Разработка системы электропривода пассажирского лифта

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. Общая часть
2. 1.1. Характеристика лифта
3. 1.2. Характеристика электропривода механизма
4. 1.3. Требования, предъявляемые к электроприводу
5. Расчетная часть
1. 2.1. Выбор электродвигателя
1. 2.2. Выбор схемы управления электроприводом
1. 2.3. Выбор элементов схемы
1. 2.4. Работа схемы

3. Заключение

4. Литература
5. Приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

С ростом больших городов, появлением многоэтажной застройки в последнее время  значительно возрос лифтовой парк страны. В настоящее время в стране эксплуатируется огромное количество пассажирских и грузовых лифтов, которые перевозят миллионы людей в сутки. Грузовые лифты, установленные на промышленных предприятиях и предприятиях общественного питания, в магазинах, ежедневно перемещают сотни тысяч тонн грузов.

Невозможно  представить себе нормальное функционирование любого современного многоэтажного  здания, будь то жилой дом, гостиница, больница или предприятие, без надежно  работающих лифтов.

Количество  находящихся в обслуживании лифтов в связи с интенсивными темпами  жилищного строительства, вводом в  эксплуатацию промышленных и торговых предприятий, больниц продолжает стремительно расти. Вместе с ростом этажности  зданий, усложнением задач, решаемых с помощью лифтов, повышаются требования к их надежности, безопасности и  комфортабельности. Все это приводит к значительному усложнению конструкции  лифтов.

Целью данного курсового проекта является разработка системы электропривода пассажирского лифта.

К лифту предъявляются такие требования, как:

• Надежность эксплуатации;
• Безотказность работы схемы и отдельных ее элементов;
• Безопасность работы лифта;
• Четкое выполнение заданных команд.

Исходя из предъявляемых требований определяем задачи:

• Выбор и проверка грузоподъемного электродвигателя;
• Выбор и обоснование схемы управления лифта;
• Выбор и обоснование силовых элементов схемы, элементов управления и защиты.

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Пассажирские  лифты служат для перевозки людей. В таких лифтах допускается перемещение  грузов домашнего обихода при  условии, если общая масса пассажиров с грузом не превышает грузоподъемности лифта.

  В свою очередь, пассажирские  лифты подразделяют на лифты  для жилых, общественных зданий  и зданий промышленных предприятий.

 

1.1. Характеристика лифта

Основные  составляющие пассажирского лифта: станция управления, ограничитель скорости, механизм открывания дверей, двери  кабины, пол кабины, пол этажной  площадки, двери шахты, канат ограничителя скорости, натяжное устройство, приямок, буфера, направляющая противовеса, направляющая кабины, противовес, шахта, башмак, ловитель, кабина, подвеска, подъемные канаты, подъемный механизм (лебедка), машинное помещение.

Под характеристикой лифта понимается комплекс его основных параметров, таких как:

• Номинальная грузоподъемность
• Вместимость кабины
• Номинальная скорость
• Высота подъема
• Количество остановок

Номинальной грузоподъемностью лифтов называют массу поднимаемого груза, на который рассчитан лифт. В грузоподъемность лифта не включают массу кабины с  постоянно находящимся в ней  оборудованием.

Производительность пассажирских лифтов определяет количество пассажиров, транспортируемых лифтом в одном  направлении за один час.

Номинальной скоростью называется скорость, на которую рассчитан лифт. Ее принимают по техническому заданию  на проектирование в соответствии с  руководящими материалами по лифтостроению.

Высота подъема определяется в  соответствии с количеством этажей того дома, в котором будет устанавливаться  лифт.

В таблице 1.1 приведены технические данные пассажирского лифта, для которого будет разрабатываться система управления электроприводом.

 Таблица 1.1

Вид здания	Грузоподъемность, кг	Вместимость кабины (колличество человек)	Номинальная скорость м/с2	Высота подъема, м	Колличество остановок, не более
Жилое	400	12	1	36	24

 

1.2. Характеристика механизма перемещения лифта

Кинематической  схемой лифта называют принципиальную схему взаимодействия подъемного механизма  с подвижными частями лифта –  кабиной и противовесом.

Проанализировав большинство кинематических схем пассажирских лифтов, я выбрал наиболее простую  и часто применяемую, с верхним  машинным помещением. Данная кинематическая схема приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Кинематическая схема лифта

Её  преимущества: не требуется блочного помещения, отсутствие дополнительных блоков, относительно небольшой износ  канатов в связи с отсутствием  их перегибов на блоках, небольшая  длина канатов.

  Недостатками являются повышенный  уровень шумов и вибраций в  жилых помещениях верхних этажей.

 

1.3. Требования, предъявляемые к электроприводу лифта

Безопасность  пассажиров и обслуживающего персонала  при эксплуатации лифта обеспечивается строгим соблюдением Правил устройства и безопасной эксплуатации лифтов,  Правил устройства электроустановок.

Лифты всех типов оборудуют электрическими контактами, отключающими привод лифта  при срабатывании ловителей. Кроме  того, на лифтах всех типов устанавливают  концевые выключатели, автоматически  отключающие электродвигатель лифта  при переходе кабиной крайних  рабочих положений.

Каждую  дверь шахты и кабины снабжают электрическими (блокировочными) контактами, включенными в схему управления таким образом, чтобы пуск лифта  был возможен только при закрытых дверях кабины и шахты.

Корпуса электродвигателей, трансформаторов, электрических аппаратов, светильников, каркасы станций управления и  другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования, при номинальных напряжениях  выше 36 В переменного тока и 110 В  постоянного тока заземляют для  защиты обслуживающего персонала и  пассажиров от поражения электрическим  током. Подлежат заземлению также кабина, металлические направляющие кабины и противовеса и металлические  конструкции ограждения шахты.

Надежность  электрооборудования зависит как  от качества самого электрооборудования, так и главным образом от условий  его обслуживания. Любой электрический  аппарат, даже самого высокого качества, в работе может оказаться ненадежным, если вовремя не заниматься его профилактическим ремонтом. 

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1. Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя построим нагрузочную  диаграмму. Так как реальную диаграмму  построить достаточно сложно, то строим теоретическую нагрузочную диаграмму.

Теоретический цикл будет включать в себя 4 основные операции:

 

2.1.1. Расчет статической мощности на валу электродвигателя в установившемся режиме

• Подъем с грузом

 

 

Где: m_г – масса груза, кг;

  m_к – масса кабины, кг;

  m_пр – масса противовеса, кг;

  η – КПД подъемного механизма. Принимаем 0,8 для груженого лифта, и 0,4  для пустого;

  v – скорость подъема лифта, м/с;

  k – принимаем стандартное число 1,2;

  g – ускорение свободного падения, принимаем равное 9,8 м/с².

• Спуск с грузом

 

 

•  Подъем пустой кабины

 

 

•  Спуск пустой кабины

 

 

Массу противовеса определяем по формуле:

 

где φ – коэффициент уравновешивания лежит в пределах 0,3…0,4. Принимаем среднее значение 0,35.

 

 

2.2.2. Расчет продолжительности этапов

Общее время работы:

 

где L – высота подъема, м

v – скорость подъема лифта, м/с

 

Суммарное время работы:

 

где - число рабочих операций

 

Время на заход и выход пассажиров 30 с.

 

2.2.3. Расчет эквивалентной статической мощности за суммарное время рабочих операций

 

 

ПВ_реал = 54%, в долях 0,54;

ПВ_ст = 60%, в долях 0,6

 

 

 

 

100% в долях принимаем за 1;

где – статическая мощность электродвигателя при соответствующей операции, кВт;

  – суммарное время работы, с;

  –эквивалентная статическая мощность, кВт;

  – статическая мощность, кВт;

При выборе электродвигателя должно выполняться  условие:

 

где –номинальная активная мощность выбранного электродвигателя, кВт;

– коэффициент загрузки электродвигателя, принимаем равное 1,25;

  – расчетная мощность, кВт.

При выборе электродвигателя должно обязательно  выполняться условие:

 

 

Исходя из этого условия, выбираем электродвигатель марки 4AHK250SB6Y3:

= 8 кВт – номинальная мощность ЭД;

 – номинальное количество  оборотов;

 – КПД ЭД;

 

 

– момент инерции ротора ЭД;

 – ток статора;

 

 

2.2.4. Проверка электродвигателя на допустимый нагрев

 

2.2.5. Расчет статического момента механизма подъема в установившемся режиме

• Подъем с грузом

 

 

где – вес кабины, кН;

       – вес груза, кН;

       – диаметр канатоведущего шкива, м;

       – кратность полиспаста;

       – передаточное число редуктора табличное значение, принимаем равное 131;

       – КПД подъемного механизма. Принимаем 0,8 для груженого лифта, и 0,4 для пустого.

• Спуск с грузом

 

 

•  Подъем пустой кабины

 

 

•  Спуск пустой кабины

 

 

 

2.2.6. Расчет номинальной угловой частоты вращения

 

 

, при ПВ = 60%,

где – номинальный момент на валу ЭД, ;

 

 

 

 

где – средний пусковой момент на валу ЭД,

 

 

где – максимальный момент на валу ЭД,

 

2.2.7. Расчет приведенного к валу электродвигателя момента инерции деталей

 

где – момент инерции вращения ротора электродвигателя, ;

   – момент инерции противовеса, ;

    – момент инерции вращения элементов подъемного механизма, ;

 

 

 

 

 

 

2.2.8. Расчет времени пуска электродвигателя при выбранном электродвигателе

 

Где – приведенный к валу электродвигателя суммарный момент инерции деталей, ;

       – угловая частота вращения ротора электродвигателя, рад/с;

       – средний пусковой момент на валу электродвигателя,

       – статический момент механизма подъема при соответствующей операции, .

• Подъем с грузом

 

•  Спуск с грузом

 

•  Подъем пустой кабины

 

•  Спуск пустой кабины

 

 

2.2.9 Расчет суммарного времени пуска в рабочем режиме

 

 

 

2.2.10. Расчет времени торможения механизма подъема при выбранном электродвигателе

 

 н* м

н* м

 

 

где – приведенный к валу электродвигателя суммарный момент инерции деталей,

      – угловая частота вращения ротора электродвигателя, рад/с;

      – номинальный момент на валу электродвигателя,

      – статический момент механизмов подъема при соответствующей операции, .