АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА ЖИЛОГО КОМПЛЕКСА

Высший колледж «Orda»

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА ЖИЛОГО КОМПЛЕКСА

Выполнил:

Руководитель:

Специальность:

Квалификация:

Группа:

2022 год

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Одной из ключевых тенденций современного градостроительства является

рост этажности зданий. Это продиктовано ростом населения, и общим уровнем урбанизации. При этом принцип «чем выше - темлучше» хорош как для офисных, так и для жилых зданий, так как для них важносконцентрировать в себе максимальное количество эффективных жилых ирабочих площадей при минимальной площади земли, занимаемой зданием. Втаких условиях остро появляется проблема мобильности людей в пределаходного здания.

Лифт, как механизм, представляет собой стационарную подъемную машинупериодического действия, предназначенную для подъема и спуска людей и (или) грузов в кабине, движущуюся по жестким прямолинейным направляющим.

Современный лифт является сложным электромеханическим устройством, которое работает в полуавтоматическом режиме согласно . Программа работы лифта определяется положением изагруженностью кабины лифта, действиями пассажиров и управления

Современный электрифицированный механизм рассматривается как электромеханическая автоматизированная (или в целом автоматическая) система, замкнутая обратными связями (через оператора или специальное техническое устройство) по контролю основополагающих технических параметров.

В главном (силовом) канале обязательно присутствует электродвигатель, а также могут быть представлены преобразователи электрической и механической энергии. С их помощью и реализуются конкретные законы электромеханического энергообразования. Каналы управляющих воздействий на различные функциональные элементы силовой цепи, а также каналы обратной связи входят в состав системы автоматического управления (САУ) электропривода.

Новое производственное оборудование для современного механизированного производства создается совместными усилиями технологов-машиностроителей, специалистов по электрическим машинам, электроприводу и автоматизации. Одновременно с разработкой технологии и конструктивного состава механического оборудования разрабатывается его электрическое оборудование.

Конструктивные и кинематические особенности исполнительного органа механизма во многом предопределяются типом привода, на который ориентируется при разработке механической части.

Имеет место и обратное - в зависимости от конструктивных решений механической части значительные изменение претерпевает электропривод. Конструктивные решения отражаются на параметрах механической и электрической цепей единой электромеханической системы. Соотношения последних сказываются не только на статических и динамических качествах, но и на потреблении электроэнергии, экономичности работы электрифицированного механизма.

Целью дипломного проекта является разработка автоматизированного электропривода грузопассажирского лифта жилого комплекса. В проекте приводится краткое описание устройства лифта, принципа его работы и требований, предъявляемых к электроприводу лебедки.

Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и литературы.

1. МЕХАНИЗМ РАБОТЫ ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТАТребования, предъявляемые к электроприводу лифта

Лифтом называется стационарная подъемная машина периодического действия, предназначенная для подъема и спуска людей и (или) грузов в кабине, движущейся по жестким прямолинейным направляющим. На данный момент существует большое разнообразие лифтов, отличающихся по конструктивному исполнению и по назначению.

Каждая конструкция имеет свои особенности, учитывающие предъявляемые к механизму как технические и экономические требования, так и требования безопасности и надежности. Исходя из этого, необходимо сформулировать требования, на основании которых будет производиться дальнейший выбор конструкции лифта.

Основными требованиями, на которых базируется проектирование и эксплуатация лифтового оборудования, являются надежность и безопасность использования. Эти требования отражены в правилах, технических условиях на проектирование лифтов и ГОСТ [2, 3, 4] .

Кроме того, к лифтам предъявляются следующие требования: плавность движения кабины при разгоне и торможении, точность остановки кабины лифта относительно уровня этажной площадки, пониженные вибро-акустические показатели, общедоступность пользования, комфортабельность условий транспортировки.

Одним из ключевых требований является плавность движения кабины при осуществлении разгона и торможения. Плавность заключается в ограничении допустимой величины ускорения (замедления) и во многом зависит от структуры и системы управления применяемого электропривода. В нормальных режимах работы эта величина не должна превышать 2 м/с2. При экстремальном торможении эта величина должна быть не более 9, 81 м/с2 [5] .

Согласно стандарту продолжительность включения механизма пассажирского лифта жилых зданий не превышает ПВ=60%.

Точность остановки кабины определяется разностью отметок пола этажной площадки и пола кабины лифта. Образующийся из-за неточности остановки порог представляет опасность для пассажиров, что недопустимо по условиям транспортировки. Разница уровней пола кабины и этажной площадки должна быть одинаковой при остановке груженой и порожней кабины. По нормативным документам эта величина находится в диапазоне ± 0, 035 м [5] .

Бесшумность работы лифта достигается применением технических решений, способствующих снижению уровня шума и предотвращению его распространения по несущим конструкциям здания, в том числе в помещениях, находящихся в непосредственной близости с шахтой лифта. С этой целью оборудование лифта устанавливается на амортизаторы и к их конструкции предъявляются повышенные требования относительно уровня вибрации и шума.

Комфортабельность условий перевозки пассажиров учитывает различные факторы, к которым относятся: плавность и точность остановки кабины лифта, величина времени ожидания, отсутствие вибраций и шумов в кабине, наличие вентиляции салона и достаточной освещенности.

Система управления движением в кабине и на этажных площадках должна быть простой и понятной для пассажиров всех возрастных групп, не требующей специальной подготовки.

Грузопассажирские лифты относятся к группе механизмов циклического действия. Основные требования к электроприводу лифтов следующие:

- надежность и обеспечение безопасности в работе;

- удобство и простота в эксплуатации;

- малошумность (соответствующая механическая часть и специальные электродвигатели) ;

- ограничение ускорений кабины на уровне комфортности пассажиров и отсутствия проскальзывания каната на канатоведущем шкиве;

- обеспечение плавных переходных процессов пуска и торможения при изменении нагрузки в широких пределах (ограничение рывка) ;

- наличие пониженной скорости дотягивания для лифтов с основной рейсовой скоростью более 0. 71 м/с;

- обеспечение точности остановки кабины на этажной площадке (±10мм для больничных лифтов и ±35мм для остальных лифтов) ;

- оборудование лифтовой лебедки автоматически действующим тормозом нормально замкнутого типа.

Для лифтов применяется электроприводы переменного тока с односкоростными и двухскоростными короткозамкнутыми асинхронными двигателями и электроприводы по системе тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока, генератор-двигатель и преобразователь частоты - асинхронный двигатель.

Электроприводы переменного тока с односкоростными асинхронными двигателями применяются для низкоскоростных (до 0. 7 м/с) лифтов. Ограничение ускорений в этом случае происходит за счет применения специальных лифтовых электродвигателей с повышенным моментом инерции и дополнительных маховиков, устанавливаемых на валу двигателя. Скорость в таких электроприводах не регулируется.

Для лифтов со скоростью движения кабины не выше 1. 6 м/с наиболее распространенным является электропривод с двухскоростным асинхронным двигателем и релейно-контакторным управлением. Ограничение ускорений в переходных процессах здесь производится также как и в предыдущем случае. Диапазон регулирования скорости D=3-4.

При более высоких скоростях движения кабины для питания обмоток двухскоростного двигателя рекомендуется применять тиристорные преобразователи напряжения или электропривод постоянного тока по системе Г-Д или ТП-Д. В последнее время для высокоскоростных лифтов все более широко применяются электроприводы переменного тока с асинхронными короткозамкнутыми двигателями и частотным управлением. Диапазон регулирования скорости таких электроприводов равен 10.

Проблема точности остановки кабины лифта на этажной площадке решается в зависимости от диапазона регулирования скорости и сложности электропривода разными способами.

В тихоходных и быстроходных лифтах с нерегулируемым электроприводом эта проблема решается установкой датчика точной остановки в расчетной точке, положение которой корректируется при наладке электропривода.

При скоростях движения кабины выше 0. 7 м/с электропривод должен иметь пониженную, так называемую ревизионную скорость для обеспечения требуемой точности остановки. Величина этой пониженной скорости должна быть меньше 0. 36 м/с и определяется величинами максимальных отклонений от средних значений параметров - скорости дотягивания v ₀ , времени срабатывания релейно-контакторной аппаратуры t _{а. ср} , момента инерции J _Σср , тормозного момента M _{т. ср} , пути S _{0. ср} и ускорения a _ср электропривода при дотягивании. Естественно, что на величину скорости дотягивания влияют и средние значения этих параметров [1] . Датчик положения, отключающий электропривод, устанавливается в зоне дотягивания.

В тех случаях, когда применяется двухскоростной асинхронный двигатель, скорость дотягивания вполне определенная. Тогда необходимо определить максимальную неточность останова ΔS _max и в случае недопустимой ее величины (ΔS _max >ΔS _доп ) постараться ее уменьшить изменением остальных параметров и их отклонений.

В электроприводах скоростных лифтов со скоростью движения кабины до 2 м/с ограничение ускорений и рывков осуществляется в одноконтурной замкнутой системе регулирования скорости двигателя постоянного или переменного тока путем формирования оптимальной тахограммы движения. Проблема же точного останова решается аналогично предыдущему случаю снижением скорости дотягивания до необходимой величины.

При скорости движения кабины более 2 м/с в электроприводах постоянного и переменного тока со статическими преобразователями (по системе Г-Д, ТП-Д, ПЧ-АД) помимо контура регулирования скорости имеются контуры регулирования тока. Точность остановки кабины обеспечивается третьим контуром положения, который включается при подходе кабины к зоне остановки.

Из теории электропривода известно, что используемые при расчете необходимой мощности двигателя методы средних потерь и эквивалентных величин носят поверочный характер, определяя нагрев предварительно выбранного двигателя. Для общепромышленных механизмов циклического действия, к которым относятся пассажирские лифты, можно указать три наиболее характерных случая предварительного выбора двигателя:

1) цикл работы механизма известен, а динамические нагрузки незначительны и не оказывают существенного влияния на нагрев двигателя;

2) цикл работы механизма известен, но динамические нагрузки значительны и соизмеримы по времени со статическими;

3) цикл работы механизма заданием не определен, а динамические нагрузки в зависимости от конкретных условий могут быть как существенными так и несущественными по сравнению со статическими.

Предварительный выбор двигателя для грузопассажирского лифта соответствует третьему случаю. Цикл работы лифта носит случайный характер, а динамические нагрузки зависят от количества остановок на этажах и числа пассажиров в кабине. Поэтому основой для предварительного выбора двигателя в подобных случаях должен служить расчетный рабочий цикл, составленный на основе статистических данных и опыта работы.

Поскольку при выборе электрического двигателя определяющим является его нагрев, который напрямую влияет на срок службы двигателя, расчетный рабочий цикл должен быть составлен для случая наиболее интенсивной работы лифта (начало-конец рабочего дня, обеденный перерыв и т. п. ) .

2. Устройство, компоновка и взаимодействие узлов грузопассажирского лифта

Лифт включает в себя узлы, которые размещаются в шахте и машинном помещении, образующихся строительными конструкциями здания (кирпичная кладка, бетонные блоки и т. д. ) . Основными элементами грузопассажирского лифта являются следующие узлы [1] :

• станция управления;
• лебедка;
• кабина;
• противовес;
• направляющие для кабины и противовеса;
• ограничитель скорости (OC) ;
• двери кабины и шахты;
• тяговые канаты и канат ограничителя скорости;
• оборудование приямка.

Транспортировка пассажиров происходит в кабине, которая движется по прямолинейным тавровым направляющим, установленным в шахте. Движение кабины и противовеса осуществляется лебедкой, располагающейся в машинном помещении, с помощью тяговых канатов. Там же находится станция управления и ограничитель скорости.

На каждом этаже шахта лифта имеет дверные проёмы, закрытые раздвижными двухстворчатыми дверями шахты, приводимыми в движение дверью кабины. В закрытом положении створки запираются автоматическим замком, контролируемым электрическим блокировочным выключателем, что не позволяет снаружи раздвинуть створки шахты. Нулевая отметка шахты (приямок) находится ниже уровня пола первой остановки. В приямке располагаются: натяжное устройство каната ограничителя скорости и буферное устройство, которое позволяет избежать жёсткого удара, если кабина по какой-то причине пересечет уровень крайней нижней или крайней верхней остановки.

Ограничитель скорости представляет собой автоматическое устройство, предназначенное для приведения в действие ловителей при аварийном превышении скорости движения кабины вниз. Высвобождаясь, они застопаривают кабину в шахте, предотвращая ее дальнейшее движение.

Согласно требованиям ПУБЭЛ ограничитель скорости должен срабатывать, если скорость движения кабины вниз превысит номинальную не менее чем на 15 % от номинальной скорости движения кабины.

Лифтовая лебедка реализует преобразование электрической энергии в механическую, тем самым, осуществляя подъемно-транспортные функции. Она занимает ключевое место в современном оборудовании лифта.

Основными составными частями лебедки являются: двигатель, тормозное устройство, редуктор, рама и канатоведущий шкив.

Кинематическая схема лифта представляет собой принципиальную схему взаимодействия электродвигателя с подвижными элементами системы (Рисунок 1) . В настоящее время преимущественно применяется кинематическая схема с верхним расположением лебедки. В таком случае уменьшается число перегибов тяговых канатов, что существенно увеличивает их долговечность, повышает КПД и снижает нагрузки на опорные конструкции здания.

С помощью тягового каната, который проходит через канатоведущий шкив (КВШ), кабина прикрепляется к противовесу. Противовес позволяет уравновесить кабину и тем самым существенно снизить мощность устанавливаемого электродвигателя. Наличие противовеса также способствует выравниванию графика нагрузки электродвигателя, что снижает его нагрев в процессе эксплуатации.

Рисунок 1. Кинематическая схема грузопассажирского лифта: 1 - двигатель, 2 - тормозное устройство, 3 - редуктор, 4 - канатоведущий шкив, 5 - тяговый канат, 6 - кабина, 7- противовес

Двигатель лебедки при подаче на него напряжения, начинает вращаться, тем самым передавая момент через редуктор к жестко закрепленному на валу КВШ. Канатоведущий шкив и тяговый канат преобразуют вращательное движение электродвигателя в поступательное движение кабины, которая перемещается в шахте лифта по жестко закрепленным направляющим. Тормозное устройство служит для остановки и удерживания в заданном положении кабины лифта. При выключенном электродвигателе и отсутствии напряжения в электрической сети лебедка должна быть заторможена. Тормоз устанавливают на быстроходном валу ближе к редуктору для того, чтобы при выходе из строя какого-либо элемента привода (например, муфты) тормоз мог затормозить канатоведущий шкив.

Рисунок 2. Временная диаграмма скорости движения кабины лифта

На рисунке 2 представлена зависимость скорости движения кабины лифта от времени. По характеру изменения скорости она может быть разбита на 6 участков. При нажатии пассажиром кнопки выбранного этажа осуществляется разгон кабины за время t _ПУСК от 0 до номинальной скорости передвижения VН, с которой кабина движется время t _НОМ , при подходе кабины к посадочной площадке осуществляется торможение за время t _{ТОРМ. П} до пониженной скорости, после чего кабина движется время t _ПОН с пониженной скоростью V _П . Торможение с пониженной скорости до 0 происходит за время t _{ТОРМ. П} , затем кабина покоится время t _ПЗ до следующего вызова. При расчетах примем за цикл работы лифта движение загруженной кабины с первого этажа на девятый, ожидание вызова кабины и движение пустой кабины с девятого этажа на первый.

2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯРасчет электропривода грузопассажирского лифта

На основании нагрузочной диаграммы момента рабочей машины можно рассчитать среднеквадратичное значение момента, в котором учтены статические и динамические нагрузки.

Для расчета электропривода пассажирского лифта необходимы следующие исходные данные (таблица 1) .

Таблица 1

Исходные данные для расчета

Диаграмма неуравновешенности представляет собой зависимость усилия на канатоведущем шкиве от положения кабины в шахте лифта. В общем случае данное усилие будет состоять из весов кабины, противовеса, кабелей и несущих канатов. Вес кабелей и несущих канатов будет изменяться в зависимости от положения кабины, что необходимо учесть при расчете сил.

Искомое усилие будет равно:

F=G ₀ +G _н −G _пр +G _{кан. к} −G _{кан. пр} +G _каб ,

где G0 - вес кабины:

G ₀ =m ₀ ·g,

где g=9. 81 м/с ² - ускорение свободного падения;

G _н - номинальный вес поднимаемого груза:

G _н =m _н ·g,

Gпр - вес противовеса:

G _пр = m _пр ⋅g= (m ₀ +α⋅m _н ) ⋅g,

где α- коэффициент уравновешивания (предварительно α= 0. 5) ;

G _{кан. к} - вес каната, висящего над кабиной:

G _{кан. к} =g⋅h _к ⋅N _кан ⋅q _кан ,

G _{кан. пр} - вес каната, висящего над противовесом:

G _{кан. пр} =g⋅h _пр ⋅N _кан ⋅q _кан ,

G _каб - вес кабеля, прикрепленного к кабине:

G _каб =g ⋅ h _каб ⋅ N _каб ⋅ q _каб .

Для построения диаграммы неуравновешенности необходимо рассчитать усилие на канатоведущем шкиве для 4 случаев:

1) F ₁ - номинальный груз, кабина находится вверху. Длина каната, находящегося над противовесом, максимальна, а над кабиной - минимальна. Длина кабеля, висящего под кабиной равна половине высоты подъема (см. рисунок 3) ;

2) F ₂ - номинальный груз, кабина находится внизу. Длина каната, находящегося над противовесом, минимальна, а над кабиной - максимальна. Длину кабеля, висящего под кабиной, в этом случае принимается равной нулю;

---

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.

• Информатика
• Банковское дело
• Оценка бизнеса
• Бухгалтерское дело
• Валеология
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Религия
• Общая история
• Журналистика
• Таможенное дело
• История Казахстана
• Финансы
• Законодательство и Право, Криминалистика
• Маркетинг
• Культурология
• Медицина
• Менеджмент
• Нефть, Газ
• Искуство, музыка
• Педагогика
• Психология
• Страхование
• Налоги
• Политология
• Сертификация, стандартизация
• Социология, Демография
• Статистика
• Туризм
• Физика
• Философия
• Химия
• Делопроизводсто
• Экология, Охрана природы, Природопользование
• Экономика
• Литература
• Биология
• Мясо, молочно, вино-водочные продукты
• Земельный кадастр, Недвижимость
• Математика, Геометрия
• Государственное управление
• Архивное дело
• Полиграфия
• Горное дело
• Языковедение, Филология
• Исторические личности
• Автоматизация, Техника
• Экономическая география
• Международные отношения
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда