Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Расчет электропривода лифта «Schindler Gearless MRL»

Содержание:

Введение 4
1 Общее положение 7
1.1 Характеристика проектируемого механизма 7
1.2 Назначение и устройство лифта 8
1.3 Кинематическая схема лифта 11
1.4 Требования к электроприводу 13
1.5 Современные тенденции развития электроприводов лифтов 14
2 Расчет и выбор силового оборудования электропривода лифта 18
2.1 Расчет мощностей, статических и приведенных моментов при подъеме 21
2.2 Расчет мощностей, статических и приведенных моментов при спуске 22
2.3 Расчет приведенных моментов инерции при подъеме 26
2.4 Расчет приведенных моментов инерции при спуске 31
2.5 Расчет динамических моментов при подъеме 31
2.6 Расчет динамических моментов при спуске 37
2.7 Проверка двигателя по нагреву 37
2.8 Выбор частотного преобразователя 38
2.9 Расчет и выбор дополнительного оборудования 40
3 Синтез системы автоматического регулирования электропривода подъёма лифта 44
4 Проверка разработанной системы методом математического моделирования 50
Заключение 67
Список литературы 68

Введение:

Простота и гибкость электрического управления исполнительными механизмами делают электропривод одним из действенных средств механизации и автоматизации разнообразных рабочих процессов. В общем случае под управлением электроприводами понимают процесс осуществления пуска, торможения, реверсирования и регулирования частоты вращения, а также поддержание требуемого режима работы привода и защиту его от ненормальных режимов.
Возрастающие требования к электроприводу по мере усовершенствования аппаратов и других средств управления привели к широкому распространению полуавтоматически и автоматически управляемого и регулируемого электропривода. Такой привод получил название автоматизированного электропривода.
Автоматизированный электропривод нашел широкое применение в жилищно коммунальном хозяйстве, в частности для приведения в движения кабин лифтов многоэтажных домов.
Развитие теории электропривода и автоматического регулирования создало условия для широкого внедрения в лифтовом хозяйстве современных систем электропривода, что дало возможность повысить уровень комфорта проживания жителей многоэтажных домов.
Простота и гибкость электрического управления, а также большое число включений, которое допускает электропривод, делает последний, по существу, незаменимым для многих механизмов.
В настоящее время автоматизированный привод предусматривает использование электрических машин как постоянного, так и переменного тока. В системах с машинами постоянного тока сравнительно простыми способами осуществляется плавное и широкое регулирование частоты вращения, получаются требуемые механические характеристики и обеспечиваются наивыгоднейшие переходные процессы. Создание автоматических систем с двигателями переменного тока осложнено тем, что использование двигателей переменного тока в их обычном исполнении часто не обеспечивает необходимых плавности и диапазона регулирования частоты вращения, которые требуются в соответствии с данным производственным процессом.
Разработанные за последнее время способы регулирования частоты вращения двигателей переменного тока обеспечили существенное улучшение регулировочных свойств этих систем.
Принято различать частичную и комплексную автоматизацию. Под частичной автоматизацией понимают автоматизацию отдельных машин и агрегатов, участвующих в общем производственном процессе. Комплексная автоматизация предполагает автоматизацию разнообразных процессов и операций, связанных с управлением, контролем и защитой. Системы комплексного автоматического управления применяются в разных отраслях народного хозяйства.
Таким образом, современный многоэтажный дом характеризуется внедрением систем автоматического управления. Дальнейшее развитие автоматического управления в лифтовом хозяйстве связано с широким использованием для целей управления различных микропроцессорных устройств и систем.
Тема данной выпускной квалификационной работы — расчет электропривода лифта «Schindler Gearless MR».
Актуальность работы заключается в том, что строительство любого высотного здания не обходится без установки в нем лифтов, для обеспечения комфорта перемещения между этажами, поэтому решение вопросов по проектированию лифтов и их электроприводов, является важной задачей.
Данная работа будет способствовать закреплению знаний по теории электропривода и электрооборудования используемого для лифтов, а методы, рассмотренные в данной работе можно применять на практике в процессе трудовой деятельности.
Большое количество научных исследований, в той или иной степени затрагивающих эксплуатацию электропривода, в том числе и применяемого для лифтов, свидетельствует о наличии системного научного анализа указанной проблематики. В то же время при разработке электроприводов для лифтов в конкретных условиях могут появляться новые технические решения, которые дают возможность еще больше развивать, как теорию, так и практику в данной области.
Предмет исследования в данной работе – электропривод лифта «Schindler Gearless MR».
Цель исследования заключается в разработке электропривода лифта «Schindler Gearless MR».
Общая цель работы определила следующие задачи:
— рассмотреть устройство электропривода лифта;
— провести расчет и выбор оборудования для разработки электропривода лифта «Schindler Gearless MR»;
— разработать принципиальную электрическую схему электропривода и описать её работу;
— выполнить синтез системы автоматического регулирования электропривода подъёма лифта;
— проверить разработанную систему методом математического моделирования.
Теоретическая значимость дипломной работы заключается в рассмотрении и систематизации вопросов касающихся теории разработки электропривода лифта.
Практическая ценность работы заключается в том, что методы, которые рассмотренные в данной работе, могут быть применены на практике в процессе расчетов электропривода лифта.

Заключение:

В результате выполнения выпускной квалификационной работы были решены все поставленные задачи.
В первой главе был проведен литературный обзор существующего лифтового оборудования. Произведен поиск новейших разработок в данной сфере. Изучен принцип работы исследуемого механизма. Рассмотрены требования к проектированию лифтового оборудования, согласно с которыми будет производиться дальнейшее исследование.
Во второй главе было выбрано основное оборудование для практической реализации электропривода лифта на основе асинхронного двигателя с параметрами согласно заданию.
В третьей главе проведено математическое описание электропривода, представлены структурные схемы системы регулирования скорости при векторном управлении асинхронным электродвигателем в действующих значениях переменных и асинхронного электродвигателя во вращающейся системе координат ориентированных по вектору потокосцепления ротора.
В четвертой главе было проведено имитационное моделирование в прикладном пакете программ Simulink MATLAB, в результате чего был сделан вывод, что созданная модель является адекватной и пригодна для дальнейшего использования.
Создана система автоматического управления асинхронным двигателем на основе векторного управления с датчиком скорости. По результатам переходных процессов установлено, что модель является пригодной для использования в лифтовой установке.
В конечном результате был спроектирован регулируемый электропривод по системе ПЧ-АД на основе редукторной лебедки, отвечающий всем требованиям задания и нормам ПУБЭЛ.

Фрагмент текста работы:

1 Общее положение

1.1 Характеристика проектируемого механизма

Объектом для проектирования электропривода является механизм с повторно-кратковременным режимом работы. Нагрузка механизма изменяется в течение цикла, включает в себя разгон до рабочей скорости, выполнение работы на этой скорости, торможение или реверс. В процессе работы механизма возникает необходимость регулирования скорости и момента, ограничения предельных значений момента, ограничения ускорения рабочего органа. Точность остановки данного пасажирского лифта составляет 10 мм. Данный лифт будет использоваться в 16-ти этажном доме, для перевозки пассажиров.

1.2 Назначение и устройство лифта

Лифт — это специальное транспортное средство, предназначенное для перевозки людей и грузов. С помощью лифта стали возможны длинные межэтажные перевозки, что нашло широкое применение в высотных зданиях и шахтах. Отличительной особенностью лифта от других средств перемещения является то, что управлять им может любой пассажир, находящийся в лифтовой кабине. Это стало возможным благодаря развитию автоматизированной техники.
Лифт является сложнейшим электромеханическим оборудованием, следовательно, к его проектированию предъявляются жесткие требования, которые регламентируются ПУБЭЛ — Правилами устройства и безопасности эксплуатации лифтов. За соблюдением всех требований и нормативов ПУБЭЛ, с момента установки и на весь период эксплуатации, следят органы Госгортехнадзора России и его региональные органы.
Существуют следующие типы лифтовых установок — электрические и гидравлические. Наибольшее использование получили, естественно, электрические лифты.
Основой электрического лифта является его подъемный механизм — электропривод. Также, существует множество способов исполнения лифтовых систем.
Основными частями лифта есть: кабина, противовес, электропривод лебедки, ограничитель скорости, тяговые канаты, направляющие кабины, электрооборудование и электрическая разводка.
Управление кабиной лифта доступно любому пассажиру. При нажатии кнопки вызова лифта, в станцию управления поступает управляющий сигнал.
Контроллер, получая сигнал, формирует задание: если кабина находится на этаже вызова лифта, то подается сигнал на открывание дверей; если кабина находится на другом этаже, то подается команда на движение кабины к этажу вызова. Если кабина на момент вызова находится в движении, то задание формируется в зависимости от того в какую сторону движется лифт, если лифт движется в попутном направлении, то происходит остановка на этаже вызова и лифт продолжает движение; если лифт движется в противоположном направлении (от этажа вызова), то полученный сигнал сохраняется, а команда на движение к данному этажу будет подана после завершения движения по уже имеющейся команде.
Для точной остановки кабины и комфортности пассажиров применяют датчики точной остановки. Этот датчик находится на определенном расстоянии от этажа, в зависимости от номинальной скорости кабины. Сигнал с датчика точной остановки переводит электропривод на пониженную частоту вращения. Далее подается команда на остановку, а в момент совмещения уровня пола кабины и этажа, осуществляется остановка, включается тормоз, двери открываются.
Лифт относится к электрооборудованию повышенной безопасности.
Чтобы исключить возможность запирания пассажиров в кабине, внезапных остановок вне уровня этажа, движение кабины осуществляется при исправности всех уровней системы, блокировочных, предохранительных устройств. При любых неполадках движение лифта невозможно, так как сигналы с предохранительных устройств размыкают системы кнопочного управления в кабине и на этажах (кроме аварийной кнопки и кнопки для связи с диспетчером).
Основным элементом лифта является механизм подъема — электропривод лифтовой лебедки.
Перемещение пассажиров производится в кабине лифта. Кабина представляет собой небольшое помещение без окон и других открытых частей. В кабине имеются блокировочные устройства, которые исключают возможность движения с открытыми створками дверей.