реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Разработка электропривода лифта для высотного здания

Разработка электропривода лифта для высотного здания

Введение


Целью данного курсового проекта является разработка электропривода лифта для высотного здания.

Техническими требованиями для проектируемого электропривода является питание от общепромышленной 3-х фазной сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

В динамических режимах работы (пуск, торможение) привода должно соблюдаться условие:


а £ аДОП,


где аДОП – допустимое по условиям работы ускорение.

По условию на курсовое проектирование заданы следующие технические параметры:


1) грузоподъемность лифта G1 = 7,5 кН;

2) вес кабины G2 = 11,8 кН;

3) вес погонного метра каната G3 = 14,8 Н;

4) максимальная высота подъема Н = 70 м;

5) максимальное количество остановок n = 20;

6) точность останова ±m = 20 мм;

7) коэффициент загрузки кабины лифта К1 = 0,75;

8) число несущих канатов К2 = 4;

9) КПД системы h = 0,85;

10) скорость перемещения кабины V = 2,5 м/с;

11) передаточное отношение редуктора i = 18,3;

12) радиус ведущего канатного шкива R = 0,8;

13) жесткость 1 метра каната С1М = 2,13*106 Н/м.

Дополнительно в задании указано, что момент инерции вращающихся частей кинематической схемы (кроме двигателя) составляет 25% от момента инерции двигателя.

По технологии эксплуатации лифт должен обеспечивать нормальную работу и режим наладки, при скорости 25% от номинальной.


1 Анализ и описание системы «электропривод – рабочая машина»


1.1 Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса


По условию эксплуатации лифта требуется обеспечить точность останова ±m = 20 мм. Это означает, что электропривод перед торможением должен иметь скорость, обеспечивающую данную точность торможения. Скорость определим по формуле 1:


VПОН = ÖК12*аДОП2*t02 + 2*К2*аДОП*(±m)/КП – К1*аДОП*t0,

Где К1 = ;

К2 = ;


КП = 1,05…1,25 – поправочный коэффициент;

аДОП = 3 м/с2 – допустимое ускорение для пассажирских лифтов /1/;

t0 = 0,2…0,25 с – суммарное среднее значение времени срабатывания всех последовательно действующих в схеме управления аппаратов;

DV/DVП0 = 0,2…0,5 – относительное отклонение остановочной скорости;

Dt/t0 = 0,15 – относительное отклонение параметра t0;

Dа/аДОП = 0,1…0,5 – относительное отклонение ускорения.


К1 = = 0,5.

К2 = = 1.

VПОН = Ö0,52*32*0,2252 + 2*1*3*0,02/1,15 – 0,5*3*0,225 = 0,129 м/с.

Полученное значение VПОН означает, что для обеспечения точности останова необходимо предварительно переходить на пониженную скорость VПОН = 0,129 м/с и только потом тормозиться до 0.

Время разгона до номинального значения скорости при пуске:


tП = .

tП = = 0,83 с.


Путь, проходимый кабиной лифта при разгоне:


SП = .

SП = = 1,041 м.


Время торможения от номинальной скорости до пониженной:

tТП = .

tТП = = 0,79 с.


Путь, проходимый кабиной лифта при торможении до пониженной скорости:


SТП = .

SТП = = 0,93 м.


Время торможения до 0:


tТ0 = .

tТ0 = = 0,043 с.


Путь, проходимый кабиной лифта при торможении до 0:


SТ0 = .

SТ0 = = 0,0027 м.


Количество остановок по заданию равно n = 20. Расстояние между остановками:


L = .

L = = 3,5 м.


Суммарное расстояние, проходимое кабиной лифта в установившихся режимах:


LУСТ = L – SП – SТП – SТ0.

LУСТ = 3,5 – 1,041 – 0,93 – 0,0027 = 1,5263 м.


Принимаем время работы на пониженной скорости равное tПОН = 1с.

Расстояние, проходимое кабиной лифта на пониженной скорости:


SПОН = VП*tПОН.

SПОН = 0,129*1 = 0,129 м.


Расстояние, проходимое кабиной лифта на номинальной скорости:


SН = LУСТ – SПОН.

SН = 1,5263 – 0,129 = 1,3973 м.


Время работы на номинальной скорости:


tН = .

tН = = 0,55 с.


Время, затрачиваемое кабиной лифта на движение между остановками:


tРАБ = tП + tН + tТП + tПОН + tТ0.

tРАБ = 0,83 + 0,55 + 0,79 + 1 + 0,043 = 3,213 с.


Принимаем среднее время паузы в работе, затрачиваемое на выход и вход пассажиров tПАУЗЫ = 10 с.

Принимая во внимание, что количество остановок n = 20 и то, что в общий цикл входит как подъем кабины лифта так и опускание, общее время цикла опускания-подъема со всеми остановками равно:


ТЦ = 2*(tРАБ + tПАУЗЫ)*n.

ТЦ = 2*(3,213 + 10)*20 = 528,52 с = 8,8 мин.


Построение тахограммы процесса произведем после построения нагрузочной диаграммы.

1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивления


Принимая во внимание, что в задании на курсовое проектирование имеются данные только по жесткости канатов, можно представить механическую систему лифта как двухмассовую систему. При этом при рассмотрении возьмем случай, когда кабина находится внизу. Принимаем, что в состав J1 входит масса электродвигателя, редуктора и ведущего шкива. По заданию на курсовое проектирование:


J1 = 1,25*JДВ.


В состав второй массы следует внести массу кабины и канатов:


J2 = JК.ПР. + JКАБ.ПР.,


Где JК.ПР. – приведенный к валу двигателя момент инерции канатов;

JКАБ. ПР. – приведенный к валу двигателя момент инерции кабины.

Момент инерции канатов, приведенный к валу двигателя:


JК.ПР. = ,


где    RПР – радиус приведения.

Радиус приведения определяется по формуле:


RПР = .

RПР = = 0,0437 м.

JК.ПР. = = 1,61 кг*м2.

Найдем приведенный к валу двигателя момент инерции загруженной кабины:


JКАБ.ПР. = .

JКАБ.ПР. = = 3,43 кг*м2.


Суммарный момент инерции второй массы:


J2 = 1,61 + 3,43 = 5,04 кг*м2.


Суммарная жесткость канатов между массами J1 и J2 может быть определена исходя из следующих выражений при паралельно-последовательном соединении элементов жесткости 1 метра каната.

При последовательном соединении:


= S.

При параллельном соединении:


СS = SСК.


Приведение жесткости к валу двигателя:


СПР = СК*RПР2.


Жесткость каната длиной Н:


= 70*.

= 70*.

С70 = 30428,57 Н/м.


Жесткость 4 параллельных ветвей канатов:


С470 = К2*С70.

С470 = 4*30428,57 = 121714,28 Н/м.


Приведенная к валу двигателя жесткость С12:


С12 ПР. = 121714,28*0,04372 = 232,43 Н/м.


Принимая во внимание, что на данном этапе не известен момент инерции двигателя, и поэтому, невозможно определить момент инерции первой массы, условно примем, что:


JS =J1 + J2 = J2.

JS = 5,04 кг*м2.


Динамический момент в переходных режимах опеределяется по формуле:


МДИН = JS*E,


Где E – угловое ускорение.


E = .

E = = 68,64 с-2.

МДИН = 5,04*68,64 = 345,99 Н*м.


Статический момент при подъеме кабины:


МС = .


Статический момент при опускании кабины:


МС = .


В процессе работы возможны два различных режима загрузки: с пустой кабиной; с загруженной кабиной. Принимая это во внимание, найдем моменты нагрузки для различных режимов.

Подъем пустой кабины:


МСПП = = 606,87 Н*м.


Подъем груженой кабины:


МСПГ = = 907,74 Н*м.


Опускание пустой кабины:


МСОП = = 438,46 Н*м.


Опускание груженой кабины:

МСОГ = = 655,84 Н*м.


По полученным значениям построим механическую характеристику механизма (рисунок 1.3).

По полученным значениям МС и МДИН строим нагрузочную диаграмму и тахограмму за цикл работы (рисунок 1.4). Для упрощения приведем только два отрезка (подъем и опускание груженой кабины, как наиболее тяжелых режима).

Для построения нагрузочной диаграммы найдем моменты, действующие в динамических режимах:


МСПГ + МДИН = 907,74 + 345,99 = 1253,73 Н*м.

МСПГ – МДИН = 907,74 – 345,99 = 561,75 Н*м.

МСОГ + МДИН = 655,84 + 345,99 = 1001,83 Н*м.

МСОГ – МДИН = 655,84 – 345,99 = 309,85 Н*м.


Рассчитаем эквивалентный момент нагрузки по формуле:


МЭКВ = Ö .

МЭКВ = Ö

= 1173,62 Н*м.


Определим продолжительность включения двигателя:


ПВР = *100%.

ПВР = *100% = 24,31%.

Произведем перерасчет на стандартное значение ПВСТ = 100%.:


МЭКВ(ПВСТ) = МЭКВ*Ö .

МЭКВ(100%) = 1173,52*Ö = 578,65 Н*м.


Расчетная скорость электродвигателя:


wДВ = .

wДВ = = 57,18 с-1.


Расчетная мощность двигателя:


РРАСЧ = К*МЭКВ(100%)*wДВ,

Где К = 1,1 – коэффициент запаса по динамике.


РРАСЧ = 1,1*578,65*57,18 = 36395,9 Вт.


2 Анализ и описание системы «электропривод – сеть» и «электропривод – оператор»


По условию на курсовое проектирование задано, что электропривод лифта получает питание от 3-х фазной сети переменного тока напряжением 380В, частотой 50 Гц. Принимая во внимание полученную расчетную мощность двигателя можно с уверенностью считать, что независимо от системы электропривода, на которой будет реализовываться электропривод лифта, Данные параметры питающей сети могут обеспечить требуемое качество.

В электроприводе лифта управление выполняется из различных мест:

1) из кабины лифта;

2) с каждого этажа.

В кабине лифта находится пульт управления, на котором может задаваться необходимый этаж, а также производиться остановка движения. Пульт имеет в своем составе светосигнальную аппаратуру, предназначенную для сигнализации выбранного этажа.

На каждом этаже находится пульт, на котором вызывается лифт на данный этаж. Рядом с кнопкой вызова находится светосигнальная лампа, предназначенная для сигнализации того, что лифт находится в движении, а также при вызове с данного этажа – что вызов принят.


3 Выбор принципиальных решений


Производим оценку различных вариантов. В качестве рассматриваемых вариантов принимаем:

1) АД с фазным ротором;

2) система Г-Д;

3) система ТП-ДПТ с НВ.

Для оценки воспользуемся методом экспертных оценок. Сравнение предлагаемых систем производится относительно n-характеристик систем, важных с точки зрения цели проектирования, путем сравнения определенных (для каждого варианта) значений соответствующих показателей качества qi. Показатели качества служат для количественной характеристики степени выполнения требований задания, а также других требований.

На основании шкалы оценок может быть охарактеризована степень выполнения каждого отдельного требования, а также оценена степень важности каждого параметра относительно других. Для этого вводится весовой коэффициент l.

Выбор наилучшего решения производится определением взвешенной суммы:


S = Sli*qi.


Подсчитаем полученные результаты:


S´ = 10 + 10 + 15 + 20 + 20 + 15 + 10 = 100.

Sp = 20 + 4 + 20 + 8 + 16 + 6 + 25 = 99.

S¢ = 25 + 8 + 25 + 12 + 16 + 12 + 25 = 123.


Выбираем систему ТП-ДПТ с НВ

4 Расчет силового электропривода


4.1 Расчет параметров и выбор двигателя


Исходя из расчетной мощности электродвигателя и расчетной скорости выбираем электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением типа 2ПН280LУХЛ4 2:


РН = 37 кВт;

UН = 220 В;

IН = 195,5 А;

nН = 600 об/мин;

hН = 86 %;

RЯ = 0,037 Ом;

RДП = 0,017 Ом;

RВ = 25,2 Ом;

l = 3;

JДВ = 2,09 кг*м2.


Найдем момент инерции первой массы:


J1 = 1,25*2,09 = 2,61 кг*м2.


По расчетной схеме (рисунок 1.2) определим обобщенные параметры 3:

g = .

g = = 2,93.

W12 = Ö С12*.

W12 = Ö 232,43* = 11,62 с-1.

W02 = .

W02 = = 6,78 с-1.


В данном случае J1 и J2 соизмеримы. Так как отсутствуют возмущения, изменяющиеся с частотой, близкой к W12 = 11,62 с-1, можно не учитывать жесткость механической связи. Поэтому можно принять С12 = ¥ и перейти к одномассовой расчетной схеме:


JS = J1 + J2.

JS = 2,61 + 5,04 = 7,65 кг*м2.


Динамический момент в переходных режимах:


МДИН = 7,65*68,64 = 525,09 Н*м.


По нагрузочной диаграмме (рисунок 1.4) найдем уточненные моменты, действующие в динамических режимах:


МСПГ + МДИН = 907,74 + 525,09 = 1432,8 Н*м.

МСПГ – МДИН = 907,74 – 525,09 = 382,65 Н*м.

МСОГ + МДИН = 655,84 + 525,09 = 1180,93 Н*м.

МСОГ – МДИН = 655,84 – 525,09 = 130,75 Н*м.

Найдем эквивалентный момент при новых значениях моментов:

МЭКВ = Ö

= 1240,67 Н*м.

Произведем перерасчет на стандартное значение ПВСТ = 100%.:


МЭКВ(100%) = 1240,67*Ö = 611,7 Н*м.


Расчетная мощность двигателя:


РРАСЧ = 611,7*57,18 = 34,97 кВт.


Выбранный электродвигатель по мощности проходит. Проверим условие перегрузочной способности. Номинальный момент электродвигателя:


МН = ,


Где wН – номинальная круговая частота вращения двигателя.


wН = .

wН = = 62,8 с-1.

МН = = 589,17 Н*м.


Условие проверки по перегрузочной способности:


l*МН ³ ММАКС.,


Где ММАКС. – максимальный момент нагрузки в динамических режимах.

3*589,17 = 1767,5 ³ 1432,8 Н*м.


Выбранный электродвигатель соответствует требованиям по перегрузочной способности.

Рассчитаем параметры электродвигателя.

Приведенное к рабочей температуре сопротивление якорной цепи:


RЯ.ПР..= 1,2*(RЯ+RДП)+,

RЯ.ПР.=1,2*(0,037+0,017) + = 0,075 Ом.


Коэффициент электродвигателя:


Се = ;

Се = = 3,269 В×с;


Индуктивность якоря:


LЯ = bК*,

Где bК = 0,6 – для нескомпенсированных электродвигателей.

LЯ = 0,6* = 0,001 Гн.


4.2 Расчет параметров и выбор силовых преобразователей


В качестве силового преобразователя выбираем комплектный электропривод серии ЭПУ1 по следующим параметрам:

1)     по номинальному току нагрузки:


IН ³ IЯН;


2)     по номинальному выходному напряжению:


UВЫХ ³ UЯН;


3)     по перегрузочной способности:


lПР ³ lДВ;


4)     по диапазону регулирования:


DПР ³ DРАСЧ;


5)     по наличию реверса;

6)     По напряжению питающей сети:


UСЕТИ = UВХ


Для выбора преобразователя используем следующие параметры:


IЯН = 195,5 А;

UЯН = 220 В;

lДВ = 3;

DРАСЧ = .

wПОН = .

wПОН = = 2,9463 с-1.

DРАСЧ = = 21,28.

UСЕТИ = 380 В.


По полученным параметрам выбираем электропривод ЭПУ1-2-4627ЕУХЛ4 со следующими параметрами 4:


1)     ток блока управления – 400 А;

2)     выпрямленное напряжение блока – 230 В;

3)     Напряжение питающей сети – 380 В;

4)     диапазон регулирования – до 50;

5)     перегрузочная способность – 2;

6)     с обратной связью по ЭДС.


Параметры вводного токоограничивающего реактора типа РТСТ-265-0,156У3 5

1) номинальный фазный ток –265 А;

2) номинальная индуктивность фазы – 0,00156 Гн;

3) активное сопротивление фазы – 0,0072 Ом.

Оценим необходимую индуктивность якорной цепи с точки зрения ограничения пульсаций выпрямленного тока при работе в нижней точке диапазона регулирования скорости. При этом, требуемая индуктивность контура якорной цепи:


Lа = ,


Где in = 0,02…0,05 – относительная величина действующего напряжения первой гармоники.

en = ,

amax = arccos ;

Edmin = Ce *wmin + DUСД + DUВ,


Где DUсд = (0,005…0,01)*UН – падение напряжения на сглаживающем дросселе;

DUВ = 1…2 В – падение напряжения на тиристолрах в открытом состоянии.


Ed0 = Ce *wН + DUСД + DUВ.

Edmin = 3,269*2,95 + 0,01*220 + 2 = 13,84 В.

Ed0 = 3,269*62,8 + 0,01*220 + 2 = 209,5 В.

amax = arccos = 86,21o.

en = = 0,23.

La = = 0,006 Гн.


Требуемая индуктивность сглаживающего дросселя:


LСД = Lа – 2*LР – LЯ.

LСД = 0,006 – 2*0,00156 – 0,001 = 0,00188 Гн.


В качестве сглаживающего дросселя выбираем дроссель типа ФРОС-1000/0,5У3 со следующими номинальными параметрами:

1) номинальный постоянный ток – 800 А;

2) номинальная индуктивность – 2,3 мГн;

3) активное сопротивление – 0,0047 Ом.

Суммарная индуктивность якорной цепи:


LS = LЯ + 2*LР + LСД;

LS = 0,001 + 2*0,00156 + 0,0023 = 0,00642 Гн.


Суммарное сопротивление якорной цепи:


RS = RЯН + 2*RР + RСД.

RS = 0,075 + 2*0,0072 + 0,0047 = 0,0941 Ом.


Постоянная времени якорной цепи:


ТЯ = ;

ТЯ = = 0,068 с.


Постоянная времени тиристорного преобразователя:


ТТП = + (0,005…0,01) » 0,01 с.

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.