Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Апреля 2013 в 19:46, дипломная работа
В наше время энергосбережение является одной из важнейших задач.
К энергосбережению относится и экономия электроэнергии за счет новых технологий. Одной из таких технологий является внедрение частотных преобразователей в электрический привод.
В данном дипломном проекте описана модернизация главного привода лифта, путем внедрения в систему управления преобразователя частоты, а так же замены старого двухскоростного двигателя на односкоростной.
Введение................................................................................................................. 5
1 Технологическая часть....................................................................................... 6
1.1 Описание и работа лифта.......................................................................... 6
1.2 Система управления...................................................................................13
1.3 Требования к электроприводу..................................................................19
1.4 Обоснование рода тока и величины напряжения...................................20
1.5 Модернизация главного привода лифта..................................................21
1.6 Построение нагрузочной диаграммы двигателя до модернизации......22
1.7 Выбор двигателя .......................................................................................37
1.8 Выбор ПЧ ..................................................................................................50
1.9 Расчет и выбор кабеля...............................................................................69
1.10 Выбор коммутационной аппаратуры.....................................................71
1.11 Расчет потребления электроэнергии......................................................72
2 Экономическая часть проекта..........................................................................76
2.1 Расчет и сопоставление капитальных затрат...........................................76
2.2 Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов............................78
2.3 Расчет срока окупаемости дополнительных капитальных вложений...84
3 Техника безопасности при обслуживании лифта ...........................................85
3.1 Техника безопасности при монтаже и обслуживании лифта.................85
3.2 Требования к обслуживающему персоналу в электроустановках до 1000 В и выше 1000В...............................................................................87
Приложение А.......................................................................................................89
Список литературы................................................................................................90
Теперь можно построить нагрузочные диаграммы работы двигателя лифта при подъеме загруженной кабины (рисунок 6) и при спуске пустой кабины (рисунок 7). Для этого используем ранее полученные моменты и времена.
Рисунок 6.- Нагрузочная диаграмма работы двигателя при подъеме загруженной кабины и тахограмма ее движения.
Рисунок 7 - Нагрузочная диаграмма работы двигателя при спуске пустой кабины и тахограмма ее движения.
1.7.6.1 Условие выбора двигателя по пуску
М1 ≤Mмакс ,
где М1– максимальный момент, возникающий
на валу двигателя при пуске, н*м;
70,5 < 110
Двигатель проверку по пуску прошел. Теперь проверяем двигатель по нагреву.
1.7.6.2 Условие выбора двигателя по нагреву
Мэкв’ < Mном
Мэкв’=
Мэкв’=49,9 * 0,89 = 44, 84 н*м
44,84 < 55
Двигатель проверку по нагреву прошел.
1.8.1 Выбор ПЧ по мощности двигателя и по напряжению питания
Из каталога выбираем ПЧ , мощность которого равна или больше номинальной мощности двигателя.
Выбираем ПЧ типа ATV58HU90N4S309, его параметры представлены в таблице 3, а его внешний вид показан на рисунке 8.
Таблица 3 - Параметры ПЧ.
Тип |
Сеть |
Двигатель |
Преобразователь | ||||||
U пит. |
I лин. |
I макс. к.з. |
Мощность двигателя |
I ном |
Макс. перех. ток |
Потери мощности |
Масса | ||
В. |
А. |
КА. |
кВт. |
л.с. |
А. |
А. |
Вт. |
Кг. | |
ATV58 HU90N 4S309 |
380 |
17 |
5 |
5,5 |
7,7 |
13 |
17,7 |
200 |
6,9 |
Рисунок 8 - Внешний вид ПЧ.
Схема подключения ПЧ к двигателю показана на рисунке 9.
Рисунок 9 - Схема подключения ПЧ к сети и к двигателю.
Таблица 4 - Назначение клемм силовых цепей.
Доступ к звену постоянного тока: подключение внешнего источника питания постоянного тока
Для ПЧ ATV58HU90N4S309, нужно подключить «+» источника к клемме PA и «–» к наконечнику J16, расположенному со стороны силового клеммника.
Таблица 5 - Назначение клемм цепей управления.
Применение преобразователя час
Цикл работы главного привода лифта в нормальном режиме следующий. В исходном состоянии кабина лифта неподвижна. При необходимости передвижения с устройства управления на ПЧ поступает сигнал задания направления движения, а замыканием контактов пускателя обмотка двигателя подключается к преобразователю. С контактов встроенного в ПЧ реле на устройство управления приходит сигнал о готовности ПЧ к работе. На двигатель подается напряжение, необходимое для создания момента удержания. После нарастания тока в обмотках двигателя до величины, обеспечивающей момент удержания, на устройство управления через замкнутые контакты другого встроенного в ПЧ реле поступает соответствующий сигнал. После этого, по командам с устройства управления, снимается механический тормоз, а на ПЧ поступает сигнал задания уровня рабочей (повышенной) скорости. После получения этого сигнала ПЧ формирует на обмотке двигателя напряжение таким образом, что при этом обеспечивается плавный пуск кабины лифта с требуемыми ускорениями и рывками до рабочей скорости. После наезда на датчик замедления с устройства управления на ПЧ поступает сигнал задания пониженной скорости. ПЧ формирует напряжение, обеспечивающее плавное торможение до скорости дотягивания. Лифт продолжает движение с пониженной скоростью до наезда на датчик точной остановки, после чего по команде с устройства управления ПЧ формирует напряжение, обеспечивающее окончательное затормаживание и удержание. После остановки двигателя с ПЧ на устройство управления подается сигнал об окончании движения, по поступлению которого накладывается механический тормоз, двигатель отключается от ПЧ, а все командные сигналы с ПЧ снимаются. Цикл работы главного привода при этом закончен.
Низкоскоростная обмотка применяемого двухскоростного двигателя используется при монтажных и ремонтных работах, а также при выходе из строя ПЧ. При этом ее питание может осуществляется через дополнительные коммутирующие устройства.
Использование ПЧ дает следующие преимущества
- увеличенный диапазон регулирования скорости, что улучшает точность остановки,
-более высокую точность
поддержания скорости лифта,
- ограниченные пусковые токи двигателя, что уменьшает расход электроэнергии, снижает нагрев и увеличивает срок службы изоляции,
- не требуется использование
дополнительных маховиков, что
также снижает расход электроэн
- снятие и наложение
механического тормоза
1.8.4 Программирование ПЧ
Программирование ПЧ является одним из важнейших этапов при модернизации электропривода. От правильного программирования зависят: точность остановки, механические характеристики и экономические показатели привода.
Программирование ПЧ осуществляется с помощью рабочего терминала. Его внешний вид показан на рисунке 10 (а, б).
4-х символьный индикатор:
отображение числовых значений и кодов
Шестнадцатисимвольная строка:
отображение текстовых сообщений
Рисунок 10 а - Внешний вид рабочего терминала спереди.
Использование кнопок и смысл сообщений.
указывает выбранное направление вращения.
Фиксированная сигнализация:
указывает направление вращения двигателя.
LOC Означает режим управления с терминала.
PROG Возникает в режиме ввода в эксплуатацию и программирования.
Мигающая сигнализация:
означает не сохраненное изменение значения.
Прокрутка меню или параметров
и настройка значений.
Возврат к предыдущему пункту меню или отказ от текущей настройки и возврат к начальному значению.
Выбор пункта меню, подтверждение выбора или настройки с сохранением.
Изменение направления вращения.
Команда пуска двигателя.
Команда остановки двигателя или сброса неисправности. Функция STOP кнопки может быть запрещена программно.
.
Разъем:
- для прямого подключения терминала к преобразователю;
- для использования на расстоянии терминал может
подключаться кабелем, поставляемым в комплекте.
Переключатель блокировки доступа:
- положение : Настройка и конфигурация невозможны.
- положение : Настройка возможна.
- положение : Настройка и конфигурация возможны..
Рисунок 10 б - Внешний вид рабочего
терминала сзади
Перед тем, как подключить преобразователь к сети и использовать терминал:
Нужно разблокировать и открыть дверцу, чтобы доступ к переключателю 50/60 Гц карты управления был свободен. Установить переключатель в положение 50 Гц (см. рисунок 11).
.
Рисунок 11- Расположение переключателя 50/60 Гц
Доступ к параметрам преобразователя частоты и их корректировка осуществляется путем использования кнопок «Стрелка вверх», «Стрелка вниз», «Ent», «Esc».
Корректировка параметра осуществляется следующим образом:
1.8.4.1 Выбор языка меню
При первом включении ПЧ, появится меню «выбор языка». Выбираем английский язык (русского нет). Для этого нажимаем на кнопку ENT, далее с помощью вертикальных стрелок выбираем нужный язык, для подтверждения выбора языка нажимаем ENT.
1.8.4.2 Ввод параметров двигателя
Для ввода параметров двигателя, нужно зайти в меню «привод»,
выбрать вертикальными стрелками параметр, задать его значение и сохранить.
Ctr - выбор типа управления: векторное(разомкнутое) или замкнутое.
Выбираем векторное управление. Для этого выбираем значение «SVC» и сохраняем.
UnS - Номинальное напряжение двигателя, приведенное на заводской табличке. С помощью вертикальных стрелок выставляем значение «380» и сохраняем нажав на кнопку ENT.
FrS - Номинальная частота напряжения питания двигателя, приведенная на заводской табличке. Выставляем значение «50» и сохраняем.
nCr - Номинальный ток двигателя, приведенный на заводской табличке. Выставляем значение «1.00 In» и сохраняем.
In соответствует номинальному току преобразователя.
nSP - Номинальная частота вращения двигателя, приведенная на заводской табличке. Выставляем значение «960» и сохраняем.
COS- Cos Phi двигателя, приведенный на заводской табличке. Выставляем значение «0,8» и сохраняем.
tUn - Позволяет произвести автоподстройку управления двигателем после установки данного параметра на «YES». По завершению автоподстройки параметр автоматически переключается на «DONE» или на «no» в случае неисправности. Выбираем значение «YES» и сохраняем.
tFr - Максимальная выходная частота. Выставляем значение «46» и сохраняем.
Stt - Способ остановки: По команде остановки активизируется выбранный способ до достижения порогового значения
FFt (Настроечное меню).
Ниже этой уставки
STN: С заданным темпом
FST: Быстрая остановка
NST: Остановка на выбеге
DCI: Динамическое торможение
Параметры появляются в зависимости от настройки другого параметра или наличия дополнительной карты. Выбираем значение «STN» и сохраняем.
1.8.4.3 Настройка параметров разгона и замедления
Для этого с помощью кнопок в виде вертикальных стрелок находим меню «лифт», нажимаем на ENT и заходим в него. Далее выбираем те параметры, значения которых нужно изминить.
ACC- Время разгона. Определяется для разгона двигателя от нулевой до ном. частоты (FrS). Выбираем значение «1,50 с» и сохраняем.
dEC - Время замедления. Определяется для торможения двигателя от номинальной (FrS) до нулевой частоты. Выбираем значение «1,00 с» и сохраняем.
HSP - Верхняя скорость Выбираем значение «tFr» и сохраняем.
FLG - Контур регулирования частоты: позволяет адаптировать скорость протекания переходных процессов в зависимости от кинематики механизма.
Для механизмов с большим моментом сопротивления нагрузки или значительным моментом инерции с быстрым циклом увеличивайте постепенно коэффициент. По умолчанию значение «20».
StA - Позволяет адаптировать достижение установившегося режима после переходного процесса по скорости в зависимости от кинематики механизма. Увеличивайте постепенно устойчивость для уменьшения перерегулирования по скорости. По умолчанию значение «20».