Разработка электропривода лифта - ABCD42.RU

Разработка электропривода лифта

Разработка электропривода лифта

1. Разрабатываемое устройство

Силовая часть электропривода грузового лифта

2. Область применения устройства

Грузовой лифт предназначен для подъёма груза с нижней площадки на верхнюю. Вниз клеть может спускаться как без груза, так и с грузом.

Цикл работы лифта включает в себя времена подъёма и опускания клети, а также времена загрузки и выгрузки.

Подъём клети происходит с установившейся скоростью Vр, а опускание – со скоростью Vв > Vр.

Лифт является разновидностью подъемника и представляет собой транспортное средство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой. Кабина (платформа) лифта перемещается вдоль неподвижных вертикальных жестких направляющих, установленных в шахте, снабженной на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверями (ГОСТ 23748–79).

Подъемниками называют грузоподъемные машины циклического действия, предназначенные для перемещения грузов в сосудах (или на площадках) в вертикальном или наклонном направлениях. Они отличаются от кранов тем, что грузовой сосуд движется по направляющим. Грузоподъемность подъемников – 0,25…50 т, скорость подъема – 0,1… 16 м/с (шахтные подъемники).

Различают: строительные подъемники, шахтные подъемные машины, доменные подъемники, лифты для подъема людей и грузов и др.

В зависимости от типа сосудов подъемники разделяют на клетьевые, скиповые и специальные. Подъем осуществляется канатами. Однако для подъема на большую высоту (буровые вышки, телевизионные башни и др.) применяют также бесканатные подъемники, где передвижение кабины осуществляются за счет силы трения приводных роликов, прижимающихся к направляющим, или реечной передачей.

3. Определение основных технических данных разработки

В процессе расчета необходимо определить наиболее загруженный для двигателя режим работы, обеспечить выполнение требований по ускорению лифта и возможность его работы с разными грузами на подъем и на спуск.

Данная разработка может быть использована при производстве и монтаже ЭП грузового лифта для перемещения людей и грузов в шахтах.

4. Технические требования

Приводной двигатель соединяется своим валом со шкивом ленточного тормоза через эластичную муфту;

Массой деталей шлицевого соединения и муфты пренебречь;

Вращение канатоведущего шкива осуществляется через редуктор;

При расчете момента инерции механизма принять, что лифт работает при максимальной загрузке;

Удержание ротора в неподвижном состоянии при отключенном двигателе осуществляется ленточным тормозом;

Электропривод ротора должен обеспечивать возможность плавного пуска двигателя до номинальной скорости;

Основные технологические операции рабочего цикла грузового лифта выполняются в следующей последовательности:

1. Загрузка клети;

2. Разгон двигателя до номинальной скорости на подъем;

3. Движение при номинальной скорости подъема;

4. Торможение лифта до полной остановки, наложение механического тормоза;

5. Разгрузка клети;

6. Разгон двигателя до номинальной скорости на спуск;

7. Движение при номинальной скорости спуска;

8. Торможение лифта до полной остановки, наложение механического тормоза;

9. Разгрузка клети.

Перечень сокращений и обозначений

АД – асинхронный двигатель

ПЧ–АД – преобразователь частоты – асинхронный двигатель

ПЧ – преобразователь частоты

УУКиС – устройство управления, контроля и сигнализации

5. Конструкция и данные

Рисунок 1 – Кинематическая схема лифта

1 – канатоведущий шкив;

3 – тормозной шкив;

Условия эксплуатации оборудования:

1. Максимальная загрузка лифта составляет 5000 кг (Все расчеты производить с учётом полной загрузки клети лифта, т.е 5000 кг);

2. Загрузка и выгрузка производиться при полной остановке лифта;

3. Питание электропривода осуществляется от сети переменного тока с напряжением 380В.

1. Конструкция, технические характеристики, типы лифтов (подъёмников)

2. Основные технические требования при проектировании, установке и эксплуатации лифтов (подъёмников)

3. Выбор рода тока и типа электропривода

4. Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя; определение передаточного числа и выбор редуктора

4.1 Выбор двигателя

4.2 Выбор редуктора

5. Расчёт приведенных статических моментов (моментов сопротивлений), моментов инерции и коэффициента жёсткости системы…28 6. Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности 7. Допустимая частота пусков

8. Построение механической характеристики

9. Построение переходных процессов

Лифт является разновидностью подъемника и представляет собой транспортное средство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой. Кабина (платформа) лифта перемещается вдоль неподвижных вертикальных жестких направляющих, установленных в шахте, снабженной на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверями (ГОСТ 23748–79). Конструктивно лифт состоит их шахты оборудованной дверями, установленными в порталах, приямком и машинным помещением с подъемной приводной лебедкой. Под шахтой понимается пространство, в котором перемещается платформа или кабина и противовес, а также установлено другое оборудование лифта, а машинное помещение – часть шахты (или иное помещение), предназначенная для установки приводного механизма, аппаратуры управления и другого оборудования лифта.

Основное назначение подъемно-транспортных машин – подъем и перемещение грузов. В настоящее время в связи с развитием техники, совершенствованием производственных процессов на предприятиях народного хозяйства подъемно-транспортные машины имеют большое значение. Развитие многих отраслей промышленности, транспорта и строительства связано с развитием и совершенствованием подъемно-транспортных машин.

Современное состояние строительства гражданских и промышленных зданий было бы невозможно без технически совершенных подъемно-транспортных машин. Работа промышленных предприятий, портов, железнодорожных узлов невозможна без механизации процесса подъема и перемещения грузов.

Значение подъемно-транспортных машин заключается в том, что они являются эффективными средствами механизации на крупных промышленных предприятиях, в строительстве и на транспорте, выполняя наиболее трудоемкие процессы по перемещениям различного рода грузов.

Основной целью данного курсового проекта является решение задачи проектирования и исследования силовой части электропривода грузового лифта, а также достижение цели в том чтобы результаты проектирования могли быть использованы при производстве, монтаже и эксплуатации электропривода грузового лифта на любых предприятиях.

Но в данном курсовом проекте необходимо произвести проектирование и расчеты только силовой части электропривода, а в проектировании и расчетах пускорегулирующей аппаратуры, аппаратуры защиты, аварийного отключения, аварийного освещения, аварийного управления, связи и др., и составлении их электрических схем нет необходимости так как это является отдельными разработками.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода скоростного пассажирского лифта

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 17.05.2017 2017-05-17

Статья просмотрена: 554 раза

Библиографическое описание:

Бойхонов, З. У. Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода скоростного пассажирского лифта / З. У. Бойхонов, М. М. Муминов, Ф. Н. Юлдашев, У. Д. Чориев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 19 (153). — С. 35-40. — URL: https://moluch.ru/archive/153/43147/ (дата обращения: 16.09.2021).

Поскольку пассажирский лифт предназначен для транспортировки людей по этажам высотных жилых и административных зданий, соответственно к электроприводу будут предъявляться особые требования: двигатель должен иметь плавный пуск и плавное торможение; диапазон регулирования скорости не менее 10: 1; жесткие обратные связи по напряжению, скорости, току статора. Согласно основным требованиям, предъявляемым к электроприводу пассажирского лифта, выбираем частотно-регулируемый асинхронный электропривод с соответствующими обратными связями. Разрабатываемая его функциональная схема представлена на рис.1.

Рис. 1. Функциональная схема автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода пассажирского лифта

На рис. 1 приняты следующие условные обозначения: УВ — управляемый выпрямитель; АИН — автономный инвертор напряжения; АД — асинхронный двигатель; РМ — рабочий механизм — кабина лифта; СИФУ — система импульсно-фазового управления; СУАИ — система управлении автономным инвертором; ДН — датчик напряжения; ДС — датчик скорости; ДТ — датчик тока статора; БУН — блок управления напряжением; БУЧ — блок управления частотой; БО — блок оптимизации; ЗИ — задатчик интенсивности; U` сигнал управления напряжением; Uf сигнал управления частотой; UЗ сигнал задания; Uf корректирующее значение частоты.

Автоматизированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом. Пуск асинхронного двигателя осуществляется регулированием частоты от нуля до номинального значения заданием сигнала управления, получаемого от задатчика интенсивности ЗИ c контролем скорости от датчика скорости ДС с блока оптимизации БО. Напряжение, соответствующее частоте, вычисляется в блоке БУН по экономичному закону частотного управления, то есть (где относительное изменение напряжения статорной обмотки, относительное изменение частоты тока статорной обмотки). Когда двигатель достигает номинального значения скорости, начинают действовать датчики ДТ и ДН, а также датчик ДС. В соответствии нагрузки на валу двигателя и скорости, то есть частоты, в БО формируется напряжение по выражению , и соответственно определяются значения напряжения в блоке БУН.

Основу автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода составляет тиристорный преобразователь постоянного тока серии VFD-VL для преобразователей частоты (компания DELTA ELECTRONICS), предназначенный для использования в лифтах и подъемных механизмах.

Кроме того, современные лифты обладают высокой грузоподъемностью, т. е. сильно меняется масса лифта, что меняет нагрузку на приводном электродвигателе в большом диапазоне. При этом скорость движения и ускорение лифта при разгоне/торможении должны оставаться постоянными величинами, не реагируя на значительные изменения нагрузки. Также нужно отметить необходимость экономии электроэнергии и сокращения объемов эксплуатационно-ремонтных работ.

Все вышеперечисленные проблемы решает применение в электроприводе лифта преобразователя частоты данного типа.

Особенностями преобразователей частоты серии VFD-VL являются:

  1. Высокоэффективный алгоритм векторного управления — управление ориентацией поля (FOC — field oriented control).
  2. Управление асинхронными и синхронными двигателями переменного тока, проведение автоматического тестирования двигателя при старте.
  3. Возможность питания от резервного источника питания
Читайте также  Тема природы в лирике Бунина

48/96 В постоянного тока.

  1. Наличие автоматической настройки и функции компенсации пускового момента.
  2. Встроенное управление процессом пуска и остановки лифта.
  3. Встроенная настройка работы выходного тормозного реле для управления внешним электромагнитным тормозом.
  4. Поддержка управления от внешнего цифрового пульта.
  5. Автоматическая настройка статических и динамических параметров двигателя.
  6. Встроенный тормозной ключ для всех типономиналов данной серии (для внешних тормозных резисторов).
  7. Возможность работы с энкодерами, имеющими выход Line Drive, а также Sin, Cos.
  8. Встроенный порт RS485 с поддержкой стандартного протокола Modbus.
  9. Программное обеспечение для компьютера, обеспечивающее мониторинг, управление, загрузку и сохранение параметров.
  10. Полный комплекс защитных функций. Высокоточное измерение тока, многоуровневая защита от перегрузки (oL, oL1, oL2), от перенапряжения и сверхтока, от короткого замыкания, функция поиска скорости, подключение датчика перегрева двигателя и еще ряд других функций.

Помимо кардинального улучшения потребительских качеств лифтов, применение частотных преобразователей позволяет сократить потребление электроэнергии в среднем на 50%, а также за счет плавности разгонов и остановок продлить срок службы основных узлов привода (электродвигатель, редуктор, шкив, тормоз) с 5–10 до 25 лет. Монтажная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода представлена на рис. 2.

Современные пассажирские лифты выполняются противовесом. Противовес для лифтов выбирается с таким расчетом, чтобы он уравновешивал вес кабины и часть номинального поднимающего груза.

В лифте установлен асинхронный двигатель из единой серии 5А со следующими номинальными данными: тип асинхронного двигателя 5А (Ф)225L6, номинальная мощность PH = 17,5 кВт, номинальная скорость nH = 940 об/мин; номинальное напряжение UH = 380 В; номинальный ток статора I1H = 36,1 А; максимальная перегрузочная способность по моменту Mmax =2,2–2,7; кратность пускового тока Iпуск = 6,5; отношение максимального тормозного момента к номинальному — = 2,2–2,7; допустимое число включения в час 90; номинальный КПД 84,5 %; номинальный коэффициент мощности cos = 0,87; масса 439 кг.

По представленным номинальным данным асинхронного двигателя определим потребляемую полную мощность:

.

Приведенный номинальный ток ротора .

Ток намагничивания магнитной системы асинхронных двигателей определяется по универсальной кривой намагничивания асинхронных машин.

Номинальный ток намагничивания асинхронного двигателя можно приблизительно определить по выражению

.

Потребляемая активная мощность двигателя из сети

и потребляемая реактивная мощность двигателя из сети

.

Определим номинальное значение скольжения

;

определим критическое значение скольжения

Определим значения номинального момента

определим значения максимального момента

определим значения пускового момента

определим значения пускового тока

.

Рассчитанные номинальные механические параметры для основной скорости режима работы асинхронного двигателя данного типа нанесем в табл. 1.

12.1. Общие вопросы электропривода лифтов

12.1.1. Требования к электроприводам лифтов. Лифт представляет собой единую электромеханическую систему (рис. 12.1), динамические характеристики которой зависят как от параметров механической части, так и от структуры и параметров электрической части.

Кабина 1 и противовес (контргруз) 2 связаны подъемным канатом 3, переброшенным через канатоведущий шкив 4, который через редуктор 5 связан с валом двигателя 6, характер движения которого определяется системой управления 7. На валу двигателя установлен электромеханический тормоз 8, обеспечивающий удержание кабины на заданном уровне при отключении двигателя, а также торможение кабины в процессе ее остановки. В шахте установлены датчики 9 положения кабины, которые связаны с системой управления 7 двигателя 6 и обеспечивают определение положения кабины перед началом движения, возможность выбора направления движения в зависимости от взаимного положения этажа назначения по вызову или приказу и этажа исходного положения кабины, остановку кабины на этаже назначения. Иногда датчики положения кабины располагаются в машинном помещении на копираппарате, который механически связан с кабиной и воспроизводит в определенном масштабе перемещение кабины. Последнее позволяет упростить обслуживание лифта, так как уменьшает количество аппаратуры в шахте, увеличивает ее доступность и возможность быстрого ремонта или замены в случае выхода ее из строя.

Уравновешивающий (компенсационный) канат 10 позволяет уменьшить влияние положения кабины в шахте на момент нагрузки электродвигателя.

Кинематическая схема лифта оказывает существенное влияние на требования, предъявляемые к двигателю и системе управления электроприводом. Так, в случае полностью уравновешенной механической системы (сила тяжести кабины с грузом равна силе тяжести противовеса и уравновешивающий канат компенсирует изменение нагрузки вследствие изменения длины подъемного каната при перемещении кабины) отсутствует активный момент нагрузки на канатоведущем шкиве, а двигатель при этом должен развивать момент, обеспечивающий преодоление момента трения в механической передаче, и динамический момент, обеспечивающий разгон и торможение кабины.

Рис. 12.1. Кинематическая схема лифта

При отсутствии противовеса двигатель должен дополнительно преодолевать момент, создаваемый силой тяжести кабины с грузом, что требует увеличения мощности двигателя, его массы и габаритов. При этом, если в процессе разгона и торможения двигатель развивает одинаковый по величине момент, будут существенно различаться величины ускорения в этих режимах, а для их выравнивания требуется принятие дополнительных мер, что повышает требования к регулировочным характеристикам электропривода и усложняет систему управления.

Правда, наличие противовеса не может полностью устранить неравномерность нагрузки вследствие изменения загрузки кабины, однако абсолютная величина нагрузки существенно уменьшается.

Наличие противовеса облегчает также работу электромеханического тормоза и позволяет уменьшить его габариты и массу, так как при этом существенно уменьшается величина момента, требуемого для удержания кабины на заданном уровне при отключенном двигателе (при полностью уравновешенной системе этот момент равен нулю).

В сою очередь, выбор типа электропривода и параметров электродвигателя может повлиять на кинематическую схему лифта. Так, при использовании высокоскоростного асинхронного привода (в отечественной практике обычно используются асинхронные электродвигатели с синхронной скоростью 1000 об/мин.) неизбежно наличие редуктора в механической передаче для согласования скоростей электродвигателя и канатоведущего шкива. При выборе электропривода постоянного тока часто используются тихоходные двигатели, частота вращения которых совпадает с требуемой частотой вращения канатоведущего шкива, что исключает необходимость применения понижающего редуктора. Это упрощает механическую передачу и уменьшает потери мощности в этой передаче. Система получается достаточно бесшумной.

Однако, при сопоставлении вариантов редукторного и безредукторного приводов проектировщик должен учитывать также то обстоятельство, что тихоходный двигатель имеет значительно большие габариты и массу, увеличенный момент инерции якоря.

Оригинальное решение предложила фирма КОНЭ, которая разработала без-редукторный привод MonoSpace с тихоходным асинхронным двигателем Ecodisc, устанавливаемым непосредственно на направляющих лифта на верхнем этаже. Упрощается механическая часть привода, освобождается площадь машинного помещения и уменьшается нагрузка на его пол, а использование для питания двигателя частотного преобразователя обеспечивает хорошие регулировочные характеристики привода. Скоростные возможности этого привода соответствуют области применения быстроходных лифтов с не очень большой грузоподъемностью (грузоподъемность ограничивается нагрузочной способностью направляющих лифта).

Режим работы электропривода лифта характеризуется частыми включениями и отключениями. При этом можно выделить следующие этапы движения: а) разгон электродвигателя до установившейся скорости, б) движение с установившейся скоростью, в) уменьшение скорости при подходе к этажу назначения (непосредственно до нуля или до малой скорости дотягивания), г) торможение и остановка кабины лифта на этаже назначения с требуемой точностью.

При этом необходимо учитывать, что этап движения с установившейся скоростью может отсутствовать, если сумма путей разгона до установившейся скорости и торможения с установившейся скорости меньше расстояния между этажами отправления и назначения (при поэтажном разъезде).

Одним из основных требований, предъявленных к электроприводу лифтов, является обеспечение минимального времени движения кабины от исходного этажа положения кабины до этажа назначения по вызову или приказу. Отсюда естественно вытекает стремление повышать установившуюся скорость движения лифта для повышения его производительности, однако увеличение этой скорости далеко не всегда является оправданным.

Лифты с большой скоростью движения кабины в том случае, когда последняя должна делать остановки на каждом этаже, по существу не используются по скорости, так как на перегоне между этажами введены ограничения ускорения и замедления, кабина не успевает достигнуть номинальной скорости, поскольку путь разгона до этой скорости в этом случае обычно больше половины междуэтажного расстояния.

Исходя из указанного выше, в зависимости от условий работы целесообразно использовать приводы, обеспечивающие различные установившимися скорости движения (см. главу 1).

Например, в зависимости от назначения рекомендуется применять пассажирские лифты со следующими номинальными скоростями:

• в административных зданиях и гостиницах: до 9 этажей — от 0,7 м/с до 1 м/с; от 9 до 16 этажей — от 1 до 1,4 м/с;

• в административных зданиях от 16 этажей — 2 и 4 м/с.

Рекомендуется при установке в зданиях лифтов со скоростью более 2 м/с иметь экспрессные зоны, т.е. лифты должны обслуживать не все этажи подряд, а, например, кратные 4-5. В междуэкспрессных зонах лифты должны работать с меньшими скоростями движения. При этом используются схемы управления, которые с помощью переключений скоростей могут задавать два режима работы электропривода: с высокой скоростью при экспрессных зонах и с пониженной скоростью для поэтажного разъезда.

Читайте также  Пословицы и поговорки

На практике при установке в одном подъезде, например, двух лифтов часто используется простое решение, при котором система управления обеспечивает остановку одного лифта только на нечетных этажах, а другого — только на четных. Это увеличивает использование скоростных возможностей приводов, а следовательно, повышает производительность лифтов.

Помимо основной скорости движения кабины, которая во многом определяет производительность лифта, электропривод и система управления лифтом с номинальной скоростью более 0,71м/с должны обеспечивать возможность движения кабины со скоростью не более 0,4 м/с, что необходимо для контрольного обследования шахты (режим ревизии).

Одним из важнейших требований, выполнение которого в существенной мере , зависит от структуры электропривода и системы его управления, является необходимость ограничения ускорений и замедлений кабины a=dv/dt и их производных (рывков) р= da/dt= d2v/dt2.

Максимальная величина ускорения (замедления) движения кабины при нормальных режимах работы не должна превышать: для всех лифтов, кроме больничного, 2 м/с2, для больничного лифта — 1 м/с2.

Производная ускорения и замедления (рывок) правилами не регламентируется, однако необходимость его ограничения, как и ограничение ускорения, определяется необходимостью ограничения динамических нагрузок в механической передаче во время переходных процессов и задачей обеспечения требуемого комфорта для пассажиров. Ограничение величин ускорения и рывка должно обеспечивать высокую плавность переходных процессов и тем самым исключить отрицательное влияние на самочувствие пассажиров. Для скоростных лифтов максимальное значение рывка обычно составляет 3,0 — 10 м/с3.

Требование ограничения ускорений и рывков допустимыми значениями вступает в противоречие с указанным выше требованием обеспечения максимальной производительности лифта, так как из него вытекает, что длительность разгона и замедления кабины лифта не может быть меньше определенной величины, определяемой этим ограничением. Отсюда следует, что для обеспечения максимальной производительности лифта во время переходных процессов электропривод должен обеспечивать разгон и замедление кабины с максимальными допустимыми значениями ускорения и рывка.

Важным требованием к электроприводу лифта является обеспечение точной остановки кабины на заданном уровне. Для пассажирских лифтов малая точность остановки кабины снижает его производительность, поскольку увеличивается время входа и выхода пассажиров, а также уменьшается комфортабельность лифта и безопасность пользования лифтом.

В грузовых лифтах неточная остановка затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможной разгрузку кабины.

В ряде случаев необходимость обеспечения требований точности остановки оказывает решающее влияние на выбор системы электропривода лифта.

В соответствии с правилами, точность остановки кабины на уровне этажной площадки должна удерживаться в пределах, не превышающих: для грузовых лифтов, загружаемых посредством напольного транспорта, и для больничных — ±15 мм, а для остальных лифтов — ±50 мм.

В тихоходных лифтах невелик путь торможения, поэтому и возможное изменение этого пути, вызывающее неточность остановки, мало. Поэтому в таких лифтах выполнение требований точности остановки обычно не вызывает трудностей.

С увеличением скорости лифта увеличивается и возможный разброс положений остановки кабины, что обычно требует принятия дополнительных мер для выполнения требований к точности остановки.

Естественным требованием к электроприводу лифта является также возможность его реверсирования для обеспечения подъема и опускания кабины.

Частота включений в час для пассажирских лифтов должна составлять 100-240, а для грузовых — 70-100 при продолжительности включений 15-60%.

Кроме того, правилами предусмотрен ряд дополнительных требований к электроприводу лифта, определяемые необходимостью обеспечения безопасности его эксплуатации.

Напряжение силовых электрических цепей в машинных помещениях должно быть не выше 660 В, что исключает возможность применения двигателей с большим номинальным напряжением.

Снятие механического тормоза должно быть возможно только после создания (электрического момента, достаточного для нормального разгона электродвигателя. ‘В асинхронных электроприводах, применяемых обычно на тихоходных и быстроходных лифтах, выполнение этого требования обычно обеспечивается тем, что напряжение питания подается на электродвигатели одновременно с подачей напряжения на электромагнит тормоза. В электроприводах постоянного тока, применяющихся на скоростных лифтах, перед снятием тормоза на схему управления обычно подают сигнал задания момента и тока двигателя, достаточного для удержания кабины на уровне площадки без тормоза (задание начального тока).

Остановка кабины должна сопровождаться наложением механического тормоза. Отключение электродвигателя при остановке кабины должно происходить после j наложения тормоза.

В случае неисправности механического тормоза при нахождении кабины на уровне этажной площадки электродвигатель и питающий его преобразователь должны оставаться включенными и обеспечивать удержание кабины на уровне площадки.

Включение предохранителей, выключателей или других различных устройств в цепь якоря между двигателем и питающим его преобразователем не допускается.

. В случае перегрузки электродвигателя, а также при коротком замыкании в силовой цепи или в цепях управления электроприводом, должно быть обеспечено снятие напряжения с приводного электродвигателя лифта и наложение механического тормоза.

Электрооборудование лифтов

Лифт представляет собой подъемную машину циклического действия, предназначенную для вертикального подъема людей и грузов. По назначению лифты разделяют на пассажирские, грузопассажирские, больничные, грузовые.

В зависимости от скорости движения кабины лифты подразделяют на тихоходные (до 0,71 м/с), быстроходные (от 1 до 1,6м/с), скоростные (от 2 до 4м/с) и высокоскоростные (4 — 10м/с). Грузоподъемность пассажирских лифтов составляет от 320 до 1600кг, грузовых — от 160-5000кг. При скорости до 1,6м/с электродвигатель соединяется с канатоведущим шкивом через редуктор, если скорость выше, то применяют безредукторные электроприводы.

При большом разнообразии вариантов конструкций пассажирских и грузовых лифтов основными узлами оборудования для них являются подъемная лебедка, канаты, кабина, противовес, механический тормоз и аппаратура управления. Современные лифты имеют систему подвеса с противовесом и с уравновешивающим канатом.

Кабина перемещается вдоль вертикальных направляющих. Кабина подвешена к канатам, огибающим канатоведущий и направляющий шкивы приводной электрической лебедки. На концах каната укреплен противовес, движущийся по направляющим. Масса противовеса равна сумме массы кабины и (0,42 — 0,5) массы груза (или половине наиболее вероятной нагрузки кабины).

В лифтах и грузовых подъемниках типы электроприводов выбираются в зависимости от скорости движения, этажности здания и требуемой точности остановки. В настоящее время применяют следующие электроприводы:

а) для зданий до 17 этажей используются тихоходные и быстроходные лифты со скоростью от 0,7 до 1,4м/с грузоподъемностью 320, 400кг. В этих лифтах применяют электропривод с асинхронным двухскоростным электродвигателем с короткозамкнутым ротором,

б) для быстроходных пассажирских лифтов со скоростью 1,6м/с предназначенных для зданий до 25 этажей применяют электропривод по системе тиристорный регулятор напряжения (ТРН) с двухскоростным асинхронным двигателем (ТРН-АДД).

Наличие регулируемого электропривода обеспечивает высокую плавность процессов разгона и замедления, высокую точность остановки на этаже (до 20 мм), отсутствие участка пониженной скорости перед остановкой. Вторая обмотка двигателя служит для получения малой скорости при ревизии,

в) для скоростных и высокоскоростных лифтов применяются электроприводы постоянного тока по системе тиристорный преобразователь-двигатель ТП-Д и переменного тока по системе преобразователь частоты — короткозамкнутый асинхронный электродвигатель ГГЧ-АД.

Тиристорный электропривод лифта типа УЛМП-25-16

Питание электропривода (рис.1) осуществляется от реверсивного тиристорного регулятора напряжения UZ (ТРН) при пуске и установившемся движении и от отдельного выпрямителя собранного по однофазной мостовой схеме UZ1 для питания обмотки статора при динамическом торможении.

Система обеспечивает параметрическое фазовое регулирование скорости вращения короткозамкнутого асинхронного электродвигателя. Система автоматического регулирования выполнена на однокристальной микро ЭВМ типа КР1816ВБ031, которая осуществляет непосредственное цифровое регулирование скорости вращения приводного двухскоростного асинхронного электродвигателя.

Автоматическая система регулирования позволяет обеспечить высокую точность поддержания заданной скорости и остановки на уровне требуемого этажа непосредственно в заданную точку без участка пониженной скорости. Вторая обмотка двигателя включается только при ревизии.

Рис. 1. Схема тиристорного электропривода лифта

Грузоподъемные механизмы лифтов снабжаются специальными тормозными устройствами с длинноходовыми и короткоходовыми электромагнитами постоянного тока, которые подключаются к сети напряжением 220 или 380 В через выпрямитель.

Аппараты управления лифтов

Этажные переключатели предназначены для коммутации цепей управление движением. Они регистрируют положение кабины, автоматически выбирают направление движения («верх» или «низ») и дают команду на отключение электропривода при остановке. Конструктивно это трехпознцнонные рычажные переключатели (путевые командоаппараты) на три положения (1-0-2), имеющие подвижные (на рычаге) к неподвижные (на корпусе) контакты.

Этажные переключатели устанавливаются в шахте на уровне этажа, а на кабине — фасонная отводка, которая действует на рычаг этажного переключателя.

При ходе кабины «вверх» поворотом рычага замыкается одна группа неподвижных контактов, а «вниз»— другая. Когда кабина находится на уровне этажа, этажный переключатель находится в нейтральном положении «О», а неподвижные контакты разомкнуты.

Переключатели скорости предназначены для подачи импульса на снижение скорости перед остановкой кабины. Применяются в быстроходных лифта с электроприводом двухскоростного исполнения. Они построены по принципу действия этажных переключателей, но конструктивный вид имеют другой. Переключатели скорости устанавливаются в стволе шахты комплектно выше и ниже этажа на расстоянии от 0,5 до 0,6 м.

Рычажные переключатели предназначены для управлении грузовыми лифтами с проводником. Конструктивно это трехпозицнонные рычажные переключатели с самовозвратом рукоятки в нейтральнее положение («верх»-0-«низ»), установленные в кабине. Поворотом рукоятки выбирается направлен не движения, что достигается замыканием пары неподвижных контактов. При отпускании рукоятки контакты размыкаются и двигатель останавливается (отключается). Рычажные переключатели одновременно используется как конечный выключатель в крайних положениях кабины. Это достигается действием на ролик рычага специальных направляющих в стволе шахты.

Читайте также  Этиловый спирт в фармацевтической промышленности

Индуктивные датчики предназначены для применения в быстроходных лифтах. Схема таких датчиков на переменном и выпрямленном токе показана на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема индуктивных датчиков на переменном (а) и выпрямленном (б) токе

В стволе шахты устанавливается П-образный шихтованный магнитопровод из стали 3, а на кабине стальная скоба 4 представляющая собой магнитный шунт. На магнитопроводе находится катушка с обмоткой 2 к которой подключается реле управления 1 непосредственно или через выпрямитель Вп. При уходе скобы (магнитопровод размыкается) индуктивное сопротивление катушки мало, что обеспечит срабатывание реле управления. Если стальная скоба перекрывает магнитопровод, резко возрастает индуктивное сопротивление катушки и реле отпускает.

Надежность и четкость срабатывания реле управления обеспечена включением емкости С параллельно катушке, которая выбирается из условия получения близкого к резонансу токов режима. Применение выпрямителя для питания реле управления повышает надежность срабатывания магнитной системы реле.

Кроме того, в путевых датчиках нашли широкое применение устройства с герметичными контактами (герконы). Применение индуктивных датчиков устраняет такие недостатки этажных переключателей и переключателей скорости, как шумность и радиопомехи, возникающие при работа контактных устройств.

Магнитная отводка — это электромагнитное устройство, устанавливаемое на кабине и контролирующее работу замков дверей шахты. Упор магнитной отводки соединен с якорем электромагнита отводки. При нахождении кабины на этаже электромагнит отводки обесточен, упор под действием пружины отводит защелку замка двери шахты, позволяя ее открыть.

При движении электромагнит отводки под питанием — защелка введена, что запрещает открытие двери. Такие защелки применяются в лифтах старой конструкции (или модернизированных) с ручным приводом дверей шахты.

Основным отличием работы лифтов и подъемников является их многопозиционность, выражающаяся в том, что механизмы могут занимать большое число фиксированных положений. Поэтому после каждой остановки приходится решать логическую задачу о выборе последующего перемещения. Решение этой задач в настоящее время осуществляется с помощью логических микросхем и микропроцессоров. Перед схемой управления лифтами ставятся следующие задачи: контроль положения кабины в шахте, автоматический выбор направления движения, определение времени начала торможения, точной остановки кабины на этаже, автоматического открывания и закрывания дверей и защиты электроприводов и лифта.

Командные сигналы, задающие программу движения кабины, разделяются на два типа: «приказы», поступающие из кабины, и «вызовы», поступающие с этажных площадок. Команды подаются кнопками, расположенными соответственно в кабине и на этажных площадках. В зависимости от реакции на команды и способы их отработки различаются схемы раздельного и собирательного управления. При раздельном принципе управления схема воспринимает и отрабатывает только одну команду и во время ее выполнения не реагирует на другие приказы и вызовы.

Такая схема наиболее проста в реализации, но ограничивает возможную производительность лифта и поэтому применяется лишь для лифтов жилых домов высотой до девяти этажей с относительно небольшим потоком пассажиров. При собирательном принципе управления схема воспринимает одновременно несколько команд и выполняет их в определенной очередности, обычно в порядке следования этажей.

Основой системы управления лифтами является поэтажный тактовый опрос. Тактовый опрос может быть маятниковым, когда опрос производится в двух направлениях, снизу вверх и сверху вниз и одного направления, например, только сверху вниз. Чаще применяется маятниковый опрос.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Проектирование электропривода пассажирского лифта

Главная > Курсовая работа >Промышленность, производство

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Воронежский государственный технический университет

Факультет автоматики и электромеханики

Кафедра автоматики и информатики в технических системах

По дисциплине: “Электрический привод”

Тема: “Проектирование электропривода пассажирского лифта”

1. Техническое задание 4

a. Описание конструкции рабочей машины и технологического процесса ее работы 4

b. Кинематическая схема механизма 5

c. Краткое описание работы пассажирского лифта 6

d. Расчет подъемных канатов. 8

e. Расчет канатоведущего шкива 9

f. Выбор мощности двигателя лифта 10

g. Производительность пассажирских лифтов 14

2. Определение передаточного числа редуктора 15

3. Расчет нагрузочной диаграммы 17

4. Выбор схемы включения электродвигателя 24

5. Расчет статических механических и электромеханических характеристик 25

Расчет статических механических характеристик 25

6. Расчет кинематической схемы механической части ЭП 31

7. Расчет динамики механической части ЭП 37

8. Расчет переходных процессов 52

9. Проверка двигателя 54

10. Расчет энергетических показателей ЭП 56

11. Точность остановки кабины 62

Широкое внедрение электрического привода во все отрасли промышленности и все возрастающие требования к статическим и динамическим характеристикам электропривода предъявляют повышение требования к профессиональной подготовке студентов, специализирующихся в области электропривода. Несомненно, важное место в этой подготовке занимает курсовое проектирование, где студент закрепляет полученные теоретические знания и приобретает практические навыки разработки автоматизированных электроприводов.

Цель курсового проектирования: углубление теоретических знаний по курсу “Электрический привод”; закрепление практических навыков расчета электроприводов и выбора технических средств их реализации. В курсовом проекте предусматривается на основе анализа режимов работы промышленной установки спроектировать автоматизированный электропривод для обеспечения ее работы с учетом особенностей конструкции установки и требований технологического режима.

1.Техническое задание

Спроектировать привод движения пассажирского лифта согласно технологическому процессу, описанному в разделе «Описание конструкции, назначения рабочей машины и технологического процесса работы».

Исходные данные на проектирование

Приведение исходных данных на проектирование к международной системе единиц.

Диаметр шкива м

Погрешность остановки м

Описание конструкции рабочей машины и технологического процесса ее работы

Лифт – это подъемник прерывистого действия с вертикальным движением кабины по жестким направляющим, установленными в огражденной со всех сторон шахте.

Пассажирские лифты подразделяют на три группы в зависимости от скорости движения кабины:

тихоходные – до 0.5 м/с

быстроходные – до 1 м/с

скоростные – свыше 1 м/с.

Кинематическая схема механизма

Рис.1. Кинематическая схема лифта.

В кинематической схеме (рис.1) обозначены:

2 – тормозная муфта

4 – соединительная муфта

5 – канатоведущий шкив

В современных лифтах преимущественно применяют кинематические схемы с верхним расположением ЭП (рис.1). При таком размещении уменьшается число перегибов канатов, что увеличивает их долговечность, повышается КПД, уменьшается нагрузка на опорные конструкции, снижается стоимость. Проектируемый мною лифт относится именно к этой схеме.

Кинематическая схема с верхним расположением ЭП работает следующим образом: движение от двигателя (1) передается на канатоведущий шкив (5) через тормозную муфту (2), редуктор (3) и соединительную муфту (4), который с помощью канатов(6) приводит в движение кабину(7) и противовес(8).

Рассмотрим назначение некоторых элементов кинематической схемы.

Редуктор необходим для уменьшения частоты вращения ротора двигателя и увеличения крутящего момента двигателя.

Противовес необходим для полного уравновешивания кабины, частичного уравновешивания груза и уменьшения статического момента сопротивления, создаваемого кабиной и грузом.

Привод лифта должен обеспечить остановку кабины с отклонением уровней пола и кабины , которая зависит от величины начальной скорости при различных предельных ускорениях. Для этого подход к этажу производится на более низкой скорости с последующим включением тормозной муфты, с помощью которой осуществляется полная остановка кабины.

Краткое описание работы пассажирского лифта

К основным параметрам работы лифта относятся: скорость движения кабины , м/c; ускорение a ,м/с 2 ; рывок скорости a ,м/с 3 .

Для быстроходных лифтов величина предельного ускорения и замедления составляет 1.5 м/c 2 , для скоростных лифтов – 2.5 м/с 2 . При этом рывок скорости не должен превышать 3…10 м/с 3 .

Кабины лифтов имеют предохранительные устройства, обеспечивающие остановку кабины при обрыве или ослаблении несущих канатов и при превышении скорости движения на 20-40% от номинальной. В этом случае ловители заклинивают кабину между направляющими.

Одним из основных требований, предъявляемых к электроприводу пассажирских лифтов, является плавность движения, которая определяется величиной ускорения в начале движения и торможения при остановке.

Производительность лифта определяется его средней скоростью, для увеличения которой необходимо сократить время разгона и торможения кабины. Однако большие ускорения оказывают нежелательные воздействия на людей, поэтому для пассажирских лифтов ускорение а≤2м/с 2 . При таком ускорении величина рывка скорости не должна превышать 20 м/с 3 .

Оптимальная диаграмма работы лифта представлена на рис.2.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: