Bài giảng Hệ thống truyền động điện - Chương 7: Các sơ đồ hệ thống điều khiển truyền động điện điển hình (20 tiết)

g 
thẳng đứng. 
Những loại thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống 
khống chế phức tạp - nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các thiết 
bị điện được lắp đặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy thường bố trí ở tầng 
trên cùng của giếng thang máy. 
Một trong những yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là phải đảm bảo 
cho buồng thang chuyển động êm. Buồng thang chuyển động êm hay không, phụ thuộc 
vào gia tốc khi mở máy và hãm máy. Các tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc 
của thang máy là: tốc độ di chuyển v(m/s), gia tốc a(m/s2) và độ giật ρ(m/s3). 
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, có ý nghĩa 
quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng. 
Trong truyền động của thang máy người ta sử dụng một đối trọng nối với buồng 
thang bằng các sợi cáp, mục đích để động cơ luôn làm việc ở chế độ động cơ và giảm lực 
căng của cáp, tăng độ an toàn. 
Buồng thang có trang bị bộ phanh bảo hiểm, mục đích để giữ buồng thang tại chỗ 
khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ di chuyển vượt quá (20÷40)% tốc độ định mức. Ngoài 
ra một số thang máy còn trang bị bộ phận phanh hãm làm việc theo nguyên tắc: khi động 
cơ Đ kéo buồng thang chưa có điện thì phanh hãm kẹp chặt trục động cơ. Khi động cơ Đ 
có điện thì phanh hãm giải phóng trục động cơ để cho buồng thang di chuyển. 
Bố trí các nút ấn trên thang máy: Ở mỗi cửa tầng có nút ấn gọi tầng, bên trong 
buồng thang có các nút ấn đến tầng. 
7.6.2 Vấn đề dừng chính xác thang máy 
Buồng thang của thang máy cần phải dừng chính xác so với mặt bằng của tầng cần 
dừng sau khi ấn nút dừng. Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gây ra các hậu quả 
sau: 
Bộ môn TĐ-ĐL, Khoa Điện 106 
- Đối với thang máy chở khách sẽ làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăng thời 
gian ra, vào của hành khách, dẫn đến giảm năng suất. 
- Đối với thang máy chở hàng, gây khó khăn trong việc xếp và bốc dỡ hàng. Trong 
một số trường hợp có thể không thực hiện được việc xếp và bốc dỡ hàng. 
* Quá trình hãm buồng thang xảy ra như sau: 
Khi buồng thang đi đến gần sàn tầng, công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh lên hệ 
thống điều khiển động cơ để dừng buồng thang. 
Trong khoảng thời gian ∆t (là thời gian tác động của thiết bị điều khiển), buồng 
thang đi được quãng đường là: 
S' = Vo.∆t, [m] 
Trong đó Vo là tốc độ của buồng thang lúc bắt đầu hãm. 
Khi cơ cấu phanh tác động là quá trình hãm buồng thang. Trong thời gian này, 
buồng thang đi được một quãng đường S''. 
S'' = 
)( Cph
o
FF
mV
±2
2
, [m] 
Trong đó: 
 m - Khối lượng các thành phần chuyển động của buồng thang, [kg]. 
 Fph - Lực phanh, [N] 
 FC - Lực cản tĩnh. Dấu (+) hoặc (-) trong biểu thức phụ thuộc vào chiều tác 
dụng của lực FC: khi buồng thang đi lên (+) và khi buồng thang đi xuống (-). 
Quãng đường buồng thang đi được từ khi công tắc chuyển đổi tầng cho lệnh dừng 
đến khi buồng thang dừng tại sàn tầng là: 
S = S' + S'' = Vo.∆t + 
)( Cph
o
FF
mV
±2
2
m
Vo
Smin
Smax
S
A'
A
A''
Để dừng chính xác buồng thang, cần tính 
đến một nửa hiệu số của hai quãng đường trượt 
khi phanh buồng thang đầy tải (Smax) và phanh 
buồng thang không tải (Smin) theo cùng một 
hướng di chuyển. Như vậy, công tắc chuyển đổi 
tầng đặt cách sàn tầng một khoảng cách nào đó 
làm sao cho buồng thang nằm ở giữa hiệu hai 
quãng đường Smax và Smin. 
Sai số lớn nhất (độ dừng không chính xác 
lớn nhất) là: 
∆S = 
2
minmax SS − 
Ta thấy sai số này phụ thuộc chủ yếu vào các tham số: tốc độ thang máy trước khi 
dừng, thời gian trễ của các tín hiệu điều khiển, khối lượng buồng thang, lực cản khi hãm. 
Bộ môn TĐ-ĐL, Khoa Điện 107 
7.6.3 Hệ thống tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình 
Hệ thống truyền động điện dùng cho thang máy tốc độ trung bình thường là hệ 
truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ 2 cấp tốc độ. Hệ này đảm bảo dừng 
chính xác cao, thực hiện bằng cách chuyển tốc độ của động cơ xuống thấp (Vo) trước khi 
buồng thang sắp đến sàn tầng. 
Cầu dao CD và áptômát Ap: Đóng nguồn cung cấp cho hệ truyền động. 
Đ: Động cơ quay buồng thang. Khi các tiếp điểm của các công tắc tơ: 
 N +C : Buồng thang sẽ được nâng lên với tốc độ cao. 
 N + T : Buồng thang được nâng lên với tốc độ thấp. 
 H + C : Buồng thang được hạ với tốc độ cao. 
 H + T : Buồng thang được hạ với tốc độ thấp. 
NCH: Nam châm của phanh hãm điện từ. Khi công tắc tơ N hoặc H có điện sẽ 
làm cho NCH , phanh hãm giải phóng trục cho động cơ Đ kéo buồng thang di chuyển. 
Các đèn Đ1 ÷ Đ5 là 5 đèn ở các cửa tầng. Đ6 là đèn chiếu sáng ở trong buồng 
thang. 
1CT ÷ 5CT là các công tắc ở các cửa tầng. 
Các công tắc chuyển đổi tầng 1CĐT ÷ 5CĐT có 3 vị trí, đây là các cảm biến dừng 
buồng thang và xác định vị trí thực của buồng thang so với các tầng. Khi buồng thang ở 
dưới một tầng nào thì công tắc CĐT tương ứng mà buồng thang đã đi qua được gạt về bên 
trái. Khi buồng thang ở trên tâng nào thì các công tắc CĐT tương ứng mà buồng thang đã 
đi qua được gạt về bên phải. 
Điều khiển hoạt động của thang máy được thực hiện từ hai vị trí: Tại cửa tầng bằng 
nút ấn gọi tầng 1GT÷5GT và trong buồng thang bằng các nút bấm đến tầng 1ĐT÷5ĐT. 
Để dừng buồng thang tại mỗi sàn tầng, trong sơ đồ dùng hãm cuối HC đặt trong 
buồng thang. HC có thể bị ấn hở ra do các chốt cơ khí đặt ở các sàn tầng hoặc khi cuộn 
dây 2NC (17) sẽ hút tiếp điểm HC(14). 
Hãm cuối 1HC(1) và 2HC(1) liên động với sàn buồng thang. Nếu trong buồng thang 
có người, tiếp điểm của chúng mở ra. 
1HC nối song song với công tắc cửa buồng thang CBT, nên dù 1HC mở nhưng 
mạch vẫn được nối liền qua CBT. 
Khi có người vào trong buồng thang thì HC2 (1), làm cho cuộn dây rơle trung gian 
RTr (1), tiếp điểm thường kín của nó RTr làm các đèn Đ1÷Đ6 sáng lên báo hiệu buồng 
thang đang làm việc và chiếu sáng buồng thang. HC2 (1) cũng sẽ làm các nút ấn gọi tầng 
1GT÷5GT mất tác dụng. 
2PK÷5PK: Các chốt then cài cửa tầng. 
1PK: Được đóng bởi nam châm (cuộn dây) 1NC(16). 
FBH: Công tắc hành trình liên động với phanh hãm điện từ. 
Bộ môn TĐ-ĐL, Khoa Điện 108 
* Điều kiện làm việc: 
Thang máy chỉ được phép làm việc khi đã có đủ các điều kiện liên động: 
 + 1D kín, 2D kín, 3D kín, CT kín, FBH kín. 
 + 1CT ÷ 5CT kín (các cửa tầng đã đóng). 
 + Cửa buồng thang đóng: CBT kín. 
* Nguyên lý hoạt động 
a) Buồng thang đang ở tầng số 1, hiện có một khách ở tầng 1 muốn lên tầng 5: 
Khách vào buồng thang, các điều kiện làm việc đã đủ: tiếp điểm HC2 (1) làm cuộn 
dây RTr (1) -> tiếp điểm thường kín RTr -> các đèn Đ1÷Đ6 sáng lên, các nút gọi tầng 
mất tác dụng. 
Khách ấn vào nút đến tầng 5ĐT trong buồng thang -> có xung 5ĐT(2) -> cuộn dây 
5RT (2) -> tiếp điểm 5RT (3) -> cuộn dây C (12) -> tiếp điểm C (15) -> cuộn dây 
2NC (17) hút tiếp điểm HC(14) (đặt ở trên buồng thang) hở ra để cho tiếp điểm HC(14) 
không bị gạt bởi các chốt cơ khí ở các sàn tầng 1,2,3,4. 
Đồng thời tiếp điểm C (15) sẽ làm cho cuộn dây 1NC (16) -> hút tiếp điểm cơ khí 
PK1 (12) -> cuộn dây N (13) (do tiếp điểm 5RT (20) + tiếp điểm 5CĐT đang nằm về bên 
trái). 
Kết quả ta có các công tắc tơ N +C : Động cơ quay đưa buồng thang đi lên với tốc 
độ cao. 
Khi khách thả nút ấn 5ĐT(2) ra, cuộn dây của công tắc tơ nâng N(13) được duy trì 
bởi tiếp điểm T (13) + N (13). 
Buồng thang di chuyển nhanh qua các tầng 1,2,3,4 làm các công tắc chuyển đổi tầng 
1CĐT, 2CĐT, 3CĐT, 4CĐT bị gạt về bên phải. 
Khi buồng thang chạy đến gần sàn tầng số 5, nó sẽ gạt 5CĐT vào giữa, làm cho 
cuộn dây C (12) và cuộn dây 5RT (2) -> tiếp điểm C (15) -> cuộn dây 2NC (17) -> tiếp 
điểm cơ khí HC (14): phục hồi tiếp điểm có khí HC để chuẩn bị cho HC gạt vào chốt cơ 
khí ở sàn tầng 5. Đồng thời lúc này tiếp điểm thường kín C (18) -> cuộn dây công tắc tơ 
T (18). Kết quả các công tắc tơ sau có điện: N + T , buồng thang được nâng lên với tốc 
độ thấp. 
Mạch duy trì lúc này là HC (14) + N (13). 
Khi động cơ chạy đến ngang sàn tầng 5, chốt cơ khí ở sàn tầng 5 gạt vào HC(14) 
làm HC (14) làm mạch duy trì bị mất, cuộn dây N (13) -> tiếp điểm N (17) -> cuộn dây 
công tắc tơ T (18). Cả 2 công tắc tơ N và T đều mất điện làm động cơ Đ mất điện và 
phanh hãm kẹp chặt trục động cơ Đ làm động cơ Đ dừng lại. 
Bộ môn TĐ-ĐL, Khoa Điện 109 
b) Buồng thang đang ở tầng số 5, hiện có một khách ở tầng 2 muốn dùng thang 
máy: 
Khách bấm nút gọi tầng 2GT, lúc này nút gọi tầng chỉ có hiệu quả khi trong thang 
máy không có người, do đó tiếp điểm HC2 (1). 
Khi ấn 2GT(9) thì cuộn dây 2RT (8) -> tiếp điểm 2RT (9) -> cuộn dây C (12) -> 
tiếp điểm C (15) -> cuộn dây 2NC (17) hút tiếp điểm cơ khí HC(14) (đặt ở buồng thang) 
hở ra để nó không gạt vào các chốt cơ khí ở các sàn tầng 5,4,3. 
Đồng thời tiếp điểm C (15) cũng sẽ làm cuộn dây 1NC (16) làm hút tiếp điểm 
PK1 (12), do đó cuộn dây công tăc tơ H (14). Kết quả H +C : Buồng thang được hạ với 
tốc độ cao. 
Khi hành khách thả nút ấn 2GT thì mạch được duy trì bởi tiếp điểm H (14) + 
T (13). 
Buồng thang hạ nhanh qua các tầng 5,4,3 làm gạt các công tắc chuyển đổi tầng 
5CĐT, 4CĐT, 3 CĐT về bên trái. 
Khi buồng thang gần đến sàn tầng số 2 từ phía trên làm gạt công tắc 2CĐT vào 
giữa, làm cho các cuộn dây C (12) + 2RT (8), do đó tiếp điểm C (15) -> cuộn dây nam 
châm 2NC (17) làm cho tiếp điểm HC(14) được phục hồi để chuẩn bị gạt vào chốt cơ khí 
ở tầng 2. Đồng thời tiếp điểm thường kín C (18) làm cho cuộn dây T (18). Kết quả là các 
công tắc tơ H + T : buồng thang được hạ với tốc độ thấp. 
Mạch duy trì lúc này là các tiếp điểm HC (14) + H (14). 
Khi buồng thang hạ đến sàn tầng số 2, chốt cơ khí ở sàn tâng 2 ấn vào HC(14) làm 
HC (14), làm hở mạch duy trì, các công tắc tơ H và T mất điện làm động cơ Đ bị cắt 
điện, nam châm điện kẹp chặt trục động cơ làm buồng thang dừng lại. 
Khách vào buồng thang, nếu chọn đến tầng nào thì quá trình diễn ra tương tự như 
trường hợp đi từ tầng 1 đến tầng 5 đã phân tích ở trên.