Помощь студентам в учебе
Электропривод лифта
|
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ 10
1.1 Конструкция лифтовой установки 10
1.2 Требования к электроприводу лифта 11
1.3 Обзор электроприводов лифта 12
1.4 Нерегулируемый лифтовой привод переменного тока 14
1.5 Регулируемый лифтовой привод постоянного тока 15
1.6 Регулируемый лифтовой привод переменного тока 16
1.7 Безопасность эксплуатации электропривода лифтовой установки 18
Выводы по главе 1 18
2 РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 19
2.1 Исходные данные для проектирования 19
2.2 Нагрузочные диаграммы скорости рабочего органа 20
2.3 Нагрузочные диаграммы моментов рабочего органа 23
2.4 Расчет мощности двигателя 27
2.5 Выбор типа двигателя 29
2.6 Выбор редуктора 31
2.7 Приведение статических моментов и моментов инерции к валу
двигателя 34
2.8 Предварительная проверка двигателя по нагреву и
производительности 40
Выводы по главе 2 42
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТОВОЙ УСТАНОВКИ 44
3.1 Выбор преобразователя частоты 44
3.2 Выбор входных и выходных дросселей 48
3.3 Расчет статических характеристик электропривода лифтовой
установки 51
3.4 Расчет переходных процессов электропривода лифтовой установки. 55
3.5 Интегральные показатели переходных процессов 59
3.5.1 Проверка на перегрузочную способность 59
3.5.2 Проверка по производительности 60
3.5.3 Проверка по нагреву двигателя 60
3.5.4 Проверка по нагреву преобразователя 63
Вывод по главе 3 63
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТОВОЙ УСТАНОВКИ.. 65
4.1 Описание системы автоматизации технологического процесса 65
4.2 Описание работы ультрафиолетовой (бактерицидной) лампы 67
4.3 Составление списка сигналов системы автоматизации 69
4.4 Разработка алгоритма автоматизации управления механизмами
объекта 75
4.4.1 Блок автоматического и ручного управления 75
4.4.2 Блок аварии 83
4.4.3 Блок индикации 84
4.5 Разработка функциональной схемы электропривода лифтовой
установки 85
4.6 Выбор элементной базы автоматизации 86
4.6.1 Выбор блока управления 86
4.6.2 Выбор датчиков технологической информации 88
4.6.3 Выбор энкодера 89
4.6.4 Выбор устройства контроля загрузки лифта 90
4.6.5 Выбор привода двери 91
4.6.6 Выбор тормоза 94
4.6.7 Выбор блока питания 94
4.7 Разработка схемы электрической принципиальной 98
4.8 Разработка программного обеспечения 99
Выводы по главе 4 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
ПРИЛОЖЕНИЕ A 121
1 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ 10
1.1 Конструкция лифтовой установки 10
1.2 Требования к электроприводу лифта 11
1.3 Обзор электроприводов лифта 12
1.4 Нерегулируемый лифтовой привод переменного тока 14
1.5 Регулируемый лифтовой привод постоянного тока 15
1.6 Регулируемый лифтовой привод переменного тока 16
1.7 Безопасность эксплуатации электропривода лифтовой установки 18
Выводы по главе 1 18
2 РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 19
2.1 Исходные данные для проектирования 19
2.2 Нагрузочные диаграммы скорости рабочего органа 20
2.3 Нагрузочные диаграммы моментов рабочего органа 23
2.4 Расчет мощности двигателя 27
2.5 Выбор типа двигателя 29
2.6 Выбор редуктора 31
2.7 Приведение статических моментов и моментов инерции к валу
двигателя 34
2.8 Предварительная проверка двигателя по нагреву и
производительности 40
Выводы по главе 2 42
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТОВОЙ УСТАНОВКИ 44
3.1 Выбор преобразователя частоты 44
3.2 Выбор входных и выходных дросселей 48
3.3 Расчет статических характеристик электропривода лифтовой
установки 51
3.4 Расчет переходных процессов электропривода лифтовой установки. 55
3.5 Интегральные показатели переходных процессов 59
3.5.1 Проверка на перегрузочную способность 59
3.5.2 Проверка по производительности 60
3.5.3 Проверка по нагреву двигателя 60
3.5.4 Проверка по нагреву преобразователя 63
Вывод по главе 3 63
4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТОВОЙ УСТАНОВКИ.. 65
4.1 Описание системы автоматизации технологического процесса 65
4.2 Описание работы ультрафиолетовой (бактерицидной) лампы 67
4.3 Составление списка сигналов системы автоматизации 69
4.4 Разработка алгоритма автоматизации управления механизмами
объекта 75
4.4.1 Блок автоматического и ручного управления 75
4.4.2 Блок аварии 83
4.4.3 Блок индикации 84
4.5 Разработка функциональной схемы электропривода лифтовой
установки 85
4.6 Выбор элементной базы автоматизации 86
4.6.1 Выбор блока управления 86
4.6.2 Выбор датчиков технологической информации 88
4.6.3 Выбор энкодера 89
4.6.4 Выбор устройства контроля загрузки лифта 90
4.6.5 Выбор привода двери 91
4.6.6 Выбор тормоза 94
4.6.7 Выбор блока питания 94
4.7 Разработка схемы электрической принципиальной 98
4.8 Разработка программного обеспечения 99
Выводы по главе 4 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 119
ПРИЛОЖЕНИЯ 121
ПРИЛОЖЕНИЕ A 121
Лифтовая установка - это система, которая имеет механическую (включает в себя редуктор, противовес и кабину) и электрическую (включает в себя электродвигатель и статический преобразователь) подсистемы [6].
Данная ВКР основана на работах таких авторов, как Мокальков, М.С., Нефедов, В.И., Хожаинов, А.И., Горелов, М.О. В своих работах как проектирование лифта как электромеханической системы, так и способов управления этой системы.
Грузопассажирские лифтовые установки изготавливаются различной грузоподъемностью, рассчитаны на две и более остановок и могут быть выполнены для работы с проводником или без него [6]. Кабины лифтов выполняются разных размеров в зависимости от грузоподъемности, габаритов перевозимых грузов, имеют одну или две двери (сквозные кабины).
Перемещение клети лифтовой установки осуществляется подъёмной лебедкой, обеспечивающий передачу усилий от приводного электродвигателя клети с помощью подъемного каната.
В данной выпускной квалификационной работе будут произведены расчет и выбор нужного электродвигателя, проверка его по мощности, выбор редуктора, приведение моментов к валу двигателя, выбор преобразователя, а так же расчет характеристик двигателя. Также будет выбрана система управления электродвигателем. Кроме того, помимо обычной автоматизации лифтовой установки будет добавлена «умная» составляющая, а именно будет добавлено включение и отключение обеззараживающей ультрафиолетовой лампы с той мощностью, которая необходима и достаточна для очистки воздуха и поверхности в кабине лифта. Данная лампа будет находиться в составе рециркулятора и включаться от кнопки, которую нажимает медперсонал.
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является - проектирование автоматизированного электропривода лифта. Для решения поставленной цели планируется выполнение следующих задач:
1) описание лифтовой установки;
2) выбор исходных данных для проектирования;
3) расчет мощности электродвигателя;
4) выбор типа электродвигателя;
5) выбор редуктора;
6) приведение моментов к валу электродвигателя;
7) предварительная проверка электродвигателя по нагреву и производительности;
8) выбор основных элементом электропривода;
9) расчет статически и динамически характеристик электропривода лифтовой установки в программе Matlab;
10) расчет интегральных показателей переходных процессов;
11) описание системы автоматизации лифтовой установки;
12) составление списка сигналов системы автоматизации;
13) разработка алгоритма автоматизации управления лифтовой установки;
14) разработка функциональной схемы автоматизации лифтовой установки;
15) выбор элементной базы автоматизации лифтовой установки;
16) разработка схемы электрической принципиальной и перечня элементов;
17) разработка программного обеспечения.
Данная ВКР основана на работах таких авторов, как Мокальков, М.С., Нефедов, В.И., Хожаинов, А.И., Горелов, М.О. В своих работах как проектирование лифта как электромеханической системы, так и способов управления этой системы.
Грузопассажирские лифтовые установки изготавливаются различной грузоподъемностью, рассчитаны на две и более остановок и могут быть выполнены для работы с проводником или без него [6]. Кабины лифтов выполняются разных размеров в зависимости от грузоподъемности, габаритов перевозимых грузов, имеют одну или две двери (сквозные кабины).
Перемещение клети лифтовой установки осуществляется подъёмной лебедкой, обеспечивающий передачу усилий от приводного электродвигателя клети с помощью подъемного каната.
В данной выпускной квалификационной работе будут произведены расчет и выбор нужного электродвигателя, проверка его по мощности, выбор редуктора, приведение моментов к валу двигателя, выбор преобразователя, а так же расчет характеристик двигателя. Также будет выбрана система управления электродвигателем. Кроме того, помимо обычной автоматизации лифтовой установки будет добавлена «умная» составляющая, а именно будет добавлено включение и отключение обеззараживающей ультрафиолетовой лампы с той мощностью, которая необходима и достаточна для очистки воздуха и поверхности в кабине лифта. Данная лампа будет находиться в составе рециркулятора и включаться от кнопки, которую нажимает медперсонал.
Таким образом, целью выпускной квалификационной работы является - проектирование автоматизированного электропривода лифта. Для решения поставленной цели планируется выполнение следующих задач:
1) описание лифтовой установки;
2) выбор исходных данных для проектирования;
3) расчет мощности электродвигателя;
4) выбор типа электродвигателя;
5) выбор редуктора;
6) приведение моментов к валу электродвигателя;
7) предварительная проверка электродвигателя по нагреву и производительности;
8) выбор основных элементом электропривода;
9) расчет статически и динамически характеристик электропривода лифтовой установки в программе Matlab;
10) расчет интегральных показателей переходных процессов;
11) описание системы автоматизации лифтовой установки;
12) составление списка сигналов системы автоматизации;
13) разработка алгоритма автоматизации управления лифтовой установки;
14) разработка функциональной схемы автоматизации лифтовой установки;
15) выбор элементной базы автоматизации лифтовой установки;
16) разработка схемы электрической принципиальной и перечня элементов;
17) разработка программного обеспечения.
В данной выпускной квалификационной работе был разработан проект автоматизированного электропривода лифта в 9-этажном здании (больница). Были выбраны элементы автоматизации, включая регулируемый асинхронный электропривод с двигателем AMTK200MA12, червячный редуктор VF-150-15, преобразователь частоты Omron CIMR-L7Z4015, сетевой и моторный дроссели ISF-18.5/38.5-4 и IMF-18.5/37-4 соответственно.
Для расчета статических и динамических характеристик был использован код xrKZAD.m и программы haradkz.m и zipchad.m. Выбранные элементы были проверены на соответствие требованиям и прошли проверку. Были составлены списки требуемых сигналов и написаны логические уравнения на языке программирования.
Была разработана функциональная схема системы и выбрано оборудование для реализации автоматизации, включая Овен ПЛК110-24.60.K-M, оптический датчик OU P31N5-31N-24-MJ, инкрементальный энкодер E40S8-500-3-N-24, устройство контроля загрузки кабины УКЗ-ВТ.3240.УЗ, привод дверей VFD- 002DD, электромагнитный тормоз ТКГ-500 У2 и блок питания DRAN60-24, а так же выбран рециркулятор 2-115 П Армед, который обеззараживает кабину лифта.
Наконец, было разработано программное обеспечение в интегрированной среде разработки приложений для ПЛК фирмы Овен CODESYS v.2, которое было отлажено и проверено в симуляторе.
Для расчета статических и динамических характеристик был использован код xrKZAD.m и программы haradkz.m и zipchad.m. Выбранные элементы были проверены на соответствие требованиям и прошли проверку. Были составлены списки требуемых сигналов и написаны логические уравнения на языке программирования.
Была разработана функциональная схема системы и выбрано оборудование для реализации автоматизации, включая Овен ПЛК110-24.60.K-M, оптический датчик OU P31N5-31N-24-MJ, инкрементальный энкодер E40S8-500-3-N-24, устройство контроля загрузки кабины УКЗ-ВТ.3240.УЗ, привод дверей VFD- 002DD, электромагнитный тормоз ТКГ-500 У2 и блок питания DRAN60-24, а так же выбран рециркулятор 2-115 П Армед, который обеззараживает кабину лифта.
Наконец, было разработано программное обеспечение в интегрированной среде разработки приложений для ПЛК фирмы Овен CODESYS v.2, которое было отлажено и проверено в симуляторе.
