Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy 10 tầng bằng PLC

Nhìn chung thang máy gồm có các bộ phận chính sau: bộ tời kéo, cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở cửa cabin, bộ hãm bảo hiểm , cáp nâng, đối trọng và hệ thống cân bằng, hệ th

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô và bạn bè đã giúp em hoàn thành đề tài

“Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy 10 tầng bằng PLC”

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Lê Hồng Thu, giảng viên khoa

Công nghệ Tự động hóa - trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên nói chung, các thầy cô trong khoa Công nghệ tự động hóa nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập

Ngoài ra, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp

Cuối cùng, với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên, đồ án này không thể tránh được những thiếu sót Do đó, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có thể bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 24, tháng 05, năm 2017

Sinh viên thực hiện

Phan Thanh Hải

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây đồ án tốt nghiệp là công trình nghiên cứu của riêng em và

được sự hướng dẫn khoa học của Ths Lê Hồng Thu

Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy 10 tầng bằng PLC” là trung thực Những số liệu trong các bảng biểu

phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được thu thập từ các nguồn khác nhau

có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án tốt nghiệp của mình Trường đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

Thái Nguyên, ngày 24, tháng 05, năm 2017

Người cam đoan

Phan Thanh Hải

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THANG MÁY 7

1.1 Tổng quan về thang máy 7

1.1.1 Khái niệm chung về thang máy 7

1.1.2 Cấu tạo thang máy 8

1.1.3 Phân loại thang máy 10

1.2 Các yêu cầu đối với thang máy 13

1.2.1 Yêu cầu về an toàn cho điều khiển thang máy 13

1.2.3 Các hệ thống bảo vệ sự cố 13

1.2.4 Dừng chính xác buồng thang 14

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 16

2.1 Lựa chọn động cơ cho hệ truyền động thang máy 16

2.1.1 Hệ truyền động sử dụng động cơ điện một chiều 16

2.1.2 Hệ truyền động thang máy sử dụng động cơ điện xoay chiều 17

2.1.3 Lựa chọn động cơ cho hệ truyền động thang máy 18

2.2 Lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ 18

2.2.1 Điều chỉnh điện áp động cơ 18

2.2.2 Điều chỉnh công suất trượt động cơ 20

2.2.3 Điều chỉnh xung điện trở rôto 21

2.2.4 Điều chỉnh tần số 22

2.2.5 Kết luận lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ 25

2.3 Lựa chọn phương pháp điều khiển hệ thống biến tần – động cơ 26

2.4 Lựa chọn hệ truyền động cho thang máy 26

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 28

3.1 Tính chọn động cơ 28

3.2 Lựa chọn biến tần 28

3.2.1 Giới thiệu một số loại biến tần 28

3.2.2 Chọn biến tần 30

3.3 Lựa chọn PLC 32

3.3.3 Sơ đồ ghép nối PLC – Biến tần 35

3.4 Lựa chọn các thiết bị khác 35

3.4.1 Lựa chọn sensor cảm biến vị trí buồng thang 35

3.4.2 Thiết kế bộ nút ấn gọi thang trong ca bin cho thang máy 36

3.4.3 Thiết kế nút ấn gọi tầng 37

3.4.4 LED hiển thị số tầng và bộ giải mã 7 thanh 38

3.4.5 Thiết kế tổng quan hệ thống thang máy 38

3.5 Xây dựng chương trình điều khiển 40

3.5.1 Tối ưu hóa chương trình điều khiển thang máy 40

3.5.2 Thuật toán tối ưu điều khiển thang máy 42

3.5.3 Các bài toán trong điều khiển thang máy 43

3.5.4 Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển thang máy 44

3.5.5 Gán biến cho các thiết bị 52

3.6 Thiết kế chương trình điều khiển 56

3.7 Lập trình điều khiển thang máy và mô phỏng 60

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 65

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Hình dáng tổng thể của thang máy 7

Hình 1.2: Cấu tạo cơ khícủa thang máy 9

Hình 1.3: Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang 11

Hình 1.4: Thang máy điện có bộ tời đặt phía dưới giếng thang 11

Hình 1.5: Thang máy thuỷ lực 12

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ máy phát – động cơ 16

Hình 2.2: Hệ truyền động dùng bộ biến đổi tĩnh - động cơ một chiều 17

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển 27

Hình 3.1: Một số biến tần dòng Simovert Masterdrives 28

Hình 3.2: Biến tần MM420 30

Hình 3.3: Biến tần Sinamics G110 30

Hình 3.4: Sơ đồ ghép nối các chân PLC – Biến tần 35

Hình 3.5 : Cách bố trí cảm biến ở từng tầng 36

Hình 3.6: Bảng nút ấn gọi thang máy trong cabin 37

Hình 3.7: Tổng quan bên trong thang máy 39

Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống điều khiển của thang máy 40

Hình 3.9: Lưu đồ thuật toán chương trình xử lý phím gọi khi điều kiện thang lên 45

Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán chương trình xử lý phím gọi khi điều kiện thang xuống 46

Hình 3.11: Lưu đồ thuật toán chương trình đóng mở cửa buồng thang 49

Hình 3.12: Lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển thang máy 51

Hình 3.13: Sơ đồ các biến được gán 55

Hình 3.14: Bảng điều khiển bên trong thang máy 60

Hình 3.15: Hệ thống đèn báo lỗi 61

Hình 3.16: Mô phỏng vị trí cảm biến ở mỗi tầng 62

LỜI MỞ ĐẦU

Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật máy tính, đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC Các thiết bị này cho phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm của hệ thống điều khiển trước đó

và đáp ứng được yêu cầu kinh tế và kỹ thuật trong sản xuất

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ như hiện nay, thì việc ứng dụng thiết bị logic khả trình(PLC) để tự động hóa quá trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng năng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm đang là một vấn đề cấp thiết và có tính thời sự cao

Là sinh viên chuyên ngành Điện - Điện Tử Sau những tháng năm học hỏi và tu dưỡng tại Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin và Truyền Thông, em được giao làm

đề tài tốt nghiệp là “Thiết kế hệ thống điều khiển thang máy 10 tầng bằng PLC”

Nhằm mục đích tìm hiểu nghiên cứu hệ thống PLC trong hoạt động của thang máy Đối tượng đề cập đến là thang máy, đây là thiết bị vận tải có yêu cầu tự động hóa cao với việc sử dụng thiết bị điều khiển PLC

Trong đồ án này em chỉ tập trung đi sâu vào công việc chính là sử dụng ngôn ngữ lập trình Step 7- Micro/win cho bộ PLC SIMATIC S7 - 200 của hãng SIEMENS (Đức) để lập trình điều khiển thang máy 10 tầng

Trong quá trình tiến hành tìm hiểu, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của giáo

viên hướng dẫn ThS.Lê Hồng Thu và bản thân em đã cố gắng tham khảo tài liệu và

tìm hiểu thực tế về Thang Máy, nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên

đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót Do đó, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá quý báu của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Thái Nguyên, ngày 24, tháng 05, năm 2017

Người cam đoan

Phan Thanh Hải

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG VỀ THANG MÁY

1.1 Tổng quan về thang máy

1.1.1 Khái niệm chung về thang máy

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu v.v theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn

Hình 1.1: Hình dáng tổng thể của thang máy

Thang máy thường được dùng 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

Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc

để phục vụ việc đi lại trong nhà Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không thành hiện thực

Thang máy là một 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 yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm

Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ (Interphone), chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tác an toàn của cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn

1.1.2 Cấu tạo thang máy

Thang máy hiện nay rất đa dạng và nhiều kiểu loại khác nhau Do đó, ta chỉ tìm hiểu loại thang máy đứng chở người trong các nhà cao tầng

Nhìn chung thang máy gồm có các bộ phận chính sau: bộ tời kéo, cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở cửa cabin, bộ hãm bảo hiểm , cáp nâng, đối trọng và

hệ thống cân bằng, hệ thống ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng huyển đổi trong giếng thang, bộ phận giảm chấn cho cabin và đối trọng đặt ngay ở đáy giếng thang, hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin khi tốc độ hạ vượt quá giới hạn cho phép, tủ điều khiển cùng các trang thiết bị điện để điều khiển tự động thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và đảm bảo an toàn, cửa cabin cùng các cửa tầng cùng hệ thống khoá liên động

Kết cấu, sơ đồ bố trí thiết bị của thang máy chởngười thông dụng nhất dẫn động bằng tời điện với puli dẫn cáp bằng ma sát (gọi tắt là pu li ma sát) được giới thiệu khá

rõ ở bên dưới

Hình 1.2: Cấu tạo cơ khícủa thang máy

Hố giếng của thang máy là khoảng không gian từ mặt sàn tầng trệt cho đến đáy giếng

Để nâng hạ buồngthang người ta dùng động cơ (9) Động cơ (9) được nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp buồng thang được nâng qua puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp thì giữa puli quấn cáp và động cơ lắp hộp giảm tốc

Cabin (1) được treo lên puli quấn cáp kim loai (8) ( thường dùng từ 1 dến 4 sợi cáp)

Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng (3)

và những con trượt dẫn hướng (2) ( con trượt là loại puli có bọc cao su bên ngoài)

Buồng thang và dối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn hướng (6)

1.1.3 Phân loại thang máy

1.1.3.1 Phân loại theo công dụng

- Thang máy chuyên chở người: Thang máy chở người trong các nhà cao tầng

có tốc độ chậm hoặc trung bình, đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính

mỹ thuật

- Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm: Loại này thường dùng

cho các siêu thị, khu triển lãm…

- Thang máy chuyên chở bệnh nhân: Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện,

các khu điều dưỡng, đặc điểm của nó là kích thước cabin phải đủ lớn để chứa cáng hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các bác sỹ, nhân viên, các dụng cụ cấp cứu đi kèm

- Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm: Loại này chuyên dùng

để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể v.v Đặc điểm của loại nằy chỉ có điều khiển ở ngoài cabin ( trước các cửa tầng)

1.1.3.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin

Thang máy dẫn động điện: Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ

điện truyền qua hộp giảm tốc tới puli ma sát hoặc tang cuốn cáp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó không bị hạn chế Ngoài ra, còn có loại thang máy dẫn động cabin lên xuống nhờ bánh răng, thanh răng ( chuyên dùng để chở người phục vụ xây dựng các công trình cao tầng)

Thang máy thuỷ lực (bằng silanh – Pittông): Đặc điểm của loại này là cabin

được đẩy từ dưới lên nhờ xilanh – Pitông thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế Hiện nay, thang máy thuỷ lực với hành trình tối đa khoảng 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang máy nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của công trình khi có cùng số tầng phục vụ

1.1.3.3 Phân loại theo vị trí đặt tời kéo

Đối với thang máy điện:

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang

Hình 1.3: Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang

a, b) Dẫn động cabin bằng puly ma sát

c) Dẫn động cabin bằng tang cuốn cáp

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dưới giếng thang

Hình 1.4: Thang máy điện có bộ tời đặt phía dưới giếng thang a) Cáp treo trực tiếp vào dầm trên cabin

b) Cáp vòng qua đáy cabin

Đối với thang máy thuỷ lực: buồng thang đặt ngay tầng trệt

Hình 1.5: Thang máy thuỷ lực

a) Pittông đẩy trực tiếp từ đáy cabin

b) Pittông đẩy trực tiếp từ phía sau cabin

c) Pittông kết hợp với cáp gián tiếp đẩy từ phía sau cabin

1.1.3.4 Phân loại theo hệ thống vận hành

*Theo mức độ tự động:

+ Loại nửa tự đông

+ Loại tự động

*Theo tổ hợp điều khiển:

+ Điều khiển đơn

+ Điều khiển kép

+ Điều khiển theo nhóm

*Theo vị trí điều khiển

+ Điều khiển trong cabin

+ Điều khiển ngoài cabin

+ Điều khiển cả trong và ngoài cabin

1.1.3.5 Theo các thông số cơ bản

*Theo tốc độ di chuyển của cabin:

+ Loại tốc độ thấp: v < 1m/s

+ Loại tốc độ trung bình: v < 1÷ 2,5 m/s

+ Loại tốc độ cao: v < 2,5÷ 4 m/s

+ Loại tốc độ rất cao: v > 4m/s

*Theo khối lượng vân chuyển của cabin:

- Thang máy loại nhỏ: Q < 500kG

- Thang máy trung bình: Q = 500  1000kG

- Thang máy loại lớn: Q = 1000 ÷ 1600 kG

- Loại rất lớn: Q > 1600kG

1.1.3.6 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang

- Đối trọng bố trí phía sau

- Đối trọng bố trí một bên

1.1.3.7 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

- Thang máy thẳng đứng

- Thang máy nghiêng

- Thang máy Zigzag

1.2 Các yêu cầu đối với thang máy

1.2.1 Yêu cầu về an toàn cho điều khiển thang máy

Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao này đến

độ cao khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu

Để đảm cho sự hoạt động an toàn của thang máy, người ta bố trí một loạt các thiết bị giám sát hoạt động của thang nhằm phát hiện và xử lý sự cố

Trong thực tế, khi thiết kế truyền động cho thang máy phải phối hợp bảo vệ cả phần cơ và phần điện, kết hợp nhiều loại bảo vệ Chẳng hạn, khi cấp điện cho động cơ kéo buồng thang thì cũng cấp điện luôn cho động cơ phanh, làm nhả các má phanh kẹp vào ray dẫn hướng Khi đó, buồng thang mới có thể chuyển động được Khi mất điện, động cơ phanh không quay nữa, các má phanh kẹp sẽ tác động vào đường ray giữ cho buồng thang không rơi

1.2.3 Các hệ thống bảo vệ sự cố

Ngoài các bộ hạn chế tốc độ và phanh người ta còn đặt các tín hiệu bảo vệ và hệ thống báo sự cố Mục đích là để đảm bảo an toàn cho thang máy và giúp người kỹ sư bảo dưỡng thấy được thiết bị khống chế tự động đã bị hỏng, cần được kiểm tra trước khi thang được tiếp tục đưa vào hoạt động

Trong quá trình thang vận hành phải đảm bảo thang không được vượt quá giới hạn chuyển động trên và giới hạn chuyển động dưới Điều này có nghĩa là khi thang đã lên tới tầng cao nhất thì mọi chuyển động đi lên là không cho phép, còn khi thang đã xuống dưới tầng 1 thì chỉ có thể chuyển động đi lên Để thực hiện điều này người ta lắp thêm các thiết bị khống chế dừng tự động ở đỉnh và đáy thang Các thiết bị này sẽ dừng thang tự động và độc lập với các thiết bị vận hành khác khi buồng thang đi lên tới đỉnh hoặc đáy

- Để dừng thang trong những trường hợp đặc biệt, người ta bố trí các nút ấn hãm khẩn cấp trong buồng thang

- Trong những trường hợp dừng thang khẩn cấp khẩn cấp và để buồng thang không bị va đập mạnh người ta còn sử dụng các bộ đệm sử dụng lò xo hay dầu đặt ở đáy thang

- Việc đóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ được thực hiện tại tầng nơi buồng thang dừng và khi buồng thang đã dừng chính xác

- Khi có người trong Cabin và chuẩn bị đóng cửa Cabin tự động phải có tín hiệu báo sắp đóng cửa Cabin

1.2.4 Dừng chính xác buồng thang

Buồng thang của thang máy cần phải dùng chính xác so với mặt bằng của tầng cần dừng sau khi đã ấn nút dừng Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gây ra các hiện tượng sau :

- Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăng thời gian ra, vào của hành khách, dẫn đến giảm năng xuất

- Đối với thang máy chở hàng, gây khó khăn cho việc bốc xếp và bốc dỡ hàng Trong một số trường hợp có thể không thực hiện được việc xếp và bốc dỡ hàng

Để khắc phục hậu quả đó, có thể ấn nhắp nút bấm để đạt đựơc độ chính xác khidừng, nhưng sẽ dẫn đến các vấn đề không mong muốn sau:

- Hỏng thiết bị điều khiển

- Gây tổn thất năng lượng

- Gây hỏng hóc các thiết bị cơ khí

- Tăng thời gian từ lúc hãm đến dừng

Để dừng chính xác buồng thang, cần tính đến một nửa hiệu số của hai quãng đường trượt khi phanh buồng thang đầy tải và phanh buồng thang không tải theo cùng một hướng di chuyển Các yếu tố ảnh hưởng đến dừng chính xác buồng thang bao gồm: mômen cơ cấu phanh, mômen quán tính của buồng thang, tốc độ khi bắt đầu hãm

và một số yếu tố phụ khác

2.1.1 Hệ truyền động sử dụng động cơ điện một chiều

Trong hệ truyền động sử dụng động cơ điện 1 chiều có 2 loại chính:

+ Hệ truyền động dùng máy phát – động cơ ( F-Đ ):

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ máy phát – động cơ

Sơ đồ trên là sơ đồ tổng quát của hệ máy phát động cơ Trong đó ĐK là động

cơ sơ cấp loại không đồng bộ dùng để kéo máy phát động cơ một chiều cung cấp điện

áp cho động cơ nâng hạ buồng thang Đ (Đ là động cơ một chiều kích từ độc lập) Đồng thời, ĐK kéo cả máy phát một chiều tự kích để cung cấp nguần một chiều cho mạch so sánh, tổng hợp, khuyếch đại, điều khiển …

Hệ thống có hệ số khuyếch đại lớn, làm việc rất linh hoạt, nếu thực hiện các biện pháp ổn định tốc độ thì động cơ Đ có thể đạt tới mực độ cao Động cơ có thể làm việc ngoài vùng phụ tải, chuyển đổi linh hoạt Ngoài ra, người ta còn dùng một máy điện khuyếch đại để tăng tính ổn định của hệ thống

Như vậy, hệ thống này đảm bảo truyền động hợp lý, nâng cao độ chính xác khi dừng

Tuy nhiên, nhược điểm của nó là công suất lắp đặt lớn, gây tiếng ồn, hiệu suất thấp, đòi hỏi vốn đầu tư lớn, khi bị sự cố khó sửa chữa mặt khác còn đòi hỏi diện tích

lắp đặt lớn, nền móng vững chắc do sử dụng quá nhiều máy tạo ra độ độ rung động lớn

+ Hệ truyền động dùng bộ biến đổi tĩnh – động cơ 1 chiều:

Hình 2.2: Hệ truyền động dùng bộ biến đổi tĩnh - động cơ một chiều

Trong những năm gần đây, do sự phát triển của lĩnh vực điện tử công suất lớn, các hệ thống truyền động một chiều dùng bộ biến đổi tĩnh như: Bộ biến đổi van - Động

cơ, bộ biến đổi van khuyếch đại từ, bộ biến đổi xung điện áp… đã được áp dụngkhá rộng rãi trong các thang máy cao tốcvới tốc độ tới 5m/s

Hệ thống bộ biến đổi động cơ môt chiều là hệ thống sử dụng bộ biến đổi tĩnh biến đổi dòng xoay chiều có tần số công nghiệp thành dòng điện một chiều cung cấp cho động cơ

Ưu điểm: làm việc êm, tin cậy, tuổi thọ cao, chất lượng dải điều chỉnh tốc độ có thể đáp ứng được với yêu cầu của thang máy cao tốc

Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như: Động cơ một chiều là thiết bị cần phải được bảo dưỡng thường xuyên nên có thể gián đoạn quá trình phục vụ của thang máy Bộ biến đổi sử dụng thyristor có khả năng chịu quá tải kém, mạch điều khiển thyristor rất phức tạp đòi hỏi phải có công nhân lành nghề khi cần sửa chữa, bảo dưỡng

2.1.2 Hệ truyền động thang máy sử dụng động cơ điện xoay chiều

Trong các hệ thống truyền động thang máy sử dụng động cơ xoay chiều ta có các hệ truyền động chính như sau:

+ Hệ truyền động sử dụng động cơ xoay chiều đồng bộ:

Ưu điểm: ứng dụng cho các hệ truyền động yêu cầu công suất trung bình và lớn, độ ổn định tốc độ cao, hiệu suất và hệ số cos cao

Nhược điểm: trong các hệ truyền động công suất nhỏ chế tạo rất khó khăn

+ Hệ truyền động sử dụng động cơ xoay chiều không đồng bộ rôto dây quấn: thường dùng cho các máy nâng có trọng tải lớn (công suất động cơ truyền động

có thể tới 200KW) nhằm hạn chế dòng khởi động để không làm ảnh hưởng đến nguồn điện cung cấp Tuy nhiên, động cơ rôto dây quấn có giá thành cao, quá trình sửa chữa

và bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn

+ Hệ truyền động sử dụng động cơ xoay chiều không đồng bộ rôto lồng sóc: động cơ rôto lồng sóc có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ Hệ truyền động động cơ

không đồng bộ rôto lồng sóc thường dùng cho thang máy có tốc độ chậm Tuy chỉ tiêu khởi động của động cơ rôto lồng sóc xấu (dòng mở máy lớn) nhưng ta có thể khắc phục được bằng thiết bị điều khiển động cơ

2.1.3 Lựa chọn động cơ cho hệ truyền động thang máy

Như vậy, qua những phân tích đánh giá giữa các phương án khác nhau ở trên ta lựa chọn động cơ không đồng bộ roto lồng sóc cho hệ truyền động thang máy với ưu điểm là giá thành rẻ, cấu tạo động cơ đơn giản, độ bền cơ học cao

2.2 Lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ

Khi lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ động cơ, ta dựa vào các yêu cầu đối với hệ truyền động thang máy như sau:

- Yêu cầu dừng chính xác buồng thang

- Gia tốc lớn nhất cho phép

- Tốc độ di chuyển của buồng thang

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ

- Chuyển động êm

Với động cơ điện xoay chiều ta có các phương pháp điều chỉnh tốc độ sau :

2.2.1 Điều chỉnh điện áp động cơ

Theo lý thuyết máy điện, ta có quan hệ giữa mô-men và điện áp đặt vào Stato động cơ như sau:

s X

s

R R

R U

M

m n

f

'

'

3

2

2 2 1 1

2

2 1

Như vậy, ở một tần số nhất định, mô-men của động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình phương điện áp đặt vào phần cảm (stato) Do đó, ta có thể điều chỉnh tốc độ động

cơ bằng cách điều chỉnh điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số Để thực hiện được điều này, người ta dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều

Thực tế, hầu hết các động cơ không đồng bộ có tốc độ trượt tới hạn (ứng với đặc tính cơ tự nhiên) nhỏ, khi dùng điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh hẹp Ngoài ra, khi giảm áp, mô-men động cơ còn bị giảm nhanh theo bình phương điện áp Vì lý do này mà phương pháp này ít được dùng cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc mà thường kết hợp với việc điều chỉnh mạch roto đối với động cơ không đồng bộ roto dây quấn nhằm mở rộng dải điều chỉnh

Đánh giá về phạm vi ứng dụng:

- Vì việc giảm điện áp đặt vào stato động cơ, trong khi giữ f=const không làm thay đổi tốc độ không tải lý tưởng, nên khi tăng điện trở phụ ở roto, tốc độ động cơ giảm, độ trượt tới hạn tăng lên kéo theo tăng tổn hao công suất trượt của động cơ

- Ngoài ra, phạm vi điều chỉnh phụ thuộc vào giá trị điện trở phụ đưa vào mạch roto nên yêu cầu đối với hệ cần phạm vi điều chỉnh rộng sẽ mâu thuẫn với việc giảm tổn thất điều chỉnh đối với tất cả các hệ truyền động Tốc độ động cơ càng thấp(s càng lớn), nhất là trong trường hợp điều chỉnh sâu tốc độ, thì tổn hao công suất trượt càng lớn

- Do có nhiều hạn chế như trên nên vấn đề điều chỉnh điện áp stato để điều khiển tốc độ động cơ chỉ được ứng dụng hạn hẹp Hiện nay, nó thường ứng dụng làm

bộ khởi động mềm (softstartor) với mục đích thay thế các bộ khởi động có cấp dùng rơ-le, công-tắc-tơ cho các động cơ công suất lớn và rất lớn so với lưới tiêu thụ chung Trong phạm vi này, nó cho phép tạo ra các đường đặc tính khởi động êm, tránh việc gây sụt áp lưới, làm ảnh hưởng đến các tải khác khi các động cơ công suất lớn khởi động Trong ứng dụng vào điểu chỉnh, nó chỉ phù hợp với hệ truyền động với các phụ tải có mô-men là hàm tăng theo tốc độ (như quạt gió, bơm ly tâm)

- Đối với hệ truyền động có mô-men tải không đổi (Mc=const) thì tổn thất sẽ rất lớn khi điều chỉnh Vì vậy, việc xem xét phương án truyền động dùng phương pháp điều chỉnh điện áp stato đối với hệ truyền động thang máy là không có ý nghĩa, điều đó

có nghĩa là phương án dùng điều chỉnh điện áp bị loại bỏ trong đồ án này

2.2.2 Điều chỉnh công suất trượt động cơ

Theo kết quả nghiên cứu máy điện không đồng bộ thì công suất điện lấy ra từ mạch roto, được gọi là công suất trượt, tỷ lệ với độ trượt(s) Theo cách tính tổn thất khi điều chỉnh thì công suất này bằng:

s P s M M

Ps  c.( 1 )  c. 1  dt.

dt

s P

Đánh giá và phạm vi ứng dụng:

-Như đã phân tích ở trên việc sử dụng chỉ có ý nghĩa trong hệ truyền động với công suất lớn (thường cỡ trên 500kW), vì khi đó công suất trượt đưa về mới là đáng kể

và việc đầu tư cho các bộ biến đổi mới thoả đáng, không lãng phí

- Việc tái sử dụng công suất trượt rõ ràng làm tăng hiệu suất của hệ thống lên, việc điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh lượng công suất đưa về có thể đạt được những chỉ tiêu điều chỉnh tốt như êm, dải điều chỉnh khá rộng, tuy có hạn chế là mô-men giới hạn có suy giảm so với tự nhiên, mômen của động cơ bị giảm khi tốc độ thấp

Một vấn đề nữa là đối với các hệ thống công suất lớn vấn đề quan trọng là khởi động động cơ, thường dùng điện trở phụ kiểu chất lỏng để khởi động động cơ đến vùng tốc độ làm việc sau đó mới chuyển sang chế độ điều chỉnh công suất trượt Vì vậy mà việc sử dụng hệ thống này chỉ phù hợp với các hệ truyềnđộng có số lần khởi động, dừng máy và đảo chiều ít hoặc tốt nhất là không có đảo chiều

Từ những đánh giá trên, đối chiếu với đặc điểm của hệ truyền động thang máy cùng với việc chọn lựa động cơ không đồng bộ roto lồng sóc nên loại bỏ việc sử dụng phương án này cho hệ truyền động Bởi hai lý do cơ bản sau:

- Hệ truyền động của ta làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, có đảo chiều quay

- Công suất động cơ tính ra thuộc loại không lớn nên vấn đề đầu tư cả hệ nối tầng là không hiệu quả về mặt kinh tế

2.2.3 Điều chỉnh xung điện trở rôto

Trước hết cần phải nói rằng việc điều chỉnh điện trở roto chỉ áp dụng được với động cơ roto dây quấn chứ không sử dụng được cho động cơ roto lồng sóc Như đã biết, với động cơ roto dây quấn, ta có thể thay đổi được độ cứng của đường đặc tính cơ bằng cách đưa điện trở phụ vào mạch roto động cơ

Thực chất của phương pháp này là điều chỉnh công suất trượt, công suất trượt ở đây được lấy bớt ra và được biến thành tổn hao nhiệt năng vô ích trên điện trở

Vì độ trượt tới hạn tỷ lệ bậc nhất với điện trở roto nên:

rd f

th

th

R

R R

R

R s

Nếu coi đoạn đặc tính làm việc của động cơ, tức là đoạn có độ trượt từ s = 0 

sth, là tuyến tính thì khi điều chỉnh điện trở roto ta có thể viết:

2 0 2

0 0

.

R

R s s R

R s

s s

rd th

Trong đó: s0: là độ trượt tới hạn khi điện trở roto là R2

s: là độ trượt khi điện trở roto là Rrd=R2+Rf

Theo biểu thức mô-men thì:

0 1

2 2 2

2

1

2 2 1

.

3 ] )

' [(

' 3

s

R I X

s

R R

s

R U

m n

có mômen tải không đổi(x=0) Thực tế, việc thay đổi điện trở roto dùng cấp điện trở

ngày nay ít dùng, vì vừa có hiệu suất thấp, độ trơn điều chỉnh kém, đặc tính điều chỉ lại dốc Vì thế, điều chỉnh xung điện trở roto dùng van bán dẫn với các mạch vòng điều chỉnh sẽ tạo được đặc tính điều chỉnh cứng và đủ rộng; mặt khác lại dễ tự động hoá việc điều chỉnh

Đánh giá và phạm vi ứng dụng:

- Có thể nói việc sử dụng phương pháp xung điện trở roto trong điều chỉnh truyền động, về mặt lý thuyết, là một phương pháp đơn giản nhất, dễ thực hiện và vận hành, mạch điều chỉnh cũng rất đơn giản là gồm hai mạch vòng điều chỉnh (tốc độ và dòng điện)

- Phương pháp này cũng rất phù hợp với phụ tải cómô-men không đổi như cơ cấu thang máy Cụ thể là nó cho phép điều chỉnh để động cơ có mômen khởi động lớn khi nâng bằng cách thêm một cách hợp lý điện trở và mạch roto trong giai đoạn khởi động; cho phép điều chỉnh trơn và dải điều chỉnh rộng nếu ta tăng điện trở R0 kết hợp với việc dùng một tụ bổ trợ cho việc mở rộng phạm vi điều chỉnh Mặt khác, việc điều chỉnh được tiến hành ở mạchroto nên không gây ảnh hưởng đến công suất động cơ tiêu thụ đưa vào stato; tức là không gây ảnh hưởng đến lưới điện và tải khác khi động cơ khởi động như ở phương pháp điều chỉnh điện áp stato

- Tuy vậy, thực chất của phương pháp cũng dựa vào việc điều chỉnh công suất trượt nên tổn hao trong khi điều chỉnh không thể tránh khỏi So với phương pháp nối cấp nó có cấu trúc đơn giản hơn, ít vốn đầu tư hơn, nhưng lại có tổn thất khi điều chỉnh lớn hơn lại bị tiêu hao vô ích nên nó chỉ sử dụng cho các động cơ có công suất nhỏ và trung bình (dưới 100kW)

- Phân tích ưu và nhược điểm của phương án dùng điều chỉnh xung điện trở roto cho hệ truyền động thang máy ta thấy rằng đây là một phương án khả thi, ta sẽ xem xét khả năng sử dụng khi so sánh với phương pháp biến tần sẽ được trình bày dưới đây

2.2.4 Điều chỉnh tần số

Theo lý thuyết máy điện ta có biểu thức: = điều đó có nghĩa là thay đổi tần số sẽ làm tốc độ từ trường quay và do đó dẫn đến tốc độ động cơ thay đổi Dạng đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi tần số được trình bày dưới hình vẽ sau:

Hình 2.3: Hệ điều chỉnh tần số

Hình 2.4: Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi thay đổi tần số

Từ đặc tính cơ ta thấy khi tần số tăng ( f>fđm), thì mô-men tới hạn lại giảm (với điện áp giữ không đổi), cụ thể là:

2 1

số theo quy luật nhất định

Đánh giá và phạm vi ứng dụng:

- Từ đặc tính cơ của động cơ khi điều chỉnh nguồn ta thấy: Nếu đảm bảo được luật điều chỉnh điện áp – tần số thì ta có mọi đường đặc tính cơ mong muốn khi giảm tần số Nghĩa là phương pháp điều chỉnh tần số nguồn cung cấp kết hợp với việc điều chỉnh điện áp stato mở ra khả năng áp dụng cho mọi yêu cầu truyền động

- Do có khả năng linh hoạt trong việc điều chỉnh cả tốc độ không tải lý tưởng và tốc độ trượt tới hạn; cụ thể là khi tốc độ trượt giảm thì tốc độ không tải cũng giảm với

tỷ lệ tương ứng nên phương pháp này cho phép tổn thất điều chỉnh nhỏ nhất

- Vì việc điều chỉnh tần số yêu cầu phải điều chỉnh cả điện áp nên việc tìm ra quy luật điều chỉnh và trang bị thiết bị điều chỉnh, biến đổi công suất phức tạp; nói chung giá thành các bộ biến tần có đắt hơn giá thành của các bộ biến đổi trang bị cho các phương pháp điều chỉnh khác

Từ những phân tích đánh giá trên ta thấy rằng việc chọn phương án truyền động dùng phương pháp điều chỉnh tần số là hoàn toàn có cơ sở vì tính kinh tế khi vận hành cũng như đáp ứng được yêu cầu truyền động thang máy do các lý do sau:

- Về tính đơn giản trong điều chỉnh: Với phương pháp điều chỉnh tần số ta còn phải kết hợp với điều chỉnh điện áp theo một quy luật nhất định; điều này làm phức tạp lên rất nhiều so với phương pháp khác

- Về hiệu suất điều chỉnh, dải điều chỉnh và khả năng khởi động, khả năng đảo chiều: phương pháp điều chỉnh tần số có khả năng giữ cho tổn thất công suất là hằng

số nên tổn thất điều chỉnh nói chung là thấp nhất trong các phương pháp áp dụng cho

hệ truyền động xoay chiều Với phương pháp dùng biến tần ta có thể điều khiển việc đảo chiều kết hợp với việc điều chỉnh xung mở các van bán dẫn trong bộ biến đổi nên khả năng tự động hoá điều chỉnh cao hơn

- Về tính kinh tế của phương pháp truyền động: Phương án dùng bộ biến tần để điều chỉnh động cơ roto lồng sóc thực tế là phương án truyền động kinh tế Mặc dù giá thành các bộ biến đổi tần số có đắt hơn so với phương pháp khác, nhưng bù lại động

cơ kéo tải lại dùng động cơ roto lồng sóc với tín đơn giản về kết cấu, vận hành tin cậy giá thành hạ hơn so với động cơ roto dây quấn sử dụng với bộ điều chỉnh xung Với môi trường làm việc nặng nề của động cơ truyền động cần trục thì việc xem xét khả năng sử dụng động cơ roto lồng sóc là hợp lý

- Về lĩnh vực ứng dụng, tính tin cậy trong vận hành: Do khả năng điều chỉnh tần số đưa đến khả năng có mọi đặc tính cơ mong muốn nên thực tế phương pháp điều chỉnh tần số có thể áp dụng cho mọi yêu cầu truyền động Điều đó có nghĩa là việc sử dụng nó cho truyền động thang máy là hết sức hợp lý

Phương án dùng biến tần không chỉ cho phép vận hành tin cậy nhờ sử dụng động cơ roto dây quấn mà ngay bản thân bộ biến tần nhờ những tiến bộ đột phá của thiết bị công suất hiện nay dẫn đến khả năng làm việc tin cậy hơn Hơn nữa, giá thành của các bộ biến tần hiện nay đã rẻ đi rất nhiều so với thời kỳ đầu, chúng lại cho hiệu suất điều chỉnh cao vận hành tin cậy do đã có nhiều luật điều chỉnh phù hợp

2.2.4.1 Biến tần điều chỉnh tần số theo phương pháp U/f

Ưu điểm: vừa chiều chỉnh điện áp, vừa sin hóa điện áp đặt vào động cơ Với phương pháp điều chế độ rộng xung có thể làm triệt tiêu các sóng hàm bậc cao

Nhược điểm: khả năng chịu quá tải nhỏ

2.2.4.2 Biến tần điều chỉnh tần số theo phương pháp điều chế vector không gian

Ưu điểm: Phương pháp điều chế vector không gian đánh gia quá trình điện từ dưới dạng vector để ứng dụng đại lượng này một cách tối ưu, chính xác vào điều khiển tốc độ động cơ Phương pháp này cho phép ta điều chỉnh tốc độ động cơ mà ít ảnh hưởng đến mômen của động cơ Đồng thời phương pháp này được tích hợp sẵn trong hầu hết các biến tần trên thị trường hiện nay với giá thành phù hợp

Nhược điểm: yêu cầu người vận hành, sửa chữa phải có những kiến thức nhất định về biến tần

2.2.4.3 Biến tần điều chỉnh từ thông (điều chỉnh trực tiếp mômen)

Ưu điểm: điều chỉnh trực tiếp mômen động cơ không đồng bộ là phương pháp rất mới trong đó việc phối hợp điều khiển bộ biến tần đông cơ không đồng bộ là rất chặt chẽ Logic chuyển mạch của bộ biến tần dựa trên trạng thái điện từ của động cơ

mà không cần đến điều chế độ rộng xung của bộ biến tần Do sử dụng công nghệ bán dẫn tiên tiến và các phần tử tính toán có tốc độ cao mà phương pháp điều chỉnh trực tiếp mômen cho các đáp ứng đầu ra thay đổi rất nhanh, cỡ vài phần nghìn giây

Nhược điểm: đây là phương pháp mới và rất phức tạp do đó nó ít đước tích hợp trong các biến tần trên thị trường hiện nay Mặt khác các biến tần đã tích hợp phương pháp điều chỉnh trực tiếp mômen có giá thành rất cao

2.2.5 Kết luận lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ

Dựa theo những yêu cầu công nghệ của thang máy và từ những phân tích và đánh giá ở trên ta lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ cho hệ truyền động thang máy

là sử dụng biến tần điều chỉnh tần số theo phương pháp điều chế vector không gian

2.3 Lựa chọn phương pháp điều khiển hệ thống biến tần – động cơ

Trong thực tế có 3 phương pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua biến tần:

- Điều khiển trực tiếp

- Điều khiển tương tự

- Điều khiển số

Trong 3 phương pháp kể trên thì với 2 phương pháp điểu khiển trực tiếp trên biến tần và điều khiển tương tự thì việc tự động hóa sẽ gặp nhiều khó khăn hơn, cũng như độ tin cậy trong quá trình hoạt động cũng thấp hơn so với việc thực hiện điều khiển số Vì vậy để điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua biến tần ta nên sử dụng phương pháp điều khiển số để thực hiện điều khiển biến tần

Hiện nay, thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) là một thiết bị điều khiển số thông dụng và có nhiều ưu điểm nổi bật như: có cấu tạo nhỏ gọn, đơn giản, có khả năng lập trình được thông qua một ngôn ngữ lập trình, hoạt động tin cậy, tác động nhanh và chính xác

2.4 Lựa chọn hệ truyền động cho thang máy

Dựa vào yêu cầu công nghệ và căn cứ vào những phân tích các phương án ở trên ta chọn phương án truyền động cho thang máy: sử dụng hệ truyền độngBiến tần – Động cơ Nhờ việc sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ theo phương pháp điều chế vector không gian nên thang máy chuyển động êm, hạn chế bị giật khi tăng tốc độ hoặc dừng buồng thang

Để điều khiển hệ thống ta sử dụng thiết bị điều khiển logic khả trình(PLC)

Sơ đồ khối hệ thống :

Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY

Với phương án truyền động điện đã lựa chọn cho hệ thống thang máy như ở trên ta tiến hành thiết kế hệ thống điều khiển thang máy

3.2.1 Giới thiệu một số loại biến tần

Biến tần dòng Simovert Masterdrives:

Simovert Masterdrives là các bộ chuyển đổi xoay chiều Chúng có thể thay đổi tốc độ của động cơ xoay chiều với độ chính xác cao Dòng series này được thiết kế với mục đích sử dụng toàn cầu Chúng phù hợp với điện áp nguồn trong dải từ 230 đến

690V

Simovert Masterdrives được thiết kế đồng nhất, lặp đi lặp lại nên có thể kết nối với các thiết bị khác Giải pháp dự phòng tối ưu với hệ thống các module có thể nối với một hoặc nhiều động cơ

Hình 3.1: Một số biến tần dòng Simovert Masterdrives

Biến tần dòng Micromaster: Các đặc tính cơ bản của Micromaster:

- Dễ dàng cài đặt, lập trình và sử dụng

- Chịu quá tải 200% trong 3s cho tới 150% trong 60s

- Mô men khởi động lớn và điều chỉnh chính xác tốc độ motor bởi điều khiển véc tơ, có thể kết hợp thêm với bộ lọc, điều chỉnh dòng nhanh

- Khoảng nhiệt độ hoạt động 0-500C

- Có sẵn các hàm điều khiển chuẩn P, I, D dùng cho điều chỉnh vòng kín (vòng ngoài)

- Có sẵn nguồn 15V, 50mA cấp cho các bộ biến đổi phản hồi

- Điều khiển từ xa qua đường truyền nối tiếp RS485 sử dụng giao thức USS với đặc tính điều khiển tới 31 bộ điều biến tần qua giao thức USS

- Tần số ra có thể được điều khiển bởi:

+ Tần số đặt sử dụng bàn phím

+ Tần số đặt sử dụng tín hiệu tương tự với độ phân giải cao (dòng hoặc áp) +Bộ phân áp mở rộng

+ Đầu vào nhị phân

+ Chức năng thay đổi tốc độ qua bộ phân áp

+ Giao diện nối tiếp

- Cài sẵn hãm một chiều với bộ hãm phức hợp đặc biệt

- Cài sẵn phanh ngắt cho điện trở ngoài

- Tăng/giảm thời gian với chương trình san bằng

- Hai chương trình đầu ra rơ le (13 hàm)

- Chương trình đầu ra tương tự (1 cho MMV, 2 Cho MDV)

- Có thể chọn module Profibus DP hoặc CAN bus

- Tự động phân tích 2,4,6 hoặc 8 cực motor bởi phần mềm

- Tích hợp phần mềm điều khiển quạt làm mát

- Tích hợp một số thành phần bảo vệ như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ cao áp, thấp áp

Hình 3.2: Biến tần MM420

Biến tần dòng Sinamics: Đặc điểm của dòng Sinamics là dùng cho điều khiển chính xác, đáp ứng tốc độ nhanh và moment ổn định Nó có các chế độ điều khiển từ

cấp thấp như V/F đến Vector control, Speed control, Moment control Xét về nguồn

thì có loại Converter (AC-AC) và loại Inverter (DC-DC)

Các tính năng nổi bật: Thiết kế module chắc chắn, dẽ thao tác lắp đặt và nhiều lựa chọn

Tối ưu hóa cho các ứng dụng chính xác, đáp ứng tốc độ cao Đa tính năng điều khiển, dễ dàng lắp đặt và bảo trì, dễ dòng khắc phục sự cố

Hình 3.3: Biến tần Sinamics G110

3.2.2 Chọn biến tần

Dựa vào yêu cầu công nghệ của hệ truyền động thang máy, các thông số kỹ thuật của các dòng biến tần và tính toán bài toán kinh tế ta lựa chọn biến tần dòng Micromaster 420 Thông số kỹ thuật của biến tần MM420:

Điện áp vào và Công suất

200V đến 240V 1 AC ± 10% 0,12 đến 3kW 200V đến 240V 3 AC ± 10% 0,12 đến 5,5kW 380V đến 480V 3 AC ± 10% 0,37 đến 11kW Tần số điện vào 47 đến 63Hz

Tần số điện ra 0 đến 650Hz

Hiệu suất chuyển đổi 96 đến 97%

Khả năng quá tải Quá dòng 1,5 x dòng định mức trong 60 giây ở mỗi 300

giây Dòng điện vào khởi động Thấp hơn dòng điện vào định mức

Phương pháp điều khiển Tuyến tính V/f; bình phươngV/f; đa điểm V/f; điều

khiển dòng từ thông FCC Tần số điều chế xung

(PWM)

16kHz (tiêu chuẩn cho 230V1PH hay 3PH) 4kHz (tiêu chuẩn cho 400V3PH)

2kHz đến 16kHz (bước chỉnh 2kHz) Tần số cố định 7, tuỳ đặt

Dải tần số nhảy 4, tuỳ đặt

Độ phân giải điểm đặt 10 bit analog

0,01Hz giao tiếp nối tiếp (mạng) Các đầu vào số 3đầuvàosốlậptrìnhđược,cáchly Cóthể chuyển đổi PNP /

NPN Các đầu vào tương tự 1, dùngchođiểmđặthayphảnhồicho PI (0 đến 10V, định

thang được hoặc dùng nhưđầu vào số thứ 4) Các đầu ra rơ le 1, tuỳchọnchứcnăng30VDC/5A (tải trở), 250VAC/2A

(tải cảm) Các đầu ra tương tự 1, tuỳ chọn chức năng; 0 - 20mA

Cổng giao tiếp nối tiếp RS-485, vận hành với USS protocol

Độ dài cáp động cơ

Không có kháng ra : Max 50m (bọc kim) Max 100m (không bọc kim)

Có kháng ra : max.200m (bọc kim) max 300m (không bọc kim) Tính tương thích điện từ Bộ biến tần với bộ lọc EMC lắp sẵn theo EN 61 800-3

(giới hạn theo chuẩn EN 55011, Class B)

Dải nhiệt độ làm việc -100C đến +500C

Nhiệt độ bảo quản -400C đến +700C

Độ cao lắp đặt 1000m trên mực nước biển

Các chức năng bảo vệ Thấp áp, quá áp, quá tải, chạm đất, ngắn mạch, chống

kẹt, I2tquá nhiệt động cơ, quá nhiệt biến tần, khoá tham

số PIN Phù hợp theo các tiêu chuẩn