B. NỘI DUNG
3.4. Tính thời gian đóng điện tương đối
Để xác định hệ số đóng điện tương đối, cần xác định các khoảng thời gian làm việc cũng như nghỉ của thang máy trong một chu kỳ lên xuống.
Xét thang máy luôn làm việc với tải định mức và không xét đến độ trễ thời gian khi khởi động và khi hãm dừng (thực tế khoảng thời gian này rất nhỏ).
Thời gian làm việc của động cơ trong một chu kỳ (chuyến chở) có thể được tính như sau:
s v h tlv 80 25 , 0 10 . 2 2
Để đơn giản trong tính toán, giả thiết: - Thời gian mở cửa: t1 = 2s
- Thời gian bốc, dỡ hàng khỏi cabin: t3 = 10s - Mỗi lần vận chuyển có 2 kiện hàng bốc/dỡ Như vậy thời gian nghỉ:
tng = 2[(t1 + t2) + 2.t3] = 2[(2 + 2) + 2.10)] = 48s Thời gian đóng điện tương đối:
% 5 , 62 48 80 80 % ng lv lv lv t t t 3.5. Tính chọn động cơ
Công suất tĩnh cực đại của động cơ khi có tải:
Pt = F.v = (mh + mbt – mđt).g.v = (400 + 100 – 300).9,8.0,25 = 490 W trong đó g là gia tốc trọng trường, lấy g = 9,8 m/s2
Từ các tham số tính toán, ta có thể lựa chọn công suất động cơ đảm bảo 2 điều kiện: Pđm Plv và thời gian đóng điện định mức đm% phù hợp với lv%.
Thang máy là phụ tải làm việc ngắn hạn lặp lại nên ta có thể lựa chọn động cơ ngắn hạn lặp lại hoặc động cơ dài hạn cho phụ tải này. Động cơ ngắn hạn lặp lại được chế tạo chuyên dụng có độ bền cơ khí cao, quán tính nhỏ (để đảm bảo chế độ khởi động và hãm thường xuyên) và khả năng quá tải lớn (từ 2,5÷3,5). Đồng thời được chế tạo chuẩn với thời gian đóng điện ε% = 15%, 25%, 40% và 60%.
Đối với động cơ ngắn hạn lặp lại ta có:
% % đm lv lv đm P P
W P P t lv 544,5 9 , 0 490
chọn động cơ có thời gian đóng điện tiêu chuẩn εlv% = 40% Công suất động cơ cần chọn:
W P P đm lv lv đm 680,63 % 40 % 5 , 62 5 , 544 % % Chọn hệ số dự trữ Kdt = 1,2 ta có: Pđm.chọn = Pđm.Kdt = 688,63.1,2 = 816,76W
Tra bảng thông số động cơ ta có thể chọn động cơ với các thông số như sau: Pđm = 1kW, Iđm = 6,8A, nđm = 750v/p, Uđm(AC) = 220V.
3.6. Các hệ truyền động đối với động cơ một chiều
3.6.1. Hệ truyền động F-Đ
Trước đây, hệ thống Máy phát - Động cơ một chiều là một hệ truyền động điện điều chỉnh tốt nhất. Khi điều chỉnh EF thì sẽ thay đổi được tốc độ động cơ cb; khi đảo chiều iktF thì đảo chiều được EF và như vậy đảo chiều được .
Hình 3.2. Hệ truyền động F-Đ
Đặc điểm của hệ F - Đ là điều chỉnh tốc độ rất linh hoạt, động cơ có thể tự động chuyển đổi qua các chế độ làm việc khi thay đổi tốc độ hoặc
kềnh, khi làm việc gây ồn, rung, nên đòi hỏi phải có nền móng vững chắc. Vì vậy đối với thang máy chở hàng thì phương án này không có tính khả thi.
3.6.2. Hệ truyền động T-Đ có đảo chiều quay
Khi ta dùng các bộ chỉnh lưu có điều khiển - hay là các bộ chỉnh lưu dùng thyristor để làm bộ nguồn một chiều cung cấp cho phần ứng động cơ điện một chiều, ta còn gọi là hệ T – Đ.
Hình 3.3. Hệ truyền động T-Đ
Muốn đảo chiều tốc độ động cơ thì phải dùng hai bộ chỉnh lưu đấu song song ngược - chỉnh lưu kép, nguyên tắc điều khiển hai bộ chỉnh lưu là:
- Khi cho bộ CL1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu thì CL2 chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu, dòng chỉnh lưu chạy theo chiều dương, tốc độ động cơ quay thuận.
- Ngược lại, khi cho bộ CL2 làm việc ở chế độ chỉnh lưu thì CL1 chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu, dòng chỉnh lưu chạy theo chiều âm, tốc độ động cơ quay ngược.
Để điều khiển hai bộ chỉnh lưu làm việc theo đúng các chế độ yêu cầu thì có thể dùng phương pháp điều khiển chung hoặc điều khiển riêng.
- Phương pháp điều khiển chung: tín hiệu điều khiển được đưa vào cả 2 nhóm van sao cho thoả mãn điều kiện làm việc. Đối với phương pháp này, có thể xuất hiện dòng điện cân bằng chạy qua 2 bộ chỉnh lưu, không qua tải, gây quá tải cho các van và máy biến áp, cho nên cần hạn chế dòng cân bằng, thường dùng các cuộn kháng cân bằng CK để hạn chế dòng cân bằng.
- Phương pháp điều khiển riêng: tín hiệu điều khiển chỉ được đưa vào bộ CL đang làm việc ở chế độ chỉnh lưu, còn bộ CL kia (không làm việc) không có tín hiệu điều khiển đưa vào, cho nên không có dòng cân bằng. Trong phương pháp điều khiển riêng cũng có phối hợp điều khiển kiểu tuyến tínhvà phi tuyến. Để thay đổi trạng thái làm việc của các bộ CL thì phải dùng thiết bị đặc biệt để chuyển các tín hiệu điều khiển từ bộ CL này sang bộ CL kia. Như vậy, khi thực hiện thay đổi chế độ làm việc của hệ sẽ khó khăn hơn và hệ sẽ có tính linh hoạt kém hơn khi
điều chỉnh tốc độ.
3.6.3. Hệ khuếch đại từ - động cơ một chiều (KĐT-Đ)
Hình 3.4. Hệ truyền động KĐT-Đ
Để điều chỉnh tốc độ động cơ dùng khuếch đại từ, ta thay đổi dòng điều khiển khuếch đại từ (thay đổi góc từ hoá) thì điện áp ra của khuếch đại từ sẽ thay đổi và nhưvậy sẽ điều chỉnh được tốc độ động cơ.
Kết hợp điều chỉnh điện áp ra của khuếch đại từ và điều chỉnh từ thông động cơ ta cũng điều chỉnh được tốc độ động cơ cả trên và dưới tốc độ cơ bản.
Muốn đảo chiều tốc độ động cơ cũng phải dùng hai khuếch đại từ mắc song song ngược (khuếch đại từ kép).
3.6.4. Hệ băm điện áp - động cơ một chiều (ĐAX-Đ)
Hình 3.5. Hệ truyền động ĐAX-Đ
Hình trên giới thiệu một sơ đồ đơn giản của hệ ĐAX - Đ dùng khóa đóng/cắt bằng thyristor. Trong đó, bộ nguồn một chiều là bộ chỉnh lưu cầu diode ba pha CL, táo ra điện áp Ud tương đối bằng phẳng, giúp cho việc duy trì chế độ dòng điện liên tục được dễ dàng.
Điều khiển thyristor T1 mở/khóa bằng xung mở của bộ điều khiển BĐK, ta sẽ được điện áp ra của bộ băm nối tiếp Ub đặt vào phần ứng của động cơ ĐM, tương ứng sẽ có tốc độ .
3.7. Thiết kế mô hình thực nghiệm
Buồng thang có kích thước: 10 phân, trọng lượng: 0,43 kg Đối trọng: 0,4 kg
Trong mô hình thực nghiệm, em sử dụng động cơ một chiều công suất nhỏ, với thông số như sau: Pđm = 0,003KW, Iđm = 0,6A, nđm = 110v/p, Uđm(DC) = 5V. Nguồn cấp cho động cơ sử dụng bộ sạc DC loại 5V có sẵn.
Hình 3.6 Mô hình thực nghiệm của thang máy vận chuyển hàng
Trong mô hình thực nghiệm vì động cơ công suất nhỏ nên em sử dụng đảo chiều bằng mạch cầu H có sơ đồ như sau:
Hình 3.7 Mạch điều khiển của mô hình
Trong hình 3,7, hãy xem 2 đầu V và GND là 2 đầu (+) và (-) của ắc qui, “đối tượng” là động cơ mà chúng ta cần điều khiển, “đối tượng” này có 2 đầu T và N, mục đích điều khiển là cho phép dòng điện qua “đối tượng”
tạo nên mạch cầu H chính là 4 “khóa” T1, N2, T1 và N2. Ở điều kiện bình thường 4 khóa này “mở”, mạch cầu H không hoạt động.
Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H.
Khi mà 2 khóa N1 và N2 được “đóng lại” (T2 và T1 vẫn mở), ta thấy có một dòng điện chạy từ V qua khóa N1 đến đầu Thuận và xuyên qua động cơ đến đầu Ngược của nó trước khi qua khóa N2 và về GND. Như thế sẽ có dòng điện chạy qua động cơ theo chiều từ Thuận đến Ngược. Và ngược lại nếu T1 và T2 đóng trong khi N1 và N2 mở, dòng điện lại xuất hiện và lần này nó sẽ chạy qua động cơ theo chiều từ Ngược đến Thuận. Sau khi lắp ráp và chạy thực nghiệm thì hệ thống làm việc ổn định, bình thường. Tuy nhiên vì điều kiện còn hạn chế nên em chưa tính đến việc hãm động cơ tại các vị trí dừng. Mặc dù vậy do động cơ thiết kế với tốc độ thấp nên không xảy ra sự rung giật khi dừng (mô hình thực tế cần xem xét đến vấn đề này).
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Sau quá trình thực hiện bản đồ án em đã thu được một số kết quả như sau:
- Tìm hiểu được tổng quan về hệ thống thang máy nói chung và thang máy vận chuyển hàng nói riêng.
- Tìm hiểu khái quát về động cơ một chiều
- Thiết kế được mô hình thang máy vận chuyển hàng và lắp đặt mô hình thực nghiệm
Kiến Nghị:
Kết quả nghiên cứu và mô hình thực nghiệm có thể làm tiền đề cho những nghiên cứu chuyên sâu hơn có xem xét đến vấn đề hãm, bảo vệ quá tải cho hệ thống. Sau khi nghiên cứu hoàn chỉnh, hy vọng rằng đây có thể là một ứng dụng có thể áp dụng được cho các công trình thi công xây dựng, xí nghiệp sản xuất ...
Với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đồ án của mình theo đúng thời gian. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy Cô trong khoa Kỹ Thuật – Công Nghệ, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Ngọc Dũng đã trực tiếp hướng dẫn em trong việc hoàn thành đồ án. Em rất mong nhận được những ý kiến nhận xét, góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ án của em hoàn thiện hơn.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
Giáo viên hướng dẫn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Điều chỉnh tự động truyền động điện, Hà Nội, 2004.
[2]. Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh. Trang bị điện cho các máy công nghiệp dùng chung, Hà Nội, 2004.
[3]. Nguyễn Bính, Địên tử công suất, Hà Nội, 2000.
[4].. Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi. Truyền động điện, Hà Nội, 2000.
[5]. Vũ Liêm Chính, Thang máy: Cấu tạo, lựa chọn, lắp đặt và sử dụng,
Hà Nội, 2000.
[6]. Nguyễn Văn Thịnh, Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Điện tử công suất.
[7]. Trần Xuân Minh, Tổng hợp hệ điện cơ, Hà Nội, 2000