ) 0,013 + 2.0,006.p F1 = II Mạch vòng điều chỉnh tốc độ : F1 R Uđ ? - M 1 Ki + 2Ts p + 2Ts2 p Jp Kđm - Mc U S K 1+ pT Hình 17 Ta chuyển nút cộng Mc sau khối Kđm Hằng số thời gian học: Tc = RuJ ( K dm ) Kđm Ru = K dm Tc p Jp Do Ts số thời gian nhỏ (Ts = Tvo+Ti), nên bỏ qua thành phần 2T2sp2 biểu thức hàm truyền đạt F1 Từ ta có sơ đồ cấu trúc sau: Mc R Uđ ? - 1/Kđm F1 1 Ki + 2Ts p - Ic I Ru K dm Tc p U S K 1+ pT Hình 18 22 Vì mạch có nhiễu loạn Mc nên ta phải tổng hợp mạch nhiễu loạn 1.Xét mạch Uđ Mc = (mạch nhiễu loạn): Hàm truyền đạt đối tợng điều chỉnh: RuK K i K dm Tc p(1 + pT )(1 + pTs ) Đặt 2Ts = 2Ts+T So = Hệ vô sai cấp (hệ bậc 1) RuK K i K dm Tc p(1 + pTs' ) Nh sơ đồ hình 15 có dạng nh sau: So R Uđ ? - So Ru K Ki K dmTc p(1 + pTs' ) K U Hình 19 Do ta gộp mạch phản hồi tốc độ S vào đối tợng điều chỉnh để trở thành mạch phản hồi đơn vị (Hình 16), nên để đợc mạch tơng đơng tốc độ K Gọi F2 hàm truyền đạt sơ đồ hình 16: R S o F2' F = (K)/Uđ = KF2 = R = + R S o (1 F2' )S o Tổng hợp mạch theo tiêu chuẩn tối u môđun : F = 1 + p + 22 p Trong ta chọn = 2Ts R = K i K dm Tc R u K 4Ts' F2 = 1 + T p + 8Ts' p Khâu tỷ lệ P ' s Vậy điều chỉnh tốc độ R khâu P, có hàm truyền đạt: K i K dm Tc R u K 4Ts' hàm truyền đạt mạch vòng tốc độ là: R = 23 F2 = 1 K + Ts' p + 8Ts' p Với 2Ts = 2Ts+T = 2(Tvo+Ti)+T Ta có mạch tạo nên khâu P: R1 R2 R3 Uđ R3 - U R1 Uiđ - + + P Lặp áp Hình 20 Với: K i K dm Tc R u K 4Ts' Xét mạch Uđ = Mc (mạch có nhiễu loạn) Nh để tín hiệu không phụ thuộc nhiễu Mc ta phải bù khâu bù có hàm truyền đạt Wb(p) nh hình vẽ sau: R2 = R1 Mc Wb W1 1/Kđm - + R - Ru K dm Tc p + F1 W2 U S K 1+ pT Hình 21 Dễ dàng tính đợc hàm truyền hệ trên: FMc(p) = ( Wb R F1 W1 ) W2 ( p ) = M c (p ) + R F1 W2 S Nh để không phụ thuộc Mc thì: WbRF1 - W1 = 24 Wb = W1 R F1 Trong W1 = 1/(Kđm) R = K i K dm Tc R u K 4Ts' F1 = 1 1 2 K i + Ts p + 2Ts p K i + 2Ts p R u K 4Ts' Wb = (1+2Tsp) ( K dm ) Tc Khâu tỷ lệ vi phân PD Phần V: thiết kế mạch điều khiển Điều khiển TIRISTO Tiristo mở cho dòng điện chạy qua có điện áp dơng đặt anốt có xung áp dơng đặt vào cực điều khiển Sau Tiristo mở xung điều khiển không tác dụng nữa, dòng điện chạy qua Tiristo thông số mạch định Mạch điều khiển có chức sau: Điều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ dơng điện áp đặt anôt- catôt Tiristo 25 Tạo đợc xung đủ điều kiện mở đợc Tiristo, (xung điều khiển thờng có biên độ từ đến 10 vôn, độ rộng xung tx=20ữ100 thiết bị chỉnh lu, tx 10 thiết bị biến đổi tần số cao ) Độ rộng xung đợc xác định theo biểu thức di = tx di / dt Trong :Idt-dòng trì Tiristo di/dt-tốc độ tăng trởng của dòng tải Cấu trúc mạch điều khiển Tiristo đớc trình bày Hinh Ucm: Là điện áp điều khiển, điện áp chiều Ur: Là điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều biến thể nó, đồng với điện áp anôt-catốt Tiristo Hiệu điện áp Ucm - Ur đợc đa vào khâu so sánh 1, làm việc nh trigơ lật trạng thái, đầu ta nhận đợc chuỗi xung dạng 'sinus chữ nhật ' Khâu điện áp hài trạng thái ổn định Khâu khâu khuếch đại xung Khâu biến áp xung Bằng cách tác động vào Ucm , diều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển, tức điều chỉnh góc Hình H.5-1 Cấu trúc mạch điều khiển thyristor Hệ thống điều khiển thiết bị chỉnh lu 2-1 Nguyên tắc điều khiển : Trong việc điều khiển chỉnh lu việc tạo thời điểm để phát xung mở Tiristor khâu quan trọng Việc điều khiển chỉnh lu thờng sử dụng hai nguyên tắc nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos để điều chỉnh vị trí xung nửa chu kỳ dơng điện áp đặt lên Tiristor Sau ta mô tả hai nguyên tắc điều khiển Sơ đồ trình bày hình H nguyên tắc điều khiển kiểu arccos Ngời ta sử dụng hai điện áp : -Điện áp đồng US vợt trớc điện áp UAK=Umsint Tiristor góc /2 Us =Usm cos t Điện áp điều khiển điện áp chiều điều chỉnh đợc biên độ theo hai chiều (dơng âm ) Nếu đặt US vào cổng đảo Ucm vào cổng không đảo khâu so sánh ta nhận đợc xung mảnh đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái : 26 Usm cos= Ucm Hình : Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Vậy Ucm= Usm arccos =0 Ucm =0 =/2 Ucm = -Usm = Nh điều chỉnh Ucm từ giá trị +Usm đến -Usm ta điều chỉnh đợc góc từ 0ữ Đối với nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính thời điểm xuất cân điện áp điều khiển U cm điện áp tựa (cũng điện áp đồng trùng pha với điện áp đặt lên A-K Tiristor thờng đặt vào đầu đảo so sánh Thông thờng điện áp tựa thờng có dạng ca Nh cách biến đổi Ucm ngời ta điều chỉnh đợc thời điểm xuất xung theo đồ thị nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính hình H Hình : Nguyên tắc trình điều khiển Ta xác định góc điều khiển theo phơng : thẳng đứng U dk = U sm Với tuyến tính :góc mở Tiristor Uđk :điện áp điều khiển Usm :điện áp đồng cực đại 27 Thông thờng ngời ta thờng lấy Ucm max =Usm Nhận thấy góc hàm tuyến tính điện áp điều khiển Ucm.Vậy ta điều khiển góc thông qua điều khiển điện áp chiều Nguyên tắc điều khiển hệ thống chỉnh lu điều khiển ba pha đối xứng Nguyên tắc điều khiển chỉnh lu cầu pha đối xứng gồm kênh Một máy biến áp đồng pha nguồn điện áp điều khiển Ucm chung cho kênh Cấu trúc kênh gần giống nh cấu trúc điều khiển Tiristor Yêu cầu sơ đồ phải đảm bảo luôn mở hai thyristor, nhóm catot chung nhóm Anot chung Có nh khởi động đợc thiết bị chỉnh lu đảm bảo hoạt động thiết bị làm việc chế độ dòng tải gián đoạn Chính mà sơ đồ có sử dụng cổng OR tổ hợp tín hiệu logic Vi mạch TCA780 Vi mạch TCA780 vi mạch phức hợp thực đợc chức mạch điều khiển : tề đầu điện áp đồng bộ, tạo điện áp ca đồng bộ, so sánh tạo xung TCA 780 hãng Siemens chế tạo điều chỉnh đợc góc từ ữ 1800 Thông số chủ yếu TCA780 : Hình 5.11 Vi mạch TCA780 Điện áp nguồn nuôi : US = 18 v Dòng điện tiêu thụ : IS = 10mA Dòng điện : I = 50mA 28 Điện áp ca : Ur.max = ( US ) v Điện trở mạch tạo điện áp ca : R9 = ( 20 ữ 500 ) k Điện áp điều khiển : U11 = - 0,5 ữ ( US ) v Dòng điện đồng : IS = 200àA Tụ điện : C10 = 0,5àF Tần số xung : f = ( 10 ữ 500 ) Hz Theo hình 4.11 điều chỉnh điện áp chân 11 thay đổi đợc thời điểm phát xung chân 14 chân 15 Mặt khác cần dạng sóng hình sin đặt vào chân ta phát xung hai thời điểm + Do cần vi mạch ta mở đợc hai van Hơn nữa, biến áp đầu vào không cần tới pha mà biến áp đồng cần pha đồng với pha điện áp nguồn Bộ phát xung chùm : Để tạo điều kiện mở chắn cho Tiristo ngời ta sử dụng phát xung chùm Bộ phát xung chùm đợc đa vào kết hợp phát xung phối hợp với xung điều khiển mở Tiristo Khi xung đa vào cực điều khiển Tiristo xung chùm Bộ phát xung chùm đợc thực thông qua cổng NOT dao động RC đợc đấu nh hình vẽ 5.12 Tần số phát xung chùm đợc tính theo công thức : f= 1,4 RC Khi thay đổi giá trị điện trở R ta thay đổi tần số f xung đầu Để lắp ráp ta dùng hai cổng NOT vi mạch Cmos 4069, nguồn cấp 3ữ15 (v) Hình 5.12 Mạch phát xung chùm 29 T4 T6 T2 D D T1 T3 T5 D11 D31 D51 D41 D61 D21 DZ D12 D32 D52 D42 D62 D22 D13 R11 BAX D33 R31 D53 R51 D43 D63 R41 R61 D23 R21 C C Q1 R12 Q3 R32 R13 Q5 Q4 R33 DZ1 DZ3 A AND R53 DZ5 B R42 R52 R62 R43 DZ4 C AND Q6 Q2 R63 R23 DZ6 D AND R22 DZ2 E F AND AND AND NOT NOT B B Rđc 11 15 14 12 11 15 14 12 TCA 10 C10 VCC 780 13 R9 16 TCA 10 C 780 13 16 11 15 14 12 VCC TCA 10 780 13 16 C VCC Hình 5.12 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chỉnh lu Máybiếnápđồngbộ A A Title 15 v Size Number Revision B Date: File: 17-May-2000 Sheet of C:\THANHS~1\VOVAN1~2\DIEUKHIE.SCHDrawn By: 30 10 1.7 Constant Gain1 032s+1 22 1.06 039s 4e-6s2+.004s+1 008s+1 Transfer Fcn Transfer Fcn1 Saturation Transfer Fcn4 1.09 s Gain Transfer Fcn5 Scope Mô hệ thống Simulink : 128 001s+1 Transfer Fcn2 Scope1 09 005s+1 Transfer Fcn3 31 Đồ thị tốc độ : Đồ thị dòng điện: 32 Kết luận Tuy thời gian có hạn nhng với hớng dẫn tận tình thầy giáo Nguyễn Văn Liễn giúp em hoàn thành đồ án Tuy nhiên em biết không tránh 33 đợc sai sót tránh khỏi Một lần em xin trân thành cảm ơn thầy cô môn Tự Động Hoá đặc biệt thầy Nguyễn Văn Liễn giúp em hoàn thành đề tài 34 [...]...Thời gian đóng cửa buồng thang 1s Giả sử ở mỗi tầng chỉ có một ngời ra và một ngời vào thời gian nghỉ tng 4s Ta có đồ thị vận tốc gần đúng của thang máy nh hình 9 Thời gian khởi động động cơ để thang máy có vận tốc V = 1,5m/s là: tkđ = V(m/s) 1,5 tlv t(s) tkđ 0 1 2,67 3,67 Hình 9 V = 1,5 = 1s a 1,5 Sau thời gian... Cabin đi với vận tốc đều V = 1,5m/s ở giữa mỗi tầng là: t= h S S o kd ham = 4 0,75 0,75 1,67s 15 , V Vậy thời gian làm việc của thang máy giữa 2 tầng kế nhau là: tlv = tkđ + t + thãm = 1 + 1,67 + 1 tlv = 3,67s Khi lên đến tầng trên cùng (tầng 10), giả sử cả 12 ngời trong thang ra hết, ngay sau đó có 12 ngời khác vào để xuống các tầng dới Nh vậy thời gian nghỉ ở giai đoạn này là: t0 = 1 + 12.1 + 12.1... 3 pha đối xứng gồm 6 kênh Một máy biến áp đồng bộ 6 pha và một nguồn điện áp điều khiển Ucm chung cho cả 6 kênh Cấu trúc của mỗi kênh gần giống nh cấu trúc điều khiển một Tiristor Yêu cầu đối với sơ đồ là phải đảm bảo luôn luôn có thể mở hai thyristor, một ở nhóm catot chung và một ở nhóm Anot chung Có nh thế mới khởi động đợc thiết bị chỉnh lu và đảm bảo hoạt động của thiết bị khi làm việc ở chế độ... điện định mức của cuộn kích từ iđm (A) 1,24 Từ thông hữu ích của 1 cực từ Mô men QT phần ứng 12 phần ứng N 21 920 2 cks 1650 .10-2 Wb 0,58 J (kgm2) 0,125 B.Tính chọn mạch biến đổi: Vì hệ truyền động thang máy là một chiều và có đảo chiều, nên ta chọn mạch biến đổi điện áp tới động cơ gồm 2 bộ chỉnh lu cầu 3 pha Thyristor điều khiển riêng Còn mạch kích từ động cơ cũng có một bộ chỉnh lu cầu 3 pha Điốt... 0 24 Wb = W1 R F1 Trong đó W1 = 1/(Kđm) R = K i K dm Tc 1 R u K 4Ts' F1 = 1 1 1 1 2 2 K i 1 + 2 Ts p + 2Ts p K i 1 + 2Ts p R u K 4Ts' Wb = (1+2Tsp) ( K dm ) 2 Tc Khâu tỷ lệ vi phân PD Phần V: thiết kế mạch điều khiển 1 Điều khiển TIRISTO Tiristo chỉ mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dơng đặt trên anốt và có xung áp dơng đặt vào cực điều khiển Sau khi Tiristo đã mở thì xung điều khiển không... chu kỳ dơng của điện áp đặt trên anôt- catôt Tiristo 25 Tạo ra đợc các xung đủ điều kiện mở đợc Tiristo, (xung điều khiển thờng có biên độ từ 2 đến 10 vôn, độ rộng xung tx=20ữ100 đối với thiết bị chỉnh lu, tx 10 đối với thiết bị biến đổi tần số cao ) Độ rộng xung đợc xác định theo biểu thức di = tx di / dt Trong đó :Idt-dòng duy trì của Tiristo di/dt-tốc độ tăng trởng của của dòng tải Cấu trúc của mạch... 3.Chọn sơ bộ động cơ: Để chọn động cơ, ta tính công suất đẳng trị gây nên trên trục động cơ: n 2 2 8 , 03 3 , 67 9 + 4 , 52 3,67.9 P i t lvi Pđt = i =1 = 182,7 Tck 2 Pđt 3,91 (kw) Vậy phụ tải thang máy có: đđ% = 36,15% và Pđt = 3,91 kw Ta chọn hệ số đóng điện tiêu chuẩn tc% = 25% Nh vậy phải hiệu chỉnh công suất: dd % Pđmchọn = Pđt % dmchon 4,22 (kw) Từ các số liệu trên, tra loại động cơ trong... = 2 Id = 3 2 1,24 1,01(A) 3 dòng hiệu dụng sơ cấp BAKT: I1 = 1 1 I2 = 1,01 0,18(A) 5,6 K BAN Công suất định mức BAKT: SBAKT = 1,05Ud0Idđm = 1,05.158,72.1,24 SBAN = 206,65(V.A) Tra sổ tay, ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 240(VA) * Tính chọn các Điôt trong mạch chỉnh lu: Dòng trung bình qua mỗi Điôt: 18 ID = 1 Idđm = 1 1,24 0,41(A) 3 3 Dòng cực đại qua mỗi Điôt: IDM = 1 Idmax = 1 1,24 0,41(A)... vậy thời gian nghỉ ở giai đoạn này là: t0 = 1 + 12.1 + 12.1 + 1 = 26s Khi đi xuống, do V và a không đổi, nên tlv và tng giống nh khi đi lên Khi xuống đến tầng dới cùng (tầng 1), giả sử cả 12 ngời trong thang ra hết, ngay sau đó có 12 ngời khác vào để đi lên các tầng trên Nh vậy thời gian nghỉ ở giai đoạn này là: t0 = t0 = 1 + 12.1 + 12.1 + 1 =26s Vậy ta có đồ thị phụ tải trong một chu kỳ lên-xuống nh... 2 Id = 2 26 21,23(A) 3 3 dòng hiệu dụng sơ cấp BAN: I1 = 1 1 I2 = 21,23 6,94(A) 3,06 K BAN Công suất định mức BAN: SBAN = 1,05Ud0Idđm = 1,05.290,55.26 (VA) SBAN = 7932,015 (VA) Tra sổ tay, ta chọn máy biến áp tiêu chuẩn có Sđm = 8,5(kVA) *Tính chọn các Tiristor trong mạch chỉnh lu: Ta có bộ chỉnh lu là cầu 3 pha Tra sổ tay, ta tính đợc các thông số sau: Dòng trung bình qua mỗi Thyristor: IT = 1 ... 2000 KG Thang máy loại lớn: QTm > 2000 KG II.Đặc điểm phụ tải thang máy yêu cầu truyền động cho thang máy: Phụ tải thang máy phụ tải Vị trí điểm dừng thang máy để đón, trả khách hố thang vị... chuyển: Thang máy tốc độ chậm: V = 0,5 m/s Thang máy tốc độ trung bình: V = 0,75 ữ 1,5 m/s Thang máy tốc độ cao: V = 2,5 ữ m/s 3.Phân loại theo tải trọng: Thang máy loại nhỏ: QTm < 160 KG Thang. .. cửa buồng thang 1s 10 Thời gian đóng cửa buồng thang 1s Giả sử tầng có ngời ngời vào thời gian nghỉ tng 4s Ta có đồ thị vận tốc gần thang máy nh hình Thời gian khởi động động để thang máy