Розрахунок і вибір двигуна електроприводу ліфта

Розрахунок і вибір двигуна електроприводу ліфта

 

Маса противаги, кг:

m_пр = 0,5∙m_в + m_к

 

Активні складові моменту статичного опору на канатоведучому шківі для ij-того проміжку:

М_{са(ш) іj} = (m_к + m_іj – m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

 

Реактивні складові моменту статичного опору на канатоведучому шківі для ij-того проміжку:

· При підніманні на ij-тому проміжку

М_{ср(ш) іj} = (m_к + m_іj + m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

· При опусканні на ij-тому проміжку

М_{ср(ш) іj} = - (m_к + m_іj + m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

 

Моменти статичного опору на ij-тому проміжку

М_с(ш)ij = М_{са(ш) іj} + М_{ср(ш) іj}, Н∙м

 

За моментами статичного опору визначається режим роботи двигуна: якщо знаки активного і реактивного моментів однакові – маємо двигунний режим, якщо різні – гальмівний.

 

Кутова швидкість канатоведучого шківа, рад/с:

 

Відстань між поверхами:

 

Час руху при переміщенні на (N-1) поверхів:

 

 

Час руху при переміщенні на 1 поверх:

 

Визначається тривалість роботи в циклі

Визначається тривалість зупинки на поверсі:

 

Двигун вибирається із серії, розрахованої на вантажопіднімальні механізми.

 

Визначаємо моменти статичного опору з врахуванням втрат в передачах:

Для двигунного режиму М_с(ш*)ij = М_с(ш)ij / η_п;

Для гальмівного режиму М_с(ш*)ij = М_с(ш)ij ∙ η_п.

 

Будуємо навантажувальну діаграму двигуна (наприклад для ліфта, що розташований в 4-поверховій будівлі):

Рис. 6.1 – Навантажувальна діаграма двигуна приводу ліфта

 

 

Визначається еквівалентний статичний момент на канатоведучому шківі методом еквівалентного моменту.

Розрахункова потужність двигуна визнається з врахуванням коефіцієнту запасу, кутової швидкості та тривалості включення.

Р_р = к_з ∙ (М_екв / r_ш)∙ υ ∙

 

де ТВ_ст. = 25%; 40%; 60%.

 

Вибираємо двигун за умовою:

 

Р_ном ≥ Р_р

 

Побудова механічної характеристики двигуна приводу ліфта

 

Визначити синхронну швидкість, рад/с:

Розраховуємо номінальну кутову швидкість, рад/с:

Визначимо номінальне ковзання

Визначимо номінальний момент, Н∙м, за формулою:

 

Визначаємо максимальний момент, Н∙м:

М_макс = λ_М ∙ М_ном

Визначимо критичне ковзання за формулою:

Для побудови механічної характеристики двигуна використовуємо формулу Клосса:

де s – значення ковзання в межах від 0 до 1.

Визначаємо кутову швидкість при відповідних значеннях ковзання за формулою:

 

Результати розрахунків зводимо в таблицю:

 

s
М, Н∙м
ω, рад/с

 

 

Будуємо механічну характеристику ω = f (М).

 

Визначення тривалості пуску та перевірка двигуна на допустиме перевантаження

Визначаємо пусковий момент:

М_пуск = (М_п/М_ном) ∙ М_ном

Для визначення тривалості електромеханічного перехідного процесу визначаємо середній пусковий момент електродвигуна.

Час розгону двигуна з нерухомого стану до номінальної швидкості визначають за виразом:

,

де J_Σ – момент інерції електроприводу,

;

М_ст – статичне навантаження;

М_ср.п – середній пусковий момент;

J_об = 0,1 ∙ J_дв – момент інерції обертових мас, гальм, з'єднувальних муфт, кг∙м²;

J_пр = (m_k + m_пр + m_в)∙(υ/ω_ном)² + J_ш / і² – приведений момент інерції всіх рухомих мас ліфтової установки,

де і = ω_ном / ω^ш – передаточне число редуктора.

Визначаємо статичний момент для двигуна при відповідних переміщеннях (у відповідності з рис. 6.1):

Визначимо зусилля для руху ліфтової кабіни:

F_{c ij} = М_с(ш)ij / r_ш, Н

Визначаємо статичний момент:

· в двигунному режимі

· в гальмівному режимі

Будуємо уточнену навантажувальну діаграму за розрахованими статичними моментами.

 

Рис. 6.2 – Уточнена навантажувальна діаграма двигуна приводу ліфта.

 

Визначаємо еквівалентний момент:

Виконуємо перевірку електродвигуна на можливість перегрівання за умовою:

М_е<М_н.

Вибраний електродвигун перевіряємо на перевантажувальну здатність за умовою:

 

 

Розрахунок тривалості перехідних процесів

 

Визначаємо середній пусковий момент

,

Знаходимо сумарний момент інерції приведений до швидкості обертання вала двигуна

J_Е=J_дв+J_мeх,

де: J_дв – момент інерції двигуна, кг×м²;

J_мeх – момент інерції механізму, кг×м²

J_мeх = (1,5÷3)∙ J_дв

Розраховуємо статичний момент навантаження при пускові:

Визначаємо тривалість пуску двигуна на різних швидкостях:

 

Розрахунок мережі занулення

Одним із видів захисту в електричних мережах є занулення, принцип роботи якого полягає у перетворенні замикання на корпус в однофазне коротке замикання, в результаті чого спрацьовує максимальний струмовий захист, який селективно відключає аварійну ділянку мережі.

Рисунок 14.1 – Схема занулення

Визначимо струм короткого замикання за формулою:

І_к.з. = ,

де Z_T / 3 – повний опір трансформатора;

Z_П – повний опір петлі фазний – нульовий провід.

В мережах до 1000 В індуктивний опір приймаємо рівним нулю. Тоді

Z_П = r_п = r₁ + 2 ∙ r₂,

де r₁, r₂– активні опори живлячої лінії, та лінії, що з'єднує РП1 і електродвигун вентиляторної установки відповідно.

Опір знаходимо за формулою:

,

де ρ – питомий електричний опір матеріалу жили, (Ом∙мм²)/м;

l – довжина проводу, м;

S – переріз жили, мм².

Перевіряється умова:

І_кз ≥ k∙І_н

 

Міністерство освіти і науки України

Вінницький коледж НУХТ

 

Зміст

 

1. Зміст розрахунково-пояснювальної записки

2. Розрахунок потужності та вибір електродвигуна приводу шпинделя токарного верстату

3. Визначення навантаження і вибір електродвигуна головного руху свердлильного верстату

4. Визначення потужності та вибір електродвигуна головного руху фрезерного верстату

5. Визначення потужності та вибір електродвигуна головного руху шліфувального верстату

6. Розрахунок і вибір двигуна електроприводу ліфта

7. Розрахунок потужності і вибір електродвигунів приводу мостового крану

8. Розрахунок потужності і вибір двигуна електроприводу конвеєра

9. Розрахунок і вибір двигунів електроприводу обладнання з тривалим режимом роботи.

10. Розрахунок механічної характеристики головного двигуна електроприводу

11. Розрахунок характеристик статичного моменту опору

12. Розрахунок тривалості перехідних процесів

13. Вибір пускової і захисної апаратури.

14. Розрахунок мережі занулення.

 

 

Зміст пояснювальної записки

ВСТУП

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1. Вихідні дані для проектування

1.2. Характеристика об'єкта проектування

1.3. Вимоги до електроприводу об'єкта проектування

2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1. Розрахунок статичних навантажень і вибір електродвигуна

2.2. Побудова механічної характеристики головного двигуна

2.3. Визначення тривалості пуску та перевірка двигуна на допустиме

перевантаження

2.4. Розробка схеми електричної принципової

2.5. Вибір пускової і захисної апаратури, провідників

2.6. Заходи по енергозбереженню під час експлуатації об'єкта проектування

3 ОХОРОНА ПРАЦІ

3.1. Електробезпека при обслуговувані верстату

3.2. Протилежні заходи і захист навколишнього середовища

3.3. Розрахунок мережі занулення

Зміст графічної частини

Арк. 1. Схема електрична принципова

Арк. 2. Схема електрична монтажна

 

 

Розрахунок і вибір двигуна електроприводу ліфта

 

Маса противаги, кг:

m_пр = 0,5∙m_в + m_к

 

Активні складові моменту статичного опору на канатоведучому шківі для ij-того проміжку:

М_{са(ш) іj} = (m_к + m_іj – m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

 

Реактивні складові моменту статичного опору на канатоведучому шківі для ij-того проміжку:

· При підніманні на ij-тому проміжку

М_{ср(ш) іj} = (m_к + m_іj + m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

· При опусканні на ij-тому проміжку

М_{ср(ш) іj} = - (m_к + m_іj + m_пр) ∙ r_ш ∙ g, Н∙м

 

Моменти статичного опору на ij-тому проміжку

М_с(ш)ij = М_{са(ш) іj} + М_{ср(ш) іj}, Н∙м

 

За моментами статичного опору визначається режим роботи двигуна: якщо знаки активного і реактивного моментів однакові – маємо двигунний режим, якщо різні – гальмівний.

 

Кутова швидкість канатоведучого шківа, рад/с:

 

Відстань між поверхами:

 

Час руху при переміщенні на (N-1) поверхів:

 

 

Час руху при переміщенні на 1 поверх:

 

Визначається тривалість роботи в циклі

Визначається тривалість зупинки на поверсі:

 

Двигун вибирається із серії, розрахованої на вантажопіднімальні механізми.

 

Визначаємо моменти статичного опору з врахуванням втрат в передачах:

Для двигунного режиму М_с(ш*)ij = М_с(ш)ij / η_п;

Для гальмівного режиму М_с(ш*)ij = М_с(ш)ij ∙ η_п.

 

Будуємо навантажувальну діаграму двигуна (наприклад для ліфта, що розташований в 4-поверховій будівлі):

Рис. 6.1 – Навантажувальна діаграма двигуна приводу ліфта

 

 

Визначається еквівалентний статичний момент на канатоведучому шківі методом еквівалентного моменту.

Розрахункова потужність двигуна визнається з врахуванням коефіцієнту запасу, кутової швидкості та тривалості включення.

Р_р = к_з ∙ (М_екв / r_ш)∙ υ ∙

 

де ТВ_ст. = 25%; 40%; 60%.

 

Вибираємо двигун за умовою:

 

Р_ном ≥ Р_р