Файл: Система управления лифтом.docx

ИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное

учреждениевысшегообразования

«Самарскийгосударственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «САМГТУ»)

Институт автоматики и информационных технологий

Кафедра «Автоматика и управление в технических системах»

Курсовая работа

по теме: «Система управления лифтом»

Вариант №10

Выполнил:

Студент 4-ИАИТ-1

Кузнецов И. С.

Проверил:

к.т.н., доцент Щетинин В.Г.

Самара 2023

Содержание

Введение 3

1 Расчет характеристик электродвигателя, построение нагрузочной диаграммы 8

1.1 Расчет требуемой мощности, момента и частоты вращения электродвигателя 8

1.2 Построение нагрузочной диаграммы 11

2 Выбор электродвигателя и проверка его на перегрузку 13

2.1 Выбор двигателя 13

2.2 Проверка двигателя на перегрузочные нагрузки 16

3 Расчет времени разгона двигателя до номинальной скорости 17

4 Выбор частотного преобразователя 20

5 Выбор датчика скорости 25

6 Разработка структурной схемы системы 26

6.1 Расчет передаточных функций 26

6.2 Разработка структурной схемы системы 28

6.3 Расчет статической ошибки замкнутой системы 29

7 Настройка системы на технический оптимум 31

8 Схема общей автоматики 33

9 Принципиальная электрическая схема 37

Заключение 39

Использованные ресурсы 40

Приложение А 41

Приложение Б 46

Приложение В 47

Приложение Г 51

Введение

Электромеханические системы (ЭМС)-класс технических систем (ТС), представляющих собой сочетание механических, электромеханических, электронных и микропроцессорных компонентов, образующих определенную управляемую целостность.[3]

Электромеханические системы занимают центральное место в подавляющем большинстве технических систем. Они обеспечивают возможность регулирования параметров механического движения объектов управления (скорость, ускорение, угловое или линейное перемещение, сила, момент и др.). Как правило, данная функция должна выполняться автоматически.[5]

В промышленности, науке, в быту используются разнообразные машины, механизмы и устройства, которые облегчают деятельность человека, повышают производительность и качество, уровень безопасности и комфортности и т.д. Приведем несколько примеров:

в промышленности - приводы станков, бумагоделательных машин, подъемно-транспортного оборудования и др.

в научных исследованиях - приводы и следящие системы телескопов, системы пространственного управления лазерным излучением и тд.

в быту - кондиционеры, пылесосы, стиральные и посудомоечные машины.[7]

Исходные материалы для курсовой работы представлены в таблице 1.

Таблица 1-Исходные данные для курсовой работы

Электропривод
Диапазон регулирования		250
Нагрузочная диаграмма
Статическая точность		5
Максимальная частота вращения двигателя	[рад/с]	140
Ускорение кабины лифта	[м/ ]	1
Замедление кабины лифта	[м/ ]	0,7
Соотношение скоростей		0,3
Время пауз	t_пауз	7
КПД двигателя	η_p	0,9
Кинематическая цепь
Передаточное число		30
Диаметр канатоведущего шкива	d_хв[м]	0,3
Высота этажа	h_эт	4
Количество этажей	N	5
Нагрузка
Масса кабины	m₁[кг]	150
Масса груза	m₂[кг]	400
Масса противовеса	m₃[кг]	100

На рисунке 1 представлена кинематическая схема лифта, где приняты следующие обозначения:

ЭД — электродвигатель; Т —тормоз; Р —редуктор; КШ — канатоведущий шкив; К — кабина; Пр — противовес; ПК — подъемный канат; УК — уравновешивающий канат; Н — высота подъема.

Рисунок 1-Кинематическая схема лифта

1 Расчет характеристик электродвигателя, построение нагрузочной диаграммы

1.1 Расчет требуемой мощности, момента и частоты вращения электродвигателя

Рассчитаем момент электродвигателя, при движении лифта вверх с грузом. Для этого сначала, согласно рисунку 1 запишем уравнение сил, действующих на лифт:

;

.

Найдем статический момент двигателя при движении лифта вверх по следующей формуле:

.

При движении лифта без груза:

мент двигателя при движении пустого лифта вниз:

. (4₂)

Рассчитаем время подъема, спуска и пути, проходимые лифтом за это время.

, (5)

где

-установившаяся скорость лифта,

-время разгона лифта.

, (6)

где

-время торможения лифта.

, (7)

где,

-разгон лифта; (7₁)

-торможение лифта; (7₂)

-путь пройденный лифтом с постоянной скоростью

, а

– время установившегося движения. (7₃)

Найдем установившуюся скорость движения лифта.

(8)

Согласно (8) и таблице 1 получим:

Из формулы (5) найдем время разгона лифта:

. (5₁)

Из формулы (6) найдем время торможения лифта:

. (6₁)

Из формулы (7₁) найдем путь, проходимый лифтом при разгоне:

.

Из формулы (7₂) найдем путь, проходимый лифтом при торможении:

.

Найдем высоту подъема лифта по формуле:

, (9)

где значения

указаны в таблице 1.

Из формулы (7) и согласно формулам (7₁) и (7₂) найдем путь, проходимый лифтом с установившейся скоростью:

.

Затем из формулы (7₃) найдем время движения лифта с установившейся скоростью:

.

Определим время работы двигателя:

. (10)

Определим коэффициент запаса, для учета влияния динамических нагрузок:

,

Определим требуемую частоту вращения электродвигателя по формуле:

(11)

Определим среднеквадратичный момент двигателя по формуле:

Н*м (12)

В соответствии с заданным циклом работы лифта (пауза, подъем груза, пауза, спуск пустой кабины, пауза) определяется продолжительность включения электропривода: