ứng dụng lý thuyết điều khiển vào thang máy

Những năm trước đây khi mới ra đời, thang máy có kết cấu đơn giản, hệ thống điều khiển được sử dụng động cơ điện một chiều, việc điều chỉnh tốc độ, thay đổi chiều quay và hãm dừng động c

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Học viên: CHU ĐỨC KHOAN

Người HD Khoa học: PGS.TS NGUYỄN QUỐC TRUNG

THÁI NGUYÊN – 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Chu Đức Khoan

Học viên lớp Cao học khoá 13- Kỹ thuật điện tử - Trường ĐHKTCN Thái

Nguyên

Xin cam đoan: Đề tài: “Ứng dụng lý thuyết điều khiển vào thang máy” Do

thầy giáo PGS TS Nguyễn Quốc Trung hướng dẫn là công trình tổng hợp và

nghiên cứu của riêng tôi Tất cả những nội dung trong luận văn đúng như trong đề

cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn Các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng

Đông Anh, ngày tháng 11 năm 2012

Học viên

Chu Đức Khoan

MỤC LỤC

2.2.2 Chức năng của một số bộ phận chính trong thang máy 19

2.3.2 Yêu cầu về an toàn trong điều khiển thang máy 21

2.3.4 Ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động

thang máy

2.4 Các hệ thống truyền động cho thang máy

2.4.1 Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động điện cho thang máy

2.4.2.Các hệ truyền động trong thang máy

3.2.2 Sö dông vµ khai b¸o c¸c d¹ng tÝn hiÖu 44

3.2.3.1 Vïng chøa ch-¬ng tr×nh øng dông: vïng nhí ch-¬ng tr×nh ®-îc

chia lµm 3 miÒn:

45

3.2.3.2 Vïng chøa c¸c tham sè cña hÖ ®iÒu hµnh vµ ch-¬ng tr×nh øng

dông, ®-îc ph©n chia thµnh 7 miÒn kh¸c nhau, bao gåm

45

3.2.3.3 Vïng chøa c¸c khèi d÷ liÖu: ®-îc chia lµm hai lo¹i: 46

3.4.1. OB10: (Time of Day Interrupt) 49

3.6 Qui tr×nh thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng PLC 55

Chương 4: Lý thuyết điều khiển hàng đợi và các giải thuật

điều khiển thang máy

60

4.1 Lý thuyết hàng đợi

4.1.1 Khái niệm chung về hệ thống hàng đợi

4.1.2 Các đặc trưng cho hàng đợi

60

60

60

4.1.3 Các thành phần chính của hệ thống hàng đợi

4.2 Hàm logic tối ưu điều khiển thang máy

4.2.1 Tối ưu chuyển động của cabin trong hành trình lên (thuận)

60

61

64

4.2 2 Tìm hàm lôgic của các quá trình theo hành trình xuống của phím gọi tầng

4.2 3 Đối với các tín hiệu gọi thang

77

83 4.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển

Chương 5: Thiết kế chương trình điều khiển thang máy

5.3 Chương trình điều khiển thang máy 7 tầng

5.3.1 Chương trình điều khiển dưới dạng ngôn ngữ STL( Statement List)

91

91

Chương 6: Mô phỏng thang máy

6 Mô phỏng thang máy trên WinCC

119

119

6.1 Mô hình thang máy trên WinC 119

I DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CPU Đơn vị xử lý trung tâm central Processing Unit

FB Khối chức năng - Function Block

FBD Ngôn ngữ lập trình khối hàm -Function Block diagram

FIFO Đến trước phục vụ trước - First In, First Out

LAD Ngôn ngữ lập trình hình thang - Ladder Logic

LIFO Đến trước phục vụ sau - Last in, First out

SDB Hệ thống khối dữ liệu - System Data Block

SFB Hệ thống khối chức năng - System Function block

SFC Chức năng hệ thống - System function

STL Ngôn ngữ lập trình máy tính -Standard Template Library

PLC Thiết bị điều khiển lập trình được - Programmable Logic Controller

II DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang 8 Hình 2.2 Thang máy điện có bộ tời đặt phía dưới giếng thang 9

Hình 2.9 Nguyên lý làm việc của bộ hạn chế tốc độ 23

Hình 2.12 Cảm biến vị trí kiểu quang điện 26

Hỡnh 3-2 Quá trình hoạt động của một vòng quét 47

Hỡnh 3-6 Qui trỡnh thiết kế một hệ thống điều khiển tự động 55

Hỡnh 3-11 Sơ đồ lập trỡnh bằng ngụn ngữ S7 – HiGraph 59

Hỡnh 6-2 Phớm điều khiển thang mỏy ngoài buồng thang tại mỗi tầng 119 Hỡnh 6-3 Bảng điều khiển thang mỏy trong buồng thang 120 Hỡnh 6-4 Led 7 thanh hiển thị buồng thang ở cỏc tầng 120

Hỡnh 6-7 Giao diện chương trỡnh mụ phỏng PLCSim 121

Hỡnh 6-11 Giao thức kết nối sau khi đó được chọn 123

III DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1 Các tham số của các hệ truyền động với độ không chính xác khi

Bảng 4.5

Có lệnh gọi lên từ tầng 5 (Tầng 2,3,4 không được gọi)

Có lệnh gọi các lên từ 6 (Tầng 2,3,4,5 không được gọi)

Chương I: Mở đầu

1.1 Cơ sở nghiên cứu và mục đích luận văn

Ngày nay, thang máy là thiết bị không thể thiếu trong việc phục vụ cuộc sống con người Xét trên quan điểm năng lượng, thang máy là thiết bị sử dụng trực tiếp điện năng từ lưới điện chuyển thành cơ năng vận chuyển buồng thang, trong đó có con người và hàng hoá theo phương thẳng đứng hoặc góc nghiêng định sẵn Tùy thuộc vào tính chất nhiệm vụ và yêu cầu, các nhà nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển thang máy cho phù hợp

Tuy nhiên yêu cầu chuyển động của tải thang máy là tương đối phức tạp, do hoạt động với tần suất cao, nên các tham số của tải về tốc độ phải đạt giá trị phù hợp, Gia tốc tối ưu, độ giật, độ chính xác dừng cabin đúng yêu cầu Đồng thời phải bảo đảm tính an toàn tuyệt đối của hệ thống, giá thành đầu tư thấp, tiết kiệm điện năng, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng Bởi vậy Nghiên cứu

lý thuyết điều khiển và ứng dụng vào thang máy luôn được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu

Những năm trước đây khi mới ra đời, thang máy có kết cấu đơn giản, hệ thống điều khiển được sử dụng động cơ điện một chiều, việc điều chỉnh tốc độ, thay đổi chiều quay và hãm dừng động cơ được thực hiện bằng các bộ điều chỉnh tốc độ tỷ lệ, bộ điều chỉnh tốc độ tích phân tỷ lệ PI, bộ điều

truyền mạch vòng điều chỉnh, đồng thời hệ thống phải sử dụng các máy phát xung chủ đạo để điều khiển 2 bộ biến đổi nối song song ngược để đảo chiều quay động cơ Với cấu trúc trên hệ thống điều khiển làm cho tốc độ di chuyển của cabin thấp, tác động chậm, gây rung giật, hiệu suất và độ an toàn của hệ thống không cao, kích thước của động cơ và hộp số lớn, lắp đặt và bảo dưỡng sửa chữa khó khăn Do vậy việc sử dụng động cơ điện 1 chiều trong hệ thống truyền động điều khiển thang máy không còn phù hợp

Bên cạnh đó do yêu cầu sử dụng và phát triển thang máy phục vụ đời sống và làm việc của con người đòi hỏi hệ thống điều khiển thang máy ngày càng cao và hoàn thiện như: thời gian khởi động nhanh, chuyển động

êm, không rung giật, hãm dừng chính xác, hiệu suất cao, ít tốn điện năng, chi phí thấp và dễ lắp đặt bảo dưõng, sửa chữa Đây là vấn đề đặt ra đòi hỏi các nhà khoa học nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển thang máy tối ưu hơn

để thay thế

Cùng với yêu cầu trên Những năm gần đây nhờ những tiến bộ và phát triển nhanh của khoa học kỹ thuật trong các lĩnh vực như điện tử, khoa học máy tính, các thuật toán về logic, các phương pháp điều khiển số, điều khiển thông minh cụ thể là sự phát triển của công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất lớn và công nghệ chế tạo các bộ vi xử lý tín hiệu số có tốc

độ cực nhanh đã tác động mạnh mẽ và làm thay đổi căn bản cấu trúc hệ truyền động điện thang máy Từ cơ sở đó với ưu thế đặc biệt, hệ truyền xoay chiều đã thay thế hoàn toàn hệ truyền động một chiều điều khiển thang máy

và đang thu hút rất nhiều các nhà khoa học trong và ngoài nước tập trung nghiên cứu lựa chọn phương pháp điều khiển tối ưu nào đó để đạt được mục tiêu là thời gian khởi động nhanh , động cơ nhanh chóng đạt tốc độ ổn định, đảo chiều quay nhanh, hãm dừng động cơ chính xác Như vậy sẽ điều khiển được tải thang máy đạt được các yêu cầu về tốc độ, gia tốc, độ giật, trong các hành trình chuyển động lên xuống của tải thang máy, đó là mục tiêu mong muốn của các nhà nghiên cứu, thiết kế Nhằm hoàn thiện và nâng cao chất

lượng, độ tin cậy, an toàn của hệ thống Bởi vậy đề tài “Ứng dụng lý thuyết

điều khiển vào thang máy” mang tính cấp thiết và là vấn đề mới có tính thời

sự, là cơ sở đề tài được chọn

1.2 Mục đích đề tài:

- Đề tài tập trung nghiờn cứu những nội dung cơ bản, quan trọng của

lý thuyết điều khiển vào thang mỏy Đú là nghiờn cứu điều khiển ứng dụng vào thang mỏy để đạt được cỏc yờu cầu điều khiển chuyển động của thang mỏy

- Điều khiển trực tiếp trực tiếp thang mỏy sử dụng PLC làm cho hệ tỏc

động nhanh cỏc trị số moment tốc độ của động cơ nhanh chúng đạt được yờu

hạn cho phộp

- Đề tài sẽ chứng minh được đối với hệ thống điều khiển thang mỏy sử

dụng PLC điều khiển trực tiếp moment là tối ưu, đảm bảo được độ tin cậy và

an toàn của hệ thống

- Nghiờn cứu lý thuyết điều khiển và ứng dụng vào thang mỏy là đề tài

nghiờn cứu đang được cỏc hóng sản xuất thang mỏy lớn của thế giới như hóng KONE (Phần Lan), FUJI (Nhật Bản) nghiờn cứu, sản xuất và chiếm lĩnh thị trường lớn ở Chõu Á, Chõu Âu Nú thực sự bắt đầu thay thế hệ truyền động truyền thống vỡ cú tớnh vượt trội của nú

- Phương phỏp nghiờn cứu của đề tài là kết hợp nghiờn cứu lý thuyết

với phương phỏp mụ hỡnh húa, mụ phỏng để phõn tớch đỏnh giỏ

- Về lý thuyết: Nghiờn cứu Tổng quan về thang mỏy và bộ điều khiển

PLC S7 - 300, nghiờn cứu cỏc giải thuật điều khiển thang mỏy

- Về lập trỡnh điều khiển thang mỏy: Đề tài sử dụng phần mềm PLC

S7_300 làm cụng cụ thiết kế và mụ phỏng

Chương 2:Tổng quan về thang máy

2.1 Giới thiệu chung về thang máy

2.1.1 Lịch sử phát triển thang máy

Cuối thế kỷ 19 trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như OTIS, SCHINDLER Thang máy đã được chế tạo và đưa vào sử dụng của hãng thang máy OTIS năm 1853 Đến năm 1874 hãng thang máy SCHINDLER cũng đã chế tạo thành công những thang máy khác, lúc đầu bộ tời kéo chỉ có một tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp Đầu thế kỷ 20 có nhiều hãng thang máy khác

ra đời như: KONE, MISUBISHI, NIPPON ELEVATOR… THYSEN, SABIEM đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm hơn

Sang thế kỉ 20 có nhiều hãng thang máy khác ra đời như Kone của Phần Lan, Nippon, Mitsubishi của Nhật Bản, Thyssen của Đức, Sabiem của Italia, LG của Hàn Quốc… Các thang máy này đã được thiết kế, thử nghiệm nên hoạt động êm và dừng tầng chính xác hơn

Cho tới những năm 1975 thang máy trên thế giới đã đạt tới tốc độ 400m/ phút, những thang máy lớn với tải trọng lên tới 25 tấn đã được chế tạo thành công Thời gian này xuất hiện nhiều hãng thang máy nữa ra đời Các sản phẩm phục vụ ngành thang máy cũng bắt đầu cải tiến, thang cuốn, băng chuyền lần lượt xuất hiện

Vào đầu những năm 1970 thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ph những thang máy chở hàng đã có tải trọng nâng tới 30 tấn đồng thời cũng trong khoảng thời gian này đã có những thang máy thuỷ lực ra đời Sau một khoảng thời gian rất ngắn với tiến bộ của các ngành khoa học khác tốc độ của thang máy đã đạt tới 600 m/ph

Vào những năm 1980 đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF Thành tựu này cho phép thang máy hoạt động êm dịu hơn, tiết kiệm được khoảng 40% công suất động cơ, đồng thời cũng vào những năm này đã xuất hiện loại thang máy dùng động cơ điện cảm ứng tuyến tính Đầu những năm 1990 trên thế giới đã chế tạo được những thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt khác

Đến năm 1981 trên thế giới đã xuất hiện công nghệ hệ thống điều khiển thang máy bằng phương pháp biến đổi tần số VVVF Thành tựu này là mốc quan trọng đưa ngành thang máy lên tầm cao mới Ngoài ưu điểm đỗ dừng tầng êm ái nó còn khai thác cho nhân loại giảm thiểu khả năng tiêu thụ điện còn 50% so với trước

Càng ngày công nghệ càng được nâng cấp, cải tiến trong ngành thang máy Các thang máy tốc độ cao lần lượt xuất hiện Thang máy tốc độ 500m/phút rồi đến 600m/phút rồi 800m/phút lần lượt ra đời Ngày nay chúng ta thấy đối với giải pháp thang máy cho các toà nhà cao ốc đã lên tới trên 100 tầng

Cùng với sự phát triển của các hãng thang máy trên thế giới, ở Việt Nam lần lượt các Công ty thang máy ra đời Phải kể đến những đơn vị đầu tiên trong ngành thang máy như công ty thang máy Tự Động, Thang máy Thiên Nam, Thái Bình, Á Châu Meco,… đến năm 2001 các công ty khác lần lượt ra đời như: Thang máy Thăng Long, Hồng Đạt, Hanoel, Fuji,… Các dịch vụ phục vụ cho ngành thang máy cũng rất phát triển Trong tương lai tới, có nhiều nhà máy sản xuất tại Việt Nam sẽ ra đời để phục vụ cho ngành xây dựng

Bên cạnh đó một số hãng thang máy nổi tiếng ở các nước đã giới thiệu

và bán sản phẩm của mình vào Việt Nam như: OTIS (Hoa Kỳ), NIPPON, MISUBISHI (Nhật Bản), HUYNDAI (Hàn Quốc) Về công nghệ thì các hãng luôn đổi mới còn mẫu thì phổ biến ở hai dạng:

- Hệ thống truyền động dùng động cơ điện với đối trọng thông thường

- Hệ thống nâng hạ buồng thang bằng thuỷ lực

Các hệ thống thang máy truyền động bằng động cơ điện hiện đại phổ biến

là dùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ động cơ điện

2.1.2 Khái niệm về thang máy

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá,

so

với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn

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

Nhiều Quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhà cao 6 tầng trở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động Giá thành của thang máy trang

bị cho công trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn …v.v tuy nhiên số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy

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 tắc

an toàn của cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn v.v

2.1.3 Phân loại thang máy

Thang máy hiện nay đã được thiết kế và chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác nhau để phù hợp với mục đích của từng công trình

Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc và các đặc điểm sau:

a Theo công dụng (TCVN 5744-1993) thang máy được phân thành 5 loại:

 Thang máy chuyên chở người:

Loại này chuyên vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở nhà nghỉ, các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình v.v

 Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm:

Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v.v

 Loại máy chuyên chở bệnh nhân:

Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưìng Đặc điểm của nó là kích thước của cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các bác sĩ, nhân viên và các dụng cụ cấp cứu

đi kèm Hiện nay trên thế giới đã sản xuất theo cùng tiêu chuẩn kích thước và tải trọng cho loại thang máy này

 Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm:

Loại thường dùng cho các nhà máy, công xưởng, kho, thang máy dùng cho nhân viên khách sạn v.v chủ yếu để chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ

 Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm:

Loại chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể v.v Đặc điểm của loại này chỉ có điều khiển ngoài cabin (trước các cửa tầng) Còn các loại thang máy khác nêu ở trên vừa điều khiển trong cabin vừa điều khiển ngoài cabin Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng khác như: thang máy cứu hoả, chở ôtô v.v

b 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 puly 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 )

Hình 2.1: Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang

a, b) Dẫn động cabin bằng puly ma sát c) Dẫn động ca bin bằng tang cuốn cáp

 Thang máy thuỷ lực (bằng xylanh - pittông):

Đặc điểm của loại này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ xylanh - pittông 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

Hình 2.2: 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

Hình 2.3: Thang máy thủy lực

a) Pittong đẩy trực tiếp từ đáy cabin b) Pittong đẩy trực tiếp từ phía sau cabin

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

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, vì buồng máy đặt ở tầng trệt

 Thang máy nén khí:

Về nguyên lý ta vẫn có thể sử dụng dòng khí tạo áp lực đẩy để nâng hạ cabin trong giếng thang Tuy nhiên phương pháp này rất ít được sử dụng

trong thực tế

c Theo vị trí đặt bộ tời kéo

 Đối với thang máy điện

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang (Hình 2.1) + Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dưới giếng thang (Hình 2.2)

+ Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì hệ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin

 Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt (Hình 2.3)

d Theo hệ thống vận hành

 Theo mức độ tự động:

+ 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

e Theo các thông số cơ bản

 Theo tốc độ di chuyển của cabin:

f Theo kết cấu các cụm cơ bản

 Theo kết cấu của bộ tời kéo:

+ Bộ tời kéo có hộp giảm tốc:

+ Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy có tốc độ cao ( >2,5 m/s)

+ Bộ tời kéo sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều

chỉnh vô cấp, động cơ cảm ứng tuyến tính ( LIM – Linear Induction Motor)

+ Bộ tời kéo có puly ma sát: khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ

ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát của puly và cáp Loại này đều phải có đối trọng

+ Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin + Đẩy từ phí đáy cabin thông qua các puly trung gian

 Theo hệ thống cửa cabin :

+ Phương pháp đóng mở cửa cabin :

- Đóng mở bằng tay: Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ngoài cửa mở và đóng cửa cabin và cửa tầng

- Đóng mở cửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng tay hoặc ngược lại

Cả hai loại này đều dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

- Đóng mở tự động: Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở đầu cabin Thời gian và tốc độ đóng mở có thể điều chỉnh được

+ Theo kết cấu của cửa:

- Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía

- Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh Hai loại này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người đi kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính ở giữa lùa về hai phía Đối với thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh

mở chính ở giữa lùa về hai phía (mỗi bên hai cánh)

Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt ở phía sau cabin

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở một bên, lùa về một phía

Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang máy chở bệnh nhân)

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía trên và dưới (thang máy chở thức ăn)

- Cánh cửa dạng (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên Loại này dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng

+ Theo số cửa cabin:

- Thang máy có một cửa

- Hai cửa đối xứng nhau

- Hai cửa vuông góc nhau

 Theo bộ hãm bảo hiểm cabin :

+ Hãm tức thời, loại này dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph + Hãm êm, loại này dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 0,75 m/s, và thang máy chở bệnh nhân

g Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang

 Đối trọng bố trí phía sau

 Đối trọng bố trí một bên

h Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

 Thang máy thẳng đứng: Là loại thang máy có cabin di chuyển theo

phương thẳng đứng, hầu hết các thang máy đang sử dụng thuộc loại này

 Thang máy nghiêng: Là loại thang máy có cabin di chuyển lệch một góc so với phương thẳng đứng

 Thang máy zigzag: Là loại thang máy có cabin di chuyển theo đường

zigzag

2.2 Kết cấu của thang máy

2.2.1 Trang thiết bị của thang máy

Mặc dù thang máy có nhiều kiểu đa dạng nhưng trang thiết bị chính của thang

máy gồm có: buồng thang, tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm điện từ và các thiết bị điều khiển

Tất cả các thiết bị của thang máy được bố trí trong giếng thang (khoảng không gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu của tầng 1), trong buồng máy (trên trần của tầng cao nhất) và hố giếng (dưới mức sàn tầng) Sơ đồ bố trí các thiết bị của một thang máy được biểu diễn trên hình 2.4

Hố giếng của thang máy là khoảng không gian từ mặt bằng sàn tầng 1 cho đến đáy giếng Nếu hố giếng có độ sâu hơn 2 mét thì phải làm thêm cửa

ra vào Để nâng- hạ buồng thang, người ta dùng động cơ Động cơ được nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp, buồng thang máy được nâng qua puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp thì giữa puli cuốn

Cabin được treo lên puli quấn cáp bằng kim loại (thường dùng 1 đến 4 sợi cáp) Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng và những con trượt dẫn hướng (con trượt là loại puli trượt có bọc cao

su bên ngoài)

Đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn hướng

S

1 Cabin

2 Con trượt dẫn hướng Cabin

3 Ray dẫn hướng Cabin

a Thiết bị lắp trong buồng máy

 Cơ cấu nâng:

Trong buồng máy lắp hệ thống tời nâng - hạ buồng thang (cơ cấu nâng) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng

Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận: bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp), hộp giảm tốc, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động Tất cả các bộ phận trên được lắp trên tấm đế bằng thép Trong thang máy thường dùng hai cơ cấu nâng: (hình 2.6)

- Cơ cấu nâng có hộp tốc độ (Hình 2.6 a)

- Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ (Hình 2.6b)

- Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao

Hình 2.6: Cơ cấu nâng

a) Cơ cấu nâng có hộp tốc độ; b) Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ

1 Động cơ truyền động; 2 Phanh hãm điện từ; 3 Hộp tốc độ; 4 Bộ phận kéo cáp

 Tủ điện: trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ

và rơle trung gian

 Puli dẫn hướng

 Bộ phận hạn chế tốc độ: làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm bằng

cáp liên động để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang

b Thiết bị lắp trong giếng thang máy

 Buồng thang:

Trong quá trình làm việc, buồng thang di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng Trên nóc buồng thang có lắp đặt thanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang Trong buồng thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện thoại liên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang mất điện Cung cấp điện cho buồng thang bằng dây cáp mềm

 Hệ thống cáp treo:

Là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang và đầu còn lại nối với đối trọng cùng với puli dẫn hướng

 Các bộ cảm biến vị trí:

Được lắp trong buồng thang dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng

buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng - hạ của thang máy

c Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy

Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc là hệ thống giảm xóc và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang và đối trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình xuống bị sự cố (không hoạt động)

2.2.2 Chức năng của một số bộ phận chính trong thang máy

a Cabin

Là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy, nó sẽ là nơi chứa hàng, chở người đến các tầng, do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra về kích thước, hình dáng, thẩm mỹ và các tiện nghi trong đó

Hoạt động của cabin là chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa trên đường trượt, là hệ thống hai dây dẫn hướng nằm trong mặt phẳng để đảm bảo chuyển động êm nhẹ, chính xác không dung dật trong cabin trong quá trình làm việc

Để đảm bảo cho cabin hoạt động đều cả trong quá trình lên và xuống, có tải hay không có tải người ta sử dụng một đối trọng có chuyển động tịnh tiến trên hai thanh khác đồng phẳng giống như cabin nhưng chuyển động ngược chiề với cabin do cáp được vắt qua puli kéo

Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của đối trọng đã được tính toán

tỷ lệ và kỹ lưỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện tượng trượt trên puli cabin, hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một cơ hệ phối hợp chuyển động nhịp nhàng do phần khác điều chỉnh đó là động cơ

b Động cơ

Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm quay puli kéo cabin lên xuống Động cơ được sử dụng trong thang máy là động cơ 3 pha rôto dây quấn hoặc rôto lồng sóc, vì chế độ làm việc của thang máy là ngắn hạn lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, mômen động cơ theo một dải nào đó cho đảm bảo yêu cầu về kinh tế và cảm giác của người đi thang máy Động cơ là một phần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ một hệ thống điện tử ở bộ xử lý trung tâm

c Phanh

Là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở các vị trí dừng tầng, khối tác động là hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tang

phanh gắn đồng trục với trục động cơ Hoạt động đóng mở của phanh được phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm việc của đông cơ

d Động cơ cửa

Là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra mômen mở cửa cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may một vật

gì đã hay người kẹp giữa cửa tầng đang đóng thì cửa sẽ mở tự động nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua bộ xử lý trung tâm

e Cửa

Gồm cửa cabin và cửa tầng, cửa cabin để khép kín cabin trong quá trình chuyển động không tạo ra cảm giác chóng mặt cho khách hàng và ngăn không cho rơi khỏi cabin bất cứ thứ gì Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn bộ giếng thang và các thiết bị trong đó Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời Bộ hạn chế tốc độ: là bộ phận an toàn khi vận tốc thay đổi do một nguyên nhân nào đã vượt quá vận tốc cho phép, bộ hạn chế tốc độ

sẽ bật cơ cấu khống chế cắt điều khiển động cơ và phanh làm việc

Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc, các chỉ thị số báo chiều chuyển động… được lắp đặt trong cabin để tạo ra cho khách hàng một cảm giác dễ chịu khi đi thang máy

1 - Puly ma s¸t

2 - C¸p n©ng 3- Cabin

4 - §èi träng

5 - C¸p ®iÖn Cabin

6 - XÝch c©n b»ng

Hình 2.7: Sơ đồ động của hệ thống

Trong các thang máy trở người, tời dẫn động thường được đặt trên cao và dùng Puly ma sát để dẫn động trong cabin và đối trọng Đối với thang máy có chiều cao nâng lớn trọng lượng cáp nâng tương đối lớn nên trong sơ đồ động người ta treo thêm các cáp hoặc xích cân bằng phía dưới cabin hoặc đối trọng Puly ma sát có các loại rãnh cáp tròn có xẻ dưới và rãnh hình thang Mỗi sợi cáp riêng biệt vắt qua một rãnh cáp, mỗi rãnh cáp thường từ 3 đến 5 rãnh

2.3 Các yêu cầu đối với thang máy

2.3.1 Yêu cầu chung với thang máy

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 chưã 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 cần 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, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tắc an toàn của cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hoả khi mất điện nguồn…

2.3.2 Yêu cầu về an toàn trong 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

a Một số thiết bị bảo hiểm cơ khí của thang máy

 Phanh bảo hiểm (phanh dù)

Phanh bảo hiểm giữ buồng thang tại chỗ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc

Phanh bảo hiểm thường được lắp phía dưới buồng thang, gọng kìm 2 trượt theo thanh hướng dẫn 1 khi tốc độ của buồng thang bình thường Nằm giữa hai cánh tay đòn của kìm có nêm 5 gắn với hệ truyển động bánh vít - trục vít 4 Hệ truyền động trục vít có hai loại ren : ren phải và ren trái

Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi tốc độ chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đai truyền 3 sẽ làm cho thang 4 quay và kìm 5 sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hướng và hạn chế tốc độ của buồng thang

 Bộ hạn chế tốc độ kiểu vòng cáp kín

Bộ hạn chế tốc độ được đặt ở đỉnh thang và được điều khiển bởi một vòng cáp kín truyền từ buồng thang qua puli của bộ điều tốc vòng xuống dưới một puli cố định ở đáy giếng thang Cáp này chuyển động với tốc độ bằng tốc độ của buồng thang và được liên kết với các thiết bị an toàn

Khi tốc độ của Cabin vượt quá

giá trị cực đại cho phép, thiết bị kéo cáp do bộ điều

tốc điều khiển sẽ giữ vòng cáp của bộ điều tốc, cáp

bị tác dụng của một lực kéo Lực này sẽ tác động vào

thiết bị an toàn cho buồng Thang như ngắt mạch

điện động cơ, đưa thiết bị chống rơi vào làm việc

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ hạn chế tốc độ được

minh hoạ trên hình 2.9

Cáp 2 treo vòng qua puli 1, puli 1 quay được là nhờ

chuyển động của cáp qua ròng rọc cố định 9 Ròng

Hình 2.8: Phanh bảo hiểm kiểu kìm

1 Thanh dẫn hướng; 2 Gọng kìm; 3 Dây cáp liên động cớ với bộ hạn chế tốc độ;

4 Tang – bánh vít; 5 Nêm

rọc này dẫn hướng cho cáp trường hợp cáp bị đứt hay bị trượt thì vận tốc Cabin tăng lên, puli 1 cũng quay nhanh lên vì dây cáp chuyển động cùng với Cabin

Đến một mức độ nào đó lực ly tâm sẽ làm văng quả văng 3 đập vào cam 4 Cam 4 tác động vào công tắc điện 10 làm cho động cơ dừng lại Mặt khác, cam 4 đẩy má phanh 6 kẹp chặt cáp lại Trong khi đã Cabin vẫn rơi xuống và cáp 2 sẽ kéo thanh đòn bẩy 8 (gắn vào Cabin) làm cho bộ chống rơi làm việc Tốc độ Cabin mà tại đó bộ điều tốc bắt đầu hoạt động gọi là tốc độ nhả Theo kinh nghiệm tốc nhả thường bằng 1/4 lần tốc độ vận hành bình thường của thang

 Cảm biến vị trí

Trong thang máy các bộ cảm biến vị trí dùng để:

- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng

- Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác

- Xác đinh vị trí của buồng thang

Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy thường dùng 3 loại cảm biến vị trí:

Hình 2.11: Cảm ứng vị trí kiểu cảm ứng

a) Cấu tạo của cảm biến; b) Sơ đồ nguyên lý

1 Mạch từ; 2 Cuộn dây; 3 Tấm sắt chữ U

Hình 2.10: Cảm biến kiểu cơ khí

1 Tấm cách điện; 2 Tiếp điểm tĩnh;

3 Tiếp điểm động; 4 Cần gạt;

5 Vòng đệm cao su

 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí: (hình 2.10)

(công tắc chuyển đổi tầng ):

Là loại công tắc ba vị trí, khi buồng thang di chuyển đi lên, do tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt lên làm cho cặp tiếp điểm 2 phía trên kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vấu gạt tay gạt đi xuống, cặp tiếp điểm 2 phía dưới kín, khi buồng thang ở gần vị trí mỗi tầng (phía trên hoặc dưới mỗi sàn tầng) thì tay gạt nằm vào giữa, cả hai tiếp điểm đều hở

Loại cảm biến này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, thực hiện đủ 3 chức năng của bộ cảm biến vị trí, nhưng nhược điểm là tuổi thọ không cao, đặc biệt

là đối với thang máy tốc độ cao, gây tiếng ồn và nhiễu cho các thiết bị vô tuyến

 Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng:

Đối với những thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ tin cậy trong quá trình làm việc Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ cao thường dùng bộ cảm biến không tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và kiểu điện quang

Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị số điện cảm L của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 2.11a) gồm mạch từ

1, cuộn dây 2 Khi mạch từ hở điện cảm của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, khi mạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U3 điện trở của cảm biến sẽ tăng đột biến do thành phần điện cảm L của cuộn dây tăng Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng được mô tả trên hình 2.11b

Bộ cảm biến có thể đấu nối tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơle

trung gian xoay chiều Khi mạch từ hở do điện trở của cảm biến rất nhỏ nên

rơle trung gian RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn RTr không tác động Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, tụ

C được đấu song song với cuộn dây của cảm biến Trị số điện dung C được chọn sao cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ cảm biến sẽ tạo được chế

độ cộng hưởng dòng Thông thường bộ cảm biến CB được lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động được lắp ở buồng thang

 Cảm biến vị trí kiểu quang điện:

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử

quang điện, như cấu tạo trên hình 2.14 gồm

khung gắn chữ U thường làm bằng vật liệu

không kim loại Trên khung cách điện gá lắp

hai phần tử quang điện đối diện nhau: một

phần tử phát quang (điôt phát quang ĐF) và

một phần tử thu quang(transisto quang)

Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến

không bị ảnh hưởng bởi độ sáng của môi

trường thường dùng phần tửphát quang và thu

quang hồng ngoại Thanh gạt 3 di chuyển giữa

khe hở của khung gá các phần tử quang điện

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu

quang điện (hình 2.12 b) Khi buồng thang

chưa đến đúng tầng, ánh sáng chưa bị che khuất, transisto TT thông, transisto T1 khoá và T2 thông, rơle trung gian RTr tác động, còn khi buồng thang đến đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr không tác động

 Các loại cảm biến không tiếp điểm

Hình 2.12: Cảm biến vị trí kiểu quang điện

Các bộ cảm biến không tiếp điểm có rất nhiều loại được ứng dụng trong rất nhiều hệ thống điều khiển, đo lường, điều khiển và bảo vệ Trong phần này sẽ mô tả một số phần tử cảm biến không tiếp điểm được sử dụng trong thực tế

b Công tắc vị trí kiểu cảm ứng:

Cấu tạo và đặc tuyến của công tắc chuyển đổi tầng dùng cảm biến vị trí kiểu cảm ứng có dạng như hình 2.13 Cấu tạo của nó bao gồm: mạch từ hở 2, cuộn dây 3 Khi mạch từ hở do điện kháng của cuộn dây bé, dòng xoay chiều qua cuộn dây tương đối lớn Khi thanh sắt động 1 làm kín mạch từ, từ thông sinh ra trong mạch từ tăng làm tăng điện cảm L của cuộn dây và dòng đi qua cuộn dây sẽ giảm xuống

Nếu đấu nối tiếp với cuộn dây của bộ cảm biến một rơle ta sẽ được một phần tử phi tiếp điểm dùng trong hệ thống điều khiển Tuỳ theo mục đích sử dụng có thể dùng nó làm công tắc chuyển đổi tầng, cảm biến dừng chính xác buồng thang hoặc cảm biến chỉ thị vị trí buồng thang

Hình 2.13: Cảm biến vị trí kiểu cảm

ứng

c Transistor quang:

Đây là loại Transistor loại PNP hoặc NPN Dưới tác dụng của ánh sáng

nó phát sinh một dòng điện tương ứng với lượng ánh sáng

Phần tử HALL:

Phần tử HALL là một chất bán dẫn Nếu dòng điện B+ được cung cấp một cách không đổi đến phần tử HALL và từ trường được đưa vào thẳng góc với chiều của dòng điện này thì điện áp sẽ được phát sinh thẳng góc với chiều dòng điện

thuận tiện, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực Bộ cảm biến hồng ngoại HN911L

là một linh kiện có chất lượng tốt có mạch điện ứng dụng như (hình 1.16)

Để nâng cao độ tin cậy trong quá trình hoạt động của thang máy, hệ thống

tự động khống chế truyền động điện thang máy đã dùng các phần tử phi tiếp điểm (phần tử lôgic) Việc ứng dụng các phần tử lôgic trong mạch điều khiển cho phép xây dựng một hệ thống điều khiển với số lượng phần tử là ít nhất

e Các tín hiệu bảo vệ và báo 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

Hình 2.16: Cảm biến hồng ngoại HN911L

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

ấn hãm khẩn cấp trong 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

buồng thang dừng và khi buồng thang đã dừng chính xác

tín hiệu báo sắp đóng cửa Cabin

2.3.3 Dừng chính xác buồng thang

Buồng thang của thang máy cần phải dừng 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 :

a 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

b 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 nút bấm để đạt đựơc độ chính xác khi dừng, nhưng sẽ dẫn đến các vấn đề không mong muốn sau:

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

Quá trình hãm buồng thang xảy ra như sau: Khi buồng thang đi đến gần sàn tầng, công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh cho hệ thống điều khiển động cơ

bị điều khiển), buồng

thang đi được quãng đường là :

2

"

2 0

c

F

v m S

Dấu (+) hoặc dấu (-) trong biểu thức (2-2) phụ thuộc vào chiều tác dụng

S'' còng có thể viết dưới dạng sau:

Trong đó :

0 - tốc độ quay của động cơ lúc bắt đầu phanh, [rad/s]

D - đường kính puli kéo cáp [m]

2

2

"

2 0 0

,

c

M i

D J t

v S S S

Sai số lớn nhất (độ dừng không chính xác lớn nhất) là :

 S  S2 S1

hình 2.17

Bảng 2-1 đưa ra các tham số của các hệ truyền động với độ không chính xác khi dừng s