Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy

Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy

Thang máy cầu thang yêu cầu Động cơ mô-men xoắn cao, đáng tin cậy và vận hành êm ái để vận chuyển người dùng lên xuống cầu thang một cách an toàn. Hướng dẫn này đề cập đến các loại động cơ, yêu cầu về nguồn điện, hệ thống điều khiển và các cân nhắc về an toàn để có hiệu suất nâng cầu thang tối ưu.

1. Các loại động cơ thang máy


(1) Động cơ chổi than DC

Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy


Ưu điểm:

• Đơn giản, tiết kiệm chi phí và dễ kiểm soát.

• Cung cấp mô-men xoắn khởi động cao để khởi động êm ái.

• Thích hợp cho cầu thang thẳng có tải trọng vừa phải.

Nhược điểm:

• Yêu cầu bảo trì chổi than định kỳ (~2.000–5.000 giờ).

• Hiệu suất thấp hơn (70–80%) so với động cơ không chổi than.

Tốt nhất cho: Thang máy thang thẳng thân thiện với ngân sách.

(2) Động cơ DC không chổi than (BLDC)

Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy


Ưu điểm:

• Không cần bảo trì (không cần chổi than), tuổi thọ cao hơn.

• Hiệu suất cao hơn (85–95%), giảm hao pin.

• Vận hành mượt mà hơn với Điều khiển định hướng trường (FOC).

Nhược điểm:

• Đắt hơn do có bộ điều khiển điện tử.

Tốt nhất cho: Thang máy cầu thang cong và các mẫu cao cấp.

(3) Động cơ giảm tốc AC (Động cơ cảm ứng + Hộp số)

Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy


Ưu điểm:

• Mạnh mẽ, mô-men xoắn cao cho tải nặng (lên tới 160 kg+).

• Không phụ thuộc vào pin (nếu nối vào nguồn điện).

• Tuổi thọ cao với mức bảo trì tối thiểu.

Nhược điểm:

• Yêu cầu hộp số, độ phức tạp ngày càng tăng.

• Kém hiệu quả hơn BLDC đối với xe nâng chạy bằng pin.

Tốt nhất cho: Thang máy thương mại hạng nặng.

2. Thông số động cơ chính


(1) Yêu cầu về công suất và mô-men xoắn

Loại thang máy cầu thang

Tải tối đa

Công suất động cơ

Mô-men xoắn (Nm)

Tốc độ (m/s)

Thẳng (Khu dân cư)

120 kg

250W–400W

15–30

0,07–0,15

Cong (Khu dân cư)

136 kg

400W–600W

30–50

0,05–0,12

Nhiệm vụ nặng nề (Thương mại)

160kg+

600W–1000W

50–80

0,04–0,10


Tính toán mô-men xoắn:

T=(M⋅g⋅sinθ+μ⋅M⋅g⋅cosθ)⋅r/G


T: Mô-men xoắn yêu cầu (Nm)
M: Tổng tải trọng (người dùng + ghế, kg)
θ: Góc cầu thang (thường là 30°–45°)
μ: Hệ số ma sát (~0,02 đối với đường ray)
r: Bán kính bánh dẫn động (m)
G: Tỷ số truyền (nếu có)

(2) Cân nhắc về tốc độ


Tốc độ tiêu chuẩn: 0,07–0,15 m/s (chậm để đảm bảo an toàn).

Kiểm soát tốc độ có thể điều chỉnh (để tạo sự thoải mái cho người dùng).

3. Cơ cấu truyền động


(1) Thanh răng & Bánh răng


• Động cơ truyền động bánh răng dọc theo ray răng.

• Ưu điểm: Chính xác, mô-men xoắn cao, tốt cho cầu thang cong.

• Nhược điểm: Hơi ồn hơn so với bộ truyền động xích.

(2) Truyền động xích


• Động cơ truyền động xích nối với ghế.

• Ưu điểm: Êm, êm, ít phải bảo trì.

• Nhược điểm: Kém chính xác hơn một chút so với thanh răng và bánh răng.

(3) Dẫn động bánh ma sát


• Động cơ dẫn động một bánh xe cao su bám chặt vào ray.

• Ưu điểm: Đơn giản, không có bánh răng/xích.

• Nhược điểm: Độ tin cậy kém hơn trong điều kiện ẩm ướt/bụi bặm.

Khuyến nghị:

► Cầu thang cong → Thanh răng & bánh răng (cần độ chính xác).

► Cầu thang thẳng → Truyền động xích (hoạt động êm).

4. Tính năng an toàn và điều khiển động cơ


(1) Phương pháp kiểm soát


♦PWM (DC chải): Điều chỉnh tốc độ đơn giản.

♦ FOC (BLDC): Tăng/giảm tốc mượt mà hơn.

Ổ tần số thay đổi (AC Motors): Dành cho hệ thống nối dây cứng.

(2) Cơ chế an toàn


✔ Phanh điện từ: Tự động khóa nếu mất điện.
✔ Phát hiện quá tốc độ: Dừng động cơ nếu tốc độ vượt quá giới hạn.
✔ Cảm biến cản trở: Dừng hoạt động nếu phát hiện chướng ngại vật.
✔ Pin dự phòng (đối với động cơ DC): Đảm bảo hoạt động khi mất điện.

5. Pin & Nguồn điện


(1) Yêu cầu về pin (Động cơ DC)

Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn động cơ thang máy

Công suất động cơ

Điện áp pin

Công suất (A)

Thời gian dự phòng

250W–400W

24V

12–20Ah

8–15 chuyến

400W–600W

36V

20–30Ah

6–12 chuyến

600W–1000W

48V

30–40Ah

5–10 chuyến


Khuyến nghị:

► Axit chì kín (SLA): Giá cả phải chăng nhưng nặng.

► LiFePO4: Nhẹ, tuổi thọ cao (ưu tiên).

(2) Thang máy dùng nguồn AC


• Không cần pin nhưng cần nguồn điện liên tục.

• Tốt nhất cho việc lắp đặt thương mại với máy phát điện dự phòng.

6. Yếu tố môi trường và độ bền


(1) Xếp hạng IP (Bảo vệ chống xâm nhập)


• IP54: Khả năng chống bụi/ẩm cơ bản (sử dụng trong nhà).

• IP65: Được bảo vệ chống tia nước (có thể sử dụng ngoài trời).

(2) Khả năng chịu nhiệt độ


• Tiêu chuẩn: 0°C đến 40°C (trong nhà).

• Mở rộng: -20°C đến 50°C (model dùng ngoài trời).

7. Giải pháp động cơ được đề xuất

ứng dụng

Loại động cơ

quyền lực

Cơ chế truyền động

Pin

Cầu Thang Thẳng (Nhà)

BLDC

300W

Ổ đĩa xích

24V 20Ah (LiFePO4)

Cầu thang cong

BLDC

500W

Giá đỡ & bánh răng

36V 30Ah (LiFePO4)

Thương mại hạng nặng

Động cơ giảm tốc AC

750W

Giá đỡ & bánh răng

Có dây cứng (110/220V)


8. Bài học chính


Để vận hành êm ái, yên tĩnh → Động cơ BLDC có điều khiển FOC.

Tải nặng/cầu thang cong → Truyền động thanh răng và bánh răng.

An toàn là rất quan trọng → Pin dự phòng, cảm biến vật cản, phanh tự động.

Lựa chọn pin → LiFePO4 cho tuổi thọ dài hơn và trọng lượng nhẹ hơn.

Bằng cách chọn đúng hệ thống động cơ và truyền động, Thang máy thang bộ có thể mang lại khả năng di chuyển an toàn, đáng tin cậy và thoải mái cho người dùng. Bạn có muốn một thiết kế động cơ cụ thể cho bạn ghế nâng cầu thang? Xin vui lòng cho chúng tôi biết yêu cầu của bạn bây giờ.

  • wechat

    PJM Service: motoractuator

Trò chuyện với chúng tôi