Модернизация электропривода лифта

1.9.1 Расчет и выбор кабеля от ПЧ до двигателя

 

Поскольку среднее время  работы лифта за сутки равно 7-ми часам, то за год время работы лифта  не будет превышать 3000 часов, кабель выбираем по нагреву.

В руководстве по подключению  ПЧ рекомендуется выбирать экранированный кабель. В качестве экрана можно использовать металлорукав, его следует заземлить.

 

1.9.1.1 Определяем сечение жилы кабеля по нагреву

Надежная  работа проводов и кабелей определяется длительной допустимой температурой их нагрева, значение которой зависит от вида изоляции. Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают допустимую температуру нагрева в зависимости от материала проводника, изоляции, длительности прохождения тока.

Длительно протекающий  по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву. Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах 6 и 7 , при максимальной температуры воздуха 40 °С .

Выбор площади сечения по нагреву длительным током сводится к сравнению силы расчетного тока I_р с допустимым табличным значением I_доп для провода или кабеля принятых марок и условий их прокладки.

 

Таблица 6 - Сечение кабеля при допустимом токе.

открытая проводка						сечение кабеля кв.мм	закрытая проводка
медь			алюминий				медь			алюминий
ток, А	мощность, кВт		ток, А	мощность, кВт			ток, А	мощность, кВт		ток, А	мощность, кВт
	220В	380В		220В	380В			220В	380В		220В	380В
17	3,7	6,4	-	-	-	1	14	3	5,3	-	-	-
23	5	8,7	-	-	-	1,5	15	3,3	5,7	-	-	-
26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	2	19	4,1	7,2	14	3	5,3

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7 - Допустимый ток в зависимости от сечения и вида прокладки кабеля.

Сечение жилы	Ток, А, для проводов, проложенных
	Открыто	в одной трубе
		2-х  одножильных	3-х  одножильных	4-х  одножильных	Двух- жильный	Трех- жильный
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21

 

 

При выборе сечения должно выполнятся условие:

 

I_р. ≤ I_доп.  ,

 

где I_р. – расчетный ток, который равен максимальному току двигателя            I_р  = 18,8А;

I_доп – допустимый ток для данного сечения жилы, в зависимости от условий прокладки кабеля.

 

Выбираем кабель с  сечением жилы, равным 2 мм ². Условие выбора выполняется, теперь выбираем соответствующий тип кабеля.

 

1.9.1.2 Выбор типа кабеля

 

Выбираем кабель типа ВВГ-1 3Х2,5 Iдоп = 23А, Uн = 0,4 кВ,                        длина кабеля l = 7м.

 

1.9.2 Выбор проводов

Провода выбираем по нагреву, сечением 1 мм ². Тип провода ВВГ-1 1Х1

Iдоп = 14А, Uн = 0,4 кВ. Длина провода lп = 6 м. 

 

1.10 Выбор коммутационной аппаратуры

 

Выбор коммутационной аппаратуры предполагает:

1) выбор пускателя КП;

2) выбор промежуточных реле КМ, КБ, КВ, КН;

 

1.10.1 Выбор пускателя

 

Сформируем требования к пускателю:

1) Напряжение питания катушки Uпит.=210 - 250 В, 50Гц.

2) Наличие 1-го нормально замкнутого контакта.

3) Номинальный ток  контактов больше номинального  тока двигателя.

Выбираем пускатель  типа ПМЛ- 2110. Его характеристики приведены  в таблице8.

 

Таблица 8 - Характеристики пускателя ПМЛ – 2110.

Тип	Номинальный ток контактов	Номинальное напряжение	Класс защиты	Напряжение катушки	Наличие доп. контакта
ПМЛ-2110	А	кВ		В
	25	До 0,6	IP54	~220	1 нормально замкнутый

 

 

1.10.2 Выбор промежуточных реле

 

Выбираем промежуточные  реле типа РЕП-20с, с увеличенным числом коммутаций. Характеристики реле приведены в таблице 9.

 

Таблица 9 - Характеристики реле РЕП-20с

Тип	Время срабатывания	Номинальное напряжение	Номинальный ток	Напряжение катушки
РЕП-20с	с	В	А	В
	не более 0.06	До 220	До 1	= 110

 

 

 

 

1.11 Расчет потребления электроэнергии

 

1.11.1 Расчет потребления электроэнергии до модернизации

 

1.11.1.1. Находим среднеквадратичный момент на валу двигателя

 по формуле 11.1

 

,  (11.1)

 

где Мcр.кв.1. – эквивалентный момент на валу двухскоростного АД, н*м;

М1– момент на валу двигателя при пуске загруженной кабины, н*м;

М2– момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

М1’– момент на валу двигателя при пуске загруженной кабины, н*м;

М2’– момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

tуст. – время установившейся работы, с;

tп. – время  пуска двигателя, с;

tпер – время перехода с большей скорости на меньшую, с;

tм. – время движения на малой скорости, с;

ПВр – расчетная продолжительность включения, %;

ПВ – номинальная продолжительность включения, %;

 

Мср.кв.1=

 

Мср.кв.1 = 76,14 * 0,898= 68,42 н*м;

 

1.11.1.2 Находим мощность, потребляемую двигателем из сети

по формуле 11.2

 

  ,   (11.2)

 

где P1 – мощность потребляемая двигателем, кВт;

Wб – большая угловая скорость двигателя, рад/с;

Wм – меньшая угловая скорость двигателя, рад/с;

Мcр.кв.1. – эквивалентный момент на валу двухскоростного АД, н*м;

 –  КПД двигателя;

 

P1=68,42*(96,3+22)/(2*0,83)=4,876 кВт;

 

1.11.1.3. Находим потери мощности формуле 11.3

 

, (11.3)

 

где P1– потери мощности при работе двигателя, кВт;

 –  КПД двигателя;

P1 – мощность потребляемая двигателем, кВт;

 

P1=4,876*(1-0,83)/0,83 = 1 кВт

 

1.11.1.4 Находим электроэнергию, потребляемую двигателем из сети

за 1 час работы по формуле 11.4

 

W1=P1*Т  ,  (11.4)

 

где W1 – электроэнергия, потребляемая двигателем за 1 час работы, кВт*ч;

Р1 –  мощность, потребляемая двигателем из сети, кВт;

Т – время работы, 1 ч;

W1= 4,876 кВт*ч;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.11.2 Расчет потребления электроэнергии после модернизации

 

1.11.2.1 Находим среднеквадратичный момент на валу двигателя

по формуле 11.5

 

, (11.5)

 

где Мcр.кв.2. – эквивалентный момент на валу односкоростного АД, н*м;

М1– момент на валу двигателя при пуске загруженной кабины, н*м;

М2– момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

М1’– момент на валу двигателя при пуске загруженной кабины, н*м;

М2’– момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

tуст. – время установившейся работы, с;

tп. – время  пуска двигателя, с;

tпер – время перехода с большей скорости на меньшую, с;

tм. – время движения на малой скорости, с;

ПВр – расчетная продолжительность включения, %;

ПВ – номинальная продолжительность включения, %;

 

Мср.кв.2=

 

 

Мср.кв.1 = 50,2 * 0,898= 45,08 н*м;

 

 

1.11.2.2 Находим мощность, потребляемую двигателем из сети

по формуле 11.6

 

  ,   (11.6)

 

где P2 – мощность потребляемая двигателем, кВт;

Pпч – потери мощности в ПЧ, Pпч = 0,2 кВт;

Wб – большая угловая скорость двигателя, рад/с;

Wм – меньшая угловая скорость двигателя, рад/с;

Мcр.кв.1. – эквивалентный момент на валу двухскоростного АД, н*м;

 –  КПД двигателя;

 

P2=45,08*(92,4+20,1)/(2*0,845) + 0,2=3,2 кВт;

 

1.11.2.3 Находим потери мощности формуле 11.7

 

, (11.7)

 

где P2– потери мощности при работе двигателя, кВт;

 –  КПД двигателя;

P2 – мощность потребляемая двигателем, кВт;

 

P1=3,2*(1-0,845)/0,845 = 0,59 кВт

 

 1.11.2.4. Находим электроэнергию, потребляемую двигателем из сети

за 1 час работы по формуле 11.8

 

W2=P2*Т  ,  (11.8)

 

где W2 –  электроэнергия, потребляемая двигателем за 1 час работы, кВт*ч;

Р2 –  мощность, потребляемая двигателем из сети, кВт;

Т – время работы, 1 ч;

 

W1= 3,2 кВт*ч;

 

 

2. Экономическая часть  проекта

2.1 Расчет и  сопоставление капитальных затрат

 

2.1.1 Расчет  капитальных затрат до модернизации  электропривода

 

Составим смету- спецификацию на основное электрооборудование. Она представлена в таблице 10.

 

Таблица 10 -  Смета–спецификация на электрооборудование.

Обозначение	Тип	Наименование	Технические данные	Кол-во	Цена за ед., руб.	Общая стоимость, руб.
М1	5AH200S6/24	Двигатель главного привода	n=920/210 об/мин P=5,6/1,3 кВт До 180 пусков/час КПД=83%	1	38000	38000
ШОК5906	ШОК5906	Шкаф управления лифтом	Используется вместе с блоком ЯОК9501УХЛ4	1	20000	20000
ЯОК9501УХЛ4	ЯОК9501УХЛ4	Блок парного управления лифтами	Один на два шкафа управления	1	10000	10000
ЭмТ	КМТД-100	Эл. м. тормоз	Мт = 40 Нм, Dшк = 160 мм, m = 11 кг	1	3000	3000
ИТОГО:						71000

 

 

Суммарные капитальные  затраты определяются по формуле 12.

 

∑К1с = К_о + К_тр + К_м   ,   (12.)

 

где ∑К1с – суммарные капитальные затраты до модернизации, руб;

К_о – стоимость основного оборудования, руб;

К_тр – транспортные расходы (3% от стоимости основного оборудования), руб;

К_м – стоимость монтажа и наладки оборудования ( 7% от основного оборудования ), руб;

 

∑К1с = 71000 + 2130 + 4970 = 78100 руб.

 

2.1.2 Расчет капитальных  затрат после модернизации электропривода

Составим смету- спецификацию на основное электрооборудование. Она представлена в таблице 11.

 

Таблица 11 -  Смета–спецификация на электрооборудование.

Обозначение	Тип	Наименование	Технические данные	Кол-во	Цена за ед., руб.	Общая стоимость, руб.
М1	АИРМ132S6	Двигатель главного привода	n=960 об/мин P=5,5 кВт КПД=84,5%	1	7265	7265
R	VW3-A58735	Тормозной модуль	Pn=96 Вт, R=60 Ом;	2	2700	5400
ПЧ	ATV58HU 90N4S309	Преобразователь частоты.	P=5,5 кВт КПД=96%	1	30000	30000
КП	ПМЛ-2110	Пускатель	Iном = 25 А Uном =0,6 кВ	1	360	360
КМ,КБ,КВ, КН	РЕП-20с	реле промеж уточное	Iном = 1 А Uном =0,22 кВ	4	360	1440
ШОК5906	ШОК5906	Шкаф управления лифтом	Используется вместе с блоком ЯОК9501УХЛ4	1	20000	20000
Кабель ВВГ 3*2,5	Кабель ВВГ 3*2,5	Кабель от ПЧ до АД	Iном = 23А Uном =0,4	7	25	175
Провод ВВГ 1*1	Провод ВВГ 1*1	Провод для цепей  управления	Iном = 14А Uном =0,4	6	10	60
ЯОК9501УХЛ4	ЯОК9501УХЛ4	Блок парного управления лифтами	Один на два шкафа  управления	1	10000	10000
ЭмТ	КМТД-100	Эл. м. тормоз	Мт = 40 Нм, Dшк = 160 мм, m = 11 кг	1	3000	3000
ИТОГО:						77700