Ứng dụng PLC trong điều khiển tự động

Tài liệu tham khảo Ứng dụng PLC trong điều khiển tự động

Lời nói đầu

Thang máy là một thiết bị không thể thiếu được trong việc vận chuyển người và hàng hoá theo phương thẳng đứng trong các toà nhà cao tầng hay trong các nhà máy xí nghiệp Ngày nay trên thế giới thang máy luôn được nghiên cứu cải tiến hiện đại hoá để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội

Đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá Lúc này bộ mặt đô thị đã có nhiều thay đổi xuất hiện nhiều nhà cao tầng, các nhà máy xí nghiệp xuất hiện ngày càng nhiều do đó thang máy và thang cuốn nói chung, thang máy chở người nói riêng đã và đang được sử dụng ngày càng nhiều

Do vậy đã có nhiều hãng thang máy hàng đầu xuất hiện ở nước ta

Tuy nhiên so với các nước trong khu vực thì số lượng thang máy được lắp

đặt ở nước ta còn chưa lớn và đây vẫn còn là thiết bị mới, sự hiểu biết về thang máy còn giới hạn nhiều trong các nhà chuyên môn

Trong thời gian học tập tại trường ĐH Nông nghiệp I - Hà Nội tôi đã được

đào tạo có hệ thống, tiếp thu được các kiến thức hiện đại tiên tiến nhất trong lĩnh vực Tự động hoá Để kết thúc khoá học tôi được nhận đề tài “ứng dụng PLC trong điều khiển thang máy”

Do thang máy là một thiết bị vận chuyển người và hàng hoá nên vấn đề về

an toàn, vận hành chính xác và tối ưu về quãng đường đi là vấn đề được quan tâm hàng đầu, nên mục đích của đề tài này là “Nghiên cứu cấu tạo, các yêu cầu của thang máy, các thiết bị cơ khí trong thang máy, an toàn của thang máy Nêu ra

được các phương án truyền động cho thang máy truyền động và xây dựng mô hình thang máy nhà 4 tầng bằng việc ứng dụng PLC

Nội dung cơ bản của quyển đồ án này bao gồm 5 chương:

Chương I: Giới thiệu chung về thang máy

Chương II: Các hệ truyền động cơ bản

Chương III: Hệ thống điện và các hệ thống điều khiển trong thang máy Chương IV: Giới thiệu về bộ lập trình PLC

Chương V: Xây dựng mô hình thang máy nhà 4 tầng

Dưới sự hướng dẫn khoa học và tận tình của thầy giáo: ThS Nguyễn Văn Đạt cùng các thầy cô trong bộ môn Điện kỹ thuật - khoa Cơ Điện - trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội, cùng với sự cố gắng của bản thân tôi đã hoàn thành bản

đồ án trên

Do còn hạn chế của bản thân và thời gian nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót tôi rất mong được sự chỉ bảo tiếp của các thầy cô trong bộ môn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 17 tháng 2 năm 2006 Sinh viên: Phạm Văn Thuận

Chương i Giới thiệu chung về thang máy

1.1 Giới thiệu chung

Thang máy là một thiết bị vận tải theo phương thẳng đứng dùng trong các công trình xây dựng, trong các nhà máy, xí nghiệp hoặc trong các công trình nhà dân dụng Xuất phát từ nhu cầu thực tế cần dùng máy để nâng hạ các thiết bị trong các công trình xây dựng, vận chuyển hàng hoá nặng hoặc vật liệu xây dựng lên các tầng cao, vận chuyển người trong các toà nhà cao tầng nên thang máy xuất hiện tương đối sớm Xuất phát là thang tải hàng từ thế kỷ 19, dùng để giải quyết vấn đề vận tải hàng hoá và vật liệu xây dựng, nhưng khi đó khâu an toàn chưa được thiết kế thoả mãn để dùng chở người

Sau này khi nhu cầu vận chuyển người ở các toà nhà cao tầng ở đô thị rất bức bách, người ta đầu tư nhiều để nghiên cứu về hệ thống phanh cho thang máy, và một kỹ sư người Mỹ là Otis đã thành công trong việc chế tạo ra hệ thống phanh

an toàn cho thang máy, mở ra một ngành công nghiệp chế tạo thang máy cho nhà cao tầng, góp phần phát triển mạnh mẽ cho tốc độ phát triển đô thị hoá của toàn thế giới

Với một toà nhà cao tầng thì chi phí của việc trang bị hệ thống thang máy chiếm một phần không nhỏ trong vốn đầu tư cơ bản (đối với nhà > 20 tầng thì nó chiếm ≈ 20% giá thành toàn bộ ngôi nhà), nhưng việc sử dụng thang máy, máy nâng trong các hạng mục công trình sẽ làm giảm đáng kể thời gian xây dựng, giảm bớt sức người (khoảng 10 lần), giảm đáng kể chi phí xây dựng cơ bản Việc

sử dụng thang máy trong các toà nhà cao tầng, trong khách sạn, công sở giảm

đáng kể thời gian, sức người, sức lực của con người, góp phần lớn vào việc khai thác các toà nhà cao tầng, vào các mục đích kinh doanh và sinh hoạt

Thang máy nói chung được phân loại như sau :

1.1.1 Theo chức năng phân theo các nhóm

+ Thang máy dùng trong nhà ăn, bệnh viện

+ Thang máy chở người trong các toà nhà cao tầng

+ Thang máy chở hàng có người điều khiển

Ngày nay nhờ ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong kỹ thuật truyền động

điện như : Công nghệ biến đổi công suất lớn bằng thiết bị bán dẫn; công nghệ vi

điện tử, kỹ thuật vi điều khiển, máy tính nhờ đó mà công nghệ thang máy có những bước tiến nhảy vọt Nhờ ứng dụng các công nghệ tiên tiến mà thang máy ngày càng đạt các yêu cầu khắt khe đề ra : An toàn hơn, chất lượng điều khiển tin cậy cao, chuyển động êm hơn phù hợp với sinh lý người, dừng tầng chính xác hơn, hiệu suất truyền động cao Trên thị trường Việt Nam trước đây, thang máy ít

được sử dụng, chủ yếu là các máy nâng hàng dùng cho các nhà máy, xí nghiệp hoặc trên các công trình xây dựng Từ khi có chính sách mở cửa, nền kinh tế thị trường mà sản phẩm của nó một phần là các toà nhà cao ốc 20 – 24 tầng ra đời, các toà nhà chung cư cao tầng trong đô thị được quy hoạch mọc lên thì cũng là lúc nhu cầu thang máy trong nước tăng lên một cách cấp bách và có yêu cầu số lượng lớn, hàng loạt các loại thang máy xuất hiện từ nhiều nguồn khác nhau, một

Nam (Thien Nam Elerator-Co) là một trong những công ty đầu tiên hoạt động trong lĩnh vực thiết kế, thi công, lắp đặt và cung ứng thang máy lớn nhất trong nước, sánh vai cùng các Công ty thang máy Tự động (Tu dong Elerator-Co), Công ty thang máy Thái Bình (Thai Binh Elerator-Co) Các công ty này có cùng mục đích là nghiên cứu và lắp đặt các loại thang máy có chất lượng cao của các hãng nổi tiếng thế giới như : Otit Elerator (Mỹ); Mitsubishi (Nhật); Nippon Elerator, Fuji Elevator (Nhật); LG Elevator (Hàn Quốc) Đồng thời tự sản xuất các loại thang có chất lượng và giá thành cạnh tranh trong các công trình có yêu cầu về chất lượng tương đối cao

1.2 Các yêu cầu đối với thang máy

1.2.1 Yêu cầu về an toàn

+ Đối với thang máy chở người, yêu cầu về an toàn là yếu tố tối quan trọng, vì nếu chẳng may xảy ra sự cố thì sự mất an toàn có thể trả giá bằng tính mạng của hành khách Để đảm bảo cho thang làm việc tuyệt đối an toàn thì mọi

bộ phận của thang phải đạt độ tin cậy cao nhất

Giữa phần điện và phần cơ của thang phải có các khoá liên động chặt chẽ, các bộ phận cơ khí phải thoả mãn các yêu cầu về an toàn thì phần điện mới được phép hoạt động, ví dụ : Cửa tầng, cửa buồng thang phải được đóng kín thì thang mới làm việc; khi trọng tải không vượt quá mức cho phép thì thang mới hoạt

động, khi thang chạy quá tốc độ cho phép thì bộ phận phanh cơ phải hoạt động hãm chặt buồng thang

1.2.2 Yêu cầu dừng chính xác buồng thang

Buồng thang của thang máy yêu cầu phải dừng chính xác so với mặt bằng của tầng cần dừng, khi mà buồng thang đó đến đúng tầng cần dừng Nếu buồng thang dừng không chính xác (mặt sàn buồng thang không cùng độ cao với mặt sàn của tầng) thì sẽ xảy ra các hiện tượng sau :

+ Đối với thang chở khách : Làm cho khách ra vào khó khăn tăng thời gian

+ Đối với thang chở hàng : Khó khăn trong việc xếp dỡ thậm chí không chuyển được hàng ra - vào buồng thang

1.2.3 Yêu cầu về hạn chế độ giật của thang máy

Một trong những yêu cầu cơ bản đối với thang máy, nhất là thang máy chở người là phải đảm bảo chở buồng thang chuyển động phải êm Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và khi dừng máy Tốc độ trung bình của thang quyết định đến năng suất của thang Tốc độ di chuyển trung bình của thang có thể tăng bằng cách giảm thời gian mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc của buồng thang Nhưng khi gia tốc quá lớn sẽ gây cảm giác khó chịu cho hành khách (chóng mặt, hụt hẫng) Theo thực nghiệm thì gia tốc tối ưu là a ≤ 2m/s2 Độ giật của thang là đạo hàm bậc nhất của gia tốc,

nó quyết định bởi các phương pháp mở máy và hãm máy

Yêu cầu về gia tốc lại càng quan trọng đối với thang máy chở bệnh nhân trong các trường hợp bệnh nặng, vì vậy trong trường hợp này người ta thiết kế loại thang dùng thuỷ lực trong truyền động

Chạy tốc

độ thấp và hãm dừng

1.2.4 Các yêu cầu khác

Vì thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên yêu cầu mạch đóng cắt động lực phải đảm bảo làm việc an toàn chắc chắn và có khả năng chịu được tần số đóng cắt cao Vì người sử dụng thang máy hầu hết là không phải là chuyên nghiệp nên các vị trí gọi tầng, đóng mở cửa phải đơn giản, dễ hiểu, dễ sử dụng, lôgíc điều khiển thang phải chặt chẽ và đầy đủ

1.3 Cấu tạo chung của thang máy

1.3.1 Cấu tạo chung của thang

máy

Những loại thang máy hiện

đại thường có kết cấu cơ khí phức

tạp nhằm nâng cao năng suất, vận

hành tin cậy, an toàn Hình I.2 là

hình cấu tạo chung của thang máy

chở người Tất cả các thiết bị điện

được lắp đặt kín và an toàn trong

buồng thang, buồng máy Buồng

máy thường bố trí ở trên cùng của

hệ thống tay đòn của bộ hãm bảo

hiểm 17 trên cabin Khi đứt cáp

hoặc cáp trượt trên rãnh puly do

không đủ ma sát mà cabin đi xuống

I.2

hiểm 17 để dừng cabin tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang ở một số thang máy, bộ hãm bảo hiểm và bộ phận hạn chế tốc độ còn được trang bị cho cả

đối trọng Cabin và đối trọng được treo trên hai đầu cáp nâng 20 nhờ vào hệ thống treo 19 hệ thống này đảm bảo cho các nhánh cáp riêng biệt có sức căng như nhau Cáp nâng được vắt qua các rãnh cáp của puly ma sát của bộ tời kéo Khi bộ tời kéo hoạt động, puly ma sát quay và truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin và đối trọng chuyển động lên hoặc xuống dọc theo giếng thang Khi chuyển động, cabin và đối trọng tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang nhờ các ngàm dẫn hướng 16 Giếng thang 15 chạy dài theo suốt chiều cao toà nhà hay công trình được che chắn bằng kết cấu chịu lực như(bê tông, gạch hoặc kết cấu thép, lưới che hoặc kính) và chỉ để các cửa vào giếng thang để lắp cửa tầng 7 Trên kết cấu chịu lực dọc theo giếng thang có gắn các ray dẫn hướng12

và 13 cho đối trọng 14 và cabin 18 Bộ tời kéo 21 được đặt trong buồng máy 22 nằm ở phía trên giếng thang 15 Cửa cabin 4 và cửa tầng 7 thường là loại cửa lùa sang một bên hoặc hai bên và chỉ đóng mở khi cabin dừng trước cửa tầng nhờ cơ cấu đóng mở cửa 3 đặt trên nóc cabin Cửa cabin và cửa tầng được trang bị khoá liên động và các tiếp điểm điện để đảm bảo an toàn cho thang máy hoạt động Thang máy sẽ không hoạt động được nếu một trong các cửa tầng hoặc cửa cabin chưa đóng hẳn, hệ thống khoá liên động đảm bảo đóng kín các cửa tầng và không

mở được từ bên ngoài khi cabin không ở đúng vị trí cửa tầng, đối với loại cửa lùa

đóng mở tự động thì khi đóng hoặc mở cửa cabin, hệ thống khoá liên động kéo theo cửa tầng cùng đóng hoặc mở Tại các điểm trên cùng và dưới cùng có đặt các công tắc hạn chế hành trình cho cabin

Phần dưới của cabin là hố thang10 để đặt các giảm chấn 11 và thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ 9 Khi hỏng hệ thống điều khiển, cabin hoặc đối trọng có thể

đi xuống phần hố thang 10 vượt qua công tắc hành trình và tỳ lên giảm chấn 11

để đảm bảo an toàn cho kết cấu máy và tạo khoảng trống cần thiết dưới đáy cabin

Hệ thống điều khiển thang máy là toàn bộ các trang thiết bị và linh kiện

điện, điện tử, bán dẫn đảm bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và đảm bảo an toàn Thang máy chở người thường dùng nguyên tắc điều khiển kết hợp cho năng suất cao(cùng lúc có thể nhận nhiều lệnh điều khiển hoặc gọi tầng cả khi thang dừng và khi chuyển động ) Các nút ấn trong cabin cho phép thực hiện các lệnh chuyển động đến các tầng cần thiết Các nút ấn ở cửa tầng cho phép hành khách gọi cabin đến cửa tầng đang đứng Các đèn tín hiệu ở cửa tầng và trong cabin cho biết trạng thái làm việc của thang máy và vị trí của cabin

1.4 Thiết bị cơ khí của thang máy

1.4.1 Các thiết bị cố định trong giếng thang

Các thiết bị cố định trong giếng thang gồm: Hệ thống ray dẫn hướng, giảm chấn, bộ tời kéo, hệ thống hạn chế tốc độ và hệ thống các cửa tầng

* Ray dẫn hướng

Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin

và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Ray dẫn hướng đảm bảo cho đối trọng và cabin luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không

bị dịch chuyển theo phương ngang trong quá trình chuyển động Ngoài ra ray dẫn hướng phải đảm bảo độ cứng để giữ trọng lượng cabin và tải trọng trong cabin tựa lên ray dẫn hướng cùng với các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép )

* Giảm chấn

Giảm chấn được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trường hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá vị trí đặt công tắc hạn chế hành trình cuối cùng Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn

để khi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới

sao cho gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép được quy định trong tiêu chuẩn

Hình I.3 Giảm chấn kiểu lò xo

1 Lò xo; 2 Đĩa tỳ; 3 Đệm cao xu; 4,5 ống dẫn; 6.Đế

Giảm chấn bằng lò xo được dùng thông dụng cho các loại thang máy có tốc độ 0,5 - 1 m/s Trên hình I.3 là sơ đồ cấu tạo của giảm chấn lò xo Bộ phận chính của nó là lò so 1, phía trên có đĩa tỳ 2 và đệm cao su 3 Các ống dẫn 4 và 5

có tác dụng giữ ổn định ngang cho lò xo Vì cabin và đối trọng đi xuống luôn luôn tựa trên các day dẫn hướng nên trong nhiều trường hợp người ta bỏ các ống dẫn 4 và 5 Đế 6 của giảm chấn được bắt với đáy hố thang bằng bulông hoặc vít

nở

Hình I.4 Giảm chấn kiểu thuỷ lực

1 đầu đỡ; 2 lò xo chịu nén; 3 pittông; 4 khoang chứa dầu; 5 xylanh;

6 lõi; 7,8 lỗ dầu; 9.đai ốc; 10 lò xo

Giảm chấn bằng thuỷ lực là loại tốt nhất và thường dùng cho thang máy có tốc độ trên 1m/s Hình I.4 là cấu tạo của giảm chấn bằng thuỷ lực Phần dưới của giảm chấn là xylanh 5 có đế được bắt với đáy hố thang bằng bulông Tâm xylanh

5 có lõi 6, đầu dưới của lõi 6 cố định vào đáy xylanh còn đầu trên có đai ốc 9 Lõi 6 được lắp qua lỗ 7 của pittông 3 với khe hở cần thiết Khi cabin tỳ lên đầu pittông 3, nó nén pittông 3 đi xuống và dầu trong xylanh 5 qua khe hở của lỗ 7 chảy vào trong pittông 3 Vì lõi 6 có hình côn nên khi pittông 3 đi xuống thì khe

hở của lỗ 7 càng hẹp dần lưu lượng dầu chảy vào trong pittông 3 giảm và nó chịu

được lực tỳ từ phía cabin lớn dần để đảm bảo quá trình dừng cabin được êm dịu

Để tránh va đập trong thời điểm cabin bắt đầu tiếp xúc với pittông 3, trên đầu

để dầu có thể tràn sang khoang 4 trong thời điểm đầu để giảm va đập và khi pittông đi xuống, nó xẽ bịt các lỗ 8 lại Sau khi nhấc cabin lên, pittông 3 trở lại

vị trí ban đầu nhờ lò xo 10 tỳ lên đai ốc 9 ở đầu trên của lõi 6

Giảm chấn phải có độ cứng và hành trình cần thiết sao cho gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép

* Cabin và các thiết bị liên quan

Cabin là bộ phận mang tải của thang máy Cabin phải được kết cấu sao cho

có thể tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ Theo cấu tạo, cabin gồm hai phần: kết cấu chịu lực (khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn

và bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa Ngoài ra đối với thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu thông gió, nhiệt độ và ánh sáng

Hình I.5 Khung cabin Trên hình I.5 là khung chịu lực của thang máy Khung cabin gồm khung

đứng 1 và khung nằm 2 liên kết với nhau bằng bulông qua các bản mã Khung

đứng gồm dầm trên và dầm dưới, mỗi dầm làm từ hai thanh thép chữ U và hai dầm này nối các thanh thép góc bằng bu lông tạo thành khung thép kín Khung nằm 2 tựa trên dầm dưới của khung đứng tạo thành sàn cabin Dầm trên của

độ căng như nhau Nếu cabin có kích thước lớn thì khung đứng và khung nằm còn liên kết với nhau bằng thanh giằng 8 Trên khung cabin có lắp hệ thống tay

đòn 7 và các quả nêm 3 của phanh an toàn Hệ tay đòn 7 liên hệ với cáp của hệ thống hạn chế tốc độ qua chi tiết 6 để tác động lên bộ hãm bảo hiểm dừng cabin tựa trên ray dẫn hướng khi tốc độ hạ của cabin vượt quá giá trị cho phép

™ Ngàm dẫn hướng

Ngàm dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển

động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế độ dịch chuyển ngang của cabin và

đối trọng trong giếng thang không vượt quá giá trị cho phép Có hai loại ngàm dẫn hướng: Ngàm trượt và ngàm con lăn

™ Hệ thống treo cabin

Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi dây cáp riêng biệt cho nên phải có hệ thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt này có độ căng như nhau Trong trường hợp ngược lại, sợi cáp chịu lực căng lớn sẽ bị quá tải còn sợi chùng sẽ bị trượt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt

điện dừng thang khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn Khi đó, thang chỉ có thể hoạt động được khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau Có 2 loại hệ thống treo: kiểu tay đòn và kiểu lò xo

ƒ Hệ thống treo kiểu tay đòn

Khi có một cáp chùng, tay đòn lập tức nghiêng đi để điều chỉnh lực căng cáp song nếu cáp chùng quá giới hạn cho phép thì đầu tay đòn sẽ chạm vào tiếp

điểm an toàn để ngắt mạch và thang không hoạt động được Hệ thống treo kiểu tay đòn có khả năng điều lực căng cáp một cách tự động với độ tin cậy cao Nhược điểm của nó là khoảng cách giữa các sợi cáp của nó lớn làm cáp nghiêng khi cabin ở vị trí trên cùng kích thước cồng kềnh và khó bố trí khi có nhiều sợi cáp nâng, cáp có thể bị xoay, xoắn trong quá trình làm việc Các nhược điểm trên

có thể khác phục bằng cách dùng hệ thống kiểu lò xo Các thang máy hiện đại thường dùng hệ thống treo kiểu lò xo

dưới Khi cáp bị chùng quá giới hạn cho phép thì đầu bulông 2 chạm vào tay

đòn 3 để ngắt tiếp điểm điện 4

™ Buồng cabin

Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin Các phần này có thể liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin Buồng cabin thường được dập từ thép tấm (chế tạo bằng phương pháp dập ) với các gân tăng cường

Các yêu cầu chung đối với buồng cabin

- Trần, sàn và vách cabin phải kín không có lỗ thủng, trần, sàn cabin liên kết với nhau bằng vít với các tấm nẹp hoặc bằng các chi tiết liên kết chuyên dùng

- Phải đảm bảo độ bền và độ cứng cần thiết, trần cabin phải có đủ độ cứng

để lắp đặt các trang thiết bị và cơ cấu mở cửa vào ra

- Buồng cabin phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, thoát nhiệt và ánh sáng, ngoài ra trong buồng cabin phải có các thiết bị liên hệ với bên ngoài như

điện thoại, chuông, cabin phải có cửa thoát hiểm

- Sàn cabin thường được chế tạo với khung nằm của cabin, có hai loại sàn là sàn cứng và sàn động Loại sàn cứng là loại sàn được bắt chặt với khung nằm của khung cabin, công dụng của sàn động là nhận biết lượng tải trọng có trong cabin

và đóng mạch điều khiển theo chương trình đã cài đặt cho phù hợp Vì vậy mà sàn động có nhiều kiểu dáng khác nhau tuỳ theo loại thang máy

™ Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận qua trọng trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và năng suất của thang

Cửa cabin và cửa tầng thường làm từ thép tấm dập, hoặc khung thép bịt thép tấm, ốp gỗ Theo cách đóng mở cửa mà phân ra làm 2 loại cửa là cửa lùa và cửa quay Loại cửa lùa được dùng nhiều hơn

Đủ độ cứng vững và độ bền Cửa được lắp khít và có khích thước phù hợp với tiêu chuẩn

Cửa phải được trang bị hệ thống khoá cửa sao cho hành khách không thể tự

động mở cửa từ bên ngoài, khi gặp chướng ngại vật thì sẽ tự động mở ra

Cửa phải có khả năng chống cháy

Cửa phải có tiếp điểm điện an toàn để đảm bảo cho thang máy chỉ có thể hoạt động được khi cửa cabin và tất cả các cửa tầng đã đóng kín và khoá đã sập

* Hệ thống cân bằng trong thang máy

Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận cân bằng trong thang máy để cân bằng với trọng lượng của cabin và tải trọng nâng Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng của các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn tới mô men tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu

I.7

Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang máy Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, người ta chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng của cabin và một phần tải trọng nâng, bỏ qua trọng lượng cáp nâng và cáp điện không dùng cáp hoặc xích cân bằng Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp

điện là đáng kể nên người ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo

đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động

Hình I.8 Đối trọng

1 Cáp nâng; 2 Hệ thống treo; 3 Ngàm dẫn hướng; 4 Dầm trên; 5 Thanh đứng;

6 Quả đối trọng; 7 Dầm dưới; 8 Thép góc

Đối trọng Hình I.8 là một khung đứng hình chữ nhật gồm rầm trên 4, dầm dưới 7 và các thanh thép góc thẳng đứng 5 liên kết với dầm trên và dầm dưới bằng bulông Tại các đầu dầm trên và dầm dưới có lắp các ngàm dẫn hướng 3 để

đối trọng có thể tựa và trượt trên ray dẫn hướng khi chuyển động Dầm trên của

đối trọng liên kết với hệ thống treo 2 để đảm bảo cho các sợi cáp nâng 1 có độ căng như nhau Các quả đối trọng 6 được đặt khít trong khung đối trọng sao cho chúng không thể dịch chuyển và được giữ bởi thanh thép góc 8

Trọng lượng đối trọng có thể xác định theo công thức:

Đ = C + ψQ Trong đó:

động cơ phải khắc phục thêm một lực cản đúng bằng tải trọng nâng danh nghĩa Q

để hạ cabin, vì vậy người ta chọn đối trọng với hệ số cân bằng ψ sao cho lực cần

thiết để nâng cabin đầy tải cân bằng với lực để hạ cabin không tải

Phần trọng lượng không cân bằng khi nâng cabin đầy tải là (C + Q -Đ) và khi hạ cabin không tải là (Đ - C) như vậy ta có

- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc gồm động cơ điện, hộp giảm tốc, khớp nối, phanh và puly ma sát hoặc tang cuốn cáp Bộ tời kéo có hộp số giảm tốc thường chỉ dùng cho thang máy có tốc độ dưới 1,4 m/s Đối với thang máy có tốc độ chở hàng thấp dưới 0,5m/s thì người ta dùng động cơ điện một tốc độ

- Đối với thang máy có tốc độ lớn người ta thường dùng bộ tời kéo không

có hộp giảm tốc puly ma sát và bánh phanh được lắp trực tiếp không qua bộ truyền, loại này thường dùng động cơ điện một chiều có tốc độ quay nhỏ và được mắc theo hệ thống máy phát động cơ cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ quay của

động cơ, đảm bảo cho cabin chuyển động êm dịu và dừng chính xác

™ Phanh dừng

Phanh dừng giữ cabin và đối trọng ở trạng thái treo khi thang dừng

Phanh dừng để dập tắt động năng của các khối lượng chuyển động khi dừng Phanh được chọn theo mô men phanh sao cho nó có thể giữ được cabin trong quá trình thử tải tĩnh:

i

i

D P M

2

η0

=

Trong đó:

P: Lực vòng xuất hiện trên puly ma sát trong quá trình thử tải tĩnh( cabin ở

điểm dừng thấp nhất và tải trọng chất trong cabin bằng tải trọng khi thử tải tĩnh)

D: Đường kính puly ma sát tính đến tâm cáp

η0: Hiệu suất của hộp giảm tốc

i: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Kt: Hệ số an toàn phanh

Trong thang máy thường dùng phanh hai má loại thường đóng với nguyên

lý phanh tự động phanh thường đóng và mô men phanh được tạo nên do lực nén của lò xo, phanh mở do tác động của nam châm điện hoặc (con đẩy) điện – thuỷ lực được mắc cùng nguồn với mạch điện Động cơ làm việc thì phanh mở còn

* Thiết bị an toàn cơ khí

Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành khách trong trường hợp xảy ra sự cố như: đứt cáp, trượt cáp trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm hai bộ phận chính: bộ hãm bảo hiểm và bộ hạn chế tốc độ

™ Phanh bảo hiểm

Để tránh cabin rơi tự do trong giếng thang khi đứt cáp hoặc hạ với tốc độ vượt quá tốc độ cho phép, bộ hạn chế tốc độ tác động lên phanh bảo hiểm để dừng và giữ cabin tựa trên các ray dẫn hướng, cabin của tất cả các thang máy đều

được trang bị phanh bảo hiểm Phanh bảo hiểm được trang bị cho đối trọng trong trường hợp đối trọng nằm trên lối đi hoặc diện tích có người đứng

Theo sơ đồ dẫn động có phanh bảo hiểm mắc với cáp nâng( cho thang máy dùng tang quấn cáp) và phanh hãm bảo hiểm mắc với cáp của bộ hạn chế tốc độ( cho thang máy dùng puly ma sát) Theo nguyên lý làm việc có các loại bộ hãm bảo hiểm là bảo hiểm tác động tức thời( được dùng cho thang máy có tốc độ dưới 0,7 m/s) Thang máy có tốc độ trên 1m/s và thang máy trang bị bộ hãm bảo hiểm tác động êm

™ Bộ hạn chế tốc độ

Bộ hạn chế tốc độ dùng để tác động lên phanh bảo hiểm để dừng cabin khi tốc độ vượt quá giá trị cho phép, giá trị cho phép này vượt quá giá trị danh nghĩa

ít nhất là 15% Bộ hạn chế tốc độ liên hệ với cabin và quay khi cabin chuyển

động nhờ cáp của bộ hạn chế tốc độ Bộ hạn chế tốc độ thường được đặt trong buồng máy ở phía trên và để cáp không bị xoắn và có đủ độ căng để truyền lực

ma sát thì phía dưới hố thang có thiết bị kéo căng cáp hạn chế tốc độ Bộ hạn chế tốc độ làm việc theo nguyên lý của phanh ly tâm: khi trục quay đạt tới số vòng quay tới hạn các quả văng gắn trên trục sẽ tách ra xa tâm quay dưới tác dụng của

Chương II Các hệ truyền động cơ bản

2.1 Các loại động cơ thường dùng trong thang máy

2.1.1 Máy điện một chiều

Trong nền sản xuất hiện đại máy điện một chiều vẫn được coi là loại máy

điện quan trọng Nó dùng làm động cơ một chiều, máy phát điện hay dùng trong những điều kiện làm việc khác

Động cơ điện có đặc tính điều chỉnh tốc độ tốt do đó máy điện một chiều

được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ, do đó những thang máy có tốc độ cao thường dùng máy điện một chiều

để truyền động

Máy điện một chiều dùng làm nguồn điện cho các động cơ một chiều làm nguồn điện kích từ trong máy điện đồng bộ Ngoài ra trong công nghiệp điện hoá học như tinh luyện đồng, nhôm, mạ điện cũng cần dùng nguồn điện một chiều

điện áp thấp, nhược điểm của máy điện một chiều là giá thành đắt, bảo quản cổ góp phức tạp nhưng do ưu điểm của nó nên máy điện một chiều vẫn được dùng trong sản xuất và trong đời sống

Công suất lớn nhất của máy điện một chiều hiện nay vào khoảng 10000kW

điện áp vào khoảng vài trăm đến vài nghìn vôn

Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều gồm 2 phương pháp chính:

- Điều chỉnh điện áp phần ứng cấp cho động cơ

- Điều chỉnh điện áp cấp cho mach kích từ của động cơ

Cấu trúc mạch lực của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bao giờ cũng cần có bộ biến đổi, các bộ biến đổi cấp cho mạch phần ứng

động cơ hoặc mạch kích từ của động cơ, cho đến nay trong công nghiệp sử dụng bốn loại biến đổi chính:

- Bộ biến đổi máy điện gồm: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều hoặc máy điện khuyếch đại (KĐM)

- Bộ biến đổi điện từ, khuyếch đại từ(KĐT)

- Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn - chỉnh lưu thysistor(CLT)

- Bộ biến đổi xung áp một chiều: thysistor hoặc tranzitor(BBĐXA)

Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền động tương ứng như:

- Hệ truyền động máy phát - động cơ(F - Đ)

- Hệ truyền động khuyếch đại từ - động cơ(KĐT - Đ)

- Hệ truyền động máy phát khuyếch đại - động cơ( MFKĐ - Đ)

- Hệ truyền động xung áp - động cơ(XA - Đ)

Theo cấu trúc mạch điều khiển các hệ truyền động thì điều chỉnh tốc độ

động cơ điện một chiều có loại điều khiển theo mạch kín( hệ truyền động tự động

điều chỉnh) và loại điều chỉnh mạch hở( hệ truyền động mạch hở)

Hệ tự động điều chỉnh truyền động điện có cấu trúc phức tạp nhưng có chất lượng điều khiển cao và dải điều chỉnh rộng hơn so với hệ truyền động hở

2.1.2 Động cơ đồng bộ

Hệ truyền động điều chỉnh tốc độ của động cơ đồng bộ rất phong phú có cấu trúc và đặc tính điều chỉnh khác nhau tuỳ thuộc vào công suất tải và phạm vi

điều chỉnh

Trong thực tế động cơ đồng bộ được chế tạo ở các dải công suất :

- Rất nhỏ: vài trăm W đến vài KW

- Trung bình: vài KW –50KW

- Rất lớn :>500KW

ở dải công suất rất nhỏ động cơ đồng bộ có cấu tạo mạch kích từ là nam châm vĩnh cửu thường dùng cho cơ cấu truyền động có vùng điều chỉnh rộng, độ chính xác cao

ở dải công suất trung bình động cơ đồng bộ dùng cho phụ tải yêu cầu điều chỉnh không rộng lắm

ở dải công suất lớn động cơ đồng bộ thường dùng cho các máy bơm, máy nén khí

Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện tử, động cơ đồng

bộ được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp ở mọi dải công suất

2.1.3 Động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ lớn so với các loại động cơ khác, bởi vì động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành

an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha Trước đây

động cơ không đồng bộ ba pha được dùng ít vì nó khó điều chỉnh tốc độ Trong thời gian gần đây do sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử, người ta mới khai thác được các ưu điểm của động cơ không đồng bộ

Trong các máy làm việc dài hạn, không có điều chỉnh tốc độ và công suất lớn thì dùng động cơ đồng bộ có ưu thế hơn động cơ không đồng bộ

Trong công nghiệp thường dùng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ là:

- Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi thyristor

- Điều chỉnh roto dùng bộ biến đổi xung thyristor

- Điều chỉnh công suất trượt Ps

- Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần

số thyristor hoặc tranzito

Động cơ không đồng bộ có nhược điểm là khi điện áp lưới tụt xuống thì mô men khởi động và mô men tới hạn sẽ giảm nhiều bởi vì mô men tỷ lệ với bình phương điện áp

2.2 Các hệ truyền động thường dùng trong thang máy

Khi thiết kế hệ truyền động cho thang máy phải dựa vào các yếu tố sau:

- Độ chính xác khi dừng

- Tốc độ di chuyển buồng thang

- Gia tốc lớn nhất cho phép

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ

Hệ truyền động điện xoay chiều dùng động cơ không đồng bộ roto lồng sóc và roto dây quấn được dùng khá phổ biến trong truyền động thang máy Hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto lồng sóc thường dùng cho thang máy chở hàng tốc độ thấp Hệ truyền động xoay chiều dùng động cơ không đồng bộ thường dùng cho thang máy tốc độ trung bình Hệ truyền động một chiều máy phát động cơ có khuếch đại trung gian thường dùng cho thang máy có tốc độ cao

2.2.1 Hệ thống truyền động máy phát - động cơ một chiều có khuyếch đại

Hệ máy phát - động cơ có khuếch đại trung gian thường được dùng để truyền động cho các thang máy có tốc độ cao, có yêu cầu cao về chất lượng điều khiển Hệ truyền động máy phát động cơ có khuyếch đại trung gian là hệ truyền

động bao gồm một tổ máy phát động cơ một chiều Máy phát một chiều F được kéo bởi một động cơ không đồng bộ roto lồng sóc ĐK Điện áp của cuộn kích từ máy phát CKF được lấy trên hai cực của máy điện khuếch đại MĐKĐ, máy điện khuếch đại được kéo bởi động cơ sơ cấp Đ2 Máy điện khuếch đại được kích thích bởi 4 cuộn dây: cuộn chủ đạo CCĐ, cuộn ổn định CÔĐ, cuộn phản hồi âm

áp CFA, cuộn phản hồi dương dòng CFD, các cuộn phản hồi này lấy điện áp trên hai đầu máy phát F, cuộn ổn định lấy điện áp trên hai cực máy điện khuyếch đại làm nhiệm vụ giữ ổn định điện áp của máy điện khuyếch đại trong những thời

điểm quá độ

Thông thường đối với hệ F-Đ có khuyếch đại trung gian việc điều chỉnh tốc độ của động cơ Đ được thực hiện thông qua việc điều chỉnh dòng điện đi qua cuộn chủ đạo CCĐ của máy khuyếch đại, việc đảo chiều quay của động cơ Đ

được thông qua việc đảo chiều dòng điện của cuộn chủ đạo CCĐ

Ưu điểm nổi bật của hệ F- Đ có khuyếch đại trung gian là sự chuyển đổi các trạng thái làm việc rất linh hoạt, khả năng quá tải lớn, dải điều chỉnh rộng và

có thể điều chỉnh trơn tốc độ chất lượng cao

Nhược điểm cơ bản của hệ F- Đ có khuếch đại trung gian là dùng nhiều máy điện quay trong đó có ít nhất là hai máy điện một chiều, gây ồn lớn, công suất lắp đặt ít nhất là gấp 3 lần công suất động cơ chấp hành, phức tạp trong vận hành và sửa chữa, ngoài ra do máy phát điện một chiều có từ dư đặc tính từ hoá

có trễ nên khó điều chỉnh sâu tốc độ Vì vậy hệ máy phát động cơ có khuyếch đại trung gian thường sử dụng cho các thang máy thế hệ cũ

2.2.2 Hệ truyền động T-Đ cho thang máy tốc độ cao

Hình II.2 Sơ đồ khối của hệ truyền động T - Đ

Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật điện tử công suất lớn và kỹ thuật vi

điều khiển, các hệ truyền động cho thang máy cao tốc ngày nay hầu hết đều sử dụng hệ truyền động một chiều dùng bộ biến đổi tĩnh

Hình II.2 Giới thiệu sơ đồ khối của hệ truyền động T - Đ cho thang máy cao tốc

Sh1 2KK Sh2 Sh2

Phần ứng của của động truyền động được cấp nguồn từ bộ biến đổi tĩnh dùng Thyristor tạo bởi hai mạch cầu chỉnh lưu ba pha thuận (1Bth) và ngược (2Bth) Mỗi cầu chỉnh lưu gồm 6 Thyristor Cuộn kháng 1CK và 2CK dùng để hạn chế dòng điện cân bằng mỗi chiều

Hai bộ biến đổi được điều khiển bằng hai khối điều khiển KĐKN và KĐKH Trong mỗi khối gồm các khâu đồng pha, khâu tạo điện áp răng cửa, khâu

so sánh, tạo xung và khuyếch đại xung

Nguyên lý làm việc của sơ đồ khống chế thang máy cao tốc như sau: Điện

áp được lấy ra từ đầu ra của khâu hạn chế gia tốc HCGT, độ lớn và cực tính của

điện áp đặt do khâu điều hành ĐH quyết định Điện áp ra của khâu hạn chế gia tốc HCGT tăng dần theo hàm tuyến tính bậc nhất khi thay đổi tín hiệu đầu vào Điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua bộ điều chỉnh tốc độ Rω mà đầu vào

là tổng hai tín hiệu phản hồi âm của tôc độ Kω và tín hiệu hạn chế gia tốc HCGT Tín hiệu ra là tín hiệu đầu vào của RIN (khi thang lên) RIH (khi thang xuống) Khi RIN và RIH còn nhận tín hiệu đầu vào là tín hiệu phản hồi âm dòng từ khâu 1KI và 2KI Tín hiệu đầu ra của RIN và RIH chính là tín hiệu điều khiển đưa vào khối điều khiển KĐKN và KĐKH

Khi dừng chính xác buồng thang hệ sẽ chuyển từ chế độ điều chỉnh tốc độ sang chế độ điều chỉnh vị trí Tín hiệu từ khâu cảm biến dừng chính xác CBDCS

được đưa vào khâu điều chỉnh vị trí RVT Khi buồng thang nằm ngang với sàn tầng tín hiệu ra của khâu CBDCS bằng không

ưu điểm nổi bật của hệ T- Đ là độ tác động nhanh dải điều chỉnh rộng,

điều chỉnh mềm tốt không gây ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất cao, điều đó rất thuận lợi cho việc thiết lập các hệ thống

điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính

động của hệ thống

Nhược điểm của hệ truyền động là do các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lưu ra có biên độ đập mạch cao gây tổn thất phụ trong máy

điện và ở các truyền động công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp ra của nguồn

và lưới xoay chiều Song nhược điểm này có thể được hạn chế bằng các bộ lọc nhiễu

2.2.3 Hệ truyền động - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc hai cấp tốc độ

truyền động cho thang máy tốc độ trung bình

Hình II.3 Sơ đồ tổ đấu dây

Hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto lồng sóc thông thường được dùng để truyền động cho thang máy có tốc độ trung bình Sơ đồ mạch lực được mô tả trên hình II.3 Động cơ có hai tổ nối dây làm việc riêng rẽ tổ nối dây tốc độ

cao MH đ−ợc nối hình sao và tổ đấu dây tốc độ thấp ML đ−ợc nối hình tam giác Ban đầu động cơ làm việc bằng tổ nối dây tốc độ cao MH, năng l−ợng đ−ợc cấp qua tiếp điểm của công tắc tơ T, công tắc tơ U (nếu thang đi lên) hoặc công tắc tơ D (nếu thang đi xuống) Để dừng chính xác buồng thang, khi đi đến gần vị trí tầng cần dừng công tắc hành trình báo vị trí tầng sẽ phát tín hiệu tới hệ thống

điều khiển ra lệnh cắt điện của tổ đấu dây tốc độ cao và đóng điện cho tổ đấu dây tốc độ thấp Việc cắt điện của tổ đấu dây tốc độ cao nhờ công tắc tơ T, và đóng

điện cho tổ đấu dây tốc độ thấp nhờ công tắc tơ G

Hệ truyền động - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc hai cấp tốc độ có −u

điểm là làm việc chắc chắn dừng tầng chính xác Song có nh−ợc điểm là vì động cơ thay đổi tốc độ theo cấp nên độ giật buồng thang khá lớn, gây ồn lớn

2.2.4 Hệ truyền động biến tần - động cơ không đồng bộ roto lồng sóc cho

thang máy tốc độ trung bình

Hình II.4 Cấu trúc bộ biết tần nguồn áp Ngày nay truyền động cho thang máy chở người có tốc độ trung bình hầu hết người ta sử dụng hệ truyền động biến tần - động cơ roto lồng sóc kết hợp với

bộ điều khiển PLC Nguyên lý của bộ biến tần nguồn áp bao gồm một mạch chỉnh lưu CL chỉnh lưu điện áp xoay chiều ba pha thành điện áp một chiều, điện

áp một chiều này qua mạch lọc trung gian L, sau đó đưa vào bộ nghịch lưu tạo ra một điện áp xoay chiều ba pha có tần số và biên độ khác so với điện áp lưới Biên

độ điện áp ở đầu ra của bộ biến tần có thể thay đổi được nhờ sự thay đổi góc mở

CL L NL

KĐK

C

của các thyristor mạch chỉnh lưu Tần số điện áp đầu ra của biến tần có thể được

điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tần số đóng cắt các thyristor mạch nghịch lưu

Góc mở của các thyristor mạch chỉnh lưu và nghịch lưu được điều khiển bởi các tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển Các bộ biến tần hiện nay được chế tạo trọn bộ, các bộ biến tần này thông thường bao gồm hệ thống mạch có thể là thyristor hoặc có thể là tranzito, một trung tâm điều khiển CPU ứng dụng công nghệ one - chip Trung tâm điều khiển này làm nhiệm vụ đóng mở các van bán dẫn mạch lực, có khả năng giao tiếp với thế giới bên ngoài và truyền thông với các thiết bị khác Ngoài ra trong bộ biến tần còn có các bộ phận bảo vệ cho các van

Ưu điểm của hệ truyền động biến tần - động cơ là có thể thay đổi các thông số thông qua việc lập trình cho biến tần, có khả năng thay đổi thời gian khởi động, thời gian hãm một cách mềm mại để giảm độ giật cho buồng thang,

điều khiển tốc độ mềm hoàn toàn, có khả năng điều khiển sâu tốc độ, chất lượng

điều khiển cao, có khả năng giữ độ cứng cơ của động cơ tốt, dễ vận hành và bảo dưỡng

Nhược điểm: giá thành đầu tư cao, song ngày nay với việc chế tạo hàng loạt nên giá cho một biến tần ngày càng giảm Một nhược điểm nữa của bộ biến tần là dạng điện áp đầu ra có chứa nhiều sóng hài nên dễ gây nhiễu cho lưới điện

ba pha và lưới thông tin ở gần vị trí đặt biến tần, nhất là đối với các bộ biến tần công suất lớn thì khả năng gây nhiễu là rất lớn do vậy các bộ biến tần công suất lớn thường được chế tạo kèm theo với một bộ lọc nhiễu

2.3 chọn công suất động cơ cho thang máy

Chọn công suất động cơ là một trong những yêu cầu quan trọng trong truyền

động điện, nó quyết định trực tiếp đến kinh tế và kỹ thuật của hệ thống Nếu chọn

việc quá tải Do đó sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ, trong nhiều trường hợp còn

có thể gây ra cháy động cơ Nếu chọn công suất động cơ lớn hơn yêu cầu phụ thải thì động cơ sẽ phải làm việc non tải, kết quả là gây ra lãng phí, không kinh

tế Nếu chọn kiểu động cơ không phù hợp với yêu cầu phụ tải, thì động cơ sẽ không thể đáp ứng được yêu cầu truyền động cho phụ tải, ngoài ra còn gây hại cho động cơ Thang máy là một phụ tải thế năng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, có điều chỉnh tốc độ do đó đối với thang máy tốc độ trung bình thì động cơ chọn tốt nhất là động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha rotor lồng sóc Công suất động cơ được tính chọn như sau:

2.3.1 Xác định phụ tải tĩnh khi nâng tải

F n= (G dm + G cb + G dt) .K g

Trong đó :

K : Hệ số tính đến ma sát giữ đối trọng, buồng thang với thanh dẫn hướng, thường chọn K = 1,15

g : Gia tốc trọng trường lấy g = 9,87m/s2

2.3.2 Xác định phụ tải tĩnh khi hạ tải

Giả thiết rằng khi hạ tải thang làm việc ở chế độ nặng nề nhất tức là hạ không tải

* Tính lực kéo đặt lên puli khi hạ không tải

F h = ư (G dm +G cb) +G bt .K g

Với giả thiết hạ không tải nên Gdm = 0

Do đó : F h= ư[ (G dm) +G bt] .K g

2.3.3 Tính các khoảng thời gian mở máy và hãm máy

* Khoảng thời gian từ t0 => t1

Trong khoảng thời gian này độ giật là hằng số, gia tốc tỷ lệ bậc nhất với độ giật, tốc độ tỷ lệ bậc hai với độ giật

Phương trình gia tốc

t t

= 0 1

Độ giật là đạo hàm bậc nhất của gia tốc nên :

* Khoảng thời gian t2

Phương trình vận tốc của đoạn này :

Chạy tốc

độ thấp và hãm dừng

* Quãng thời gian từ t2 đến t3

dt

i n ck

1

.

Trong đó :

Mi : là mômen tương ứng với thời gian ti

Tck : là thời gian toàn bộ một chu kỳ làm việc

P P TD

TD

dt tc

%

Trong đó: TDtc% là hệ số đóng điện tương đối tiêu chuẩn, với thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên TDtc% = 25%Vậy công suất động cơ cần chọn là Pđm ≥ P

Chương III

Hệ thống điện và các hệ thống điều khiển trong

thang máy

3.1 Hệ thống điện trong thang máy

Hệ thống điện trong thang máy bao gồm các mạch sau:

3.1.1 Mạch động lực

Đây là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở, đảo chiều

động cơ dẫn động và phanh của bộ tời kéo Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và dừng cabin chính xác Lựa chọn mạch động lực phù hợp sẽ đem lại hiệu quả kinh tế và tính an toàn khi vận hành

3.1.2 Mạch điều khiển

Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ: lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển theo thứ tự ưu tiên nào đó sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ, xác định và ghi nhận thường xuyên vị trí cabin và hướng chuyển động của nó Tất cả các hệ thống tự động đều dùng nút ấn

3.1.4 Mạch an toàn

Là hệ thống các công tắc, rơle, tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho người, hàng và thang máy khi hoạt động, cụ thể là: bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế tải trọng nâng; các công tắc hạn chế hành trình; các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ thống treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ Mạch an toàn tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt

động trong các trường hợp sau:

- Mất điện, mất pha, đảo pha, mất đường tiếp đất

- Quá tải

- Cabin vượt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình

- Đứt cáp hoặc tốc độ cabin vượt quá giới hạn cho phép

- Một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép

- Cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng chưa đóng

3.2 Các hệ thống điều khiển trong thang máy

- Mất nhiều thời gian thiết kế

- Khả năng thay đổi điều khiển khó