Электрооборудование пассажирского лифта

 

Аннотация

 

Данный курсовой проект включает в себя пояснительную записку, выполненную на   листах формата А4 с расчетами, выполненными в соответствии с техническим заданием и графические документы, выполненные на 3 листах формата А1: принципиальная схема пассажирского лифта, схема соединения щита управления пассажирского лифта, план осветительной сети и заземления литейного цеха.

Целью данного курсового проекта является ознакомление с назначением, устройством, электрооборудованием, эксплуатацией пассажирского лифта; расчет мощности двигателя, расчет и выбор аппаратов, разработка схем управления, схемы соединения и монтажной схемы панели управления; охрана труда и правила технической эксплуатации.

 

1. Проектирование электрооборудования пассажирского лифта

1.1Назначение и характеристика  электрооборудования пассажирского лифта

 

Лифты являются стационарными механизмами, предназначенными для транспортировки с одного этажа здания на другой грузов и людей в кабинах, которые перемещаются в огражденной со всех сторон шахте. В настоящее время лифты выполняются с высокой степенью автоматизации операций по открыванию и закрыванию дверей, по передвижению и остановке кабины; они отличаются безусловной безопасностью, комфортабельностью и общедоступностью пользования.

По назначению лифты разделяют на пассажирские, грузовые с проводником и без проводника, грузопассажирские, специальные. По скорости движения кабины различают тихоходные (до 0,5 м/с), быстроходные (до 1,0 м/с), и скоростные (свыше 1,0 м/с) пассажирские лифты. Грузоподъемность пассажирских лифтов составляет от 250 до 1500 кг (т.е. от 3 до 21 пассажира).

При большом разнообразии вариантов конструкций пассажирских и грузовых лифтов основными узлами оборудования для них являются подъемная лебедка, канаты, противовес, двигатель, механический тормоз и аппаратура управления.

Для привода лифта применяются двигатели с жесткими механическими характеристиками- трехфазные асинхронные и постоянного тока с независимым возбуждением, специально рассчитанные на повторно-кратковременный режим работы (серии АС, АСШ, МПЛ, а так же крановых серий), либо двигатели продолжительного режима работы (серий АО2, А4, П, 2П). Для упрощения конструкции лифтовых установок и возможности эксплуатации их персоналом средней квалификации целесообразно применять наиболее простой электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Однако такие двигатели могут быть использованы только в тихоходных пассажирских и грузовых лифтах.

Быстроходные лифты для повышения точности остановки оборудуются асинхронными двухскоростными двигателями, обеспечивающими пониженную скорость перед остановкой кабины. Асинхронные двигатели с фазным ротором устанавливаются в тихоходных и в редких случаях в быстроходных лифтах, обычно при ограниченной мощности сети, питающей подъемную установку. Для скоростных лифтов самым распространенным типом электропривода является Г-Д, в котором для питания обмотки возбуждения генератора применяются магнитные, электромашинные и тиристорные усилители. Эта система дорога, сложна в наладке и эксплуатации, но позволяет получить близкий к оптимальному закон изменения скорости привода во время пуска и торможения, а так же обеспечивает точность установки кабины в пределах жестких технических требований.

 

1.2 Расчет мощности двигателя пассажирского лифта.

 

Основой для расчёта мощности и выбора двигателя является цикл работы подъёмного механизма, его номинальная грузоподъёмность, вес кабины, вес противовеса и скорость подъёма.

Определяем продолжительность цикла - tп, сек.

tп = Vн / d                                                                                                  (1) [Л 1.2]

где d - ускорение при пуске и торможении, d = 0,5 м/сек2

tп = 0,7 /0,5 = 1,5сек

tп = tсп

Находим время торможения:

tп = tторм

Путь, проходимый кабиной с установленной скоростью:

Нуст = Н - 2(Vн * tп)/2                                                                            (2) [Л 1.2]

Нуст = 10 - 2(0,7 * 1,4)/2 = 4,02 м/сек2

Находим время движения с установившейся скоростью:

tуст = Нуст / Vн                                                                                        (3) [Л 1.2]

tуст = 4,02 / 0,7 = 5,74 сек

Определяем время цикла:

Тц = 3600 / Нц                                                                                           (4) [Л 1.2]

Тц = 3600 / 65 = 55,4 сек

Торможение лебёдки осуществляется механическим тормозом, двигатель при этом отключается от сети.

статическую нагрузку при подъёме определяем учитывая что вес противовеса уравновешивает вес кабины и часть поднимаемого груза. 
Рс1 = ((Gk + Gном - Gпр) * Vн) / 102 * ƞ                                               (5) [Л 1.2]

Рс1 = ((750 + 360 - 930) * 0,7) / 56,1= 3,2Вт

где: Vп - скорость подъёма

Статический момент при подъёме:

Мс1 = 9500 * Рс1 / nн                                                                               (6) [Л 1.2]

Мс1 = 9500 * 3,2 / 1000 = 30,4 Н·м

Мощность на валу при пуске:

Рс2 = ((Gпр - Gк) * Vн) / 102 * ƞл                                                           (7) [Л 1.2]

Рс2 = ((930 - 750) * 0,7) / 56,1 = 2,24Вт

При этом двигатель совершает работу по подъёму неуравновешенной части провеса.

 

Определим статический момент при пуске двигателя:

Мс2 = (Рс2 / nн) * 9500                                                                             (8) [Л 1.2]

Мс2 = (2,24 /1000) * 9500 = 20,9 Н·м

Определим динамический момент при пуске на подъём:

Мдин = (j / 9,55) * (nн / tп)                                                                       (9) [Л 1.2]

где: j - суммарный коэффициент инерции движения j = 0.8 кг/м2

Мдин = (0,8 / 9,55) * (1000 / 1,4) = 59,8 Н·м

Определим пусковой момент двигателя:

Мп1 = Мс1 + Мдин                                                                                 (10) [Л 1.2]

Мп1 = 30,4 + 59,8 = 90,2 Н·м

Мп2 = Мс2 + Мдин                                                                                 (11) [Л 1.2]

Мп2 = 20,9 + 59,8 = 80,7 Н·м

Определим средний квадратичный момент:

                             (12) [Л 1.2]

 

Определим мощность двигателя по формуле:

Ртр = (Мср.кв. * nн) / 9500                                                                     (13) [Л 1.2]

Ртр = (22,6 * 1000) / 9500 = 2,37Вт

Следовательно выбираем тот двигатель который соответствует условию:

Ртр < Рном

2,37 < 3,5

Выбранный двигатель заносим в таблицу №1

Таблица № 1 Выбор двигателя

Тип двигателя	Рн,кВт	nн,об/мин	, %	cos f	Mmax/Mн	Mn/Mн	In/Iн
1	2	3	4	5	6	7	9
MTKF111- 6	3,5	885	72	0,79	105	104	35

 

Выполняем проверку двигателя на нагрев

Находим требуемый ток:

Iтр = (Ртр * 103) / ( * Uном * ƞ * cosφ)                                             (14) [Л 1.2]

Iтр = (2.37 * 1000) / ( * 380 * 0.72 * 0.79) = 6.3А

Определяем эквивалентное значение тока:

Iэкв. =                                                                              (15) [Л 1.2]

Iэкв = 1А

Определяем номинальный ток:

Iном = (Рном * 103) / ( * Uном * ƞн * cosφ)                                   (16) [Л 1.2]

Iном = (3.5 * 1000) / ( * 380 * 0.72 * 0.79) = 9.3А

Проверяем условие нагрева Iэкв < Iном

1 < 9,3

Двигатель выбран верно поскольку условие выполняется.

Перегрузочная способность двигателя характеризуется отношением максимального момента к номинальному:

Мmax / Mном = λм

Так как отношение для данного двигателя равно 2,5 и находится в пределе от 1,7 до 2,5 двигатель удовлетворяет условие перегрузочной способности.

 

3. Разработка схемы управления и описание ее работы

Управление лифтом может производиться как из кабины с помощью командных кнопок SB1 - SB9 так и с этажных площадок посредством вызывных кнопок SB1.1-SB1.9. Рассмотрим работу схемы при вызове кабины с 9-го этажа пассажиром, находящимся на 1-м этаже. Для этого пассажир должен нажать кнопку SB1.1. Образуется следующая электрическая цепь: контакты кнопки SB2(Стоп) и конечных выключателей дверей шахты ВКДШ1- контакты выключателей ловителя ВКЛ и канатов ВКК, контакт дверей кабины ВКДК или контакт пола ВКП1, размыкающие вспомогательные контакты контакторов КУ, KB и КН, контакт пола ВКП2(этот контакт разрывает цепь кнопок SB 1-SB9 на этажных площадках, если в кабине находятся пассажиры), контакт кнопки SB.11, катушка этажного реле РЭ1, контакт этажного переключателя ПЭ1, размыкающий вспомогательный контакт KB, катушка контактора КН.

По образовавшейся цепи питания включаются контактор КН и этажное реле РЭ1, которые своими замыкающими контактами шунтируют кнопку SB1.1 и подает питание на катушку контактора большой скорости КБ по следующей цепи: контакты реле РЭ1 и переключателя скорости ПСН1, контакты выключателя большой скорости ВБ (отключаемого для режимов ревизии и наладки), размыкающий Вспомогательный контакт КМ, катушка контактора КБ. Одновременно контактор КН своим замыкающим вспомогательным контактом включает контактор КТ, электромагнит тормоза ЭмТ получает питание и растормаживает двигатель М.

Силовые контакты контакторов КН и КБ подключают первую обмотку статора М (большой скорости) к сети, и происходит пуск двигателя. Вслед за включением контактора КБ через его замыкающий вспомогательный контакт включается контактор отводки КО, который подает напряжение на электромагнит отводки МО и подготавливает к включению контактор КМ.

Кабина лифта движется вниз и установленной на ней отводкой будет переставлять подвижные контакты переключателей ПСН8-ПСН2, ПСВ8-ПСВ2 и ПЭ8-ПЭ2 из верхнего положения в нижнее. При подходе кабины к 1-му этажу контакт ПСН1 переводится из верхнего положения в среднее, в результате чего отключается контактор КБ и включается контактор КМ. К сети подключается вторая обмотка статора двигателя М с большим числом полюсов (тихоходная). Двигатель начинает тормозиться и работает в генераторном режиме с введением в одну из фаз статора резистора Rд . Этот процесс контролируется маятниковым реле времени РВ, пристроенным к контактору КМ . После срабатывания реле РВ включается контактор КУ и шунтирует резистор Rд.

Как только пол кабины приблизится к уровню пола 1-го этажа, переключатель ПЭ1 становится в среднее положение и отключает контакторы КН, КТ, КО, КМ и Реле РЭ1. Двигатель отключается от сети, накладывается тормоз и происходит механическое торможение привода с начальной угловой скорости ?ост. При отключении контактора КО теряет питание магнит отводки МО и своим выступом упирается в защелку замка шахтной двери на 1-м этаже, что дает возможность пассажирам открыть ее.

 

1.4 Расчет и выбор  электрических аппаратов

 

Электрические  аппараты  служат  для  коммутации, сигнализации и защиты электрических  цепей  и электроприемников, а также для управления электротехническими  и технологическими установками. Основой для выбора аппаратов защиты и управления является номинальные данные двигателей, режимы и условия их работы. Применяемые  устройства  и  аппараты  должны  в наилучшей степени обеспечивать все возлагаемые на них функции и полностью соответствовать условиям выбора. Магнитный пускатель предназначен для дистанционного пуска, остановки и защиты электроустановок, электродвигателей. Он, как правило, состоит из конструктивно-объединенных теплового реле и контактора. Тем не менее в промышленности они выпускается и без теплового реле. Предназначены для работы в трёхфазной сети. Основное назначение предохранителей заключается в том, чтобы своевременно отключать потребителей от электроэнергии, если ток превышает допустимое значение.   Работа плавких предохранителей   Чаще всего, защита осуществляется с помощью плавких предохранителей, обеспечивающих защиту электроустановок от коротких замыканий.   Каждый из них состоит из основного элемента в виде плавкой вставки.

Выбираем автоматический выключатель

Автоматические выключатели предназначены для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих различную нагрузку. Автоматические выключатели рекомендуются к применению в вводно-распределительных устройствах для жилых и общественных зданий

 

 

Находим номинальный ток по формуле:

                                                                             (17) [Л 1.4]

где Рном- мощность потребителя электроэнергии, Вт

Uном – напряжение сети, В

При выборе автоматических выключателей должны соблюдаться следующие условия:

Номинальный ток автомата не должен быть меньше расчетного

Iном .авт≥ Iрас

Ток уставки расцепителя выбирается по условию:

Iуст ≥ 1,25 * Iрас

Находим ток уставки расцепителя по формуле:

Iуст = Iном* 1,25 А                                                                                  (18) [Л 1.4]

Iуст = 24,84* 1,25= 31,8 А

По справочнику выбираем автоматический выключатель АЕ-2000 и заносим его в таблицу.

Таблица №2 Выбор автоматических выключателей

№	Серия автомата	Число полюсов	Номинальный ток автомата, А	Номинальный ток уставки расцепителя
1	2	3	4	5
1	АЕ-2000	2,3	25	32

 

предохранители предназначены для работы в трёхфазной сети. Основное назначение предохранителей заключается в том, чтобы своевременно отключать потребителей от электроэнергии, если ток превышает допустимое значение. Рассчитываем предохранители по формуле:

Iпл.вст. = Iрасч * 1,6                                                                                    (19) [Л 1.4]

Iпл.вст. = 24,84 * 1,6 = 34,5А

 

По справочнику выбираем предохранитель и заносим в таблицу.

Таблица №3 Выбор предохранителей

Тип	Iном, А	I плавких вставок, А
1	2	3
ПР-2-60	60	35

 

 

 

Выбор магнитных пускателей

Магнитные пускатели предназначены для пуска, остановки, реверсирования и тепловой защиты асинхронных двигателей.

Включение магнитных пускателей может производиться вручную, с помощью кнопочного поста, и автоматически, непосредственно или через промежуточное реле, с помощью блок-контактов других пускателей.