Разработка электропривода лифта для высотного здания (стр. 3 из 4)

В полученном уравнении только суммарная постоянная времени Т_Я + Т_М подлежит компенсации, так как постоянная времени Т_ТП не может быть скомпенсирована потому, что тиристорный преобразователь является дискретным звеном и его динамические свойства зависят только от свойств силовых вентилей, входящих в силовую схему. Поэтому Т_m = Т_Я + Т_М.

Из полученного уравнения находим передаточную функцию регулятора:

W_РЭ(Р) =

Полученная передаточная функция соответствует ПИ-регулятору.

Особенностью моделирования СУ ЭП типа ЭПУ1 (с регулятором ЭДС (РЭ) и управляющим органом (УО)) является необходимость ограничения допустимого значения тока якоря путем ограничения выходного сигнала регулятора ЭДС U_ВЫХ.Р, в дополнение к собственному ограничению регулятора, исходя из условия:

если ABS(I_ЯЦ) ³I_ДОП.ЯЦ , то U_ВЫХ.Р =

где w_ДВ – текущая скорость вращения электродвигателя;

I_ДОП..ЯЦ – допустимый ток якорной цепи с учетом перегрузочной способности электродвигателя.

При моделировании регулятора следует производить учет нелинейностей, возникающих при работе реальных операционных усилителей (ОУ), обусловленных ограничением уровня выходного сигнала уровнем напряжения питания (в общем случае U_ПИТ.ОУ = ±10 В). В связи с этим в программе следует задавать условия ограничения, соответствующие зоне изменения выходного сигнала ОУ, а при наличии в составе регулятора интегральной составляющей, при достижении выходным сигналом ОУ предельных значений, производится условное размыкание интегральной ветви регулятора. Для реверсивных регуляторов зона изменения выходного сигнала: +10.0 ...–10.0.

Для представления структурной схемы (рисунок 6.1) в удобном виде для описания на языке программирования необходимо произвести разбиение передаточных функций отдельных элементов на элементарные звенья, а также учесть влияние нелинейностей. При этом получим математическую модель, приведенную на рисунке 6.2.

Параметры математической модели:

А[1] = =

= = 0,003;

А[2] = =

= = 0,3;

А[3] = К_П = 23.

А[4] = = = 100.

А[5] = = = 10,62;

А[6] = = = 14,7;

А[7] = С_Е = 3,269;

А[8] = С_Е = 3,269;

А[9] = = = 0,13;

А[10] = К_ОЭ = 0,04871;

А[11] = U_З;

А[12] = I_ЯДОП = I_ЯН*l = 195,5*3 = 586,5;

А[13] = I_ЯДОПR_ЯЦ= 586,5*0,0941 = 55,18;

А[14] = К_П = 23.

А[15] = М_С;

А[16] = = = 0,04371.

Рассчитаем напряжение задания по формуле:

U_ЗАД = w*Се*К_ОЭ.

Для скорости w = 57,18 с^-1:

U_ЗАД = 57,18*3,269*0,04871 = 9,1 В.

Для скорости w = 2,9463 с^-1:

U_ЗАД = 2,9463*3,269*0,04871 = 0,469 В.

Моделирование производится по следующим режимам:

1) пуск на номинальную скорость (U_ЗАД = 9,1 В; М_С = 907,47 Н*м);

2) торможение до пониженной скорости (U_ЗАД = 0,469 В; М_С = 907,47 Н*м);

3) торможение до 0 (U_ЗАД = 0 В; М_С = 907,47 Н*м);

4) пуск на номинальную скорость (U_ЗАД = - 9,1 В; М_С = 655,84 Н*м);

5) торможение до пониженной скорости (U_ЗАД = - 0,469 В; М_С = 655,84 Н*м);

6) торможение до 0 (U_ЗАД = 0 В; М_С = 655,84 Н*м).

Графики переходных процессов и таблицы результатов находятся в приложении.

Анализируя графики переходных процессов делаем вывод, что спроектированный электропривод обеспечивает динамические режимы спуска-подъема с соблюдением допустимого ускорения. Процесс торможения до 0 имеет затянутый характер, что незначительно влияет на весь цикл работы лифта в целом.

7 Проверка правильности расчета мощности и окончательный выбор двигателя

Для проверки электродвигателя по нагреву воспользуемся формулой для определения эквивалентного тока за цикл подъема-спуска:

I_ЭКВ = Ö.

I_ЭКВ = Ö

= 266,54 А.

Определим продолжительность включения двигателя:

ПВ_Р = *100% = 24,5%.

Произведем перерасчет на стандартное значение ПВ_СТ = 100%:

I_ЭКВ(ПВ_СТ) = I_ЭКВ*Ö.

I_ЭКВ(100%) = 266.54*Ö = 132.159 А.

Как видно из полученного значения, электродвигатель проходит по нагреву, так как:

I_Н.ДВ > I_ЭКВ(100%).

195,5 А > 132,159 А.

Имеющийся запас по мощности необходим для обеспечения динамических режимов, так как система имеет значительный момент инерции.

8 Разработка схемы электрической принципиальной

8.1 Разработка схемы силовых цепей, цепей управления и защиты

Подачу питающего напряжения силовой сети целесообразно производить через автоматический выключатель, имеющий соответствующие параметры и предусматривающий защиту от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

Непосредственное подключение входных цепей силового преобразователя к питающей сети необходимо выполнять с применением магнитного пускателя, в функции которого входит также и подключение к питающей сети релейной системы управления.

Промежуточная коммутация не силовых цепей должна производиться при помощи малогабаритных промежуточных реле.

Управление вызовом лифта с каждого этажа, а также управление работой лифта из кабины производится при помощи кнопок управления, расположенных на пультах управления каждого этажа и кабины.

Для получения информации о прохождении кабиной лифта каждого этажа необходимо применение этажных переключателей, имеющих три независимых положения (2 – замыкающихся и 1 нейтральное).

Ограничение хода кабины и подача команды на торможение должны производиться при помощи путевых выключателей, установленных на каждом этаже в соответствующих местах.

Сигнализация вызова лифта должна производиться при помощи сигнальных ламп, расположенных на пультах управления каждого этажа и на пульте управления в кабине.

8.2 Выбор элементов схемы

8.2.1 Выбор магнитного пускателя и промежуточных реле производим по следующим параметрам 7:

1) по номинальному напряжению контактов:

U_Н.КОН³U_НАГР;

2) по номинальному току контактов:

I_Н.КОН³I_НАГР;

3) по количеству контактов;

4) по напряжению питания катушки:

U_Н.КАТ = U_ПС;

5) по числу включений в час;

6) по времени включения и отключения.

Магнитный пускатель КМ1 предназначен для подключения к питающей сети электропривода.

U_НАГР = 380 В.

I_НАГР = 195,5 А.

U_ПС = 220 В.

По полученным параметрам выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-711СО4.

Выбор промежуточных реле производим на примере К1, предназначенного для управления блоком первого этажа.

U_НАГР = 220 В.

I_НАГР = 0,2 А.

U_ПС = 220 В.

Необходимое количество контактов:

1) замыкающих – 3;

2) размыкающих – 1.

По полученным параметрам выбираем реле типа РП 21. Выбор остальных реле производится аналогично.

8.2.2 Выбор кнопок управления, тумблера, этажных переключателей и путевых выключателей производится по следующим параметрам /7/:

1) по номинальному напряжению контактов:

U_Н.КОН³U_НАГР;

2) по номинальному току контактов:

I_Н.КОН³I_НАГР;

3) по количеству контактов;

4) по исполнению толкателя;

5) по точности включения.

Выбор кнопки управления произведем на примере кнопки SB3, предназначенной для включения промежуточного реле К1.

I_НАГР = ,

Где P_К1 – мощность удержания катушки промежуточного реле К1.

I_НАГР = = 0,015 А.

U_НАГР = 220 В.

Требуемое количество контактов:

1) замыкающих – 1;

2) размыкающих – 1.

По полученным величинам производим выбор кнопки типа КЕ011 исп. 21. Выбор остальных кнопок производится аналогично.

Тумблер предназначен для выбора режима ревизии при профилактическом осмотре лифта.

I_НАГР = I_ВХ.СБ.

Где I_ВХ.СБ – ток входных цепей задания силового блока электропривода.

I_НАГР = 0,03 А.

U_НАГР = 15 В.

Количество требуемых контактов: переключающий – 1.

По полученным параметрам выбираем тумблер типа ТВ1-2.

Выбор этажных переключателей производим на примере SА1, предназначенного для установки на первом этаже.

I_НАГР =

Где P_К4 – мощность удержания катушки реле К4.

I_НАГР = = 0,015 А.

U_НАГР = 220 В.

Требуемое количество контактов: переключающийся с нейтральным положением – 1.

По полученным параметрам выбираем этажный переключатель типа ВКТ-12. Выбор остальных этажных переключателей производится аналогично.

Выбор путевых выключателей производим на примере SQ1, предназначенного для ограничения хода кабины лифта на первом этаже.

I_НАГР =,

Где P_КМ7 – мощность удержания катушки магнитного пускателя КМ7.

I_НАГР = = 0,015 А.

U_НАГР = 220 В.

Требуемое количество контактов: размыкающийся – 1.

По полученным параметрам выбираем путевой выключатель типа ВК-200. Выбор остальных конечных выключателей производится аналогично.

8.2.3 Выбор сигнальных ламп производим на примере HL1, предназначенной для установки на пульте лифта для сигнализации выбора этажа по следующим параметрам /7/:

1) по мощности;

2) по виду арматуры.

В качестве светосигнальных ламп выбираем тип АС120154У2, 12Вт, 220В. Выбор остальных светосигнальных ламп производится аналогично.

8.2.4 Выбор автоматического выключателя QF1 производится по следующим параметрам /7/:

1) по напряжению сети:

U_Н³U_С;

2) по номинальному току нагрузки:

I_Н³I_ДЛИТ,

Где I_ДЛИТ – длительный расчетный ток линии;

3) по номинальному току теплового расцепителя:

I_Н.РАСЦ³I_Н.НАГР

Где I_Н.НАГР – номинальный ток нагрузки;

4) по току уставки электромагнитного расцепителя:

I_УСТ = ,

Где I_Н – номинальный ток наибольшего количества одновременно работающих релейно-контакторных аппаратов, цепей сигнализации и других приемников электрической энергии;

I_П.Д – пусковой электродвигателя;

К – коэффициент кратности, К = 12.

Определяем суммарный ток нагрузки:

I_Н.НАГР = + +

Где Р_КМ1 – мощность удержания магнитного пускателя;