123931 (Проектирование электропривода лифтовой установки)

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра электротехники

Новиков Роман Иванович

Факультет ПЭ курс IV группа 7 d

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине электропривод

На тему

Проектирование электропривода лифтовой установки

Руководитель проекта преподаватель

Баланцев Г. А

Архангельск 2008г.

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра электротехники

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по электроприводу

студенту ПЭ 1 факультета IV 1 курса 7 1 группы

Новиков Роман Иванович

ТЕМА: Проектирование электропривода лифтовой установки

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

типовая загрузка лифта _т = 0,6;

суммарное время срабатывания аппаратуры t_o = 0,3 с;

грузоподъёмность 1100 кг;

масса кабины 1700 кг;

скорость _н = 1,00 м/с;

диаметр шкива D_ш = 950 мм;

параметры редуктора:

передаточное число i_р = 45;

прямой кпд _р.п = 0,70;

обратный кпд _р.с = 0,60.

Срок проектирования с « » 12008 г. по « » 12008 г.

Руководитель проекта преподаватель Баланцев Г. А.

Введение

Лифты нашли широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человека, поэтому существует объяснимая потребность в разработке и проектировании надежных и безопасных электроприводов лифтовых установок.

Лифтовые установки являются типичным примером механизмов, предъявляющих высокие требования к динамическим характеристикам электропривода, работающего в напряженных пускотормозных режимах. Можно выделить основные требования к электроприводу лифтов:

надежность в работе, обеспечение безопасности при использовании лифтовой установки;

малошумность (для лифтов используют специальные электродвигатели, обеспечивающие пониженный уровень шума);

удобство и простота в эксплуатации и обслуживании;

ограничение ускорений кабины (по условиям комфортности для пассажирских лифтов и отсутствия проскальзывания каната относительно канатоведущего шкива для грузовых лифтов);

обеспечение плавных переходных процессов пуска и торможения при широких пределах изменения момента сопротивления;

наличие ревизионной пониженной скорости для лифтов с основной рейсовой скоростью более ;

обеспечение точности остановки кабины относительно уровня этажной площадки (10-20 мм для скоростных и больничных лифтов, 35-50 мм для остальных лифтов). Для лифтов с номинальной скоростью кабины не выше 1,4 м/с указанные ревизионная скорость и точность остановки реализуется путём создания механической характеристики электропривода лифта при пониженной скорости;

лифтовая лебедка должна быть оборудована автоматически действующим тормозом нормально замкнутого типа.

Для лифтов используют электропривод переменного тока с односкоростным и двухскоростным короткозамкнутым асинхронным двигателем и электропривод постоянного тока с управляемыми тиристорными преобразователями (ТП) напряжения.

Для лифтов со скоростью движения до 0,5 м/с применяется простейшая схема электропривода с короткозамкнутым асинхронным двигателем. Ограничение ускорения в этом случае производиться путем преднамеренного увеличения момента инерции электропривода лифтовой лебёдки за счет применения специальных лифтовых двигателей с повышенным моментом инерции и дополнительных маховиков, устанавливаемых на валу двигателя.

При скорости кабины выше 0,5 м/с необходимо иметь дополнительную механическую характеристику, обеспечивающую возможность работы двигателя на пониженной скорости. Эта характеристика нужна для движения кабины с ревизионной скоростью и обеспечения требуемой точности остановки. Для лифтов со скоростью движения кабины не выше 1,4 м/с наиболее распространенным является электропривод с двухскоростным асинхронным двигателем и контакторным управлением. Ограничение ускорений в переходных процессах в этом случае производиться таким же образом, как и в предыдущем случае.

Использование двухскоростных асинхронных двигателей с независимыми обмотками, управляемых от ТП, позволяет увеличить скорость движения кабины до 2 м/с. Ограничение ускорений и рывков в такой системе электропривода осуществляется в одноконтурной замкнутой системе регулирования скорости путем формирования оптимальной тахограммы движения.

1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА ПРОТИВОВЕСА

1.1 Определим вес противовеса без учёта веса тяговых канатов, Н

, (1)

где G_к и G_н – вес кабины и номинальный вес груза, Н, определяемые величинами массы кабины и номинальной грузоподъемности соответственно, которые заданы в технических данных лифта, приведённых в таблице 1[1] приложения;

- коэффициент, учитывающий, какая часть веса противовеса используется для уравновешивания груза.

Коэффициент определим по формуле:

, (2)

где - коэффициент загрузки лифта, 0,6;

_п – коэффициент полезного действия (кпд) механизма при подъёме кабины, 0,7;

_с – коэффициент полезного действия (кпд) механизма при спуске кабины, 0,6;

Вес кабины G_к, Н, определим по формуле:

, (3)

где g – ускорение свободного падения, м/с², 9,81;

m_к – масса кабины, кг, 1700;

Н.

Номинальный вес груза G_н, Н, определим по формуле:

, (4)

где m_н – грузоподъёмность, кг, 1100;

Н.

По формуле (1) определим вес противовеса без учёта веса тяговых канатов:

Н.

1.2 Определим требуемую мощность для подъёма пустой кабины, кВт

, (5)

где v_п – скорость при подъёме кабины лифта, м/с, 1,00;

1000 – коэффициент для перевода мощности в киловатты;

кВт.

1.3 Определим требуемую мощность для спуска пустой кабины, кВт

, (6)

где v_c – скорость при спуске кабины лифта, м/с, 1,00;

кВт.

1.4 Определим эквивалентную мощность двигателя за цикл, кВт

, (7)

где t_п и t_с – время, затрачиваемое на подъём и спуск кабины лифта, с.

Принимая, что время подъёма равно времени спуска – , тогда эквивалентная мощность двигателя за цикл определяется по выражению:

кВт.

Определим величину минимальной эквивалентной мощности двигателя:

; (8)

кВт.

2 определение мощности и выбор типа электродвигателя

В реальных условиях лифт работает в основном с нагрузкой меньше номинальной, которую называют типовой нагрузкой или типовой загрузкой _т. Поэтому задача выбора оптимальных величин мощности двигателя и веса противовеса для работы лифта с переменной нагрузкой требует рассмотрения различных вариантов загрузки лифта. Рассмотрим два таких варианта.

Первый вариант. Выберем вес противовеса из оптимальных условий работы лифта с номинальной загрузкой ( =1) и определим требуемую мощность двигателя Р_э1, а затем найдем эквивалентную мощность электропривода Р_э1т при работе с выбранным противовесом в случае типовой нагрузки.

2.1 Для номинальной загрузки требуемую мощность двигателя определим по формуле, кВт

; (9)

кВт.

2.2 При работе лифта с типовой нагрузкой ( =_т) двигатель, выбранный в соответствии с уравнением (9), будет загружен по тепловому режиму следующим образом

; (10)

кВт.

Второй вариант. Выберем противовес из оптимальных условий работы привода лифта при типовой нагрузке ( =_т) и найдем требуемую мощность двигателя Р_э2 при работе с этим противовесом в случае номинальной нагрузки.

2.3 Мощность определим по формуле

; (11)

кВт.

2.4 Определим требуемую мощность привода при условии =_т по формуле

; (12)

кВт.

2.5 Отношение требуемых мощностей двигателя рассматриваемых вариантов определим по выражению

; (13)

.

2.6 Отношение тепловых загрузок двигателя при работе электропривода лифта в режиме, соответствующем =_т определим по выражению

; (14)

Выбор веса противовеса и расчет мощности двигателя целесообразно определять исходя из оптимальных условий работы лифта при типовой нагрузке. По таблице 3[1] выберем электродвигатель, мощность которого при номинальной частоте вращения будет выше расчетной. Принимаем двигатель АС2-92-6/24шл, технические данные которого сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Технические данные электродвигателя АС2-92-6/24шл

3 определение требуемого тормозного усилия и выбор тормозного устройства

Весьма важным элементом системы электропривода является механический тормоз. Тормоз должен удерживать кабину с грузом и обеспечивать точность остановок во всех режимах лифта с допустимым замедлением.

Определим необходимый тормозной момент

, (15)

где k_т – коэффициент запаса тормозного момента;

М_н – номинальный момент механизма привода лифта, Нм.

Величину коэффициента запаса k_т для грузовых лифтов с проводником принимают равным 1,8. Номинальный момент М_н определим по формуле:

; (16)

Нм.

По формуле (15) определим необходимый тормозной момент:

Нм.

Из таблицы 4[1] выбираем электромагнитное тормозное устройство, максимальный тормозной момент которого при характерном для лифтов периоде включения ПВ = 25 % будет ниже расчетного. Принимаем электромагнитное тормозное устройство лифта МП-201, технические характеристики которого сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Технические характеристики тормозного устройства МП-201

4 определение точности остановки кабины лифта на заданном уровне

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании электропривода лифта, является определение точности остановки кабины на заданном уровне. Недостаточная точность остановки лифта снижает безопасность пользования им и его производительность.