Đồ án truyền động điện thang máy

Là sinh viên năm 4 của trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội,việc học tập nghiên cứu và áp dụng vào những vấn đề thực tế là điều thực sự rất quan trọng và góp phần củng cố thêm lý thuyết đã được học,đặc biệt là việc làm các đồ án môn học, ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp, tại các trung tâm công nghiệp và thương mại phát sinh nhu cầu lớn về xây dựng các nhà cao tầng nhằm tiết kiệm đất đai do dân số trong xã hội ngày càng tăng...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

SVTH: Nguyễn Minh Tuấn

MSSV: 04102139

I/ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI :

Trong những năm gần đây cùng với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước hàng loạt các công trình và nhà cao tầng đã được xây dựng trên khắp mọi miền đất nước và nhờ đó thang máy,thang cuốn nói chung thang máy chở

người nói riêng đã đang và sẽ được sử dụng ngày càng nhiều.Thang máy thường được sử dụng 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 tở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiêm thời gian và tăng

năng suất lao động.Với các nhà tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ cho việc đi lại trong tòa nhà

Thang máy là 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 kỹ thuật an toàn được quyđịnh trong các tiêu chuẩn Và việc tính toán lựa chọn động cơ chothang máy là một phần quan trọng trong việc thiết kế thang máycho một nhà cao tầng, do đó sau khi học môn học truyền động điện nhằm củng cố lại kiến thức đã học nên em đã chọn nội dung tính chọn công suất động cơ của môn học để ứng dụng vào việc tính chọn công suất động cơ cho một thang máy lắp đặt cho tòa nhà hành chính cao 10 tầng

I/ Gi ớ i thi ệ u chung về thang máy:

1) Khái ni ệ m chung v ề thang máy :

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hóa, vật liệu, v.v… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc 150 so với phương thẳng đứng theo một

tuyến đã định sẵn

2)Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của thang

máy:

Thang máy có nhiều kiểu dáng khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ phận chính như sau: bộ tời kéo, cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở cửa cabin và bộ hãm bảo hiểm, cápnâng, đối trọng và hệ thống cân bằng, hệ thống ray dẫn

hướng cho cabin và đối trọng chuyển động trong giếng thang , bộ phận giảm chấn cho cabin và đối trọng đặt ở đáy giếng thang, hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin khi tốc độ vượt quá giới hạn cho phép, tủ điện điều khiển cùng các trang thiết bị điện để điều khiển tự động thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và bảo đảm an toàn, cửa cabin và các cửa tầng cùng hệ thống khóa liên động

Bộ tời kéo được

đặt trong buồng máy

nằm ở trên giếng thang

Giếng thang chạy dọc

suốt chiều cao của công

trình và được che chắn

bằng kết cấu chịu lực

(gạch, bê tông hoặc kết

cấu thép với lưới che

hoặc kính ) và chỉ để

các cửa vào giếng thang

để lắp cửa tầng

Trên kết cấu chịu

lực dọc theo giếng thang

có gắn các ray dẫn

hướng cho đối trọng và

cabin Cabin và đối trọng

được treo trên hai đầu

của các cáp nâng nhờ

hệ thống treo Hệ thống

treo có tác dụng đảm

bảo cho các nhánh cáp

nâng riêng biệt có độ

căng như nhau Cáp nâng

được vắt qua các rãnh

cáp của puly ma sát của

bộ tời kéo Khi bộ tời

kéo hoạt động, puly ma sát quay và truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin và đối trọng đi lên hoặc đi xuống dọc theo giếng thang Khi chuyển động, cabin và đối trọng tựa trên các raydẫn hướng trong giếng thang nhờ các ngàm dẫng hướng

Cửa cabin và cửa tầng thường là loại cửa lùa sang một bên hoặc hai bên và chỉ đóng mở được khi cabin dừng trươc cửatầng nhờ cơ cấu đóng mở cửa đặt trên nóc cabin Cửa cabin và cửa tầng được trang bị hệ thống khóa liên động và tiếp điểm điện để đảm bảo an toàn cho thang máy hoạt động (thang không hoạt động được nếu một trong các cửa tầng hoặc cửa cabin chưa đóng hẳn, hệ thống khóa liên động đảm bảo đóng kín các cửa tầng và không mở được từ bên ngoài khi cabin

không ở đúng vị trí cửa tầng, đối với loại cửa lùa đóng mở tự động thì khi đóng hoặc mở tự động thì khi đóng hoặc mở cửacabin, hệ thống khó liên động kéo theo cửa tầng cùng đóng hoặc mở) Tại điểm trên cùng và dưới cùng của giếng thang có đặt các công tắc hành trình hạn chế cho cabin

Phần dưới của giếng thang là hố thang để đặt các bộ phận giảm chấn và thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ Khi

hỏng hệ thống điều khiển, cabin hoặc đối trọng có thể đi

xuống phần hố thang, vượt qua công tắc hạn chế hành trình và tỳ lên bộ giảm chấn để đảm bảo an toàn cho kết cấu máy vatao khoảng trống cần thiết dưới đáy cabin để có thể đảm bảo

an toàn khi bảo dưỡng , điều khiển va sửa chữa

Bộ hạn chế tốc độ được đặt trong buồng máy và cáp của bộ hạn chế tốc độ có liên kết với hệ thống tay đòn của bộ hãm bảo hiểm trên cabin Khi đứt cáp hoặc cáp trượt trên

Xích cân bằng

Puly

trọng

rãnh puly do không đủ ma sát mà cabin đi xuống với tốc độ vượt quá giá trị cho phép, bộ hạn chế tốc độ qua cáp tác

động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang Ở một số thang máy, bộ hãm bảo hiểm và hệ thống hạn chế tốc độ còn được trang bị cho cả đối trọng

Hệ thống điều khiển thang máy là toàn bộ các trang thiết bị va linh kiện điện, điễn tử, bán dẫn bảo đảm cho thang máy hoạt đông theo đúng chức năng yêu cầu và đảm bảo an toàn

Các nút ấn trong cabin cho phép thực hiện các lệnh

chuyển động đến các tầng cần thiết Các nút ấn ở cửa tầng cho phép hành khách gọi cabin đến cửa tầng đang đứng Các đèn tín hiệu ở cửa tầng và trong cabin cho biết trạng thái làm việc của thang máy và vị trí của cabin

II/ CỞ SỞ LUẬN:

1) xác định các thông số của thang máy và lựa chọn loại, kiểu động cơ truyền động:

a) các thông số của thang máy và các số liệu liên

b) xác định loại, kiểu động cơ truyền động cho thang máy:

2) xây dựng đồ thị phụ tải tĩnh:

a)công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có đối trọng:

Đối trọng

Xích cân bằng

cabin

Pul y

Ptải = F.V = m.a.V = g.V, [kW]

Trong đó: mt = mbt + mkhách

mbt – khối lượng buồng thang

mkhách – khối lượng hành khách trên thang máy

v – Tốc độ nâng, [m/s]

g – Gia tốc trọng trường, g = 9,8 [m/s2]

mdt – khối lượng đối trọng

* khối lượng của đối trọng được tính theo biểu thức sau đây:

mdt = mbt + mkhách max , [kg]

Trong đó: - hệ số cân bằng (= 0,3 ÷ 0,6)

Phần lớn các thang máy chở khách chỉ vận hành đầy tải trong những giờ cao điểm, thời gian còn lại luôn làm việc non tải, cho nên đối với thang máy chở khách nên chọn hệ số = 0,35 ÷ 0,4

Tính chu kỳ làm việc của thang máy (thời gian khi nâng tải, thời gian khi hạ tải và thời gian nghỉ của thang máy)

Thơi gian của một chuyến chở được tính theo công thức:

T = + tp

Trong đó: h – chiều cao nâng cabin (m)

V – vận tốc danh nghiã của cabin

tp – thời gian phụ (s) cần thiết cho việc tập kết cabin

ở tầng, thời gian để khách ra khỏi cabin, thời gian mở cửa vàđóng cửa, thời gian mở máy chuyển động cabin…

Sơ bộ thời gian phục vụ tp có thể tính theo công thức:

tp= [ t1(K+1) + t2.z.].1,1

Với:

t1 – thời gian ơ mỗi điểm dừng cần thiết cho việc mở và đóngcác cửa, cho việc mở máy và dừng máy thang máy (lấy theobảng 1.3)

K – số điểm dừng xác suất của thang máy ở những tầng cao hơn tầng trệt

t2 – thời gian chi phí cho một hành khách để vào và ra khỏi cabin , tùy thuộc vào chiều rộng của cửa

z – hành khách

- hệ số làm đầy cabin

Hệ số 1,1 tính đến sự trễ do không lường trước được

Bảng 1.3 thời gian t1 ở mỗi tầng để điều khiển các cửa, mở máy và dừng cabin thang máy:

Loại thang

máy Tốc độ thangmáy (m/s)

Thời gian t 1 (s) Cửa dẫn động tự động có

động bằng tay Đến 1000mm

(hai cánh) Đến 600 mm(một cánh)

3,5

6,5 – 7,5 7,5 – 8,5

8 - 10

7 – 9 - -

10 – 13 - -

Số điểm dừng xác suất có thể tính theo xác suất của

chúng.Để tính tóan sơ bộ, số điểm dừng xác suất có thể lấy từ đồ thị trong sách tra cứu:

Từ các số liệu tính toán ở trên ta vẽ đồ thị phụ tải tương đối của thang máy theo công suất

3) Tính và chọn sơ bộ công suất động cơ:

Chọn công suất động cơ theo phương pháp công suất đẳng trị đảm bảo 2 tiêu chuẩn:

Pđm Plv= Pđt

Vì thang máy là thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại biến đổi nên qui về làm việc dài hạn ta phải chọn theo công thức sau:

Pđm Plv.

Với: Plv= Pđt =

- hệ số đóng điện tương đối của động cơ

= .100%

Trong đó: tlv – thời gian làm việc của động cơ

t0 – thời gian nghỉ của động cơ

- hệ số đóng điện tương đối của động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại theo tiêu chuẩn thông thường là: 15%, 25%, 40%, 60%

Chọn hệ số đóng điện tiêu chuẩn phù hợp với thực tế

.Chọn động cơ chạy dài hạn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặplại, trong trường hợp này động cơ chạy dài hạn được chọn với công suất nhỏ hơn để tận dụng khả năng chịu nhiệt động cơchạy dài hạn được coi là có hệ số đóng điện tương đối là 100% nên công suất động cơ cần chọn sẽ là:

Pđm Plv.

4) xây dựng đồ thị phụ tải chính xác của động cơ:

sau khi chọn sơ bộ động cơ cho thang máy, ta chọn được động

cơ Từ động cơ đã chọn ta có được thông số cần thiết để xây dựng chính xác đồ thị phụ tải của thang máy

kiểm tra lại khả năng quá tải, các điều kiện mở máy và điều kiện phát nóng:

a)xác định momen cực đại trên tải:

Mmax =? Có được từ đồ thị phụ tải

b) xác định momen cực đại qui về trên trục động cơ:

ta có: Mmaxtr =

trong đó: i – tỉ số truyền của cơ cấu

ta có:

i =

trong đó: -vận tốc góc của thang máy

- vận tốc góc của động cơ

a) xác định momen cực đại của động cơ đã chọn:

* tính momen định mức của động cơ:

Mđm =

Với: P đm – công suất định mức động cơ, [KW]

- vận tốc góc của động cơ, [rad/s]

* Tính momen cực đại của động cơ:

từ cataloge của dộng cơ ta có được tỉ số momen K =

Mmax = K.Mđm

Từ các số liệu đã tính toán ở trên ta kiểm tra

Nếu Mmax Mmaxtr :thì động cơ chọn thỏa mãn

Ngược lại thì ta phải tính chọn lại động cơ cho phù hợp

IV/ Ví dụ thực tế tính chọn công suất động cơ cho một thang máy:

1) xác định các thông số của thang máy và lựa chọn loại, kiểu động cơ truyền động:

a) các thông số của thang máy và các số liệu liên quan:-trọng lượng buồng thang : mbt= 1000 kg

-trọng tải tối đa: m= 1000 kg ( 13 người)

-tốc độ di chuyển lớn nhất cho phép: V= 1(m/s) , gia tốc lớn nhất cho phép: a= 1,5 (m/s2)

- tòa nhà cao 10 tầng, khoảng cách giữa các tầng 3,6 m H= 3,6.10 = 36 [m]

-đường kính puly: D= 0,8 [m]

b) xác định loại, kiểu động cơ truyền động cho thang máy:-dùng loại động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc

1) xây dựng đồ thị phụ tải tĩnh:

a) công suất tĩnh của động cơ có đối trọng:

Thời gian của một chuyến chở được tính theo công thức:

Thời gian một

chuyến chở(s)

Công suất phụ tải P (KW)

chọn công suất động cơ theo phương pháp công suất đẳng trị đảm bảo 2 tiêu chuẩn:

Pđm chọn phải lớn hơn 3 KW

Từ đó ta chọn loại động cơ có công suất 4KW

Ta có thông số kỹ thuật do nhà sản xuất cung cấp như sau:

Tỷ số dịng điện khởi động 6,5

3) xây dựng đồ thị phụ tải chính xác của động cơ:

4) kiểm tra lại khả năng quá tải, các điều kiện mở máy và điều kiện phát nóng:

a)xác định momen cực đại trên tải:

b) xác định momen cực đại của động cơ đã chọn:

* tính momen dịnh mức của động cơ:

Mđm = = = 26,63 [Nm]

*tính momen cực đại của động cơ:

từ cataloge của dộng cơ ta có được tỉ số momen K = = 2,2

Phương án tính toán nêu ở trên chỉ là một trong những

cách tính chọn động cơ cho thang máy một cách đơn giản là dựa vào đồ thị phụ tải, ngoài cách tính phụ tải như đã nêu thì còn phụ tải còn phụ thuộc vào độ dừng chính xác của thang máy, trọng lượng cáp, các lực cản chuyển động phụ của cabin và tổnthất ở các puly dẫn hướng ( như lực cản chuyển động do ma sát

ở các ray dẫn hướng và nhiều hệ số ma sát khác như ma sát giữa guốc trượt cabin, ma sát trên puly….)

Việc tính chọn động cơ cho thang máy còn phụ thuộc vào cáctiêu chuẩn của nhà nước và các văn bản qui phạm pháp luật

ví dụ như các tiêu chuẩn về : độ dừng chính xác cabin ở mỗi tầng, sự giới hạn trị số tăng tốc và hãm máy khi mở máy và dừng cabin, không ồn khi làm việc cũng như không gây nhiễu cho sự thu vô tuyến…

Vì vậy tùy vào công trình thiết kế mà ta chọn cách tính chọncông suất động cơ cho từng trường hợp cụ thể Nếu có đầy đủ

các thông số yêu cầu lắp đặt thang máy thiết kế cho một tòanhà và các yêu cầu khác (nếu có) ta phải tính chọn công

suất động cơ một cách chi tiết chính xác để đáp ứng được nhu cầu đặt ra về khả năng làm việc của thang máy Trong trường hợp chưa có các thông số đầy đủ hoặc nhà cao tầng có lượng hành khách lớn , quá trình chọn thang không đơn giản mà vẫn phải chọn công suất động cơ cho thang máy phù hợp với yêu cầu đặt ra khi đó ta có thể sử dụng các chương trình chọn có sẵn hoặc tham khảo các tài liệu hướng dẫn chọn động cơ từ các bảng có sẵn và cần tham khảo thêm các nhà chuyên môn

Trong việc lựa chọn công suất động cơ có một ý nghĩa quan trọng đối với một hệ thống truyền động điện Nếu nâng cao công suất động cơ chọn so với phụ tải thì động cơ sẽ kéo tải dễ dàng nhưng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất kém và làm tụt hệ số công suất cos của lưới điện do động cơ chạy non tải

Nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất tải yêu cầu thì động cơ có thể hoặc không kéo nổi tải hay kéo tải một cách nặng nề , dẫn tới các cuộn dây bị phát nóng quá mức làm giảm tuổi thọ động cơ hoặc làm động cơ bị cháy

hỏng nhanh chóng

I/ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI :

Trong những năm gần đây cùng với quá trình công nghiệphóa hiện đại hóa của đất nước hàng loạt các công trình vànhà cao tầng đã được xây dựng trên khắp mọi miền đất nướcvà từ đó thang máy,thang cuốn nói chung thang máy chở ngườinói riêng đã đang và sẽ được sử dụng ngày càng nhiều

Thang máy thường được sử dụng trong các khách sạn, côngsở, chung cư , bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình,

trong các nhà máy, công xưởng, v.v…Đặc điểm vận chuyểnbằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác làthời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyểnlớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thangmáy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiệnnghi của công trình.

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhàcao 6 tầng tở lên đều phải được trang bị thang máy để đảmbảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiêm thời gian và tăngnăng suất lao động.Với các nhà tầng có chiều cao lớn thì việctrang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ cho việc đi lại trongtòa nhà

Thang máy là thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toànnghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạngcon 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 phảituân thủ một cách nghiêm ngặt các kỹ thuật an toàn được quyđịnh trong các tiêu chuẩn Và việc tính toán lựa chọn động cơ chothang máy là một phần quan trọng trong việc thiết kế thang máycho một nhà cao tầng, do đó sau khi học môn học truyền độngđiện nhằm củng cố lại kiến thức đã học nên em đã chọn nộidung tính chọn công suất động cơ của môn học để ứng dụngvào việc tính chọn công suất động cơ cho một thang máy lắpđặt cho tòa nhà hành chính cao 10 tầng

I/ Gi ớ i thi ệ u chung về thang máy:

2) Khái ni ệ m chung v ề thang máy :

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyểnngười, hàng hóa, vật liệu, v.v… theo phương thẳng đứng hoặcnghiêng một góc 150 so với phương thẳng đứng theo mộttuyến đã định sẵn

2)Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của thang máy: