АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА ЖИЛОГО КОМПЛЕКСА

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 60 страниц
В избранное:

Высший колледж Orda

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА ЖИЛОГО КОМПЛЕКСА

Выполнил:
Руководитель:
Специальность:
Квалификация:
Группа:

2022 год
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. МЕХАНИЗМ РАБОТЫ ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА 5
1.1.Требования, предъявляемые к электроприводу лифта 5
1.2.Устройство, компоновка и взаимодействие узлов
грузопассажирского лифта 10
2 РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ 14
2.1.Расчет электропривода грузопассажирского лифта 14
2.2.Расчет времени кругового рейса лифта и предварительный расчет
нагрузочной диаграммы 18
2.3.Проверка двигателя на перегрузочную способность и
электропривода на максимально-допустимое ускорение 29
2.4.Проверка двигателя методом средних потерь 31
2.5.Расчет тормозного устройства и точности остановки 37
2.6.Выбор коммутирующей аппаратуры и схема 41
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 43
3.1.Описание технологического процесса 43
3.2.Разработка алгоритма автоматизации управления механизмами
объекта 44
3.3.Разработка функциональной схемы автоматизации 54
3.4.Выбор элементной базы автоматизации 57
4 Экономический раздел 67
4.1. Исходные данные для расчетов 67
4.2.Расчет капитальных затрат по сравниваемым вариантам 68
4.3.Расчет эксплуатационных затрат по сравниваемым вариантам 70
5 Техника безопасности и охрана труда 73
5.1.Характеристика вибрации 73
5.2.Характеристика механических опасных факторов 74
5.3.Характеристика шума 75
5.4.Пожаробезопасность 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 85

ВВЕДЕНИЕ

Одной из ключевых тенденций современного градостроительства является
рост этажности зданий. Это продиктовано ростом населения,
ограниченностьюплощадей 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
определённомуалгоритму. Программа работы лифта определяется положением
изагруженностью кабины лифта, действиями пассажиров и
регламентируетсясистемой 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 механизмагрузопассажирского 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 ЛИФТА

1. Требования, 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 мс2. При экстремальном
торможении эта величина должна быть не более 9,81 мс2 [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 мс;
- 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 мс) 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 мс 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 мс электропривод должен иметь
пониженную, так называемую ревизионную скорость для обеспечения требуемой
точности остановки. Величина этой пониженной скорости должна быть меньше
0.36 мс и определяется величинами максимальных отклонений от средних
значений параметров – скорости дотягивания v0, времени срабатывания релейно-
контакторной аппаратуры tа.ср, момента инерции JΣср, тормозного момента
Mт.ср, пути S0.ср и ускорения aср 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 ΔSmax и в случае недопустимой ее величины
(ΔSmaxΔSдоп) постараться ее уменьшить изменением остальных параметров и их
отклонений.
В электроприводах скоростных лифтов со скоростью движения кабины до 2
мс 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 мс 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 tПУСК от 0 до номинальной скорости передвижения VН,
с которой кабина движется время tНОМ, при подходе кабины к посадочной
площадке осуществляется торможение за время tТОРМ.П до пониженной скорости,
после чего кабина движется время tПОН с пониженной скоростью VП. Торможение
с пониженной скорости до 0 происходит за время tТОРМ.П, затем кабина
покоится время tПЗ 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 ДВИГАТЕЛЯ

1. Расчет 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
Параметр Обозначение
Грузоподъемность, кг mн
Вместимость, чел E
Максимальная высота подъема, м H
Количество этажей N
Скорость подъема, мс vном
Количество несущих канатов Nкан
Количество подвесных кабелей Nкаб
Масса кабины, кг m0
Масса 1000 м несущего каната, кг qкан
Масса 1000 м кабеля, кг qкаб
Диаметр канатоведущего шкива, м Dш
Момент инерции шкива, кг· м2 Jш

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=G0+Gн−Gпр+Gкан.к−Gкан.пр+Gкаб,
где G0 – вес кабины:
G0=m0·g,
где g=9.81 мс2 – ускорение свободного падения;
Gн – номинальный вес поднимаемого груза:
Gн=mн·g,
Gпр – вес противовеса:
Gпр = mпр⋅g= (m0+α⋅mн) ⋅g,
где α– коэффициент уравновешивания (предварительно α= 0.5);
Gкан.к– вес каната, висящего над кабиной:
Gкан.к=g⋅hк⋅Nкан⋅qкан,
Gкан.пр– вес каната, висящего над противовесом:
Gкан.пр=g⋅hпр⋅Nкан⋅qкан,
Gкаб– вес кабеля, прикрепленного к кабине:
Gкаб=g ⋅ hкаб⋅ Nкаб⋅ qкаб.
Для построения диаграммы неуравновешенности необходимо рассчитать
усилие на канатоведущем шкиве для 4 случаев:
1) F1 - 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) F2 - 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;
3) F3 - пустая кабина находится вверху. Длины кабелей и канатов –
такие
же, как в первом случае;
4) F4 - пустая кабина находится внизу. Длины кабелей и канатов – такие
же, как во втором случае.
Пример диаграммы неуравновешенности показан на рисунке 3. По оси x
откладывается глубина кабины в шахте лифта, отсчитываемая сверху. То есть в
верхнем положении кабины x=0, а в нижнем x=H. Возможны два варианта
диаграммы неуравновешенности (Рисунок 3). Диаграмма (а) – при слабой
неуравновешенности (режим работы двигателя не меняется при движении кабины
в шахте лифта), а диаграмма (б) – при сильной неуравновешенности, обычно
при большой высоте подъема (режим работы двигателя меняется).

Рисунок 3. Диаграммы неуравновешенности

При сильной неуравновешенности для предотвращения значительного
завышения мощности двигателя устанавливают уравновешивающий канат, который
частично, либо полностью компенсирует изменение весов канатов. Диаграмму
неуравновешенности в этом случае необходимо заново пересчитать, при этом в
формуле необходимо учесть вес уравновешивающего каната под кабиной и под
противовесом.
По построенной диаграмме неуравновешенности рассчитывается
средневзвешенная неуравновешенность, которая будет равна для первой
диаграммы (рисунок 4):

для второй диаграммы:

По рассчитанным данным строится уточненная диаграмма
неуравновешенности с учетом сил трения. Потери на трение будут составлять:

где η- общий механический КПД.
Предварительно можно принять КПД механической передачи исходя из КПД
его элементов: каната со шкивом ηк=0.94...0.95, трение кабины и противовеса о
направляющие ηнп=0.85...0.9, червячной передачи ηр=0.65...0.70 и одной
цилиндрической пары ηр1=0.90...0.98 (в случае выбора редуктора с
цилиндрическими шестернями принять трехступенчатый редуктор).
Трехступенчатый цилиндрический редуктор выбрать предпочтительней.
Тогда:

С учетом механических потерь диаграмма неуравновешенности примет вид,
изображенный на рисунке 4. При подъеме кабины механические потери ΔF
складываются с суммарными усилиями (F ′1, F ′2, F′′3, F′′4). При спуске
кабины потери ΔF вычитаются из суммарных усилий (F′′1, F′′2, F ′3, F ′4).

Рисунок 4. Диаграмма неуравновешенности с учетом
механических потерь

Для наиболее нагруженного цикла (подъем номинального груза и спуск
пустой кабины) рассчитывается уточненная средневзвешенная
неуравновешенность:

2. Расчет времени кругового рейса лифта и предварительный расчет
нагрузочной диаграммы

Основные понятия, применяемые при расчете вертикального транспорта:
а) круговой рейс – движение лифта от основного посадочного этажа до
возвращения на этот этаж;
б) время кругового рейса – время, затрачиваемое лифтом на совершение
кругового рейса, включающее в себя затраты времени на разгон и торможение,
движение на номинальной скорости, открывание и закрывание дверей, вход и
выход пассажиров;
в) число возможных остановок – число обслуживаемых лифтом этажей, на
которых он может остановиться;
г) число вероятных остановок – число остановок лифта, определяемое с
учетом числа находящихся в кабине лифта пассажиров и числа возможных
остановок;
д) коэффициент заполнения кабины лифта – отношение числа находящихся в
кабине пассажиров к номинальной вместимости кабины.
Согласно ГОСТ время кругового рейса пассажирского лифта при
двухстороннем пассажиропотоке вычисляется по формуле:

где kt =1.05−1.1 – коэффициент неучтенного времени переходных режимов
и пауз (задержка при входе и выходе пассажиров, регулирование скорости
движения дверей и т.п.). Необходимо выбирать этот коэффициент тем больше,
чем больше грузоподъемность кабины и больше скорость движения кабины
(выбирать 1,05 для минимального количества пассажиров – 4 чел., и 1,1 для
максимального - 12 чел.);
kп = 0.7−0.9 – вероятностный коэффициент средней высоты подъема;
hр - высота, пройденная кабиной за время разгона (торможения):

v′0 =16−33% от vн – скорость подхода кабины к этажу. Зависит от типа
электропривода. Предварительно можно принять равной 0,25·vн для соотношения
числа пар полюсов двухскоростного двигателя 1:4;
amax=1.0−2 мс2 – максимальное допустимое ускорение кабины (в
зависимости от скорости движения кабины принимать ускорение 1 мс2 при
скорости 0,4 мс и 2 мс2 при скорости 1,6 мс);
ρ = 3−5 мс3 – рывок (в зависимости от скорости движения кабины
принимать рывок 3 мс3 при скорости 0,4 мс и 5 мс3 при скорости 1,6 мс);
Nп, Nс - вероятные количества остановок при подъеме и спуске кабины:

γп = 0.8, γc = 0.4 – вероятные коэффициенты заполнения кабины при
подъеме и при спуске для жилых зданий;
t1+t2+t3 – сумма затрат времен на ускорение и замедление лифта, на
пуск лифта пассажиром и на открывание и закрывание дверей соответственно.
Эти времена в значительной степени зависят от системы управления
электроприводом и от конструкции самого лифта. Предварительно можно
выбирать из диапазона 10-15 c, тем больше, чем больше грузоподъемность
лифта и скорость движения кабины (например, для скорости 1.6 мс и
грузоподъемности 12 чел – 15 с, для 0,4 мс и 4 чел – 10 с.);
t4п+t5п = 2·Δt · γп · E – сумма времен входа и выхода пассажиров при
подъеме соответственно;
t4с+t5с =2·Δt · γс · E – сумма времен входа и выхода пассажиров при
спуске
соответственно;
Δt = 1.5−2 c – время входа или выхода одного пассажира для ширины
дверного приема менее 1000 мм.
При подъеме и спуске кабина лифта делает Nп и Nс попутных остановок.
Для предварительного расчета нагрузочной диаграммы принимается следую-
щий расчетный цикл:
а) на нижнем посадочном этаже в кабину входит E чел.;
б) постепенно на Nп остановках при движении вверх количество людей в
кабине уменьшается до 0;
в) при движении вниз кабина постепенно заполняется людьми до
номинальной грузоподъемности.
Так как режим работы электропривода лифта является повторно
кратковременным с частными пусками и электрическим торможением, что
эквивалентно частым реверсам (режим S5), то даже на предварительном этапе
расчета требуемой мощности необходимо учитывать влияние переходных
процессов.
Для каждого i-го этапа расчетного цикла необходимо рассчитать
статические силы на канатоведущем шкиве вначале Fст.нач.i и в конце участка
Fст.кон.i, а также при пуске и торможении Fпуск.i и Fторм.i:

где m1 = mн Е - средняя масса, приходящаяся на одного пассажира;
Чi – количество человек в кабине на i-том участке;
xнач.i, xкон.i – начальное и конечное положение кабины относительно
верхнего этажа
xнач.i = (N − Энач.i ) ⋅ h1,
xкон.i = (N − Экон.i ) ⋅ h1 ,
Энач.i, Экон.i – номер этажа в начале и в конце текущего участка;
Fтр.i – усилие трения:
Fтр.ш = ±ΔF ,
где знак + при подъеме кабины, а знак – при опускании.
Максимальный момент при пуске асинхронных двигателей для
электропривода лифтов составляет в среднем 3. В режиме генераторного
торможения максимальный тормозной момент также составляет в среднем 3.
Поэтому предварительно можно принять усилие на канатоведущем шкиве при
пуске и торможении:

где знак + при пуске и − при торможении при движении кабины вверх;
знак − при пуске и + при торможении при движении кабины вниз.
Для составления нагрузочной диаграммы необходимо рассчитать времена
пуска, торможения и установившегося движения.
Время разгона кабины:

mΣ.i- суммарная масса поступательно движущихся масс на i-м участке:

Время торможения кабины:

Путь, который проходит кабина, при пуске:

Путь, который проходит кабина, при торможении:

Путь, который проходит кабина в установившемся режиме при номанальной
скорости:

гдеh1=H N-1– высота одного этажа.
Время установившегося движения кабины:

Среднеквадратичное усилие на канатоведущем шкиве за время расчетного
цикла, состоящего из n этапов (ПВ=100%):

где выражение F2·t для каждого i-го участка:

Tэкв – эквивалентное время цикла с учетом ухудшения теплоотдачи при
изменении скорости вращения двигателя:

где βут.пуск, βут.торм, βут.п – коэффициент ухудшения теплоотдачи при
пуске, торможении и неподвижном роторе. Для двигателя с самовентиляцией
предварительно βут.пуск=βут.торм=0.75, βут.0=0,5, с принудительной
вентиляцией все βравны 1. Для скоростей движения кабины выше 1 мс
желательно выбирать двигатели с принудительной вентиляцией, с более низкой
скоростью – с самовентиляцией;
tп – время паузы (открывания и закрывания дверей, выхода и входа
пассажиров). Рассчитывается исходя из времени кругового рейса пассажирского
лифта:

tр.Σ- суммарное время работы.
Пример нагрузочной диаграммы в режиме подъема кабины с номинальным
грузом приведен на рисунке 5.
Для сокращения числа расчетов можно рассчитать нагрузочную диаграмму
только для самого нагруженного режима (подъем с первого этажа полностью
загруженной кабины) и самого легкого (подъем кабины с половиннойзагрузкой
на участке в районе середины шахты лифта – в этом случае статическое усилие
будет находиться около нуля).
Так как параметры двигателей в приложении Б приведены к ПВ = 40-60%,
необходимо пересчитать среднеквадратичное усилие к ПВн = 60%:

Требуемая мощность двигателя:

где Kз=1,1 − 1,2 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительные
потери в двигателе в переходных режимах. Большие значения Kз соответствуют
большим скоростям движения кабины.

Рисунок 5. Пример нагрузочной диаграммы

Предпочтение при выборе электродвигателя по роду тока и конструкции
отдается той системе электропривода, которая при полном соответствии
техническим требованиям обеспечивает максимальную простоту обслуживания и
наибольший экономический эффект.
Электроснабжение жилых домов осуществляется трехфазным током с
частотой 50 Гц. При необходимости получения постоянного тока приходится
применять преобразователи. Это влечет за собой дополнительные
капиталовложения (стоимость преобразователей, аппаратуры управления) и
эксплуатационные расходы (обслуживание преобразователей, потери энергии при
преобразовании). Таким образом, стоимость единицы электроэнергии
постоянного тока получается выше стоимости единицы электроэнергии
переменного тока.
В таких условиях наибольший интерес представляют электродвигатели
переменного тока. Синхронные, а особенно асинхронные электродвигатели
значительно дешевле электродвигателей постоянно тока. Простота их
конструкции по сравнению с электродвигателями постоянного тока делает
обслуживание намного проще и повышает надежность их работы.
Самыми распространенными электродвигателями переменного тока являются
асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они заслуженно
являются основным устройством преобразования электрической энергии в
механическую. Совместно с преобразователем частоты обеспечивается
возможности регулирования, позволяющие осуществлять плавный пуск, разгон и
торможение двигателя, а также остановку с высокой степенью точности.
Для нерегулируемых электроприводов промышленностью выпускаются
специальные лифтовые двухскоростные асинхронные двигатели. Следует обратить
внимание, что некоторые из двигателей могут комплектоваться принудительным
охлаждением.
Для выбранного двигателя необходимо определить следующие значения:
Таблица 2
Необходимые технические параметры двигателя
Параметр Обозначение
Номинальная мощность Pном
Синхронная скорость большой скор. n01 (ω01)
Синхронная скорость малой скор. n02 (ω02)
Номинальная скорость большой скор. nн1 ( ωн1)
Номинальная скорость малой скор. nн2 ( ωн2)
Номинальный КПД ηн
Номинальный cos ϕн
Номинальный ток на большой скорости Iн1
Номинальный ток на малой скорости Iн2
Номинальный момент Мн
Кратность пускового момента λМ.п
Пусковой момент Мпуск
Кратность пускового тока λI.п
Кратность максимального момента λМ.max
Максимальный момент Мmax
Кратность макс. торм. момента λМ.торм.max
Тормозной момент Mторм
Момент инерции ротора Jр
Предельный коэффициент инерции системы γпред
Отношение потерь ХХ к потерям при нагрузке K0
Коэфф. уменьшения теплоотдачи при неподвижном
Роторе β0

Так как рабочими режимами двигателя могут быть как двигательный, так
и генераторный режимы, то требуемое передаточное число редуктора выбирается
исходя из синхронной скорости вращения двигателя на большой скорости ω01:

Таблица 3
Ряд 11 1,25 1,6
1 Готовность привода лебедки Гот1 ПЧ1
2 Готовность привода дверей Гот2 ПЧ2
3 Переход на пониженную скорость при Э2Н Датчики
подходе к 2-му этажу (движение вверх)
4 Переход на пониженную скорость при Э3Н
подходе к 3-му этажу (движение вверх)
5 Переход на пониженную скорость при Э4Н
подходе к 4-му этажу (движение вверх)
6 Переход на пониженную скорость при Э5Н
подходе к 5-му этажу (движение вверх)
7 Переход на пониженную скорость при Э6Н
подходе к 6-му этажу (движение вверх)
8 Переход на пониженную скорость при Э7Н
подходе к 7-му этажу (движение вверх)
9 Переход на пониженную скорость при Э8Н
подходе к 8-му этажу (движение вверх)
10 Переход на пониженную скорость при Э9Н
подходе к 9-му этажу (движение вверх)
11 Переход на пониженную скорость при Э8В
подходе к 8-му этажу (движение вниз)
12 Переход на пониженную скорость при Э7В
подходе к 7-му этажу (движение вниз)
13 Переход на пониженную скорость при Э6В
подходе к 6-му этажу (движение вниз)
14 Переход на пониженную скорость при Э5В
подходе к 5-му этажу (движение вниз)
15 Переход на пониженную скорость при Э4В
подходе к 4-му этажу (движение вниз)
16 Переход на пониженную скорость при Э3В
подходе к 3-му этажу (движение вниз)
17 Переход на пониженную скорость при Э2В
подходе к 2-му этажу (движение вниз)
18 Переход на пониженную скорость при Э1В
подходе к 1-му этажу (движение вниз)
19 Уровень 1-го этажа Э1 Датчики
20 Уровень 2-го этажа Э2
21 Уровень 3-го этажа Э3
22 Уровень 4-го этажа Э4
23 Уровень 5-го этажа Э5
24 Уровень 6-го этажа Э6
25 Уровень 7-го этажа Э7
26 Уровень 8-го этажа Э8
27 Уровень 9-го этажа Э9
28 Перегрузка кабины Перегрузка
29 Наличие препятствия между дверями Препятствие
30 Двери открыты ДОД
31 Двери закрыты ДЗД
32 Движение на 1 этаж К1

Кнопочная
панель команд
в кабине
33 Движение на 2 этаж К2
34 Движение на ... продолжение

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