Двухдвигательный привод эскалатора

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

. Расчет пусковых сопротивлений, подбор по каталогу

5. Расчет и построение графиков  при реостатном пуске

. 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

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

. 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 .

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

. Рассчитать и построить графики , и  при реостатном пуске.

. Рассчитать и построить графики скорости и тока во времени.

. Проверить двигатель по нагреву и перегрузке.

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

Графическая часть

. Кинематическая схема привода и схема трассы полотна эскалатора.

. Схема силовой цепи электропривода.

. Механические и электромеханические характеристики двигателя главного привода.

. Графики , и  при пуске двигателя.

. Схема внешних соединений сопротивлений.

Технические данные

. Высота эскалатора……………….………………… 38 м

. Скорость движения лестничного полотна………….. 0.78 м/с

. Скорость движения при ремонтах……………… 0.03 м/с

. Угол наклона эскалатора……………………… 30 град.

. Масса 1м лестницы…………………………… 158 кг

. Масса 1м тяговой цепи…………………..………… 35

.Количество пассажиров, находящихся на каждой паре ступеней… 3

. Масса каждого пассажира…………70 кг

. Шаг ступени……………….……………… 0,4 м

. Длина горизонтальной части внизу………………..2 м

. Длина горизонтальной части наверху……………. 3.5 м

. Диаметр начальной окружности приводной звездочки…… 1.72 м

. 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

. КПД остальной передачи…………………………….0.82

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

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

Технические условия

. Трехфазная сеть переменного тока 380 В, 50 Гц.

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

. 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.

. Механическое торможение реализуется на посадочной скорости.

.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.

D_нач - 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_2н=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

Р_2ном=280кВт, I_2ном=359 А, U2ном=350В, Sном=2,7%, Sк=9%, η=95%, J=32кгм², х_м=3,3, х₁=0,13, х2^’’=0,15, R₁=0,022, R₂^’’=0,025, cos=0,85, m_k=1,7;

Рис.4. Г-образня схема замещения двигателя.

_1фн=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.

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,

_дл.т..=215 A, R_э=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*R_э+ R_э/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*R_Э+ R_Э/2≈14*0,005+0,005/2=0,0725Ом.

4.       Четвертая ступень: R₄=0,06 Ом, R₄ ≈ 12R_Э≈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.

ступень.

 Нм/с

 с; -время работы i-ой ступени;

 с

ступень.

 Нм/с

 с

 с

ступень.

 Нм/с

 с

 с

ступень.

 Нм/с

 с

с

ступень.

 Нм/с

 с