Учебная работа. Проектирование автоматизированного электропривода лебедки пассажирского лифта грузоподъемностью 630 кг

Учебная работа. Проектирование автоматизированного электропривода лебедки пассажирского лифта грузоподъемностью 630 кг

Введение

Посреди неотклонимых частей высотных строений существует огромное количество различных устройств и устройств, без которых функционирования строения было бы просто неосуществимым. Посреди важных технических частей высотных жилых домов, торговых центров и промышленных помещений, можно выделить лифт, который обеспечивает удобный, также, очень резвый метод перемещения в помещении относительно различных этажей строения. На нынешний денек, лифт находится фактически в любом высотном здании, количество этажей которого превосходит, как минимум, два. При этом в отдельных вариантах лифт представляет собой элемент определенной роскоши, а в отдельных вариантах его наличие, просто нужно, а поэтому, лифт перебегает из разряда роскоши в неотклонимый и, просто нужный элемент, в задачки которого заходит транспортировка людей и определенных грузов. Как правило, кабина лифта совершает движения по вертикали, хотя на нынешний денек, стают пользующимися популярностью разные виды эскалаторов и траволаторов, которые способны совершать движения по горизонтали либо под определенным углом наклона. Крайние, почаще всего, употребляются в торговых центрах, аэропортах и иных публичных заведениях.

На нынешний денек, разрабатывается величавое огромное количество самых различных конструкций лифтов, которые могут владеть самыми разноплановыми размерами, формами и модификациями, также, могут быть предусмотрены для разных типов строений, даже для особняков. Посреди преимуществ современных лифтов выделяют их надежность, экономичность, бесшумность работы, удобство, также, высочайшие характеристики мощности, производительности и грузоподъемности. Подобные технические устройства являются воплощением крайних достижений в области электроники, гидравлики и механики, обеспечивая мягенький и плавный ход, с красивыми техническими чертами и идеальными эстетичными качествами.

1. Особая часть

1.1 Технологический раздел

Анализ технологического процесса

Лифт предназначен для подъема и спуска людей. В отдельных вариантах допускается, в сопровождении пассажира, подъем и спуск грузов, вес и габариты которых совместно не превосходят номинальную грузоподъемность лифта и не повреждают оборудование и отделку его кабины.

Принцип работы лифта последующий. При нажатии клавиши вызывного аппарата в устройство управления лифтом подается электронный сигнал (вызов). Если кабина находится на остановке, с которой поступил вызов, открываются двери кабины и шахты на данной остановке. Если кабина отсутствует, то подаётся команда на её движение. В обмотку электродвигателя лебедки и в катушку электромагнита тормоза подается напряжение, колодки тормоза разжимаются, и ротор электродвигателя начинает вращаться, обеспечивая при помощи червячного редуктора вращение канатоведущего шкива, который за счет сил трения приводит в движение кабину и противовес средством тяговых канатов.

При подходе к подходящему этажу устройство управления лифтом переключает электродвигатель лебедки на работу с пониженной частотой вращения ротора. Скорость движения кабины понижается, и в момент, когда порог пола кабины совместился с уровнем порога двери шахты, кабина останавливается, врубается в работу привод дверей, двери кабины и двери шахты открываются. Врубается выдержка времени 3 либо 5 секунд (зависимо от положения перемычки). При входе пассажиров в кабину срабатывает датчик наличия пассажира в кабине (контакт размыкается). Датчик наличия груза в кабине срабатывает, если масса груза превосходит 15 кг. Если кабина оказалась загружена на 110% грузоподъемности, срабатывает датчик загрузки 110% (контакт размыкается), приказы не регистрируются, врубается световое табло «ПЕРЕГРУЗКА», двери не запираются. В кабинах с недвижным полом врубается выдержка 5 секунд. Если в течение этого времени не будет зарегистрирован приказ, то двери кабины запираются и устройство перебегает в начальное состояние, т.е. готово к выполнению вызова.

При нажатии на клавишу приказа кнопочного поста, размещенного в кабине, запираются двери кабины и шахты, и кабина отчаливает на этаж, клавиша приказа которого нажата.

По прибытии на требуемый этаж и выхода пассажиров двери запираются, и кабина стоит на остановке до того времени, пока не будет вновь нажата клавиша хоть какого вызывного аппарата.

Описание промышленной установки

Лифт ЛП-631Б состоит из составных частей, размещенных в шахте и машинном помещении. Машинное помещение и шахту лифта образуют строй конструкции познания (кирпичная кладка, бетонные блоки и т.д.).

Главными составными частями лифта являются: лебедка, кабина, противовес, направляющие кабины и противовеса, двери шахты, ограничитель скорости, узлы и детали приямка, электрооборудование и электроразводка.

Транспортировка пассажиров и грузов делается в кабине, которая {перемещается} по вертикальным направляющим.

Передвижение кабины и противовеса осуществляется лебедкой, установленной в машинном помещении, при помощи тяговых канатов. Там же размещается ограничитель скорости, устройство управления, вводное устройство.

В нижней части шахты (приямке) размещено натяжное устройство троса ограничителя скорости, связанное средством троса с ограничителем скорости, также буферные устройства кабины и противовеса.

Для входа в кабину и выхода из неё шахта по высоте имеет ряд проёмов, закрытых дверьми шахты. Открывание и закрывание дверей делается при помощи привода, установленного на кабине. Двери шахты открываются лишь тогда, когда кабина находится на данном этаже. В случае отсутствия кабины на этаже отрывание двери шахты снаружи может быть лишь особым ключом.

Лебедка установлена в машинном помещении лифта и создана для приведения в движение кабины и противовеса.

Главными составными частями лебедки являются: редуктор, тормоз, рама, движок, канатоведущий шкив, отводной шкив.

Кабина лифта подвешена на тяговых канатах в шахте и создана для перевозки пассажиров. Кабина лифта состоит из верхней балки, потолка, пола, створок дверей кабины, привода дверей и балки нижней.

Ловитель клиновой установленный на опоре нижней предназначен для остановки и удержания кабины на направляющих при превышении скорости движения кабины вниз относительно номинальной до определенных пределов. Он рассчитан на совместную работу с ограничителем скорости. Взвешивающее устройство создано для контроля степени загрузки кабины и обеспечения попутных вызовов. При всем этом контролируется величина груза 90% и 110% номинальной грузоподъемности 630 кг. При загрузке кабины на 90% номинальной грузоподъемности автоматом исключается остановка по попутному вызову.

Взвешивающее устройство состоит из опоры, к которой на оси крепиться качалка. Уравновешивание подвижной системы взвешивающего устройства осуществляется пружинами, закрепленных на тяге.

Автоматическая дверь кабины гарантирует сохранность использования кабиной. Положение створок (раздвинуты либо закрыты) контролируется электронным выключателем.

Двери шахты предусмотрены для предотвращения доступа в шахту. дверь шахты — раздвижная, автоматическая, приводимая в движение дверью кабины состоит из балки, поперечины, стоек, порога. К верхней части стоек крепятся опора и поперечина, к нижней — порог. На опоре установлены линейки, на которых установлены каретки с закрепленными к ним при помощи шпилек створками. Любая каретка {перемещается} по линейке на роликах. Подшипники исключают возможность подъема и смещения кареток с линеек. Наклон линеек обеспечивает закрывание дверей под действием собственного веса.

Противовес предназначен для уравновешивания веса кабины и половины номинальной грузоподъемности. Противовес располагается в шахте лифта и при помощи подвески подвешен на тяговых канатах.

Противовес состоит из каркаса, в который уложены грузы.

Направляющие установлены в шахте лифта на всем пути движения кабины и противовеса и закреплены к строительной части шахты. Направляющие исключают разворот кабины и противовеса вокруг вертикальных осей, также раскачивание кабины и противовеса при движении. Не считая этого, направляющие кабины воспринимают нагрузку при высадке кабины на ловители.

Натяжное устройство троса ограничителя скорости состоит из кронштейна, на котором на пальце шарнирно установлен рычаг с блоком и грузом. Блок подвешен на петле троса ограничителя скорости. Груз служит для натяжения троса. Угол наклона рычага контролируется выключателем.

Шунты и выключатели установлены как на кабине, так и в шахте лифта на различных отметках по высоте. Они предусмотрены для обеспечения автоматической работы лифта. При содействии шунта с выключателем в схему управления лифтом выдается команда на изменение скорости движения кабины, или на её остановку.

Конечный выключатель предназначен для отключения лифта в случае перехода кабиной последних положений, ограниченных уровнем верхнего и нижнего этажей.

Приямок находится ниже уровня отметки нижней остановки. В нем размещены буфера кабины и противовеса.

Кинематическая схема лифта ЛП-631Б представлена в графической части листа 1.

Кинематическая схема даёт более общее органов и методах уравновешивания кабин с грузом с помощью противовеса.

При наличие канатоведущего (4) и отводного (3) шкива тяговые канаты укладываются в лунки шкива, а их концы с одной стороны поперечника прикрепляются к кабине (8), а с иной — к противовесу (12). Натяжение канатов от веса кабины с грузом и веса противовеса делает в лунках канатоведущего и отводного шкива обычное давление и трение при вращении шкивов, что в конечном счете приводит к необходимому тяговому усилию.

Применение противовеса обосновано 2-мя главными причинами: экономия энергии за счет уравновешивания силы тяжести кабины и части массы груза и обеспечение достаточных сил сцепления канатов с ободом шкива в лебедках. Для лифтов с канатоведущими шкивами противовес является также нужным условием обеспечения тягового усилия, потому лифт с канатоведущим шкивом, но без противовеса неосуществим.

К нижней части противовеса прикрепляется цепь компенсирующая (13), которая применяется при высоте подъёма наиболее 45 м.

Вращение канатоведущих органов то в одну, то в другую сторону осуществляется реверсивным электродвигателем (7) через редуктор (5).

часть шахты, расположенная ниже уровня нижней посадочной площадки образует приямок, в каком располагаются упоры либо буферы, ограничивающие ход кабины (противовеса) вниз и останавливающие с допустимым убыстрением замедления.

Для предотвращения аварийного падения кабины (противовеса) лифт оборудуется автоматической системой включения ловителей от ограничителя скорости (1), срабатывающей при аварийном превышении скорости.

В приямке устанавливается натяжное устройство ограничителя скорости (10). Ограничитель скорости может устанавливаться в машинном, блочном помещении, на кабине и противовесе.

Подъемные механизмы всех лифтов, независимо от их предназначения, снабжаются тормозными устройствами (6). Предназначение тормоза — стремительно поглотить кинетическую энергию крутящихся и передвигающихся частей лифта, приостановить и задерживать кабину в требуемом месте. На лифтах с электроприводом, работающим на переменном токе, наложение тормоза осуществляется опосля снятия напряжения с электродвигателя. Тормоз обычно устанавливается на высокоскоростном валу (вал мотора), т.к. тормозной момент тут относительно маленький.

Соединение электронного оборудования кабины со станцией управления обеспечивается средством навесного кабеля питания(11), смонтированного в шахте. Станция управления работой лифта, приборы и аппараты находятся в машинном помещении.

1.2 Литературный обзор по теме дипломного проекта

технологический движок электропривод

анализ имеющихся схем электропривода

В лифтовых установках используются электродвигатели, владеющие твердой механической чертой и достаточной перегрузочной способностью. К таковым движкам можно отнести трехфазные асинхронные движки и движки неизменного тока с независящим возбуждением.

Электропривода неизменного тока находили применение в высокоскоростных лифтах, в каких скорость перемещения наиболее 2 м/с. Это обосновано необходимостью плавного регулирования скорости при пуске и торможении кабины лифта. Первыми системами электропривода в таковых лифтах бала система генератор — движок. Регулирование скорости в таковой системе делается за счет конфигурации ЭДС генератора методом управления током в обмотке возбуждения генератора. К достоинству системы Г-Д можно отнести плавное регулирование скорости движения кабины лифта. В тоже время имеются и значительные недочеты, такие как огромные габариты и масса приводной установки, завышенная мощность электронных машин системы Г-Д, маленький кпд, сложность схемы управления, нередкие профилактические мероприятия.

С возникновением тиристоров система Г-Д была стопроцентно вытеснена системой тиристорный преобразователь — движок неизменного тока. Эта система лишена ряда существенных недочетов системы Г-Д, потому она на долгие годы стала главный системой регулируемого электропривода лифтовых установок. Регулирование скорости в системе ТП-ДПТ осуществляется за счет конфигурации величины выпрямленного напряжения. Применение управляемых выпрямителей дозволяет работать движку в генераторном режиме с рекуперацией энергии в сеть, что является одним из плюсов данной системы. Вкупе с тем применение ТП приводит к усложнению системы управления из-за наличия режима прерывающихся токов. А наличие щеточно-коллекторного узла в конструкции ДПТ в истинное время привело к полному вытеснению привода неизменного тока приводом переменного тока.

Привод переменного тока лифтовых установок можно поделить на регулируемый и не регулируемый. Не регулируемый привод применялся в тихоходных лифтах со скоростью наименее 1 м/с. Для обеспечения четкой остановки делается переход на пониженную скорость конфигурацией механической свойства либо переключением мотора на пониженную скорость. В первом случае употребляются асинхронный движок с микроприводом либо асинхронный движок с фазным ротором (в истинное время не используются). Во 2-м случае употребляются лифтовые двухскоростные движки, которые используются и в истинное время. Применение двухскоростных движков не дозволяет нормально регулировать скорость кабины лифта, но дозволяет некординально уменьшить утраты энергии при переходе на пониженную скорость за счет рекуперативного торможения.

Современный регулируемый электропривод лифтовых установок строится на базе системы преобразователь частоты — асинхронный движок с короткозамкнутым ротором, которая по своим чертам не уступает системе ТП-ДПТ. Зависимо от критерий внедрения преобразователи частоты строятся на базе автономного инвертора напряжения с управляемым либо неуправляемым выпрямителем. Преобразователи с неуправляемым выпрямителем используются, как правило, в приводах мощностью наименее 30кВт. Но выбор того либо другого преобразователя зависит от критерий работы привода.

Для регулирования скорости в системе ПЧ-АД употребляются два главных метода:

1) скалярное управление;

2) векторное управление.

Скалярное управление заключается в согласованном изменении амплитуды и частоты питающего напряжения (тока), что дозволяет плавненько регулировать скорость вращения мотора. Существует два вида систем скалярного управления: разомкнутые (вольтчастоные) и замкнутые (системы стабилизации потокосцепления). Системы скалярного управления имеют отличные регулировочные характеристики электропривода в статических режимах работы. Динамические же характеристики определяются функцией задания частоты в переходном процессе и параметрами самого электропривода, сначала отношением электромеханической неизменной времени к электромагнитной.

Векторное либо амплитудно-фазовое управление дозволяет достигнуть лучших энергетических и регулировочных параметров, как в статических, так и в динамических режимах работы. Высочайшие характеристики получаются за счет раздельного управления магнитного потока и электромагнитного момента при помощи составляющих тока статора, по аналогии с ДПТ НВ. Векторные системы управления используются для устройств с высочайшими требованиями к динамике. К таковым механизмам можно отнести и лифты, так как почти всегда формирование переходных действий обязано происходить с учетом ограничения убыстрения и рывка.

Такие конторы как Omron, Siemens, ABB выпускают преобразователи частоты направленные на применение их для управления скоростью движения лифтов. При этом в преобразователях реализованы как скалярные, так и векторные методы управления асинхронным движком.

Формулирование требований к автоматическому электроприводу и автоматизации промышленной установки

Формулирование требований к автоматическому электроприводу производится исходя из обеспечения обычного протекания технологического процесса. В предстоящем на базе требований будет выполняться проектирование многофункциональной схемы электропривода и выбор комплектного преобразователя.

Электропривод лифта должен обеспечить:

1) реверсивную работу.

2) плавный запуск и торможение при условии, чтоб убыстрения и замедления, также их производные не превосходили общепринятые нормы:

— среднее работы составляет 1 м/с2;

— наибольшее значение убыстрения кабины при пуске и замедлении в обычных режимах работы составляет 1,5 м/с2;

— наибольшее замедление при остановке клавишей «Стоп» не обязано превосходить 4 м/с2;

— наибольшее

Ограничение убыстрения и рывка определяется обычным самочувствием пассажиров независимо от их возраста и состояния здоровья, также нужно в целях понижения динамических нагрузок на несущие канаты и кабину лифта.

3) всепостоянство скорости движения кабины вне зависимости от массы перевозимого груза. При всем этом относительный перепад скорости должен быть не наиболее ±5%.

4) точную остановку кабины против уровня пола этажа. Для обеспечения удобства и неопасного входа и выхода пассажиров кабина лифта опосля торможения обязана останавливаться против уровня этажной площадки с данной степенью точности (не наиболее 5 мм). Для обеспечения четкой остановки кабины быть может предусмотрена пониженная скорость равная 10-20% от номинальной.

5) перегрузочную способность не наименее 1,5. При всем этом снятие механического тормоза обязано происходить лишь при величине тока мотора, при котором обеспечивается нужный момент для удержания кабины. Отключение электродвигателя обязано сопровождаться наложением механического тормоза.

6) повторно-кратковременный режим работы мотора с числом включений в час 180.

Питание силовых электронных цепей лифта обязано выполняться от сети переменного тока напряжением не наиболее 380В с частотой 50 Гц , а цепей управления, освещения и сигнализации — напряжением не наиболее 220В переменного тока и 24В неизменного тока.

Электропривод должен отвечать всем требованиям противопожарной и электробезопасности, также требованиям охраны труда. Во время работы привод не должен создавать завышенный шум и вибрации на несущие конструкции строения. Потому что уровень допускаемого шума не должен превосходить наиболее 50 дБ .

Кроме вышеуказанных требований можно выделить такие требования как малые габариты и масса, удобство наладки и диагностики, удобство монтажа и ремонта, также малая стоимость электрооборудования.

При автоматизации подъемной установки какие-либо деяния оператора исключаются, и управление действием четкой остановки стопроцентно возлагается на электропривод и систему управления. Система управления также обязана обеспечить надежную работу электропривода при появлении аварийной ситуации с соответственной зрительной сигнализацией.

Подводя результат можно создать заключение, что более хорошей системой электропривода является система ПЧ-АД, а для обеспечения больших динамических параметров будем использовать векторное управление.

Таблица 1 — Технические данные лифта ЛП-631Б

характеристики

Грузоподъемность, кг

630

Масса кабины лифта, кг

1180

Вместимость кабины, человек

8

Внутренние размеры кабины, мм

104013802100

Скорость движения кабины, м/с

1

Убыстрение кабины, м/

1,5

Большая высота подъема, м

75

Поперечник канатоведущего шкива, мм

650

Поперечник отводного шкива, мм

435

Поперечник несущих канатов, мм

10,5

Коэффициент трения лифта о направляющие

0,05

Длительность включений, %

40

КПД механических передач

0,6

1.3 Расчётная часть

Подготовительный расчёт мощности мотора

Для подготовительного выбора мотора рассчитаем массу противовеса. Расчёт времени участков цикла на шаге подготовительного выбора мотора исполняем примерно, т.к. пока недозволено найти время разгонов и замедлений (суммарный момент инерции привода до выбора мотора неизвестен). Масса противовеса:

(1.1)

Примем, что при перемещении с 11 этажа на 1 масса груза составила 630 кг; с 1 этажа на 5 — 225 кг; с 5 на 2 — 375 кг; с 2 на 8 — 150 кг.

Активные составляющие момента статического сопротивления на канатоведущем шкиве:

= (1180 + 6301004 Нм (1.2)

325 * 9,81=287Нм (1.3)

= (1180 + 375191 Нм (1.4)

= (1180 + 150 Нм

(1.5)

Реактивные составляющие момента статического на канатоведущем шкиве:

= (1180 + 630*

(1.6)

= (1180 + 225*

(1.7)

= (1180 + 375*

(1.8)

= (1180 + 150*

(1.9)

Моменты статического сопротивления на канатоведущем шкиве:

(двигательный режим) (1.10)

(двигательный режим) (1.11)

(тормозной режим) (1.12)

(тормозной режим) (1.13)

Угловая скорость канатоведущего шкива:

(1.14)

Расстояние меж этажами:

(1.15)

время движения при перемещении на 10 этажей (примерно):

(1.16)

время движения при перемещении на 1 этаж (примерно):

(1.17)

время движения при перемещении на 3 этажа(примерно):

(1.18)

время движения при перемещении на 4 этажа(примерно):

(1.19)

время движения при перемещении на 6 этажа(примерно):

(1.20)

время работы в цикле (примерно):

172,5 с (1.21)

Время стоянки на этаже (примерно):

(1.22)

Подготовительный выбор электродвигателя

Ориентируемся на выбор мотора серии 4А, рассчитанного на номинальный повторно-кратковременный режим работы с

Эквивалентный статический момент на канатоведущем шкиве за время работы в цикле (с учетом утрат в передачах):

=

= (1.23)

Учет воздействия утрат в передачах производится подстановкой значений:

— в тормозном режиме (знаки момента и скорости различны);

— в двигательный режим (знаки момента и скорости схожи).

(1.24)

(1.25)

(1.26)

(1.27)

Расчетная мощность мотора:

, (1.28)

где, — коэффициент припаса (принимаем

Избираем движок серии 4А. Асинхронный движок 4А80В2У3 имеет последующие технические данные []:

Таблица 2 — Технические данные мотора типа 4А80В2У3

Uном,

В

Pном, кВт

n0,

о/мин

з,

%

cos ц

Sном,

%

Jдв,

кг*м2

iп

f,

Гц

Uф.ном,

В

380

2,2

2850

83

0,87

0,38

0,0021

6,5

50

220

Построение нагрузочной диаграммы

Для проверки избранного мотора по нагреву выполним построение облегченной нагрузочной диаграммы мотора (без учета электромагнитных переходных действий). Для построения нагрузочной диаграммы произведем расчет передаточного числа редуктора, приведение моментов статического сопротивления и рабочих скоростей к валу мотора, примем динамический момент и убыстрение электропривода с учетом перегрузочной возможности мотора и данного допустимого убыстрения.

Передаточное число редуктора:

(1.29)

Моменты статического сопротивления, приведенные к валу мотора:

(1.30)

для XY = 111, 15, 52, 28,

где — функция знака скорости:

(1.31)

(1.32)

(1.33)

(1.34)

Суммарный момент инерции привода:

(1.35)

где — коэффициент, учитывающий моменты инерции полумуфт и редуктора (принимаем равным 1,2).

Примечание: считаем, что момент инерции не зависит от массы груза в кабине, потому подставляем в формулу массу номинального груза.

Модуль динамического момента мотора по условию наибольшего использования мотора по перегрузочной возможности:

(1.36)

— наибольший по модулю статический момент, приведённый к валу мотора.

Убыстрение вала мотора в переходных режимах:

(1.37)

Убыстрение кабины лифта:

(1.38)

Убыстрение кабины лифта наименее максимально-допустимого.

Разбиваем нагрузочную диаграмму на 16 интервалов: 4, 8, 12, 16 — интервалы пауз; 1, 5, 9, 13 — интервалы разгона; 3, 7, 11, 15 — интервалы замедления; 2, 6, 10, 14 — интервалы работы с установившейся скоростью.

Длительность интервалов разгона-замедления:

(1.39)

(1.40)

Путь кабины при разгоне-замедлении:

(1.41)

Путь кабины при перемещении на 10 этажей, пройденный на неизменной скорости:

(1.42)

Путь кабины при перемещении на 1 этаж, пройденный на неизменной скорости:

(1.43)

Путь кабины при перемещении на 3 этажа, пройденный на неизменной скорости:

(1.44)

Путь кабины при перемещении на 4 этажа, пройденный на неизменной скорости:

(1.45)

Путь кабины при перемещении на 6 этажей, пройденный на неизменной скорости:

(1.46)

время движения с неизменной скоростью при перемещении на 10 этажей:

(1.47)

время движения с неизменной скоростью при перемещении на 1 этаж:

(1.48)

время движения с неизменной скоростью при перемещении на 3 этажа:

(1.49)

время движения с неизменной скоростью при перемещении на 4 этажа:

(1.50)

время движения с неизменной скоростью при перемещении на 6 этажей:

(1.51)

время работы в цикле:

(1.52)

Время стоянки на этаже:

(1.53)

Моменты мотора на интервалах разгона:

(1.54)

(1.55)

(1.56)

(1.57)

Моменты мотора на интервалах движения с неизменной скоростью:

(1.58)

(1.59)

(1.60)

(1.61)

Моменты мотора на интервалах движения с неизменной скоростью:

Проверка избранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной возможности

Для проверки мотора по нагреву используем способ эквивалентного момента. Используя нагрузочную диаграмму, находим эквивалентный по нагреву момент за время работы в цикле. Потом приводим эквивалентный момент к номинальной длительности включения мотора. Для обычного термического состояния мотора нужно, чтоб приведённый к номинальной ПВ эквивалентный момент был не больше номинального момента мотора.

Эквивалентный момент за время работы в цикле (по нагрузочной диаграмме):

=5,58Нм (1.62)

Приведенный к номинальной ПВ эквивалентный момент:

(1.63)

Потому что условие производится ( то избранный движок проходит по нагреву.

Припас по нагреву:

(1.64)

Припас наиболее 11%

Расчёт характеристик и выбор силовых частей электропривода

Из справочника избираем движок типа 4А80В2У3, технические данные которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Технические данные мотора типа 4А80В2У3

Uном,

В

Pном, кВт

n0,

о/мин

з,

%

cos ц

Sном,

%

Jдв,

кг*м2

iп

f,

Гц

Uф.ном,

В

380

2,2

2850

83

0,87

0,38

0,0021

6,5

50

220

Произведем подготовительный расчет механической части электропривода.

Находим номинальный момент электродвигателя

(1.65)

гдещном — номинальная угловая скорость вращения вала мотора

(1.66)

где щ0 — угловая скорость вращения вала мотора при холостом ходу

(1.67)

Находим наивысшую угловую скорость вращения вала мотора

(1.68)

Находим минимальную угловую скорость вращения вала мотора

(1.69)

Находим приведенный момент механической передачи

(1.70)

гдеMмех — механический момент;

iп — отношение исходного пускового тока к номинальному.

(1.71)

Находим момент перегрузки, приведенный к валу мотора

(1.72)

Находим наибольший момент

(1.73)

Находим пусковой момент

(1.74)

Находим малый момент

(1.75)

Находим момент инерции механизма

(1.76)

Определим утраты в движке

(1.77)

(1.78)

(1.79)

(1.80)

(1.81)

(1.82)

Находим момент холостого хода

(1.83)

(1.84)

где Mэ.ном — эквивалентный номинальный момент

(1.85)

(1.86)

Находим ток статора

(1.87)

Находим активное сопротивление статора

(1.88)

Находим полное сопротивление недлинного замыкания

(1.89)

Находим индуктивное сопротивление недлинного замыкания

(1.90)

(1.91)

Находим сопротивление ротора

(1.92)

Ом

Находим индуктивное сопротивление статора и ротора

(1.93)

Находим критичное скольжение мотора

(1.94)

Находим ток холостого хода

(1.95)

Находим приведенный ток ротора

(1.96)

Находим активное сопротивление обоюдной индукции

(1.97)

(1.98)

Находим индуктивное сопротивление обоюдной индукции

(1.99)

Находим индуктивность статора

(1.100)

Находим индуктивность ротора

(1.101)

Находим обоюдную индукцию

(1.102)

Находим эквивалентное сопротивление цепи статора

(1.103)

Находим эквивалентную индуктивность цепи статора

(1.104)

Находим суммарный момент инерции ЭП

(1.105)

Выбор силовых ключей инвертора.

В качестве силовых ключей рекомендуется применять модули IGBT, в состав которых входят биполярные транзисторы с изолированными затворами и оборотные диоды.

Подготовительный выбор.

Находим номинальный фазный ток статора

(1.106)

Находим средний ток через силовой ключ

(1.107)

гдеkз — коэффициент припаса, учитывающий перегрузку по току при коммутации ключа; kз = 2;

Imax — амплитудное

(1.108)

Находим рабочее напряжение на силовом ключе

(1.109)

гдеUmax — амплитудное

ДUп.н — коммутационное перенапряжение на ключе.

(1.110)

гдеUл — линейное напряжение сети; Uл = 380 В.

С учетом советов принимаем

На основании выражений (1) и (2) по каталогу был избран силовой модуль типа 202GB1280, технические характеристики которого приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Технические характеристики силового модуля типа 202GB1280

Величины

значения

Рабочее напряжение Uраб, В

1200

Ток коллектора Ic, А

190

Напряжение насыщения UCEsat, В

1,9

Общая энергия утрат переключения Etat, мДж

21

Среднеквадратичное

100

Термическое сопротивление «кристалл — корпус» Rthjc, ?C/Вт

0,165

Выбор силовых вентилей выпрямителя

Выбор тиристоров по току.

Находим действующее

(1.111)

Находим действующее тока

(1.112)

Находим действующее значение тока через вентиль

(1.113)

За ранее избираем вентиль по соотношению

(1.114)

гдеkзо — коэффициент, учитывающий отклонение критерий работы вентилей от номинальных; kзо = 1,15;

kзрi — коэффициент припаса по току в рабочем режиме; kзрi= 1,45.

Из справочника был избран тиристор типа Т112-10 с охладителем типа О111-60, технические данные которых приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Технические данные тиристора типа Т112-10 и охладителя типа О111-60

UT(TO),

В

rТ,

мОм

Rthja,

?C/Вт

Rthjc,

?C/Вт

Rthha,

?C/Вт

Tjm,

?C

Ta,

?C

ITAVm,

А

Rthch,

?C/Вт

1,25

29,1

7,5

1,8

5,5

125

40

6,287

0,2

Для избранного тиристора рассчитываем наибольший допустимый средний ток при данном режиме и критериях работы

(1.115)

гдеUT(TO) — пороговое напряжение;

kфi — коэффициент формы тока;

rT — дифференциальное сопротивление;

Tjm — очень допустимая температура;

Ta — температура охлаждающей среды;

Rthja — термическое сопротивление «переход — среда»;

(1.116)

(1.117)

гдеRthch — термическое сопротивление «корпус — контактная поверхность охладителя»;

Rthjc — термическое сопротивление «переход — корпус»;

Rthha — термическое сопротивление «контактная поверхность охладителя — охлаждающая среда»

Избранный тиристор должен удовлетворять условию

(1.118)

Условие производится.

Очень допустимое напряжение, прикладываемое к вентилю, не обязано превосходить допустимого значения циклического импульсного напряжения

(1.119)

гдеkзu — коэффициент припаса по напряжению; kзu= 1,3;

kc — коэффициент, учитывающий вероятное увеличение напряжения в сети; kc= 1,1;

Uобр.m — наибольшее оборотное напряжение на вентиле.

(1.120)

Тиристоры выбраны правильно.

Выбор конденсаторов силового фильтра.

Находим суммарную емкость конденсаторов силового фильтра

(1.121)

гдеUd — среднее

Tэ — неизменная времени перегрузки;

Rэ — активное сопротивление перегрузки;

ДUc — допустимое увеличение напряжения на конденсаторе.

(1.122)

гдеkсх — коэффициент схемы; kсх = 0,9.

(1.123)

(1.124)

Находим наибольшее допустимое напряжение на конденсаторе

(1.125)

На базе результатов избираем конденсатор силового фильтра.

Конденсатор К78-99.

Выбор аппаратуры защиты и коммутации

Для того чтоб во всех вариантах гарантировать сохранность мотора, в современных электроприводах используются разные виды защит. защита обязана владеть свойством универсальности. При всех ситуациях, угрожающих трагедией, она обязана или действовать на сигнал, или отключать движок. Понятно много различных устройств, созданных для защиты асинхронных движков. Они все имеют определенные плюсы и недочеты. Но выполнить принцип универсальности полностью не удаётся. Для защиты асинхронных движков используют плавкие предохранители, реле с биметаллическими пластинами (термо реле), встроенную температурную защиту.
Плавкие предохранители — самое обычное и более распространенное устройство защиты. Их работа базирована на принципе разрыва электронного тока в специально ослабленном месте. Плавкие вставки в цепях короткозамкнутых движков выбирают по рабочему току и инспектируют по пусковому.

Для защиты асинхронного мотора избираем блок защиты СиЭЗ-4И-1-25.

Устройство защиты электродвигателей СиЭЗ-4И-1-25 создано для защиты 3-х фазных электродвигателей с номинальными (рабочими) токами в спектре 1 ч 25 А (приблизительной мощностью 0,35 ч 12 кВт).

иЭЗ-4И-1-25 обеспечивает: индикацию токов по трем либо одной фазам по выбору; цифровую установку номинального (рабочего) тока защиты; индикацию вида трагедии; индикацию токов аварийных режимов при срабатывании защиты; установку токо-временной свойства защиты зависимо от режимов работы электродвигателя и его технических черт; установку времени задержки контроля токо-временной свойства защиты на время запуска электродвигателя зависимо от режимов работы электродвигателя и его технических черт; цифровую установку тока защиты по минимальному току; возможность включения и отключения нужных характеристик защит; управление по релейному выходу пускателем электродвигателя; подключение наружной индикации по релейному выходу аварийной сигнализации; режим автоматической разблокировки устройства (снятие режима «Трагедия») по мере необходимости по истечении данного времени.

Таблица 6 — Технические свойства блока защиты СиЭЗ-4И-1-25.

время срабатывания защиты по обрыву фазы

2 + 0,5 С

время срабатывания защиты по минимальному току

3 + 0,5 С

Порог срабатывания по сопротивлению изоляции перед запуском

Rиз.<0.5МОм

Нагрузочная способность выходных контактов управления и

индикации

5 А

Потребляемая мощность

3 Вт

Степень защиты

IP20

Габаритные размеры

110х90х 70 мм

1.4 Проектирование электронной многофункциональной схемы электропривода

На основании сформулированных требований, рассчитанной силовой схемы избираем автоматический регулятор скорости вращения Varispeed L7 конторы OMRON.

Для управления скоростью электропривода будем использовать частотное регулирование, поэтому что данный метод является более хорошим. Принцип его состоит в том, что, изменяя частоту питающего движок напряжения, можно изменять его частоту вращения холостого хода, получая тем разные искусственные свойства. Этот метод обеспечивает плавное регулирование в широком спектре.

Исходя из больших требований к динамике принимаем векторное управления электроприводом лифта.

Неважно какая система частотного управления состоит из силового преобразователя и системы управления. В качестве преобразователя частоты избираем автономный инвертор напряжения на IGBT транзисторах с не управляемым выпрямителем на входе. Регулирование частоты напряжения осуществляется методом конфигурации частоты переключения ключей инвертора.

Электронная многофункциональная схема преобразователя частоты OMRON.

Главным «мозговым» узлом, в задачку которого заходит выполнение программного кода, находящегося в памяти является машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор. Он конкретной связью соединён со всеми блоками частотного преобразователя.

Пульт управления преобразователя частоты является инвентарем обмена информацией меж преобразователем частоты и юзером. При помощи пульта управления инсталлируются значения характеристик, считываются данные о текущем состоянии и подаются управляющие команды.

Коммуникационный модуль дозволяет производить системную сеть передачи данных.

В базе построения интерфейса RS 232/485 лежит дифференциальный метод передачи сигнала, когда напряжение, соответственное уровню логической единицы либо нуля, отсчитывается не от «земли», а измеряется как разность потенциалов меж 2-мя передающими линиями: Data+ и Data- При всем этом напряжение каждой полосы относительно «земли» быть может произвольным, но не обязано выходить за спектр -7…+12 В.

Гальванические развязки употребляются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электронным током.

Аналоговый интерфейс предназначен для передачи инфы, нужной для автоматизации согласования характеристик.

Драйверы производят трансляцию однотипных для всех устройств воззваний к ним из действий и из остальных модулей ОС в специальные для устройства управляющие действия и управляют выполнением этих действий.

Дискретный интерфейс — это канал связи, обеспечивающий передачу инфы в дискретной форме.

В современных преобразователях также можно косвенно определять скорость. В этом случае ошибка по скорости составляет 2% и спектр регулирования скорости не превосходит D=100. В нашем случае для контроля положения употребляется фотоэлектрический импульсный датчик, сигналы которого можно применять и для определения скорости.

Для регулирования главных величин в системе управления используются соответственно регуляторы скорости, потокосцепления и составляющих вектора тока статора.

Выходной фильтр помех применяется для ослабления электромагнитных помех, генерируемых в выходной цепи работающего преобразователя частоты.

2. Финансовая часть

Внедрение в производственном процессе автоматического электропривода блока регулятора тока частотного преобразователя OMRON нужно улучшить не только лишь исходя из убеждений его технических черт (надежность, долговечность, раци), да и с экономической точки зрения. Данный нюанс трудности возникает в связи с тем, что Издержки, связанные с эксплуатацией электропривода, в том числе воплощением наладочных работ, в конечном счете, являются частью валютных издержек компании на Создание и реализацию продукции. В согласовании с «Главными положениями по составу издержек, включаемых в себестоимость продукции (работ, услуг)» Издержки на наладку и эксплуатацию производственного оборудования будут включены в себестоимость конечной продукции, отразятся на стоимости реализации и в итоге на финансовом итоге деятель компании. В связи с сиим существенное значение имеет расчет себестоимости наладочных работ, и выявление способностей минимизации издержек компании в этом направлении.

Для принятия хороших управленческих и денежных решений, нужно знать состав издержек компании. Анализ издержек дозволяет найти:

— эффективность расходов,

— уточнить лучший размер издержек,

— проверить хозяйственные характеристики

— ведение счетно-учетных операций;

— содействовать выработке тактических решений по регулированию и контролю расходов,

— содействовать выработке стратегических решений по регулированию и контролю расходов.

анализ издержек выявляет разные виды расходов и описывает пути их регулирования. Познание структуры издержек и тенденции их конфигураций содействует принятию мер по увеличению эффективности и постепенному понижению расходов.

Величину и структуру издержек, образующих себестоимость наладочных работ, более целенаправлено определять в согласовании с калькуляционной систематизацией. Калькуляционная систематизация отражает пространство появления издержек и применяется для определения издержек на единицу продукции (работ, услуг). Группировка издержек по статьям калькуляции осуществляется зависимо от их многофункциональной роли в производственном процессе. Типовая систематизация издержек на машиностроительных предприятиях рекомендована Главными положениями по планированию, учету и калькулированию себестоимости на промышленных предприятиях, разработанными Министерством индустрии республики. Издержки, связанные с воплощением наладочных работ, целенаправлено группировать зависимо от их экономической роли в процессе производства. Исходя из этого Издержки разделяются на главные и затратные. Главные Издержки соединены конкретно с действием производства, а затратные Издержки — с организацией, управлением, технической и технологической подготовкой производства и его обслуживанием. структура издержек, сформированная по статьям калькуляции, дает возможность установить трудозатратность и материалоемкость производимых наладочных работ; найти удельный вес каждой группы издержек и создать определенные мероприятия по минимизации данного вида издержек.

Наладочные работы представляют собой услугу производственного предназначения, и в согласовании с законодательством Республики Беларусь расчет полной себестоимости наладочных работ электропривода быть может произведен по последующим статьям издержек:

Таблица 6 — Расчёт полной себестоимости наладочных работ автоматического электропривода

№

Статьи издержек

1.

Вещественные Издержки

1.1. Комплектующие изделия

1.2. Материалы

1.3. Возвратимые отходы

2.

Трудовые Издержки

2.1. Основная зарплата

2.2. Доборная зарплата

2.3. Отчисления от зарплаты

3.

Затратные расходы

3.1. Коммунальные услуги

3.2. Услуги связи

3.3 Амортизация

3.4. Услуги банка

3.5. Транспортные услуги (в том числе по вывозу мусора)

3.6. Приобретение предметов снабжения и расходных материалов

3.7. Остальные расходы (поверка инструмента, сертификация, санитарно-гигиенические услуги, пожарная сигнализация)

4.

Итого себестоимость

Наладочные работы в процессе использования электропривода являются довольно трудозатратным шагом, что отражается на их себестоимости. В связи с сиим, за ранее определяем трудозатратность наладочных работ электропривода. Технико-экономические расчеты издержек, составляющих себестоимость наладочных работ, производим с учетом расчетов трудозатратности.

Расчёт трудоёмкости наладочных работ электропривода блока регулятора тока частотного преобразователя OMRON приведён в таблице 7.

Таблица 7 — Расчёт трудоёмкости

Наименование процедур, операций

Трудоёмкость наладки 1-го элемента

количество шагов процедур, операций

Общая трудоёмкость, час

Работа с технической документацией.

50 мин

1

0,8

Проверка заземления.

20 мин

1

0,3

Проверка при помощи испытательной аппаратуры.

5 мин

35

2,9

Регулировка и подмена частей

5 мин

23

1,9

Проверка работоспособности опосля наладки

15 мин

4

1

Проверка заземления.

10 мин

1

0,1

Итого:

7

Стоимость вещественных ресурсов, включаемых в Издержки на Создание наладочных работ по статье издержек «Вещественные издержки», формируется, исходя из практически сделанных расходов на покупку вещественных ресурсов. При расчете цены вещественных ресурсов учитывается стоимость покупных девайсов изделий и материалов. Стоимость принимается по работающим прейскурантам []

Таблица 8 — Стоимость девайсов изделий

Наименование заменяемого элемента

Стоимость за единицу, руб.

количество заменяемых частей, шт.

Общая сумма, руб.

Транзистор КТ 683А

2975

3

8925

Диодик Д522Б

2475

11

27225

Резистор С2-29В

4380

8

35040

Конденсатор К10-73

370

1

370

Итого:

23

71560

Стоимость принимается по работающим прейскурантам [].

Таблица 9 — Стоимость девайсов материалов определяется из видов материала и их количества

Наименование материала

Ед. изм.

Стоимость за единицу, руб.

Норма расхода на одну пайку

количество паек

Сумма, руб.

Припой ПОС-61 Пруток d 8 мм

кг

750000

0,002

49

73500

Канифоль для пайки

кг

34720

0,0003

49

510

Очиститель (изопропиловый спирт)

л

85000

0,0004

49

1666

Итого

75676

В статью издержек «Вещественные издержки», не считая того, заходит стоимость электроэнергии затраченной в процессе производства наладочных работ.

Издержки на электронную энергию состоят из издержек на потребляемую энергию паяльничка и лампы местного освещения, но потому что энергоёмкость данных устройств невелика, Издержки являются несущественными и их можно не учесть.

Таблица 10 — Калькуляция вещественных издержек (Зм)

Наименование издержек

Индекс

Сумма, руб.

Примечание

Комплектующие изделия

Ски

71560

Материалы

Скм

75676

Возвратимые отходы

ВО

2945

2%(Ски+ Скм)

Итого:

144291

В статью издержек «Трудовые издержки» врубаются общая зарплата наладчика и отчисления от зарплаты.

Общая зарплата наладчика определяется как сумма главный зарплаты и доборной:

ЗПобщ=ЗПосн+ЗПдоп (2.1)

Основная зарплата (ЗПосн) — оплата за практически отработанное время; доборная (ЗПдоп) — оплата за неотработанное время, т.е. отпускные, вознаграждение за выслугу лет, прибавки за высочайшее проф мастерство и т.д.

Основная зарплата определяется как произведение часовой тарифной ставки соответственной уровню наладочных работ (в рублях) и трудоёмкости выполнения наладочных работ (в часах):

ЗПосн=Тч*Тс*Кпр (2.2)

где Тч — часовая тарифная ставка;

Тс — трудоёмкость выполнения работ;

Кпр — коэффициент премирования, равный 1,3.

Разряды работ инсталлируются в согласовании с «Единым тарифно-квалификационным справочником». Наладчик, осуществляющий наладку автоматических электроприводов, в согласовании с ЕТКС тарифицируется по 4-ому уровню.

Часовая тарифная ставка наладчика 4 разряда рассчитывается по формуле

Тч= Т1*k*Котр / Тср (2.3)

где Т1 — тарифная ставка первого разряда, которая на 01.01.2013 г. составляет 240000 рублей согласно Постановления Совета Министров РБ от 28 декабря 2012 года №1230.

k — тарифный коэффициент наладчика 4-го разряда, который в согласовании с Единой тарифной сетью работников республики Беларусь, работающей на 01.01.2013 г. равен 1,57;

Котр — отраслевой коэффициент. Для дифференциации труда работников в разных отраслях индустрии, выполняющих определенные технологические виды работ, установлены отраслевые коэффициенты увеличения зарплаты. Они демонстрируют, во сколько раз тарифные ставки на определенных видах технологических работ в данной отрасли выше тарифных ставок по Единой тарифной сетке и меняются от 1,0 до 1,9.

В согласовании с пт 7 Постановления Министерства труда и социальной защиты №40 от 23. 09. 2009 г. Отраслевой коэффициент принимаем равным 1,65.

Тср — среднее число часов работы за месяц, т.к. на предприятии установлена пятидневная сорокачасовая рабочая неделька, длительность смены — 8 часов, среднее количество рабочих дней в месяце -22, то среднее число часов работы за месяц составляет 176 часов.

Рассчитаем часовую тарифную ставку:

Тч=240000*1,57*1,65/176=3532 рублей

Зная размер часовой тарифной ставки, трудозатратность наладочных работ АЭП, коэффициент премирования, рассчитаем основную зарплату:.

ЗПосн=3532*7*1,3=32141 рублей

Дальше следует высчитать доп зарплату.

Доборная зарплата определяется по формуле:

ЗПдоп=ЗПосн*Кдоп/100% (2.4)

где Кдоп — процент доборной зарплаты, равный 15%

ЗПдоп= 32141*15%/100%=4821 рублей

Зная основную и доп зарплату, рассчитываем общую: ЗПобщ=32141+4821=36962

В статью издержек «Трудовые издержки» также врубаются неотклонимые отчисления по установленным нормативам в фонд социальной защиты населения. Отчисления выполняются от всех видов оплаты труда работников, занятых в производстве, независимо от источников выплат, не считая тех, на которые страховые взносы не начисляются. Не считая того, от фонда оплаты труда выполняются отчисления по неотклонимому страхованию, размер, которых устанавливается зависимо от типа производства и критерий труда. Рассчитаем отчисления на социальные нужды.

Таблица 11 — Отчисления на социальные нужды

Вид отчисления

% отчислений

Сумма, р.

Отчисления в фонд социальной защиты населения

34

12567

Итого

12567

Зная все элементы издержек по статье «Трудовые издержки», составляем калькуляцию издержек по данной статье.

Таблица 12 — Калькуляция трудовых издержек (Зт)

Наименование издержек

Сумма, р.

Основная зарплата

32141

Доборная зарплата

4821

Отчисления на социальные нужды

12567

Итого:

49529

Произведя расчеты главных издержек на наладочные работы, рассчитаем затратные издержки. Затратные издержки рассчитываются в процентном отношении к величине главный зарплаты. Расчёт затратных издержек произведем по формуле:

Зн=ЗПосн*Кзн/100% (2.5)

где Кзн — коэффициент затратных издержек в процентах (120-180);.

Величина затратных расходов составит:

Зн=32141*120/100=38569

Рассчитав главные и затратные расходы, составляем калькуляцию себестоимости наладочных работ автоматического электропривода.

Таблица 13 — Калькуляция себестоимости наладочных работ

№

Статья расходов

Сумма, р.

1.

Вещественные Издержки

144291

2.

Трудовые издержки

49529

3.

Затратные издержки

38569

4.

Итого себестоимость

232389

Для поиска резервов понижения издержек организации на эксплуатацию и сервис оборудования целенаправлено провести анализ структуры себестоимости наладочных работ (таблица 14).

Таблица 14 — Калькуляция себестоимости наладочных работ

№

Статья расходов

Сумма, р.

Уд. Вес ст. расходов %

1.

Вещественные Издержки

144291

62,1

2.

Трудовые издержки

49529

21,3

3.

Затратные издержки

38569

16,6

4.

Итого себестоимость

232389

100

Рассчитанная сумма издержек по организации и производству наладочных работ как часть общепроизводственных расходов будет включена в себестоимость конечной продукции производимой на данном участке. Рыночная среда хозяйствования, современная финансовая ситуация ставят предприятие в условия, когда их действенная деятельность впрямую зависят от экономии издержек.

]]>