Проектирование лифта

x[15]:=x[4] - a[12]*x[6];

az (x[15], 1/a[8], a[9], dx[5], x[5]);

x[16]:=x[5]*a[10];

x[17]:=Mc1;

x[18]:=x[16] - reaktiv (x[17], x[6]);

iz (x[18], a[11], dx[6]);

x[19]:=x[6] - x[8];

iz (x[19], 1/a[13], dx[7]);

x[20]:=Mc2;

x[21]:=x[7] - x[20];

iz (x[21], a[14]/Rpr, dx[8]);

iz (x[8], 1, dx[9]).

В этих выражениях a[1]… a[16] - параметры системы, х[1]… х[21] - переменные модели.

Значения параметров системы:

Порядок системы: 9

Число переменных модели: 21

Число параметров модели: 16

A[1] = 1.0000000000E+00; Тзи

A[2] = 1.0980000000E+01; Крс

A[3] = 1.2900000000E-02; Трс

A[4] = 2.3450000000E-01; Крт

A[5] = 7.7000000000E-02; Трт

A[6] = 2.7680000000E+01; Ктп

A[7] = 1.0000000000E-02; Ттп

A[8] = 2.0700000000E-01; R0

A[9] = 1.8000000000E-02; Т0

A[10] = 2.7900000000E+00; См

A[11] = 4.2500000000E+00; J1

A[12] = 3.0100000000E+00; Се

A[13] = 1.3200000000E+05; С

A[14] = 1.3000000000E+00; J2

A[15] = 5.9500000000E-02; Кот

A[16] = 1.7600000000E-01; Кос

y - Начальные условия нулевые

Конечное время = 4.0000000000E+00;

Шаг интегрирования = 1.0000000000E-03;

Из графиков следует, что при нарастании скорости момент увеличивается, а затем с некоторым запаздыванием, обусловленным инерционностью регулятора, ограничивается насыщением последнего. При достижении скоростью установившегося значения момент, развиваемый двигателем, становится равным моменту нагрузки. При переходе на пониженную скорость осуществляется рекуперативное торможение, в результате чего момент двигателя изменяет свой знак. После срабатывания датчика точного останова двигатель отключается от сети и налаживается механический тормоз. В результате действия тормозного момента, а также реактивного статического момента, происходит останов двигателя с заданной точностью.

7. Проверка правильности расчёта мощности и окончательный выбор двигателя

Для нахождения загрузки двигателя воспользуемся системой моделирования Runge_4. На основании прогонки программной модели и получения графиков переходных процессов определим средне-квадратичное значение момента за цикл работы. Нахождение средне-квадратичного значение момента обусловлено тем, что в течении цикла работы полезный поток машины не изменяется, а следовательно применение методов эквивалентного тока и момента равноценны. Проведём анализ результатов расчета.

Результаты расчета переменной X[16] - Момент, развиваемый двигателем за цикл работы.

Анализ результатов расчета

Введите номер переменной (максимальный 21) 16

Результаты расчета переменной X[16]

Средне-квадратичное значение переменной 3.2601600933E+02

Это означает, что М_{ср кв} = 326 Н•м.

По средне-квадратичному значению момента М_{ср кв ст} за цикл работы с учётом приведения к стандартному ПВ_ст и номинальному значению момента двигателя М_н определим загрузку двигателя:

М_{ср кв ст} 315,6

K = ------- • 100% = ------ • 100% = 97% (7.2)

М_н 324

Таким образом, выбранный двигатель проходит по условию нагрева.

8. Разработка схемы электрической принципиальной

8.1 Разработка схемы силовых цепей, цепей управления и защиты

Согласно задания в качестве источника питания имеется трёхфазную сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц. На входе потока силовой энергии устанавливаем автоматический выключатель с расцепителем тока короткого замыкания и тепловым расцепителем. Его функция состоит в размыкании силовой цепи в случае аварийного режима или длительного действия токов перегрузки. Для согласования напряжения с входным напряжением тиристорного преобразователя комплектного электропривода. Тиристорный преобразователь имеет мостовую схему, что обеспечивает лучшие характеристики электроприводу в целом. К выходу тиристорного преобразователя подключаем выбранный двигатель краново-металлургической серии номинального режима S3. Независимая вентиляция обеспечивается асинхронным двигателем М2. Для питания обмотки возбуждения этого двигателя используем тиристорный возбудитель. С валом двигателя соединяем тахогенератор, напряжение с которого подаётся в систему управления управляемого выпрямителя. К комплектному электроприводу подключается схема, обеспечивающая разгон двигателя до рабочей скорости, переход на пониженную скорость и с изменением направления вращения.

Согласно заданному технологическому режиму и требованиям, предъявляемым к электроприводу, в течение цикла работы разрабатываемая схема управления должна обеспечить пуск, переход на пониженную скорость с целью обеспечения заданной точности останова, перемещение кабины лифта в нужном направлении, останов двигателя, требуемую выдержку времени для открытия-закрытия дверей и входа-выхода пассажиров. Для осуществления этой задачи в схеме использованы следующие аппараты управления: кнопочные выключатели, промежуточные реле, реле времени, путевые выключатели, резисторы.

Промежуточные реле необходимы для замыкания и размыкания цепей управления при подаче на катушку напряжения с целью обеспечения электроприводу требуемой скорости. Реле времени используются для обеспечения требуемой выдержки времени открытия-закрытия дверей и входа-выхода пассажиров. Кнопочные выключатели применяются для пуска двигателя в начале работы, для обеспечения режима ревизии и для аварийного останова двигателя в процессе работы. Путевые выключатели в данной схеме предназначены для задания момента времени перевода электропривода на пониженную скорость и отключения двигателя от сети с последующем наложением механического тормоза, в зависимости от пройденного пути кабиной лифта.

После нажатия на кнопку SB2 на катушку промежуточного реле KV подаётся напряжение и реле замыкает свой контакт в схеме, подключённой к преобразователю, тем самым разгоняя привод до рабочей скорости. Для перехода электропривода на пониженную скорость с целью обеспечения точности остановка необходимо, чтобы сработало промежуточное реле KV2, которое разомкнёт свой контакт в схеме, подключенной к преобразователю, и ток потечёт через резистор R1. При этом до установления пониженной скорости двигатель работает в режиме рекуперации энергии в сеть. Для осуществления останова двигателя применяем другой путевой выключатель SQ2. После срабатывания этого аппарата двигатель отключается от сети и происходит наложение механического тормоза. Аналогично электропривод работает в другом направлении.

Для обеспечения режима ревизии используются кнопочные выключатели SB4 и SB5 и промежуточные реле KV9 и KV10, нормально замыкающие контакты которых находятся в схеме управления, подключённой к преобразователю. При нажатии на кнопку «Ревизия вверх» и последующем её удержании кабина лифта движется вверх со скоростью 0,25V_ном. При нажатии на кнопку «Ревизия вниз» и последующем её удержании кабина лифта движется вниз со скоростью 0,25V_ном.

8.2 Выбор элементов схемы

Выбор автоматического выключателя производим согласно следующим требованиям:

- U_{н ав} >= U_c;

I_{уст max расц} >= (1,5 - 1,8) • I_п;

- I_{н ав} >= I_длит;

I_{н тепл расц} >= I_{н длит}.

Рассчитываем значения токов и напряжений:

U_c = 380 В; I_длит = I_н = 116 А; I_п = 3•I_н = 3 • 116 =348 А, 1,8• I_п = 626 А.

По рассчитанным параметрам выбираем автоматический выключатель серии А374 5Б У3 с номинальными параметрами:

- U_{н ав} = 220 В;

- I_{н ав} = 160 А;

- I_{уст max расц} = 960 А;

I_{н тепл расц} = 125 А.

Выбираем резисторы R1, R2, R3, R4, R5. Задаёмся сопротивлением резистора R3=1000 Ом. После проделанных расчётов получили R1=2749 Ом, R2=1937 Ом. При этом максимальный ток, протекающий через контакты промежуточных реле, будет равен I_конт=U_{max з}/R3 =10/1000=0,01 А. Выбираем резисторы R1, R2, R3, R4, R5 типа ПЭВ с номинальной мощностью Р_н=10 Вт и выше рассчитанными величинами сопротивлений.

Зная максимальный ток, протекающий через контакты промежуточных реле проделаем выбор промежуточных реле осуществляем согласно следующим условиям:

- U_н = U_c;

- I_конт >= I_{н нагр};

- по числу и исполнению контактов.

Принимая во внимание, что U_c = 220 В и I_конт=0,01 А, выбираем промежуточные реле типа РПЛ 22 с номинальными параметрами: U_н=220 В, I_конт = 10 А, Р_н=9 В•А.

Реле времени выбираем по следующим условиям:

- U_н = U_c;

- I_н >= I_конт;

- по заданной выдержке времени.

Исходя из условий выбираем реле времени РВП-72 со следующими номинальными параметрами: U_н=220 В, I_конт = 1 А и выдержкой времени 5,14 с.

Выбор путевых выключатей осуществляем исходя из следующих условий:

U_{н пв} >= U_с;

I_{н пв} >= I_нагр.

Ток через контакты концевых выключателей определим исходя из номинальной мощности выбранных промежуточные реле: I_{н пв}= Р_н/U_с=9/220=0,04 А.

Устанавливаем путевой выключатель ВП16П с номинальными параметрами U_н=220 В, I_н = 0,2 А.

Кнопочные выключатели выбираем из условий:

- U_н >= U_c;

- I_н >= I_длит;

Выбираем кнопочные выключатели серии КЕ с номинальными параметрами U_н=220 В, I_н = 3 А.

Выбор тахогенератора проводим согласно следующим условиям:

- _- w_{н тг} >= w_max;

коэффициент передачи тахогенератора должен обеспечивать все режимы работы привода.

Скорость w_max соответствует рабочей скорости w_р = 56,8 рад/с.

Выбираем тахогенератор ПТ 31/1 с номинальными данными:

n = 600 об/мин;

U = 230 В;

Iя =0,5 А;

Rя = 31,1 Ом;

I в = 0,52 А;

Rв = 94 Ом.

Заключение

В результате расчёта разработан электропривод лифта высотного здания, обеспечивающий все предъявляемые к нему требованиям: пуск до рабочей скорости, стабилизация скорости, точный останов с помощью перехода на пониженную скорость с её последующей стабилизацией и перемещение кабины лифта на заданную высоту. Процесс расчёта переходных процессов и последующий расчёт средне-квадратичного момента за цикл работы показали, что спроектированный электропривод обеспечивает хороший тепловой режим, следовательно двигатель по мощности выбран верно.

Литература

Павлов В.Н. Лифты и подъёмники - М.: Энергия, 1989. - 247 с.

Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомииздат, 1985. - 560 с.

Теория электрического привода. Методические указания по курсовому проектированию. - ч. 1 - ч. 5. Могилёв: ММИ, 1991.

Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник. Под ред. канд. техн. наук В.М. Перельмутера. - М.: Энергоатомииздат, 1988. - 319 с.

Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. Пособие для вузов / Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. - М.: Энергия, 1979. - 616 с.

Размещено на Allbest.ru