Двухдвигательный привод эскалатора

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Курсовой проект

Двухдвигательный привод эскалатора

Чебоксары 2010

Содержание

Введение

Задание на курсовой проект

1. Определение статического момента и момента инерции, действующих на валу главного привода

2. Определение мощности двигателей главного и вспомогательного приводов и выбор их по каталогу

3. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик двигателя главного привода

4. Расчет пусковых сопротивлений, подбор по каталогу

5. Расчет и построение графиков при реостатном пуске

6. Проверка двигателя по типу и по перегрузочной способности

7. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД и коэффициент мощности

Список литературы

инерция привод двигатель электроэнергия

Введение

Эскалаторы получили широкое применение на станциях метрополитена, в административных и торговых зданиях, где имеются большие потоки пассажиров.

Существуют эскалаторы двух типов: с одной и двумя рабочими ветвями лестничного полотна. Из-за сравнительно небольших габаритов более широкое применение получили эскалаторы с одной рабочей ветвью.

У эскалатора ступени лестничного полотна связаны шарнирами с двумя замкнутыми цепями, которые приводятся в движение ведущей звездочкой. Ступени катятся по бегункам по направляющим. Нижние звездочки связаны с натяжной станцией, которая обеспечивает постоянное натяжение тяговых цепей. Вал верхней звездочки через цепную передачу и редуктор связан с приводным двигателем.

Приводная станция эскалатора снабжена двумя рабочими тормозами и аварийными. Рабочие тормоза устанавливаются непосредственно у двигателя, а аварийный тормоз — у вала тяговой звездочки.

Для удобства и безопасности пользования с двух сторон от лестничного полотна эскалатор снабжен движущимися поручнями. Поручни приводят в движение через цепные передачи или редуктор от главного двигателя тяговых цепей.

Скорость движения лестничного полотна эскалатора лежит в пределах от 0,45−1 м/с. Верхний предел скорости ограничен тем, что вход и выход пассажиров происходят на ходу.

Задание на курсовой проект

Расчётная часть

1. Подсчитать статический момент и момент инерции, приведенные к валу главного привода.

2. Определить мощности двигателей главного и вспомогательного приводов и выбрать их по каталогу.

3. Рассчитать и построить статические естественные и регулировочные характеристики двигателя главного привода и.

4. Рассчитать пусковые сопротивления и подобрать их по каталогу и дать схему внешних соединений.

5. Рассчитать и построить графики, и при реостатном пуске.

6. Рассчитать и построить графики скорости и тока во времени.

7. Проверить двигатель по нагреву и перегрузке.

8. Определить расход электроэнергии за сутки среднесуточные КПД и коэффициент мощности для графика нагрузки.

Графическая часть

1. Кинематическая схема привода и схема трассы полотна эскалатора.

2. Схема силовой цепи электропривода.

3. Механические и электромеханические характеристики двигателя главного привода.

4. Графики, и при пуске двигателя.

5. Схема внешних соединений сопротивлений.

Технические данные

1. Высота эскалатора… … 38 м

2. Скорость движения лестничного полотна… 0. 78 м/с

3. Скорость движения при ремонтах… 0. 03 м/с

4. Угол наклона эскалатора… 30 град.

5. Масса 1 м лестницы… 158 кг

6. Масса 1 м тяговой цепи… … 35

7. Количество пассажиров, находящихся на каждой паре ступеней… 3

8. Масса каждого пассажира…70 кг

9. Шаг ступени… … 0,4 м

10. Длина горизонтальной части внизу…2 м

11. Длина горизонтальной части наверху… 3.5 м

12. Диаметр начальной окружности приводной звездочки… 1. 72 м

13. Момент инерции приводной звездочки … 250 кг*м2

14. Момент инерции главного вала и шестерни… 260 кг*м2

15. Момент инерции паразитной шестерни. …70 кг*м2

16. Момент инерции малой шестерни…1.5 кг*м2

17. Момент инерции червяка и вала… 0.5 кг*м2

18. Момент инерции муфты и тормозного шкива… 1 кг*м2

19. КПД лестницы при полной нагрузке… 0. 7

20. КПД остальной передачи…0. 82

21. Потери в механической части при холостом ходе составляют половину потерь в ней при полной нагрузке.

22. Кинематическая схема эскалатора изображена на рис. 1., а геометрическая схема трассы- на рис. 2.

Технические условия

1. Трехфазная сеть переменного тока 380 В, 50 Гц.

2. Для главного привода используется 2 асинхронных двигателя с фазным ротором.

3. Ускорение в начальный момент пуска не должно превышать 0.6 м/с2, а в процессе дальнейшего разбега оно не должно быть больше 0. 75 м/с2.

4. Пуск эскалатора производится на подъем и спуск вхолостую и под нагрузкой.

5. Механическое торможение реализуется на посадочной скорости.

6. Мощность движения поручней составляет 3% мощности эскалатора при полной нагрузке.

Рис. 1. Кинематическая схема привода эскалатора.

Рис. 2. Геометрическая схема трассы полотна.

1. Определение статического момента и момента инерции, действующих на валу главного привода

Радиус приведения:

м -- радиус приведения.

Dнач — диаметр начальной окружности приводной звездочки;

-- передаточное число системы;

с-1 -- расчетная скорость вращения двигателя;

-- скорость движения лестничного полотна.

Рис. 3. Силы, действующие на погонный метр лестничного полотна.

Количество ступеней на наклонной части эскалатора:

м — длина наклонной части эскалатора.

;

Максимальное количество человек, стоящих на наклонной части:

; - масса груза;

— нагрузка на эскалатор (вдоль наклонной части);

Нм — статический момент нагрузки при подъеме;

-статический момент нагрузки при спуске;

— КПД электропривода.

Определим момент инерции, приведенный к валу привода:

; - масса лестничного полотна на наклонной части;

— масса 1-го метра лестничного полотна;

— суммарная масса эскалатора;

— момент инерции приводной звездочки;

-момент инерции груза;

-момент инерции главного вала и шестерни;

-момент инерции паразитной шестерни;

— момент инерции малой шестерни;

— момент инерции червяка и вала;

— момент инерции муфты и тормозного шкива;

-суммарный приведенный момент инерции механизма, приходящийся на 1 двигатель;

2. Определение мощности двигателей главного и вспомогательного приводов и выбор их по каталогу

Выбор вспомогательного двигателя:

— радиус приведения механизма к валу вспомогательного двигателя;

кВт; кВт;

Выбираем двигатель: 4АК160S4У3(n0=1500об/мин; P=11кВт)

Расчет главного привода:

Вт — расчетная мощность привода;

Вт — расчетная мощность 1-го двигателя;

об/мин — расчетная частота вращения;

По расчетным значениям выбираем двигатель: ВАОК4−450L8

Р2ном=280кВт, I2ном=359 А, U2ном=350 В, Sном=2,7%, Sк=9%, з=95%, J=32кгм2, хм=3,3, х1=0,13, х2''=0,15, R1=0,022, R2''=0,025, cos=0,85, mk=1,7;

Рис. 4. Г-образня схема замещения двигателя.

U1фн=220 В;

-- номинальный ток;

Ом -- полное номинальное сопротивление фазы статора;

Ом --сопротивление намагничивания;

Ом -- приведенное активное сопротивление статора;

Ом

Ом

Ом

Ом -- индуктивное сопротивление рассеяния ветви намагничивания;

Ом -- активное сопротивление ветви намагничивания;

3. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик двигателя главного привода

Нм -- номинальный момент,

-- число полюсов,

с-1 -- синхронная скорость вращения двигателя;

об/мин,

— номинальная скорость вращения двигателя;

-критический момент двигательного режима;

— пусковой момент;

Динамические моменты:

,

,

Результаты вычислений сведены в таблице 1.

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,09

0,07

0,05

0,03

0,01

0

A

1839

1836

1832

1827

1819

1807

1786

1747

1653

1341

1276

1111

884

582

206

0

c-1

0

7,85

15,7

23,5

31,4

39,3

47,1

54,9

62,8

70,6

71,4

73

74,5

76,3

77,7

78,5

M, Нм

1090

1209

1356

1544

1791

2128

2614

3360

4569

6071

6105

5917

5183

4531

1340

0

Построим характеристики электродвигателя.

Рис. 5. Пусковая диаграмма двигателя.

Рис. 6. Естественная электромеханическая характеристика электродвигателя.

4. Расчет пусковых сопротивлений, подбор по каталогу

Ом -- полное сопротивление роторной цепи;

Ом -- сопротивление ротора;

Ом -- сопротивление дополнительных ступеней;

Ом;

Ом;

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Находим время пуска двигателя.

суммарный момент инерции механизма, приходящийся на 1 двигатель;

-средний момент;

— средний динамический момент;

— угловое ускорение;

— время пуска двигателя;

Время работы всех ступеней t Р =2,24c.

Выбираем ящик сопротивлений типа ЯС-100, формой НС-400,

Iдл. т. . =215 A, Rэ=0, 005 Ом, Т=850с.

Количество элементов в 1-ом ящике — 20, элементы выполнены из чугуна.

1. Первая ступень: R1=0, 117 Ом, R1=23*Rэ+ Rэ/2=23*0,005+0. 005/2=0,1175Ом.

2. Вторая ступень: R2=0,09 Ом,.

3. Третья ступень: R3=0,071 Ом, R3? 14*RЭ+ RЭ/2?14*0,005+0,005/2=0,0725Ом.

4. Четвертая ступень: R4=0,06 Ом, R4? 12RЭ?12*0,005?0,06Ом.

5. Пятая ступень: R5=0,048Ом,

6. Шестая ступень R6=0,037Ом,

7. Седьмая ступень R6=0,032Ом,

Ом.

8. Восьмая ступень R8=0,0247Ом,

9. Девятая ступень R9=0,018Ом,

.

10. Десятая ступень R10=0,015Ом,

11. Одиннадцатая ступень R11=0,014Ом,

12. Двенадцатая ступень R12=0,01Ом,

13. Тринадцатая ступень R13=0,0086Ом,

Для реализации реостатного пуска нам понадобится 125 элементов, значит, 125/207 ящиков сопротивлений ЯС-100.

5. Расчет и построение графиков при реостатном пуске

,

;

-- скольжение при i-той скорости.

-- ток ротора при i-том скольжении и моменте.

-- скорость в момент времени t на i-той ступени;

-- начальная скорость ступени;

-- конечная скорость ступени;

-- постоянная времени i-той ступени;

-- жесткость;

-- суммарный момент инерции.

1 ступень.

Нм/с

с; -время работы i-ой ступени;

с

t, c

0

0,1335

0,267

0,4005

0,534

, c-1

0

5,499

9,468

12,692

15,201

M, Нм

5189

4796

4513

4283

4171

s

1

0,93

0,879

0,838

0,806

I2, A

492,23

475,4

461,8

451

442,22

2 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,1042

0,2085

0,3127

0,417

, c-1

19,468

22,819

25,45

27,5

M, Нм

4820

4529

4302

4169,2

s

0,752

0,709

0,676

0,65

I2, A

478,8

465,3

452,3

441,6

3 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0867

0,1735

0,2602

0,347

, c-1

31

33,734

35,855

37,5

M, Нм

4810

4515

4285

4171

s

0,579

0,544

0,517

0,496

I2, A

478,1

464,3

451

442,2

4 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,071

0,142

0,213

0,284

, c-1

40,32

42,5

44,2

45,5

M, Нм

4830

4612

4336

4172

s

0,49

0,478

0,462

0,42

I2, A

495,4

479

455,2

442,8

5 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0557

0,1115

0,1672

0,223

, c-1

47,77

49,54

50,922

52,062

M, Нм

4811

4516

4287

4172

s

0,391

0,369

0,351

0,336

I2, A

493,4

479

455,2

442,8

6 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0472

0,0945

0,1417

0,189

, c-1

53,85

55,272

56,365

57,206

M, Нм

4800

4531

4195

4166

s

0,326

0,299

0,282

0,271

I2, A

492,7

475

455,2

442,1

7 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0357

0,0715

0,1072

0,143

, c-1

58,89

59,987

60,833

61,5

M, Нм

4768

4589

4314

4167

s

0,255

0,236

0,225

0,217

I2, A

492,7

475

455,2

442,1

8 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0292

0,0585

0,0877

0,117

, c-1

62,731

63,689

64,43

65

M, Нм

4783

4473

4276

4171

s

0,201

0,189

0,179

0,172

I2, A

492,7

475

455,2

442,1

9 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,024

0,048

0,072

0,096

, c-1

65,992

66,755

67,342

67,794

M, Нм

4794

4489

4238

4169

s

0,159

0,149

0,142

0,136

I2, A

492,7

475

455,2

442,1

10 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,021

0,042

0,063

0,084

, c-1

68,604

69,206

69,656

69,994

M, Нм

4758

4436

4297

4170

s

0,126

0,118

0,113

0,108

I2, A

492,5

472

450,2

442,1

11 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,0175

0,035

0,0525

0,07

, c-1

70,707

71,229

71,614

71,896

M, Нм

4740

4409

4284

4171

s

0,099

0,092

0,088

0,084

I2, A

492,5

473

451,2

442,2

12 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,01

0,02

0,03

0,04

, c-1

72,406

72,73

72,988

73,193

M, Нм

4841

4564

4343

4167

s

0,078

0,074

0,069

0,068

I2, A

492,5

473

451,2

442,2

13 ступень.

Нм/с

с

с

t, c

0,825

0,0165

0,0247

0,033

, c-1

73,655

73,935

74,156

74,333

M, Нм

4831

4548

4326

4170

s

0,062

0,058

0,055

0,053

I2, A

491,5

472

456,2

442,1

Выход на естественную характеристику:

Нм/с

с

с

t, c

0,008

0,016

0,024

0,032

, c-1

74,809

75,194

74,485

75,704

M, Нм

4831

4548

4326

4170

s

0,062

0,058

0,055

0,036

I2, A

491,5

472

456,2

442,1

Рис. 6. График зависимости при реостатном пуске.

Рис. 7. График зависимости при реостатном пуске.

Рис. 7. График зависимости при реостатном пуске.

6. Проверка двигателя по типу и по перегрузочной способности

По нагрузочной диаграмме (Рис. 9) видно, что Рmax = 0,75 Рном.

Рис. 9. Изменение нагрузки на эскалаторе в течение суток

При самой загруженной смене работы эскалатора максимальная мощность не превышает 75% от номинальной мощности. Поэтому двигатель не будет работать в перегруженном состоянии, и не будет перегреваться.

7. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД и коэффициент мощности

Расход электроэнергии за сутки определяется по следующей формуле:

Вычисление интеграла заменяется вычислением площади:

кВт -- активная электрическая мощность, потребляемая от сети;

А — ток намагничивания;

-- реактивная мощность;

— полная мощность;

кВтч

— КПД;

— коэффициент мощности;

Рис. 10. Схема силовой цепи ЭП.

Список литературы

1. С. Н. Вешеневский «Характеристики двигателей в электроприводе», М, «Энергия» 1966 г.

2. Фролов Э. М. «Основы электропривода». Учебное пособие. Чебоксары, Чувашский Государственный Университет 2001 г.

3. Чиликин М. Г., Ключев В. И., Сандлер А. С. «Теория автоматизированного электропривода» -- М. Энергия 1979 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой