a) Tính chọn động cơ:
Các thông số kỹ thuật cơ bản: - Chiều cao hoạt động: h = 18m
- Trọng lượng buồng thang: Gbt = 300kg - Trọng lượng tải cho phép: G = 700kg - Tốc độ v = 1 m/s
Lực tác dụng nên bánh răng truyền động là:
𝐹 = (𝐺 + 𝐺0). 𝑔 [N] Công suất tĩnh của động cơ tính theo công thức:
𝑃 = 𝐹.𝑣.10−3
𝜂 [kW] với F > 0
𝑃ℎ = 𝐹. 𝑣. 10−3. 𝜂ℎ [kW] với 𝜂ℎ = 2.1
𝜂 nếu F < 0 Mô men tương ứng với lực kéo:
𝑀 = 𝐹.𝑅 𝑖.𝜂 [Nm] nếu F > 0 𝑀 = 𝐹.𝑅 𝑖 𝜂ℎ [Nm] nếu F < 0 Cabin Thanh răng Bánh răng Hư ớng di chuy ển
34 Trong đó:
G – Khối lượng người và vật liệu [kg] Gbt – Khối lượng thang máy [kg] v – Tốc độ nâng [m/s]
η – Hiệu suất cơ cấu nâng (0,5 – 0,8) ηh – Hiệu suất cơ cấu hạ
i – tỷ số truyền b)Phụ tải tĩnh:
Lực kéo khi nâng đầy tải:
𝐹𝑛 = (𝐺 + 𝐺𝑏𝑡). 9,8 = (700 + 300) . 10 = 10 . 103(N) Công suất tĩnh của động cơ khi nâng đầy tải:
𝑃𝑛 = 𝐹.𝑣.10−3
𝜂 =12 .103 . 1 .103
0,8 = 12,5[kW] Công suất khi động cơ hạ đầy tải:
Khi hạ tải: 𝜂ℎ = 2.1
𝜂 = 0,75
𝑃ℎ = 𝐹ℎ. 𝑣. 10−3. 𝜂ℎ = −(10 . 103). 1 . 10−3 . 0,75 = −7,5[kW] Moomen tương ứng với lực kéo khi nâng tải định mức
𝑀𝑛 = 𝐹.𝑅
𝑖.𝜂 = 10.10
3 . 0,12 2
8 . 0,8 = 93,75[Nm] Momen khi hạ đầy tải:
𝑀ℎ = 𝐹.𝑅
𝑖 𝜂ℎ = 10.10
3 . 0,12 2
8 . 0,75 = 56,25[Nm] c) Xác định hệ số tiếp điện tương đối
Xét 1 chu kỳ lên xuống làm việc dài nhất của thang máy là di chuyển từ tầng 1 đến tầng 5. Trong một chu kỳ thang máy dừng lại 2 lần, lần 1 là đón người từ tầng 1, lần 2 là cho người ra ở tầng 5
Giả sử không tính đến thời gian người dùng ấn nút giữ mở cửa chỉ tính thời gian mở của được lập trình trước (chon 10s), vậy tổng thời gian nghỉ của động cơ là:
35
𝑡𝑛𝑔 = 10 . 2 = 20 (𝑠)
Chọn gia tốc ban đầu của thang máy là 1,5 m/s2 Thời gian để thang máy có vận tốc 1m/s là:
𝑡𝑘𝑑 = 1
1,5 = 0,67 (𝑠)
Thời gian này Cabin đi được quãng đường:
𝑆𝑘𝑑 = 𝑣0𝑡 +𝑎𝑡
2
2 =
1,5 . 0,672
2 = 0,337 (𝑚)
Cũng với gia tốc 1,5 m/s2 thời gian hãm dừng của Cabin là:
𝑡ℎ = 𝑡𝑘𝑑 = 0,67 (𝑠) 𝑆ℎ = 𝑆𝑘𝑑 = 0,337 (𝑚)
Chiều cao hoạt động của thang máy là 18m, vậy thời gian thang máy chạy với vận tốc 1m/s là:
𝑡đ = 𝑠 𝑣 =
18 − 0,337 . 2
1 = 17,326 (𝑠)
Tổng thời gian làm việc trong 1 hành trình lên hoặc xuống của thang máy là:
𝑡𝑙𝑣1 = 17,326 + 0,67 . 2 = 18,67 (𝑠)
Tổng thời gian làm việc trong một chu kỳ là:
𝑡𝑙𝑣 = 18,67 . 2 = 37,33 (𝑠)
Một chu kỳ của thang máy là:
𝑇𝑐𝑘 = 𝑡𝑛𝑔+ 𝑡𝑙𝑣 = 20 + 37,33 = 57,33 (𝑠)
Vậy hệ số tiếp điện tương đối của thang là:
𝑇Đ% = 𝑡𝑙𝑣 𝑇𝑐𝑘 = 37,33 57,33 = 65,11% Phụ tải (N) Thời gian (s)
36 d)Chọn sơ bộ công suất động cơ
Công suất đẳng trị trên trục động cơ:
𝑃𝑑𝑡 = √∑ 𝑃𝑖 2. 𝑡𝑙𝑣𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑇𝑐𝑘 = √ (𝑃𝑛2 + 𝑃ℎ2). 𝑡𝑙𝑣1 𝑇𝑐𝑘 = √ (12,52+ (−7,5)2). 18,67 57,33 = 8,3 [𝑘𝑊]
Ta chọn hệ số đóng điện tiêu chuẩn TĐ%tc = 40%
Công suất ứng với hệ số tiếp điện của động cơ TĐ% 78,4% là:
𝑃đ𝑚 = 𝑃𝑑𝑡√ 𝑇Đ%
𝑇Đ%𝑡𝑐 = 8,3. √ 65,11
40 = 10,6 [𝑘𝑊]
Mômen đẳng trị trên trục động cơ:
𝑀𝑑𝑡 = √∑ 𝑀𝑖 2. 𝑡𝑙𝑣𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑇𝑐𝑘 = √ (𝑀𝑛2+ 𝑀ℎ2). 𝑡𝑙𝑣1 𝑇𝑐𝑘 = √ (93,752 + 56,252). 18,67 57,33 = 62,4 [𝑁𝑚]
Mômen được hiệu chỉnh lại:
𝑀đ𝑚 = 𝑀𝑑𝑡√ 𝑇Đ%
𝑇Đ%𝑡𝑐 = 62,4. √
65,11
40 = 79,6 [𝑁𝑚]
=> Chọn động cơ
Chọn sử dụng bộ 3 động cơ không đồng bộ roto lồng sóc có cùng công suất làm việc độc lập cho hệ để tăng tính an toàn và phân phối đều lực tác động lên bánh răng.
Mỗi động cơ phải thỏa mãn:
Công suất: 𝑃đ𝑚 2 =10,6 2 = 5,3 vậy động cơ cần P ≥ 5.3 [kW] Mômen : 𝑀đ𝑚 2 = 62,4 2 = 31.2 vậy động cơ cần M ≥ 31.2 [Nm] Sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha Hem 3K112M4
Thông số kỹ thuật
Hãng sản xuất HEM
37 Điện áp 220 - 380V / 50Hz Dòng điện 14,9/8,6 A Tốc độ vòng quay 1425v/p Công suất 6kW Hiệu suất 84% Tỷ số momen cực đại 2,2 Tỷ số dòng điện khởi động 6 Trọng lượng 62.5Kg
Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật động cơ HEM 3K112M4