Đồ án thang máy chở hàng

Thang máy có rất nhiều loại phục vụnhiều nhu cầu khác nhau, như thang máy gia đình, thang máy tải khách, tải hàng,thực phẩm, tải ô tô, thang máy quan sát, thang máy cuốn…Khảo sát khách h

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Thang máy là một dạng của máy nâng chuyển, được phổ biến trong các nhàcao tầng hiện nay Thang máy có quá trình phát triền lâu dài, từ cơ cấu kéo đơn sơ

từ thời xa xưa đến cơ cấu chấp hành và điều khiển hiện đại như ngày nay Việc vậnchuyển con người và vật dụng trên thang máy đã khẳng định sự hiệu quả so vớicầu thang bộ, ròng rọc kéo : Tốc độ cao, độ ổn định lớn, độ an toàn cao, khônggian tiết kiệm, gia thành đỡ tốn kém hơn với cầu thang bộ Tuy có rất nhiều ưuđiểm như vậy, song bên cạnh đó việc chế tạo thang máy phải đảm bạo độ an toànrất khắt khe, quá trình vận hành phải đảm bảo qua trình bảo trì, duy tu, bảo dưỡngđúng thời hạn và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Thang máy có rất nhiều loại phục vụnhiều nhu cầu khác nhau, như thang máy gia đình, thang máy tải khách, tải hàng,thực phẩm, tải ô tô, thang máy quan sát, thang máy cuốn…Khảo sát khách hàng ởcác khu đô thị, công sở,nhu cầu của khách hàng cần có một hệ thống thang máy tảikhách trong các nhà cao tầng có độ cao từ 4 tầng trờ lên, thang máy với yêu cầu tốc

độ nhanh, vận hành thông minh, đảm báo độ an toàn tối đa, không gian chiếm chổvừa phải

Để hoàn thành đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáoThạc si Phan Văn Dư, cùng tất cả bạn bè trong lớp giúp em hoàn thành đồ án này.Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp,không thể tránh nhiều thiếu sót trong bàilàm,em rất mong được sự giúp đỡ ,góp ý của các thầy cô để em hoàn thành bài tốthơn

Kính chúc thầy cô trong khoa Vật Lý và Công Nghệ luôn mạnh khỏe và thànhcông trong công việc giảng dạy!

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH YÊU CẦU CÔNG NGHÊ

1.1 Giới thiệu chung về thang máy

Ngày nay, có những hệ thống điều khiển tốc độ phức tạp ,sự phối hợp đóngngắt để điều khiển an toàn tốc độ cabin trong bất kỳ tình huống nào Nút nhấnđược tích hợp vào trong những bàn phím nhỏ gọn

1.1.2. Phân loại thang máy:

Có nhiều cách để chúng ta phân loại thang máy và cách phân loại thì tuỳ thuộc vàocác chức năng, thang máy có thể phân loại theo các nhóm sau:

- Phân loại theo chức năng : Như tải khách, tải hàng …

- Phân loại theo trọng tải : Trọng tải lớn, trọng tải vừa hay nhỏ

- Phân loại theo tốc độ di chuyển : Nhanh , chậm …

- Phân loại theo tính chất ki thuật

1 Loại thang thủy lực: Đây là loại thang truyền động nhờ piston đẩy qua hệ thốngbơm thủy lực.

- Ưu điểm:

• Tiết kiệm diện tích bố trí

• Không cần đào sâu giếng phía dưới vì chỉ cần pit=100mm

• Không cần xây nhô cao lên (Chiều cao tầng trên cùng tối thiểu 2450mm)

• Bền, an toàn, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp

• Tiết kiệm điện: Công suất tiêu thụ từ 1.1kw – 2.2kw

• Không cần hố pit, giếng thang hay phòng máy

• Lắp đặt trong vòng 1 hoặc 2 ngày

• Phù hợp cho các căn nhà mới hoặc nhà cần cải tạo lại vì thang máy chỉ cầnkhông gian nhỏ

• An toàn tuyệt đối trong trường hợp điện áp không ổn đình vì cabin tự động

di chuyển xuống tầng gần nhất và cửa sẽ mở để khách thoát ra ngoài

• Tiết kiệm chi phí lắp đặt

• Cấu trúc tự hỗ (Thang có thể dừng nghỉ ở bất kỳ tầng nào)

• Thân thiện với môi trường: Không tiêu tốn năng lượng trong quá trình thang

đi xuống, thay vào đó là nhờ trọng lực

• Thang hoàn toàn trong suốt giúp người đi thang bao quát được toàn cảnh bênngoài, thang không sử dụng cáp hay piston vốn hạn chế tầm quan sát rangoài

• Mạch điện trong cabin là 24V, giúp giảm nguy cơ bị va đập

• Bảo trì rất ít: Thang không yêu cầu dầu bôi trơn (Thông thường, chỉ cónhững đợt kiểm tra định kỳ 5 năm/lần hoặc 15000 thang cần thay thế lớpđệm kính không khí chính

• Khởi động và dừng tuyệt đối êm

- Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao, tải trọng hạn chế, số tầng hạn chế

3 Loại thang máy chuyển động bằng trục: Đây là loại thang chuyển động bằngtrục vít

- Ưu điểm:

• Nhỏ, gọn, không cần xây dựng giếng thang

• Chuyển động êm ái

• Giếng thang cần phải rộng, phải đào hố pit=500mm

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở hàng và chở người theo phương thẳngđứng Nó là một loại hình máy nâng chuyển được sử dụng trong các ngành sảnxuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xâydựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ Thang máy đã thay thế cho sức lực của conngười và kiểm định lại năng suất lao động cao Trong sinh hoạt dân dụng, thang

Thang máy đã trở thành một vấn đề quan trọng trong cạnh tranh xây dựng vàchiếm một chi phí tương đối lớn.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ THANG MÁY

2.1. Thiết kế thang máy:

2.1.1. Nội dung

Khi thiết kế ta tiến hành như sau:

Hình 2.1.1- Các nội dung chính trong thiết kế sản phẩm

Thông số ban đầu

-Trọng lượng chịu tải: 2000kg

-Số tầng 12

-Vận tốc thang máy: 1,3m/s

2.1.2. Thiết kế hình dáng tổng quan của thang máy.

Đề thiết kế hình dáng của thang máy, ta đi như sơ đồ sau:

Hình 2.1.2 - Quá trình lựa chọn hình dáng sản phẩm Kết hợp với nhóm những yếu tố trong lược đồ:

Hình 2.1.3 - Nhóm các yếu tố trong hệ thống thang máy

Ta có hình dáng thang máy như sau:

Hình 2.1.4 Sơ đồ bố trí thang máy

Hình 2.1.5 Sơ đồ nguyên lý

Vị trí cabin

Hình 2.1.6 Thang máy có đối trọng nằm sau cabin

2.2. Tính toán công suất và chọn động cơ

2.2.1. Đặc tính cơ của máy

Đặc tính cơ của máy sản xuất rất đa dạng và được biểu diễn bằng biểu thức tổng quát:

Mc : moment ứng với tốc độ ω

MC0 : moment ứng với tốc độ ω=0

Mđm : moment ứng với tốc độ định mức ωđm

Thang máy là cơ cấu nâng hạ theo phương thẳng đứng a=0 do đó biểu thức đặc tính cơ của thang máy : MC=Mđm=const

Hình 2.2.1 Đặc tính cơ của máyMômen cản thế năng (mômen cản tinh) của thang máy có đặc tính MC =const

và không phụ thuộc vào chiều quay

Được biểu diễn trên hình:

Hình 2.2.2 momen cản tinh

Mômen phản kháng luôn chống lại chiều quay như mômen ma sát

Hình 2.2.3 momen phản kháng

2.2.3 Trạng thái làm việc của truyền động điện:

Trong hệ truyền động điện, bao giờ cũng có quá trình biến đổi năng lượngđiện cơ Chính quá trình biến đổi này quyết định trạng thái làm việc của truyềnđộng điện

Dòng công suất điện Pđiện có giá trị dương nếu như có chiều quay từ nguồnđến động cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất cơ Pcơ = M.ωcấp cho máy sản xuất Công suất này có giá trị dương nếu như mômen động cơsinh ra có cùng chiều quay với tốc độ quay Nếu ngược lại, dòng công suất điện cógiá trị âm, nếu nó có chiều từ động cơ đi về nguồn

Công suất cơ có giá trị âm khi nó truyền từ máy sản xuất về động cơ vàmômen động cơ sinh ra ngược chiều với tốc độ quay

Mômen của máy sản xuất được gọi là mômen phụ tải hay mômen cản MC Nócũng được định nghia dấu âm và dấu dương ngược lại với dấu mômen của độngcơ

Phương trình cân bằng công suất của hệ truyền động:

Pđ = PC + ΔP

Trong đó:

Pđ : công suất điện

PC : công suất cơ

ΔP : tổn thất công suất

Tùy thuộc vào biến đổi năng lượng trong hệ mà ta có trạng thái hãm được

mô tả trên hình:

Hình 2.2.3 Trạng thái hãm

Trạng thái động cơ bao gồm chế độ có tải và không tải

Trạng thái hãm bao gồm :

- Hãm tái sinh Pđiện < 0, Pcơ < 0, cơ năng biến thành điện năng trả về lưới

- Hãm ngược Pđiện > 0, Pcơ < 0, điện năng và cơ năng trở thành tổn thất ΔP

- Hãm động năng Pđiện = 0, Pcơ < 0, cơ năng biến thành công suất tổn thấtΔP

2.2.4 Quy đổi momen cản, lực cản và moment quán tính

Trong mỗi một cơ cấu truyền động đều có các đại lượng: ω, M, v, F vàmômen quán tính J Để thuận tiện cho tính toán người ta thường tính quy đổi tất cảcác đại lượng về trục động cơ nhưng phải theo nguyên tắc là đảm bảo năng lượngcủa hệ trước và sau quy đổi không thay đổi

Hình 2.2.4.1 biểu diễn mooomen cản,momen quán tính

2.2.5 Đặc tính cơ của động cơ:

Động cơ không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp Do cónhững đặc tính phù hợp, tính ổn định, độ bền và giá thành khá rẽ

- Giá thành rẻ hơn nhiều so với động cơ một chiều hay động cơ đồng bộ cùngcông suất

- Hệ truyền động có thể đáp ứng tốt những chỉ tiêu ki thuật

- Động cơ không đồng bộ có cấu trúc đơn giản, đặc biệt là động cơ khôngđồng bộ Rôto lồng sóc dễ chế tạo, bảo dưỡng, sữa chữa

- Sử dụng được điện xoay chiều từ lưới

- Dải điều chỉnh chưa lớn.

- Khả năng điều chỉnh vô cấp tốc độ thấp Để đạt được yêu cầu cao cần có đầu

tư lớn

- Khả năng tự động hóa kém

2.2.6 Tính toán công suất

Phụ tải của thang máy chủ yếu do tải trọng quyết định, vì thang máy có đốitrọng nên trong tính toán ta phải lưu ý đến trọng lượng của đối trọng và trọnglượng của cơ cấu nâng Để xác định phụ tải một cách chính xác và khoa học ta cầnphải xây dựng sơ đồ động học của hệ thống truyền động thang máy, từ sơ đồ độnghọc ta phân tích các quá trình nâng hạ ở chế độ định mức và ở chế độ khi không tải

để tính toán các thông số kỹ thuật liên quan

Cơ cấu truyền động thang máy có hộp điều tốc nên trong tính toán ta phải tínhđến tỉ số truyền vì tỉ số này có ảnh hưởng rất nhiều đến mômen nâng hạ của động

cơ truyền động và tốc độ di chuyển của buồng thang

Trạng thái làm việc của truyền động phụ thuộc vào mômen quay do động cơsinh ra và mômen cản tinh do phụ tải quyết định Mỗi mômen trên đều có thể làmômen gây chuyển động hoặc mômen hãm, như vậy rõ ràng là động học củatruyền động được xác định bởi mômen tổng của 2 mômen trên

Để xác định phụ tải tinh, giả sử rằng thang máy trong quá trình đi lên mangtải định mức và tải không thay đổi trong suốt quá trình Đây là trường hợp nângnặng nề nhất Và khi hạ thang máy cũng mang tải định mức

Công suất tinh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng:

3

bt c

G G v g

η

− +

=

Trong đó:

Gbt: khối lượng buồng thang(kg)

G : Khối lượng hang hóa (kg)

v : tốc độ nâng (m/s)

η : hiệu suất của cơ cấu nâng (0,5 > 0,8), chọn n= 0,8

 Theo số liệu đã cho:

Gbt =1200(kg)

G = 2000(kg)

v = 1,3(m/s)

3(1200 2000).9,8.10

39.2( )0.8

c

−+

Vì thang máy có đối trọng, nên tính toán đối trọng phù hợp là cần thiết Tuynhiên trong thực tế đối trọng có thể được thay đổi trong quá trình hiệu chỉnh chạythử thang máy Vì vậy, việc tính đối trọng sau đây cần thiết cho tính chọn thiết bị.Khối lượng của đối trọng:

( )

đt bt

G =G + αG kg

Trong đó:

Gđt : khối lượng đối trọng (kg)

a : hệ số cân bằng (0,3 - 0,6), đối với thang máy ta chọn

a = 0,5

Gđt= 1200 + 0,5.2000 = 2200 (kg)

Công suất tinh của động cơ khi nâng tải có đối trọng:

3 1

Pcn : công suất tinh của động cơ khi nâng tải có đối trọng Pch : công

suất tinh của động cơ khi hạ tải có đối trọng

k : hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn huớng và đối trọng (1,15 - 1,3),

3 1

Tỉ số truyền i của hộp điều tốc:

2 Rn

i vu

π

Thời gian làm việc của thang máy:

tlv=h/v=48/1=48(s)Thời gian toàn bộ một chu kì làm việc của thang máy có thể tính theo năng suất vàtải trọng định mức:

t1 : thời gian ra, chọn t1 = 4(s)

t2 : thời gian vào, chọn t2 = 4(s)

t3 : thời gian đóng mở cửa buồng thang, chọn t3 = 4(s)

Mômen tương ứng với lực kéo:

Mômen nâng tải:

7941, 2.0, 4

100.31( ) 39,58.0,8

Công suất động cơ

Công suất động cơ khi nâng tải tốc độ nhanh

3 7941, 2.10

Chọn động cơ

Động cơ điện 3 pha dây cuốn YZR200L-8 (15kW)

2.3 Tính chọn trang thiết bi

2.3.1. Tính cho tiết diện cáp động học

Để chọn tiết diện cáp động lực cho động cơ truyền động ta cần chú ý:

• Nếu chọn dây có tiết diện lớn quá thì vốn đầu tư cao, nhưng điện dẫn xuấtlớn, điện trở nhỏ

• Nếu chọn tiết diện dây nhỏ vốn đầu tư ít, nhưng nếu nhỏ hơn dẫn đến cáp bịquá tải gây chập cháy giữa các pha trong cáp

Vì vậy ta phải dựa vào các thông số kỹ thuật đã tính toán để chọn cáp sao chophải đảm bảo chỉ tiêu ki thuật, nhưng vẫn hợp lí về yêu cầu kinh tế

Chọn loại cáp 3 pha 3 sợi có lõi bằng đồng, vỏ nhựa bọc từng sợi và vỏ cao subọc bên ngoài cả cáp

Tính tiết diện dây 1 sợi theo công thức

tb tt kt

I S J

=

Trong đó:

Itb: dòng điện làm việc định mức

Jkt: tra bảng chỉ tiêu kinh tế

2, 2

tb tt kt

I

J

Ta chọn tiết diện theo tiêu chuẩn S = 16 (mm2)

Đường kính dây tính toán:

Chính vì vậy phanh hãm là một bộ phận không thể thiếu được trong hệ truyềnđộng khống chế thang máy Trong thiết kế thang máy thường sử dụng phanh hãmđiện từ nguồn cung cấp trực tiếp với lưới điện xoay chiều

Phanh hãm thường có 3 loại:

• Phanh guốc

• Phanh đia

• Phanh đại

Nguyên lí hoạt động của phanh nói trên cơ bản giống nhau Khi động cơ của

cơ cấu nâng hạ được đóng vào lưới điện, thì đồng thời cuộn dây của nam châmcũng mất điện, ngay lúc này lực căng của lò xo sẽ ép chặt má phanh vào trụcđộng cơ kịp thời hãm dừng động cơ

Phanh hãm điện từ thường được chế tạo theo 2 kiểu: hành trình phản ứng dài(hàng chục mm) và hành trình phần ứng ngắn (vài mm) Loại phanh hành trìnhdài yêu cầu lực hút nhỏ nhưng kết cấu cồng kềnh và phức tạp

Thực tế thường dùng phanh hãm hμnh trình ngắn

Khi chọn thông số phanh cần chú ý đến 3 thông số cơ bản:

• Điện áp làm việc

• Hệ số tiếp điện tương đối

• Độ dài hành trình phần ứng

+Tính toán và lựa chọn phanh hãm cho thang máy

Lực tác dụng lên trục động cơ khi phanh phụ thuộc vào vị trí số mômen của

cơ cấu phanh và chế độ làm việc của cơ cấu nâng hạ buồng thang:

Mph = k.MchTrong đó:

Mph : mômen của cơ cấu phanh

k : hệ số dự trữ tùy thuộc vào chế độ làm việc

Mch : mômen cản tinh khi hạ tải với tải định mức

+ Tính chọn nam châm điện của cơ cấu phanh

Lực cần thiết đặt lên má phanh (lực hướng tâm) được tính :

Việc chọn aptomat dựa vào các thông số sau:

Dòng điện tính toán trong mạch

- Dòng điện quá tải.

- Tính thao tác có chọn lọc

Ngoài việc lựa chọn còn phải căn cứ vào đặc tính làm việc của phụ tải,aptomat không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn th-ờng xảy ra trong điều kiệnlàm việc bình thường như dòng khởi động của động cơ

Yêu cầu chung là dòng điện định mức của giới hạn bảo vệ không đ-ợc bé hơndòng điện tính toán (Iap > Itt), tùy theo đặc tính và điều kiện làm việc cụ thể củaphụ tải, chọn dòng điện của giới hạn bảo vệ là 125%-150% so với Itt của mạch.Iđm của động cơ = 30,4(A) Vậy việc chọn aptomat bảo vệ mạch với tải chủyếu là động cơ nâng hạ làm việc ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại

Vậy chọn aptomat có các thông số sau: 500V – 50Hz – 35A

2.3.4. Chọn khởi động từ

 Yêu cầu:

- Tiếp điểm phải có độ bền chịu mài mòn cao

- Khả năng đóng cắt cao

- Thao tác đóng cắt dứt khoát

- Tiêu thụ năng lượng ít

- Bảo vệ tin cậy động cơ khỏi bị quá tải lâu dài (có rơle nhiệt đi kèm)

- Chọn: Ikđt= (1,5 -1,7)Iđm

Chọn

Hình 2.3.4 Mạch điều khiển đảo chiều quay của động cơ không đồng bộ

rôto lồng sóc bằng khởi động từ kép có rơle nhiệtTrong đó:

• U và D : là hai khởi động từ thuận và nghịch

• RN : rơle nhiệt

• Đ : động cơ

• AT : aptomat đóng mở mạch

• Stop : nút dừng

• Run : nút chạy thuận ngịch

Lựa chọn khởi động từ:

+ Công suất và điện áp của động cơ khi làm việc

+ Ikđt= (1,5 -1,7)Iđm

Vậy chọn 4 khởi động từ có các thông số sau: 110V – 50A (điện áp và dòng điệnqua tiếp điểm chính)

2.3.5. Hệ thống an toàn

Để đảm bảo cho thang máy hoạt động an toàn trong phạm vi cho phép, trongmạch phải có các công tắc hạn chế hành trình của cabin và chống quá tải

Trong thiết kế cabin chuyển động cơ từ sàn tầng 1 đến tầng 10 là hết hànhtrình Để đảm bảo cho chuyển động của cabin không vượt quá hành trình khi đi lên(đội tầng) và chuyển động qua tầng cuối cùng (tụt tầng), trong mạch phải có côngtắc hành trình hạn trên (TOP) chống đội tầng và công tắc hạn dưới (BOT) chốngtụt tầng Hai công tắc trên phải có tiếp điểm thường đóng Khi cabin chuyển độngquá hành trình thì các tiếp điểm thường đóng của công tắc hành trình TOP hoặc

BOT được tác động mở ra cắt mạch điều khiển và mạch động lực ra khỏi nguồn,động cơ dừng, đồng thời các phanh tác động hãm động cơ và cabin.

Nếu thang máy chở quá tải sẽ gây ra hư hỏng động cơ và các thiết bị trong cơcấu nâng hạ Để tránh quá tải thì sàn dưới cabin có lắp những công tắc hạn chế quátải và rơle chống quá tải OLD có tiếp điểm thường đóng Khi xảy ra quá tải thìcông tắc này sẽ hoạt động cấp điện cho rơle OLD làm cho điểm OLD mở, làm hởmạch, người vận hành sẽ không điều khiển được quá trình chuyển động của cabin,đồng thời lúc này chuông báo quá tải sẽ phát tín hiệu để người vận hành biết.Thang máy chuyển động suốt dọc giếng thang ở độ cao rất lớn Để tránh tìnhtrạng xảy ra tai nạn cho người khi cabin đang chuyển động thì ở cabin và ở các cửatầng phải đặt các công tắc hành trình cửa Khi cửa cabin và các cửa tầng đều đónghết thì phải đặt các tiếp điểm của các công tắc hành trình để đóng mạch điều khiển.Nếu một trong các cửa tầng hay cabin còn mở thì sẽ làm hở mạch điều khiển, lúcnày thang máy sẽ không hoạt động

2.3.6. Chọn loại biến tần

Các bộ biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều này thành dòngđiện xoay chiều ở tần số khác Có 2 loại biến tần chính là biến tần trực tiếp (biến

tần phụ thuộc) và biến tần gián tiếp (biến tần độc lập)

Biến đổi thẳng dòng điện xoay chiều tần số f1 thành f2 (bộ chỉnh lưu điềukhiển pha đảo chiều), không qua khâu chỉnh lưu nên có hiệu suất cao, tuy nhiênviệc thay đổi tần số ra phức tạp và phụ thuộc vào tần số vào f1

 Ưu điểm

- Mạch chỉ cần dùng van Thyristor thông thường, quá trình chuyển mạch theo điện áp lưới

- Bộ biến tần không sử dụng khâu trung gian một chiều nên hiệu suất rất cao

- Có khả năng làm việc ở tần số thấp thậm chí ngay cả khi có sự cố

- Thường sử dụng cho dải công suất rất lớn đến vài chục MW

 Nhược điểm.

- Sử dụng nhiều van bán dẫn làm cho mạch điều khiển rất phức tạp

- Hệ số công suất thấp

Dòng điện xoay chiều đầu vào tần số f1 được chỉnh lưu thành dòng điệnmột chiều (tần số f=0), lọc rồi được biến đổi thành dòng điện xoay chiều tần sốf2 Biến tần gián tiếp có 2 loại là: Biến tần nguồn dòng và Biến tần nguồn áp.Hai loại này được phân biệt dựa vào khâu trung gian một chiều

- Có khả năng trả năng lượng về lưới

- Không sợ chế độ ngắn mạch vì dòng điện một chiều được giữ không đổi

Hình 2.6 Biến tần nguồn dòng

Nh ư ợc điểm:

- Hiệu suất kém ở dải công suất nhỏ

- Cồng kềnh vì có cuộn kháng

- Hệ số công suất thấp và phụ thuộc vào phụ tải nhất là khi tải nhỏ

Do đó, ứng dụng thang máy với tải chỉ vào khoảng 4kW thì biến tần nguồndòng là không phù hợp

- Phù hợp với tải nhỏ, dưới 30kW.

- Hệ số công suất của mạch lớn (≈1)

- Hình dạng và biên độ điện áp ra không phụ thuộc tải, dòng điện cho tải quy định

- Có thể áp dụng kỹ thuật PWM để giảm tổn hao do sóng hài bậc cao, khử đập mạch momen

Hình 2.7 Biến tần nguồn áp Nh

ư ợc điể m :

- Không trả được năng lượng về lưới Nếu muốn trả năng lượng về lướiphải mắc thêm một khâu chỉnh lưu mắc song song ngược với khâu chỉnh lưu banđầu hoặc dùng chỉnh lưu PWM hay biến tần 4 góc phần tư Trong phạm vi đồ ánnày sẽ không trả năng lượng về lưới trong quá trình hãm tái sinh mà dùng điện trởhãm

Từ các phân tích trên, ta lựa chọn biến tần nguồn áp chỉnh lưu diode và cóđiện trở hãm

Từ những yêu cầu của thang máy và các thông số linh kiện đã tính toán ở trên em chọn biến tần siemens MM440 6SE6440 – 2UD24 – 0BA1

biến tần siemens MM440 6SE6440–2UD24 – 0BA1 –4KW 380V–480V

Sơ đồ đấu dây chuẩn biến tần

2.4 Chọn phương pháp điều khiển biến tần.

- Điều khiển vô hướng(V/f)

Mong muốn giữ cho từ thông stato Ψs không đổi (V/f = const) trong suốtquá trình điều chỉnh Khi điều khiển tần số, nếu giữ từ thông khe hở không đổithì động cơ sẽ được sử dụng hiệu quả nhất (khả năng sinh momen lớn nhất)

Hình 2.4.1 Cấu trúc điều khiển vô hướng hệ biến tần-động cơ không động bộ xc 3 pha

Hình 2.4.2 Sơ đồ cấu trúc biến đổi tọa độ động cơ không đồng bộ

Trong đó:

3/2: biến đổi abc/alpha-betaVR: Biến đổi quay đồng bộΦ: Góc giữa trục M và góc α (Trục A) Động cơ không đồng bộ qua biến đổi tọa độ có thể tương đương với động cơmột chiều, như vậy theo phương pháp điều khiển động cơ một chiều, tìm ra lượngđiều khiển động cơ một chiều, qua phép biến đổi ngược tọa độ có thể điều khiểnđộng cơ không đồng bộ

Hình 2.4.3 Cấu trục điều khiển FOC của hệ biến tần-động cơ không đồng bộ 3

pha Nh

ư ợc điểm:

-Rất nhạy với sự biến thiên thông số của động cơ, nhất là điện trở roto có thểthay đổi đến 50% giá trị chuẩn do sự thay đổi nhiệt độ và hiệu ứng mặt ngoài.Phải thực hiện nhiều phép quay trục tọa độ nên tính toán phức tạp, tốc độ khôngcao

- Phương pháp DTC

Dựa trên tác động trực tiếp của các vecto điện áp lên vectơ từ thông móc vòngstato Thay đổi trạng thái của vectơ từ thông móc vòng stato dẫn đến thay đổitrực tiếp momen điện từ của động cơ (gián tiếp điều khiển tốc độ động cơ) Cácvectơ điện áp được chọn lựa dựa trên sai lệch của từ thông stato và momen điện

từ với các giá trị đặt Tùy thuộc vào sai lệch này, một vectơ điện áp tối ưu để điềuchỉnh các đại lượng về đúng giá trị đặt

Hình 2.4.4 Cấu trúc điều khiển DTC

- Mô hình ước lượng chỉ phụ thuộc vào tham số là điện trở dây quấn stato

là tham số dễ dàng nhận dạng được sự biến thiên theo nhiệt độ

- Momen động cơ phát huy nhanh ( gấp 4 – 5 lần so với điều khiển FOC)

- Xuất hiện xung momen nên hệ làm việc ở vùng tốc độ thấp khó ổn định

- Không kiểm soát được dòng điện

- Từ các phân tích trên, do yêu cầu công nghệ của thang máy không đòi hỏi đáp ứng momen cực nhanh và cần ổn định tốc độ ở tốc độ thấp khi đến tầng, do đó có thể lựa chọn điều khiển biến tần thang máy bằng phương pháp tựa từ thông roto (FOC)

- Vậy phương án truyền động được lựa chọn là: Hệ truyền động động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc - biến tần nguồn áp dùng