BCTT Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy

Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phò

Chương I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy

I Giới thiệu thang máy

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phương thẳng

đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.Thang máy và máy nâng đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện kim,công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy

và máy nâng đợc sử dụng để vận chuyển hàng hoá,sản phẩm,đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau…Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể của thang máy được giới thiệu tại hình 1

Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy

Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đợc lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh viện….Hệ thống thang máy đã giúp con ngời tiết kiệm được nhiều thời gian và sức lực…

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải đợc 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 công trình chiếm khoảng 6% đến 7% làhợp lý

ở Việt Nam trớc đây thang máy chủ yếu đợc sử dụng trong các ngành công nghiệp để chở hàng hoá và ítđược phổ biến.Nhng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân ngày càng nâng cao,việc sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên

Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào lợng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách.Nh thang máy lắp đặt trong nhà hành chính,buổi sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ

đi theo chiều xuống nhiều

Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên quan trực tiếp đến tàisản và tính mạng con ngời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống 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 kỹ thuật an toàn đợc quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm

Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng

mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: 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 cửa cabin,khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện…

Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật mà còn phải xem xét cả các yếu tố kinh tế Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng cũng nh rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu t cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thang…Nh vậy điều kiện thuận lợi cho hành khách

và vốn đầu t luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang máy chính là quá trình xácđịnh số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải ,tốc độ định mức,phương pháp điều khiển…),các kích thớc cơ bản của thang và vị trí đặt thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu

và tốc độ định mức lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn

II Phân loại thang máy

Tuỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳthuộc vào các tính chất.ví dụ như phân loại theo hệ dẫn động cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thốngvận hành,theo công dụng….dới đây là một số phân loại:

1 Phân loại theo chức năng

+ Thang máy chở ngưi

Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối u là a<

2m/s2

• Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn,đòi hỏi vậnhành êm,an toàn và có tính mỹ thuật…

• Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối u về độ êm khi dịch

chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện

• Thang máy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng được các điều đợc các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động của môI trường làm việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gianlàm việc,sự ăn mòn…

• Thang máy tốc độ cao:v =2,5 ữ 4 m/s Thường dùng cho các nhà có số tầng mt >16 tầng

• Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s Thường dùng trong các toà tháp cao tầng

3 Phân loại theo tải trọng

• Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong thư viện,trong các nhà hàng ăn uống

để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

• Thang máy loại trung bình : Q = 500 ữ 1000 Kg

• Thang máy loại lớn : Q = 1000 ữ 1600 kg

• Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg

4 Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời

Đối với thang máy điện

Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang

Thang máy có bộ tời kéo đặt dới giếng thang

đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin

Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt

5 Theo hệ thống vận hành.

a) Theo mức dò tự động :

+ loại nửa tự động + loại tự

động ;

b ) theo tổ hợp điều khiển :

+ điều khiển đơn ;

+ điều khiển kép ;

+ điều khiển theo nhóm ;

c ) theo vị trí điều khiển :

+ điều khiển trong cabin ;

+ điều khiển ngoài cabin ;

+ điều khiển cả trong và ngoài cabin ;

III Trang thiết bị cơ khí của thang máy

1 Tổng thể cơ khí thang máy

Các 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 khác

Tất cả các thiết bị của thang máy đợc trong giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dới mức sàn tầng 1) Bố trí cá thiết bị của một thang máy đợc biểu diễn trên hình 1.2

Các thiết bị thang gồm có : 1 Động cơ điện ; 2 Puli ; 3 Cáp treo; 4 Bộ hạn chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; 6 Thanh dẫn hớng ;7 Hệ thống đối trọng ; 8 Trụ cố định ; 9 Puli dẫn hướng ; 10 cáp liên động ; 11 Cáp cấp điện ; 12 Động cơ đóng mở cửa buồng thang

2 Thiết bị lắp đặt trong buồng máy

+ Cơ cấu nâng

Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1 ( trên hình 1.2) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng

Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp ), hộp giảm tốc

độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động Tất cả các bộ phận trên đợc lắp đặt trên tấm đế bằng thép.Trong thang máy thờng dùng hai cơ cấu nâng ( hình 1.3) :

- cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a)

- cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b)

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

+ Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung gian

+ Puli dẫn hướng 2 (hình 1.2)

Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang.

+ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm bằng cáp liên động

10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang

3 Thiết bị lắp trong giếng thang máy

+ Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển trong giếng thangmáy dọc theo các thanh dẫn hớng 6 (hình 1.2) Trên nóc buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơtruyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 (hình 1.2) Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điềukhiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điệnthoại lên lạc với bên ngoài trong trờng hợp thang máy mất điện Cung cấp điện cho buồng thang bằng dâycáp mềm 11 (hình 1.2)

+ Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hớng

+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động

cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng – hạ của thang máy

4 Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy

Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống giảm xóc dùng lò xo

và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối trọng xuống sàn của giếng thang máy trongtrường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động)

Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang

5 Các thiết bị cố định trong giếng thang

5.1 Ray dẫn hớng

Ray dẫn hớng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọctheo giếng thang Ray dẫn hớng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng tronggiếng thang và không bị dịch chuyển theo phướng nằm ngang trong quá trình chuyển động Ngoài ra ray dẫn hướng còn phải đủ cứng vững để trọng lượng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hướng cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp bị đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép)

5.2 Giảm chấn

Giảm chấn được lắp đặt dới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trờng hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dới vợt quá bị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dới phù hợp cho ngời có trách nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa

6 Cabin và các thiết bị liên quan

Cabin là bộ phận mang tải của thang máy.Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng

bộ phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần:kết cấu chịu lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và

bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa….Ngoài ra,cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.

6.1 Khung cabin

Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực lớn Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức

6.2 Ngàm dẫn hớng

Ngàm dẫn hớng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng

và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong giếng thang không vợt quá giá trị cho phép

Có hai loại ngàm dẫn hướng : ngàm trợt(bạc trợt) và ngàm con lăn

6.3 Hệ thống treo ca bin

Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau.Trong tưrờng hợp ngược lại ,sợi cáp chịu lực cănglớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trợt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có sợi chùng sợi căng nên các rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều.Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn.Khi đó thang chỉ có thể hoạt động đợc khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau.Hệ thống treo cabin đợc lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin

6.4 Buồng cabin

Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin.Các phần này có liên kếtvới nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin phải đảm bảo đợc các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng nh mặt mỹ thuật

6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hởng lớn đến chất lượng, năng suất của thang máy.hệ thống cửa cabin và cửa tầng được thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động cơ mở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với cửa tầng làm cho cửa tầng cũng đợc mở ra.Tương tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác

7 Hệ thống cân bằng trong thang máy

Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lượng của cabin và tải trọng nâng.Việc chọn sơ đồ động học và

trọng lượng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn đến mômen tải trọng và công suất động

cơ của cơ cấu dẫn động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát

7.1 Đối trọng

Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang máy.Đối với thang máy cóchiều cao nâng không lớn, ngời ta chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng của cabin và một phần tải trọng nâng ,cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên ngời ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động

7.2 Xích và cáp cân bằng

Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có giá trị trên 0,1 Q thì người ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tương đối ổn định trên puly ma sát Xích cân bằng thờng được dùng cho thang máy có tốc độ dới 1,4 m/s Đối với thang máy có tốc độ cao, ngời ta thờng dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng cáp cân bằng để không bị xoắn Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện an toàn để ngắtmạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng

n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu chuẩn, tuỳ thuộc vàotốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng

7.4 Bộ kéo tời

Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo được đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phíadới hoặc nằm ở cạnh giếng thang Bộ tời kéo dẫn động điện gồm có hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc Đối với thang máy có tốc độ lớn ngời ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc

8 Thiết bị an toàn cơ khí

Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành kháchtrong trờng hợp xảy ra sự cố nh :đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giátrị cho phép Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm có:

8.1 Phanh hãm điện từ :

Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống như phanh hãm điện từ dùng trong các cơ cấu của cầu trục.

8.2 Phanh bảo hiểm :

( có một số tên gọi khác như : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp) Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách

ép vào hai thanh dẫn hướng trong trờng hợp bị đứt cáp treo Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại :

-Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp

-Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm - Phanh bảo hiểm

kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp

Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trợt dọc theo hai thanh dẫn hớng 1.Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ thống truyền lực trực vít và tang -bánh vít 4 Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren : bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren

trái Khi tốc độ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa

nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trợt bình thường dọc theo thanh

dẫn hướng 1 Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép,

Hình 1.4 Phanh hãm bảo hiểm kiểu kìm1.thanh dẫn hướng; 2 gọng kìm; 3 dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc đô ;

4 tang – bánh vít ; 5 Nêm

tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình , làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di chuyển của buồng thang và trong trường hợp

bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai thanh dẫn hướng

9 Cảm biến vị trí

Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận 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 của buồng thang

- Xác định vị trí của buồng thang

Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy và máy nâng thờng dùng ba loại

cảm biến vị trí :+ Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công tắc chuyển đổi tầng)

Hình 1.5 Cảm biến vị trí 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 là một loại công tắc ba vị trí Khi buồng thang di chuyển đi lên, dới tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang bên phải, cặp tiếp điểm 2 bên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí tay gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở

Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm biến vị trí

Nhợc điểm :

- Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao

- Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến

+ Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6)

Hình 1.6 Cảm biến vị trí kiểu cảm ứnga)Cấu tạo của cảm biến ;b) Sơ đồ nguyên tố của bộ cảm biến.

1 Mạch từ ; 2 Cuộn dây ; 3 Tấm sắt chữ TSĐối với thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ tin cậy trong quátrình làm việc Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ cao thờng dùng các bộ cảm biếnkhông tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và kiểu quang điện

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 1.6a) gồm mạch điện từ 1, cuộn dây 2 Khimạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị che kín bằngthanh thép chữ U (3), điện trở 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 giới thiệu trên hình 3.31a Bộ cảm biến cóthể đấu nối trực 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, rơle trung gian RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảmbiến rất lớn rơle trung gian RTr không tác động Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, đấu

tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm biến Trị số điện dung của tụ C đợc lựa chọn sao cho khi thanhsắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sẽ tạo đợc chế độ cộng hởng dòng Thông thường bộ cảm biến

CB đươc lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động lắp ở buồng thang

+ Cảm biến vị trí kiểu quang điện

( hình 7)

Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu quang điện

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử

quang điện, cấu tạo của nó đợc giới thiệu trên

hình 1.7a Cấu tạo của nó gồm khung giá chữ U

(thờng làm bằng vật liệu không kim loại) Trên

khung cách điện gá lắp hai phần tử quang điện 2

đối

diện nhâu : một phần tử phát quang (điôt phát

quang ĐF) và một phần tử thu quang ( transito

quang) Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến

không bị ảnh hưởng độ sáng của môi trờng

thờng dùng phần tử phát quang và thu quang

hang ngoại Thanh gạt 3 di chuyển giữa khe hở

của khung gá các phần tử quang diện

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b

Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện nh sau: khi buồng thang cha đến đúng tầng,ánh sáng cha bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1 khoá và transito T2 thông, rơle trung gianRTr 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

IV Hệ thống mạch điện của thang máy

1 Mạch động lực :

là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở,đảo chiều cơ cấu dẫn động và phanh của

bộ tời kéo Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh đợc êm dịu và dừng cabin chính xác

2 Mạch điều khiển :

Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy,Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ:lu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự u tiên nào đó,sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận thờng xuyên vị trí cabin

và hớng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn

3 Mạch tín hiệu :

là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã thống nhất hoá để báo hiệu

trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin

4 Mạch chiếu sáng:

là hệ thống đèn chiếu sáng cho cabin,buồng máy và hố thang

5 Mạch an toàn :

là hệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho ngời , hàng hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế tải trọng nâng,các công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ le…Mạch an toàn ngắt tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt động đợc trong các trường hợp sau:

- mất điện,mất pha, đảo pha, mất đờng tiếp đất…

- quá tải

- cabin vợt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình

- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vợt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và bộ hãm bảo hiểm làm việc)

- một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép

- cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng cha đóng hẳn

Chương II: xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình

điều khiển thang máy

I Phương pháp mô tả mạch trình tự

Có nhiều phương pháp mô tả thường đợc dùng trong phân tích và tổng hợp mạc trình tự.Đó là các phương pháp bảng chuyển trạng thái,phương pháp đồ hình trạng thái (đồ hình Mealy và đồ hình Moore), phương pháp lu đồ nhng ta chỉ xét phương pháp bảng chuyển trạng thái là đơn giản và dễ xét nhất với phương pháp này thì các trạng thái đầu ra của ta sẽ đợc tổ hợp bởi các trạng thái đầu vào.Sau đây là nội dung của phương pháp bảng chuyển trạng thái

Phương pháp này mô tả quá trình chuyển đổi trạng thái dưới hình thức bảng

Trong bảng hình 1 dới bao gồm:

- Các cột của bảng ghi các biến vào và các biến ra.Các tín hiệu vào là các tín hiệu điều khiển(α ,β ,γ …) có thể là tín hiệu điều khiển của ngời vận hành ,của thiết bị chương trình hoặc các tín hiệu phát ra từ các thiết bị công nghệ

- Các tín hiệu ra (Y1,Y2…) là tín hiệu kết quả của quá trình điều khiển và ghi ở cột đầu ra

- Các hàng của bảng ghi các trạng thái trong của mạch (S1,S2,S3…) Số hàng của bảng chỉ rõ số trạng thái của hệ

- Các ô giao nhau của cột biến vào và các hàng trạng thái sẽ ghi trạng thái của mạch.Nếu trạng thái mạch không trùng với tên hàng thì đó là trạng thái không ổn định

- Các ô giao nhau của cột tín hiệu ra và các hàng trạng thái sẽ ghi giá trị tín hiệu ra tương ứng

- ở bảng trên hình 2 ,α ,β ,γ là các tín hiệu vào Y1, Y2 là các tín hiệu ra Hệ có 3 trạng thái :S1 ( làmviệc ở tốc đọ thấp) ,S2 (đảo chiều quay), S3( dừng máy )

Mỗi trạng thái của mạch có thể diễn đạt bằng ngôn ngữ và kèm theo một con só để gọi tên trạng thái đó.Ví dụ ta xét trạng thái S1 lúc này máy hoạt động ở tốc độ thấp Nếu lúc này cho biến α tác động thì máy vẫn làm việc ở chế độ thấp (trạng thái S1 là trạng thái ổn định), nếu cho biến β tác động thì máy sẽ chuyển sang trạng thái S2, nhng trạng thái S2 ghi ở hàng S1 là trạng thái không ổn định -trạng thái trung gian ,mạch đang chuẩn bị chuyển sang trạng thái ổn định khác ,nếu cho biến γ tác động thì mạch sẽ chuyển từ trạng thái S1 sang trạng thái S3(trạng thái S3 không ổn định) Các biến đầu ra Y1, Y2 lúc này đềubằng 0 Tương tự như vậy ta sẽ lý giải các trạng thái kết quả ở hàng 2, hàng 3

Khi bảng trạng thái chuyển chỉ có một tín hiệu thì có thể không dùng cột tín hiệu ra, các giá trị tín hiệu ra đợc ghi luôn vào các ô trạng thái chuyển (hình 3)

Hình 2Điều quan trọng nhất ở đây là ghi được đầy đủ và đúng các trạng thái ở trong của các ô của bảng.Có hai cách thực hiện công việc này:

• Cách 1 Trước hết dựa vào các dữ liệu bài toán, các hiểu biết về quá trình công nghệ ,từ đó ghi các trạng thái hiển nhiên có Tiếp theo các trạng thái chuyển rõ ràng (các trạng thái này có so ghi trạng thái khác với các thứ tự các hàng các trạng thái xuất phát ), nếu trạng thái nào không chắc chắn thì để trống, sẽ bổ sung sau

• Cách 2 Phân tích xem xét từng ô để điền trạng thái Việc làm này là logic, chặt chẽ và rõ ràng , tuy nhiên nhiều khi phân tích không thể quá chi ly để dẫn đến khả năng phân biệt giữa các ô có trạng thái gần như nhau, do vậy rất khó điền đầy đủ các ô

Tổng hợp theo bảng trạng thái

Trình tự của các bớc như sau:

a) Thành lập bảng chuyển trạng thái.Thực chất đây là việc diễn đạt các yêu kỹ thuật thành ký hiệu kiểu bảng

b) Thành lập bảng kích thích và bảng đầu ra

c) Tìm hàm logic tối giản và chon mạch

Có nhiều phương pháp để tối giản bảng trạng thái nhng ta dùng phương pháp tổng hợp bảng trạng thái rút gọn bằng bảng cac-no

III Xây dựng các khối chức năng chính của thang

Từ phương pháp tổng hợp bảng trạng thái ta sẽ đa ra các đặc tính của thang máy và từ đó tổng hợpđược trạng thái đầu ra Từ các phương trình trạng thái lập đựơc với đầu vào ta sẽ viết chương trình ladcho thang.Các khối chức năng chính của thang gồm có:

• Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó

• Bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang

• Bài toán xác định hành trình hiện tại của thang(đang nâng hay đang hạ)

• Nâng-hạ buồng thang

• Điều khiển dừng buồng thang

• Bài toán đóng- mở cửa buồng thang

• Điều khiển Quạt và đèn trong thang

• Sự cố (hỏng hóc thiết bị truyền động,các thiết bị cơ khí; các cảm biến(quá hành trình, quá trọng tải, sai hành trình); sự cố nguồn, )

Điều khiển thang máy chở người (9 tầng) ta sẽ ký hiệu để tổ hợp và đa ra phương trình trạng thái cho đơn giản

- Trong buồng thang có 9 nút đến các tầng ( ĐT ) để lựa chọn các tầng cần di chuyển tới lần lợt là (DT1,DT2,DT3,DT4,DT5,DT6,DT7,DT8,DT9) và 2 nút đóng mở cửa cỡng bức là (ĐC, MC)

- Ngoài buồng thang trên mỗi tầng còn có các nút gọi tầng 9 tầng sẽ có 16 nút gọi tầng ( GT ).Ta sẽ

ký hiệu GTL(là nút gọi tầng lên ), GTX (là gọi tầng xuống) Các nút gọi tầng lần lợt là :GTL1 (Gọi tầng đi lên ở tầng 1),

GTL2,GTL3,GTL4,GTL5,GTL6,GTL7,GTL8 và các nút gọi tầng xuống GTX9 (Gọi tầng xuống ở tầng

9) ,GTX8,GTX7,GTX6,GTX6,GTX5,GTX4,GTX3,GTX2

- Các nút ĐT, GT khi đợc nhấn trạng thái đó sẽ phải đợc lu lại chờ đến khi đợc xử lý

- Các yêu cầu ĐT ,GT đợc xử lý khi thang máy rỗi hoặc khi đang cùng hành trình chuyển động củabuồng thang vì thang máy của chúng ta lập trình u tiên theo hành trình