2020-01-15
84
Введение
Подъёмные машины прерывистого режима работы в различных конструктивных исполнениях находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства. К числу наиболее распространённых разновидностей механизмов вертикального транспорта относятся лифты, применение которых в городском хозяйстве и на промышленных предприятиях приобретает всё большее значение.
Лифты являются механизмами вертикального транспорта, предназначенными для транспортировки пассажиров и грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Эти установки выполняются с высокой степенью автоматизации. Они отличаются общедоступностью пользования, комфортабельностью и безусловной безопасностью. Все основные операции при открывании и закрывании дверей, передвижении, замедлении и точной остановке кабины лифта осуществляются с помощью электропривода. Причём необходимо установить такую систему электропривода, которая выполняла те высокие требования, которым должны отвечать современные лифты.
|
|
|
Таким образом, в данном курсовом проекте необходимо разработать электропривод лифта с учётом обеспечения всех требований согласно заданию.
Анализ и описание системы «электропривод – рабочая машина»
Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения
Электропривод лифта получает питание от трёхфазной сети переменного тока c частотой 50 Гц и напряжением 380 В.
Работа лифта заключается в том, чтобы доставить груз на требуемую высоту или спустить груз вниз. Однако, во время вызова лифта на этаж, он движется без груза. Это движение лифт с порожней кабиной может быть как вверх, так и вниз. Таким образом, получаем четыре режима работы лифт:
– подъём кабины с грузом;
– подъём кабины без груза;
– спуск кабины с грузом;
– спуск кабины без груза.
На выходе вала двигателя установлен червячный редуктор, являющийся самотормозящей парой. Поэтому в независимости от направления движения лифта, двигатель будет работать только в двигательном режиме, и статические характеристики привода будут находиться в первом и третьем квадрантах. Кабина лифта имеет противовес, равный массе кабины лифта и половине номинального груза.
Цикл работы лифта состоит из следующих этапов:
– разгон привода до рабочей скорости;
– работа на установившейся рабочей скорости;
– торможение до пониженной скорости;
– работа с пониженной скоростью;
– торможение до нулевой скорости (дотяжка).
За цикл работы, по которому производится выбор двигателя, принимается самый тяжёлый режим работы, т.е. перемещение кабины между двумя этажами с максимальным статическим моментом. Время паузы будем рассчитывать исходя из времени открытия-закрытия дверей и времени входа-выхода пассажиров.
|
|
|
Учитывая выше описанный технологический режим работы лифта, сформулируем требования, которые должен обеспечивать электропривод лифта:
– электропривод лифта должен обеспечивать пониженную скорость, которая рассчитывается исходя из заданной точности останова, чем определяется диапазон регулирования скорости лифта;
– электропривод лифта должен обеспечивать максимальное быстродействие (минимальное время разгона и торможения), что необходимо для обеспечения высокой производительности работы лифта;
– электропривод лифта должен обеспечивать ограничения ускорения и рывка, что связано с комфортабельностью пользования лифтом пассажиров;
– электропривод лифта должен обеспечивать при различных его загрузках одну и ту же рабочую скорость, что связано с производительностью лифта.
– электропривод лифта должен быть реверсивным.
Кроме того, к другим важным требованиям, которые предъявляются к электроприводу лифта, относятся высокая надёжность его работы, обеспечивающая точность реверсирования и связанную с этим чёткую работу аппаратуры управления. Также электропривод должен работать не превышая заданный уровень шума.
С учётом перечисленных выше требований, приходим к заключению, что для обеспечения этих требований необходимо строить замкнутую систему стабилизации скорости
Выбирая ту или иную систему электропривода, следует учитывать её экономичность, т.е. потери энергии за цикл, а также коэффициент мощности. Кроме того, необходимо учитывать и окупаемость тех затрат, которые связаны с созданием привода и его эксплуатацией.
Исходными данными являются:
– Vр = 1,5 м/с – скорость перемещения кабины;
– Н = 45 м – максимальная высота подъёма;
– N = 12 – максимальное количество остановок;
– М = 20 мм – точность остановок;
– Gг = 10 кН – вес груза;
– Gк = 19 кН – вес кабины;
– К1 = 0,85 – коэффициент загрузки лифта;
– К2 = 4 – число несущих канатов;
– КПД = 80% – КПД системы;
– i = 21,2 – передаточное число редуктора;
– R = 0,56 м – радиус несущего канатного шкива;
– С = 2,13 ∙ 106 Н∙м – жёсткость одного метра каната;
– Jпр вращ = 0,25 ∙ Jдв – приведенный момент инерции вращающихся частей.
Электропривод должен обеспечивать кроме нормальной работы режим наладки при скорости 25% от номинальной. Зададимся допустимыми ускорениями и рывком: адоп = 2 м/с; сдоп = 5 м/с.
Определим время разгона до рабочей скорости:
tp = Vр / адоп = 1,5 / 2 = 0,75 с (1.1)
Путь, проходимый за время tp:
Lp = адоп ∙ tp2 / 2 = 2∙0,752 / 2 = 0,56 м (1.2)
Определим пониженную скорости для обеспечения точности останова:
Vп = √2 ∙ √ ∆L ∙ адоп = √2 ∙ √ 2 ∙ 0,02 = 0,28 м/с (1.3)
Найдём время перехода привода с рабочей скорости на пониженную скорость:
tт1 = (Vр-Vп) / адоп = (1,5–0,28) / 2 = 0,61 с
Путь, проходимый за время tт1:
Lт1 = Vр∙ tт1 – адоп ∙ tт12 / 2 = 1,5∙0,61 – 2∙0,612 / 2 = 0,54 м (1.4)
Время перехода с пониженной скорости до полной остановки (механическое торможение):
tт2 = Vп / адоп = 0,28 / 2 = 0,14 с (1.5)
Расстояние, проходимое лифтом на пониженной скорости:
Lп = Vп ∙ tп = 0,28 ∙ 0,1 = 0,028 м (1.6)
Путь, проходимый лифтом между двумя соседними этажами, определим как:
L = H / N = 45 / 12 = 3,75 м
Примем L = 3,5 м.
Путь, проходимый лифтом за время разгона, перехода на пониженную скорость, работы на пониженной скорости и торможения до полной остановки:
|
|
|
L0 = Lр + Lт1 + Lп + Lт2 = 0,56 + 0,54 + 0,028 + 0,02 = 1,4 м (1.7)
Найдём путь, проходимый лифтом между двумя соседними этажами с установившейся рабочей скоростью:
Lраб = L – L0 = 3,5 – 1,4 = 2,1 м (1.8)
Время работы с установившейся рабочей скоростью:
tуст = Lраб / Vраб = 2,1 / 1,5 = 1,4 с (1.9)
Время остановки (паузы) будем рассчитывать исходя из времени открытия-закрытия дверей и времени входа-выхода пассажиров. Время открытия-закрытия дверей по 0,5 с. Вместимость кабины 4 пассажира. Время входа-выхода одного пассажира 0,5 с. Итого суммарное время паузы получим tост=5 с.
Время цикла найдём как:
Tц=tр + tуст +tт1 +tп +tт2 +tост =0,75+1,4+0,61+0,1+0,14+5=8 с (1.10)
Определим расчётную продолжительность включения:
ПВр=(tр + tуст +tт1 + tп + tт2)/Tц=(0,75+1,4+0,61+0,1+0,14)/8=0,375 (1.11)
Из выражения (1.11) следует, что режим работы лифта повторнократковременный. Значит, двигатель будем выбирать номинального режима S3.
