Федеральное агентство по образованию

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Кафедра электрооборудования и автоматизации промышленных предприятий

Курсовая работа

по дисциплине: «Автоматизированный электропривод»

на тему:

«Автоматизированный электропривод грузового лифта».

Екатеринбург 2008 г.

Содержание курсового проекта

Задание и исходные данные

Выбор типа электропривода

Выбор и проверка электродвигателя

Расчет мощности двигателя

Расчет передаточного числа редуктора

Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя

Проверка двигателя по нагреву

Выбор основных узлов силовой части электропривода

Выбор тиристорного преобразователя

Выбор силового трансформатора

Выбор сглаживающего реактора.

Разработка принципиальной электрической схемы силовой части электропривода

Расчет параметров математической модели силовой части электропривода

Расчет параметров силовой части электропривода в абсолютных единицах

Выбор базисных величин системы относительных единиц.

Расчет коэффициентов передачи датчиков

Разработка системы управления электроприводом

Выбор типа системы управления электроприводом

Расчет регулирующей части контура тока якоря

Расчет параметров математической модели контура тока якоря

Конструктивный расчет регулятора тока

Расчет регулирующей части контура скорости

Конструктивный расчет регулирующей части контура скорости

Расчет задатчика интенсивности

Конструктивный расчет задатчика интенсивности

Литература

Задание и исходные данные

Для заданного механизма в курсовом проекте требуется выполнить:

• выбор типа электропривода;

• выбор электродвигателя и его проверку по нагреву; расчет передаточного числа редуктора;

• выбор тиристорного преобразователя, силового трансформатора (токоограничивающего реактора), сглаживающего реактора (при необходимости);

• расчет элементов системы автоматического управления электроприводом - регулятора тока, звеньев цепи компенсации ЭДС, регулятора скорости, задатчика интенсивности.

Грузовой лифт установлен в четырехэтажном производственном здании и служит для опускания готовой продукции в контейнерах, закатываемых в кабину, а также для транспортировки полуфабрикатов в контейнерах между этажами и подачи порожних контейнеров. Полуфабрикаты изделий не допускают чрезмерных динамических нагрузок при транспортировании, из-за чего должно быть ограничено максимальное ускорение кабины. Работу лифта и его конструктивное исполнение поясняет кинематическая схема (рис 1). Кабина лифта уравновешивается противовесом через канат на канатоведущем шкиве трения, который приводится в движение через редуктор от одного или двух двигателей. Электропривод лифта работает в повторно-кратковременном режиме с переменной нагрузкой.

Работа лифта осуществляется по следующему циклу:

• опускание кабины с четвертого этажа на первый этаж;

• стоянка на первом этаже (двигатель отключен),

• подъем кабины с первого этажа на второй этаж;

• стоянка на втором этаже (двигатель отключен);

• подъем кабины со второго этажа на третий этаж;

• стоянка на третьем этаже (двигатель отключен);

• подъем кабины с третьего этажа на четвертый этаж;

• стоянка на четвертом этаже (двигатель отключен).

После каждой стоянки масса груза в кабине изменяется (табл.1).

Рис. 1 . Кинематическая схема грузового лифта.

Таблица 1. Исходные данные по грузовому лифту

Параметр		Обозначение			Номер варианта
			2-й
Масса кабины, т	mк		0,65
Номинальная грузоподъемность лифта, т	mгп		3
Скорость движения кабины, м/с	V		0,6
Радиус канатоведущего шкива, м	rш		0,32
Момент инерции канатоведущего шкива, кг-м2	Jш		10
Максимально допустимое ускорение кабины, м/с2	aдоп		2
Продолжительность включения, %	ПВ		51
Масса груза при движении с четвертого этажа на первый (4 1), т	m41		2,5
Масса груза (1 2), т	m12		1,25
Масса груза (2 3), т	m23		0,5
Масса груза (3 4), т	m34		2
Полная высота подъема, м		L			20
Число этажей		N			4
Коэффициент трения лифта о направляющие		m			0,05
КПД механических пере­дач		hп			0,6

Выбор типа электропривода

В данном курсовом проекте принимаем следующие решения:

• выбираем электропривод постоянного тока с тиристорным преобразователем электрической энергии;

• выбираем реверсивный двухкомплектный тиристорный преобразователь для цепи якоря с раздельным управлением комплектами;

• принимаем однозонное регулирование скорости (скорость двигателя не превышает номинального значения, ослабление магнитного потока двигателя не требуется).

Выбор и проверка электродвигателя

Расчет мощности двигателя

Для выбора двигателя рассчитаем его требуемую номинальную мощность, исходя из нагрузочной диаграммы механизма (т.е. временной диаграммы моментов или сил статического сопротивления механизма на его рабочем органе).

По рассчитанной мощности затем выполняется предварительный выбор двух двигателей привода. Рассмотрим расчет мощности дви­гателя.

Определим массу противовеса и построим нагрузочную диаграмму лифта (график статических моментов на канатоведущем шкиве).

Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгона и замедления (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).

Масса противовеса выбирается таким образом, чтобы противовес уравновешивал кабину и половину массы номинального груза:

Активные составляющие момента статического сопротивления на канатоведущем шкиве определяются силами тяжести кабины с грузом и противовеса:

Реактивные составляющие момента статического сопротивления на канатоведущем шкиве определяются силами трения кабины и противовеса о направляющие:

Моменты статического сопротивления на канатоведущем шкиве представляют собой сумму активной и реактивной составляющей:

Угловая скорость канатоведущего шкива:

W(ш)

Расстояние между этажами:

Время движения при перемещении на максимальное расстояние - три этажа (приблизительно):

Время движения при перемещении на один этаж (приблизительно):

Время работы в цикле (приблизительно):

Время стоянки на этаже (приблизительно):

Возможный вид нагрузочной диаграммы лифта представлен на рис.2.

Эквивалентный статический момент на канатоведущем шкиве за время работы в цикле (с учетом влияния потерь в редукторе) составит: (1)

Учет влияния потерь в редукторе выполняется подстановкой сле­дующих значений в формулу (1):

■ в тормозном режиме:

Мс(ш) hп

■ в двигательном режиме:

Мс(ш)/ hп = 2,168/0,6 = 3,613

Примечание. Двигательный режим имеет место, если знаки электромагнитного момента двигателя и его скорости одинаковы, тормозной режим - если различны. Скорость двигателя считается положительной при подъеме кабины, отрицательной - при опускании кабины. Положительное направление момента двигателя совпадает с положительным направлением его скорости. При расчете требуемой номинальной мощности двигателя предполагаем, что будет выбран двигатель, номинальные данные которого определены для повторно-кратковременного режима работы и стандартного значения продолжительности включения ПВN=40%.

Расчетная номинальная мощность двигателя:

W(ш)

где К3 - коэффициент запаса (примем К3 = 1,1).