Файл: Система управления лифтом.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 85

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение

1 Расчет характеристик электродвигателя, построение нагрузочной диаграммы

1.1 Расчет требуемой мощности, момента и частоты вращения электродвигателя

1.2 Построение нагрузочной диаграммы

2 Выбор электродвигателя и проверка его на перегрузку

2.1 Выбор двигателя

2.2 Проверка двигателя на перегрузочные нагрузки

4 Выбор частотного преобразователя Частотное регулирование позволяет устранить один из существенных недостатков электродвигателей с короткозамкнутым ротором – постоянную частоту вращения ротора электродвигателя, не зависящую от нагрузки. Частотное регулирование создает возможность управления скоростью электродвигателя в соответствии с характером нагрузки. Это в свою очередь позволяет избегать сложных переходных процессов в электрических сетях, обеспечивая работу оборудования в наиболее экономичном режиме.Частотное регулирование также позволяет улучшить безотказность работы и долговечность технологической системы. Это обеспечивается за счет снижения пусковых токов, устранения перегрузок элементов системы и постепенной выработки моточасов оборудования. Для частотного регулирования используются частотные преобразователи со встроенными в них ПИД-регуляторами (пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы), обеспечивающими точное регулирование заданных технологических параметров.Преобразователи частоты, в отличие от других устройств регулирования скорости двигателя, таких как гидравлическая муфта, система генератор-двигатель, механический вариатор, позволяют избегать различных недостатков в работе системы. Речь идет об узком диапазоне регулирования оборудования, сложностях с его эксплуатацией, низким качеством производимых работ и неэкономичности всей системы.Преобразователи частоты предназначены для регулировки частоты вращения и момента на валу асинхронного или синхронного электродвигателя. Преобразователь частоты – это прибор, предназначенный для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты (обычно частоты питающей сети) в переменный ток (напряжение) другой частоты. Выходная частота в современных инверторах может быть, как ниже, так и выше частоты питающей сети.Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть преобразователей выполнена на транзисторах IGBT, работающих в режиме электронных ключей. Схема управления выполняется на цифровых микроконтроллерах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (защита, контроль, диагностика). Частотный регулятор имеет структуру с явно выраженным блоком постоянного тока (выпрямитель + фильтр), что проиллюстрировано на рисунках 3 и 4.В преобразователях этого типа используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в трехфазном или однофазном выпрямителе, сглаживается LC-фильтром, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение регулируемой частоты и амплитуды.Рисунок 3- Структурная схема частотных преобразователей со звеном постоянного тока Рисунок 4-Временныедиаграммы работы частотного преобразователяПреобразователи частоты на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, сниженной массой и повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей и лучшего отвода тепла с поверхности силового модуля. Они имеют более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность повреждений и отказа электропривода.Согласно выбранному выше двигателю и исходным данным нам необходимо выбрать частотный преобразователь со следующими характеристиками, представленными в таблице А.1.Таблица 2-Требования для выбора частотного преобразователя

5 Выбор датчика скорости

6 Разработка структурной схемы системы

6.1 Расчет передаточных функций

6.2 Разработка структурной схемы системы

6.3 Расчет статической ошибки замкнутой системы

7 Настройка системы на технический оптимум

8 Схема общей автоматики

9 Принципиальная электрическая схема

Заключение

Использованные ресурсы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

-время пауз(открытия дверей лифта), берется в соответствии с таблицей 1.

, (14)

.

(15)

Определим требуемую мощность электродвигателя

(16)

.

1.2 Построение нагрузочной диаграммы


Что бы определить возможные перегрузки двигателя во времени нужно знать, как изменяется момент, и мощность двигателя в течение рабочего цикла, то есть иметь нагрузочную диаграмму электропривода.

Нагрузочными диаграммами называют графические зависимости момента и мощности электропривода (иногда и тока двигателя) от времени.

Н
Рисунок 2-Нагрузочная диаграмма


а рисунке 2 показана нагрузочная диаграмма электропривода лифта


2 Выбор электродвигателя и проверка его на перегрузку

2.1 Выбор двигателя


Электродвигатель выбирается из каталога в соответствии с условиями:

; (17)

. (18)

В большинстве случаев в качестве приводных электродви­гателей лифтов применяются одно и двухскоростные асин­хронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Наиболее проста система электропривода с односкоростным электродвигателем, который выполняется с повышенным скольжением, обладает при относительно больших значениях пускового момента небольшим пусковым током. Пуск элек­тродвигателя осуществляется непосредственным подключе­нием обмотки статора к питающей сети, остановка — отклю­чением электродвигателя от сети с одновременным наложе­нием колодок механического тормоза.

Согласно приведенным выше расчетам нам требуется выбрать двигатель со следующими параметрами:

;

Общепромышленные унифицированные асинхронные электродвигатели АИР трехфазного типа представлены в разнообразных модификациях, с максимальной мощностью до 315 кВт.



Структура условного обозначения электродвигателей (АИХХХХХХХХХХХ):

А – асинхронный;

И - унифицированная серия (И - Интерэлектро);

Х - Привязка мощностей к установочно-присоединительным размерам (Р - по РС 3031 -71, С - по CENELEK док. 28/64);

Х - Р - с повышенным пусковым моментом, - С - с повышенным скольжением;

XXX - габарит, мм;

Х - установочный размер по длине станины (S,M,L);

Х - длина сердечника статора (А или В, отсутствие буквы- означает только одну длину сердечника - первую);

Х - число полюсов: 2, 4, 6, 8;

X - дополнительные буквы для модификаций электродвигателя (Б - со встроенной температурной защитой);

П - с повышенной точностью по установочным размерам;

Х2 - химически стойкие;

С - сельскохозяйственные);

XX - климатическое исполнение электродвигателя (У, Т, ХЛ) и категория размещения (1, 2, 3, 4, 5).

Условия эксплуатации:

  • Температура окружающей среды от минус 40°С до плюс 40°С.

  • Относительная влажность воздуха при температуре плюс 25°С - до 98% для исполнения У2, У1.

  • Запыленность воздуха для двигателей со степенью защиты 1Р44 не более 10 мг/м3, 1Р23 не более 2 мг/м3.

  • Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию (кроме химически стойкого исполнения).

  • Среднее значение уровня звука на расстоянии 1 м от корпуса двигателя основного исполнения на холостом ходу составляет от 51 до 85 дБА в зависимости от габарита (50-250 мм) и синхронной частоты вращения.

Конструктивное исполнение:

Двигатели изготавливаются в двух вариантах исполнения: в алюминиевом (чугунные щиты, алюминиевая станина), либо в чугунном (и щиты, и станина – из чугуна). Конструкция и способ монтажа электродвигателей регламентируется ГОСТ 2479-79.

Структура условного обозначения (Х Х XX Х):

X Латинские буквы IМ или М

X Конструктивное исполнение (одна цифра)

XX Способ монтажа (две цифры)

X Исполнение конца вала (одна цифра)

По способу монтажа производство электродвигателей АИР происходит в исполнении (1-я цифра):

IМ1 - на лапах с подшипниковыми щитами;

IМ2 - на лапах с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привода;

IМЗ - без лап с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привода.

Условные обозначения концов вала (4-я цифра):

1 - с одним цилиндрическим концом вала;


2- c двумя цилиндрическими концами вала.

Продуманная конструкция двигателей позволяет обеспечивать их функционирование и сохранение технических параметров заданной надежности на протяжении всего срока их службы и, кроме того, гарантирует удобство и безопасность эксплуатации и монтажа.[2]

Выберем двигатель АИР100L2.

Характеристики данного двигателя представлены вприложении А в таблице А.1.

2.2 Проверка двигателя на перегрузочные нагрузки


Проверим двигатель не длительные перегрузочные нагрузки

Согласно таблице 2:

;

;

.

Найдем минимальный, максимальный и пусковой крутящие моменты:

;

;

.

Для стабильной работы двигателя должны выполняться следующие условия:

Мспускmin;

.

Все требуемые неравенства выполняются, соответственно можно сделать вывод о правильности выбора двигателя.

3 Расчет времени разгона двигателя до номинальной скорости


Рассчитаем время разгона двигателя. Для нахождения нам понадобится найти моменты инерций всех подвижных масс, приведенных к валу двигателя.

Для начала найдем электромеханическую постоянную времени привода лифта, равную времени разбега привода вхолостую из неподвижного состояния до синхронной скорости вращения под действием максимального крутящего момента:

, (19)

где -суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя;

-берется из таблицы 1.

, (20)

где -момент инерции двигателя;

-момент инерции канатоведущего шкива;

-сумма всех масс.

=0.6*20*0.12=1.44 кг*м2, (201)

где -масса канатоведущего шкива.

. (202)

Подставим найденные значения в формулу (20):

кг*м2.

.

Для нахождения времени разгона воспользуемся формулой:

(21)

где ;

-скольжение двигателя при 95% от номинальной частоты вращения, об/мин;

-критическое скольжение двигателя;

;

;

;

;

.

Подставляя известные нам данные в формулу (21) получим c.

Теперь найдем время разгона двигателя при движении без груза.

В этом случае в формуле (19) необходимо вместо взять , и тогда формула примет вид:

. (191)

Для данного случая формула (202) примет вид:

.

кг*м2.

.

Также в формуле (21) необходимо вместо взять , а вместо взять .Проведя расчеты мы получим .
1   2   3   4   5   6   7   8   9