Разработка электропривода лебёдки лифта

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 

Санкт-Петербургский государственный  технологический университет растительных полимеров

 

 

 

 

Факультет АСУТП

 

Кафедра АЭиЭ

 

 

 

Курсовая работа

на тему: «Разработка электропривода лебёдки лифта»

 

 

 

 

Выполнил                                                                студент гр. 553  

                                                 Л. А. Титов

 

Проверил                                                         д.т. н., проф.

А. Е. Козярук

 

Санкт-Петербург

2011

 

Содержание

Введение. Кинематическая схема лифта. Техническое задание Выбор двигателя Выбор преобразователя Разработка ДСПУ. Расчетная часть. Анализ переходных процессов. Заключение. Список литературы. Дополнение 1. Программа контроллера  на языке FBD Дополнение 2. Принципиальная схема.

3 стр. 4 стр. 5 стр. 10 стр. 16 стр. 17 стр. 24 стр. 29 стр. 37 стр. 38 стр.

 

Введение

Сегодня, около трети всех существующих лифтов имеют возраст 20 лет и более. Такие лифты имеют  устаревшие редукторные привода  с реализацией алгоритма управления на релейных элементах. Более того, данные системы ненадежны и дороги в обслуживании. Установка современного лифтового оборудования позволяет  экономить 60% электроэнергии, повысить надежность, улучшить быстродействие и плавность хода, сделать работу лифта бесшумной и комфортной для окружающих.

Лебедки, позволяющие добиться этих преимуществ, выполняются на основе безредукторного асинхронного или вентильного двигателя с ПЧ и возможностью рекуперации энергии в сеть. В данной курсовой работе применен вентильный двигатель с постоянными магнитами.

 

1. Кинематическая схема.

1	Приводная точка. Двигатель.
2	Кабина лифта.
3	Противовес.

 

 

 

Система блоков обеспечивает полиспаст равный двум.

В шахте лифта находятся  концевые выключатели на уровне этажей, и еще два сверху и снизу. В  кабине лифта находятся датчики  веса минимального и максимального, а также концевые выключатели  дверей. 

2. Техническое задание

Техническое задание на разработку регулируемого электропривода лебёдки  лифта 5 этажного здания.

1. Назначение и область применения

Электропривод лебёдки лифта предназначен для  вертикального перемещения кабины лифта.

2. Технические характеристики электропривода лебёдки.

Привод регулируемый, реверсивный, с возможностью рекуперации. 
Питание от 3-фазной сети с нулевым проводом. 
На двигателе установлен механический тормоз.

Номинальное линейное напряжение, В Номинальная частота, Гц Подводимая мощность, кВА Климатические условия Режим работы Пуск электродвигателя Коэффициент мощности Диапазон регулирования скорости Номинальная скорость, Об /м Номинальный момент, Нм Максимальный момент, Нм Мощность на валу двигателя, кВт

380 50 25…30 Комн. S5 2 c. >0,95 100% 382 195 350 13

 

Требования к САР:

Статическая ошибка по скорости, % Динамическая ошибка по скорости, % Ошибка по положению, ° Максимальная скорость, об/мин

4% 10% 2° 432

 

3. Требования к автоматизации

Посты управления

• Технологический пост управления
• Пост управления в кабине лифта
• 5 постов управления на этажах

Режим работы

• Автоматический
• Ревизионный

 

Функции системы автоматизации:

• Управление перемещением кабины лифта
• Управление дверьми лифта
• Оповещение и сигнализация

Управление перемещением кабины лифта

• Перемещение кабины лифта из текущего положения на заданный этаж (управление из кабины)
• Перемещение кабины лифта из текущего положения на заданный этаж (управление с этажа)
• Осуществление экстренной остановки и спуск на ближайший этаж.
• Режим ожидания при грузе в кабине

Управление дверьми лифта

• Открытие дверей лифта при достижении заданного этажа
• Ожидание решения пассажира (блокировка закрытия дверей при наличии груза и отсутствии заданий)
• Закрытие дверей при получении задания

Оповещение и сигнализация

• Оповещение об аварии (на каждом этаже)
• Оповещение о блокировках (в посте наладки)

Виды защит:

• Защита от потери напряжения сети (ИБП, )
• Защита от обрыва фазы (ИБП)
• Защита от токов короткого замыкания (Автомат )
• Защита от превышения скорости движения кабины лифта (Механический тормоз, )
• Защита по току электродвигателя при перегрузке , в течении 10 сек, и в течении 30 секунд, (датчик тока, постоянный ток 20 мА, напряжение 10В)

Виды блокировок:

• Блокировка снятия механического тормоза при открытых дверях. (Концевик на двери, дискретный сигнал 24 В, 0,01 А.).
• Блокировка открытия дверей в случае отсутствия или движения кабины. (Концевик в шахте, дискретный сигнал 24 В, 0,01 А.).
• Блокировка работы лифта при отсутствии питания сети (ИБП, Дискретный сигнал 24 В, 0,01 А).
• Блокировка снятия механического тормоза при отсутствии готовности привода лебёдки (Привод лебёдки, дискретный сигнал, 24 В, 0,01 А).
• Блокировка снятия механического тормоза при перегузе (Датчик силы, Дискретный сигнал, 24 В, 0,01 А).
• Блокировка механическим тормозом при аварии привода лебёдки (Привод лебёдки, дискр. сигнал, 24 В, 0,01 А).

Сигналы:

Сигналы управления.

Дискретные  сигналы (DI 24 В, 0,01 А, сухой контакт):

• Сигналы кнопок вызова лифта на этажах
• Вызов лифта на этаже 1
• Вызов лифта на этаже 2
• Вызов лифта на этаже 3
• Вызов лифта на этаже 4
• Вызов лифта на этаже 5
• Сигналы поста управления в кабине лифта (кнопки)
• Следовать на 1 этаж
• Следовать на 2 этаж
• Следовать на 3 этаж
• Следовать на 4 этаж
• Следовать на 5 этаж
• Экстренная остановка
• Сигналы технологического поста управления
• Режим – автомат (переключатель: 2 положения)
• Режим – ручной (переключатель: 2 положения)
• Механический тормоз – включен (переключатель: вкл/выкл)
• Механический тормоз – автоматическое управление (переключатель: вкл/автомат)
• Экстренная остановка (Кнопка) 
  

Сигналы привода лебёдки.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А)

• Готовность к работе
• Авария

Сигналы ИБП.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А)

• Работа от батареи
• Работа от сети
• Заряжен
• Авария

Сигналы управления коммутирующим  оборудованием.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А)

• Контактор КМ1

Сигналы лампочек на этажах.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А)

• Вызов принят (Лампочка на кнопке)
• На 1 этаже
• На 2 этаже
• На 3 этаже
• На 4 этаже
• На 5 этаже

Сигнализация на технологическом  посте управления.

Дискретные  сигналы: (DO 24 В, 0,01 А)

• Лифт в порядке
• Авария ИБП
• Авария лебёдки
• Сеть
• Тормоз зажат

Сигналы датчиков в кабине.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А, сухой контакт)

• Перегруз кабины (датчик веса макс)
• Присутствие в кабине (датчик веса мин)
• Двери в кабине открыты (Концевик)
• Двери в кабине закрыты (Концевик)

Сигналы датчиков в шахте.

Дискретные  сигналы (DO 24 В, 0,01 А, сухой контакт)

• Датчики положения кабины (Концевик)
• Кабина находиться на уровне 1 этажа
• Кабина находиться на уровне 2 этажа
• Кабина находиться на уровне 3 этажа
• Кабина находиться на уровне 4 этажа
• Кабина находиться на уровне 5 этажа
• Кабина уперлась вверху (NC)
• Кабина уперлась внизу (NC)

Доп-контакты на коммутируемом оборудовании

Дискретный  сигнал (DI 24 В, 0,01 А, сухой конткат)

• QF1 автомат включён
• QF2 включен
• KM1 включен
• QF3 включен

4. Условия эксплуатации.

Диапазон температур
Атмосферное давление	84 кПа … 107 кПа
Относительная влажность воздуха  при	80%

 

5. Требования к надежности.

Коэффициент готовности	0,98
Средняя наработка на отказ	1000 ч.
Среднее время восстановления	16 ч.
Гарантийный срок эксплатации	2300 ч.
Среднее время между капитальными ремонтами	2500 ч.

 

6. Гарантии производителя.

Гарантийный срок службы	3 года.
Назначенный срок службы	25 лет.
Минимальное время между капитальными ремонтами	5 лет.

 

 

3. Выбор двигателя.

Двигатель для лебёдки  должен быть надежным, энергосберегающим, и по возможности простым.

Для правильного выбора двигателя  необходимо построить нагрузочные  характеристики механизма.

1. Технические характеристики механизма:

№	Название величины	Величина и размерность	Обозначение
1	Полиспаст	2
2	Масса противовеса	250 кг
3	Масса кабины	100 кг
4	Грузоподъемность	630 кг
5	Высота подъема	15 м
6	Номинальная скорость кабины	1,6 м/с
7	Максимальная скорость кабины	1,92 м/с
8	Ревизионная скорость	0,2 м/с
9	Радиус шкифа	0,08 м
10	Время разгона до номинальной скорости	2 с

 

2. Расчет нагрузочных характеристик.

Расчет циклограммы линейной скорости.

Циклограмма состоит из трех отрезков:

1. Время разгона, (2 с)
2. Перемещение на номинальной скорости (в зависимости от этажа)
3. Время торможения (2 с)

Рассчитаем линейную скорость для случая подъема на 4 этажа. Время  разгона и торможения считаем  равным.

Рассчитаем максимальное линейное ускорение в случае разгона  с постоянным ускорением.

 

За время разгона или  торможения лифт пройдет путь:

 

Перемещение на номинальной  скорости:

 

Время подъема в установившемся режиме:

 

Время подъема на 4 этажа:

 

 
Рис. 3.1 Циклограмма линейной скорости при подъеме на 4 этажа.

Рассчитаем статический  момент. Статический момент будет  зависеть от загруженности лифта.

 

 
Рис. 3.2 Статический момент в зависимости  от массы груза.

Максимальный статический  момент: