книги / Электрооборудование лифтов массового применения

Рис. 30. Схемы двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

а — схема соединений; б — расчетная

ных единицах применительно к схеме, представленной на рис. 30. В изложении приняты следующие обозначения:

х)=и/и„ — относительное напряжение цепи якоря:

v D= U j , / U — относительное напряжение цепи возбуждения; 1=/я//я-и — относительный ток якоря; 1п=/а//п.ц. — относительный ток возбуждения;

v = со/со£j—п/пц — относительная частота вращения якоря; [i=M/Mu — относительный момент двигателя;

Ф=Ф/Ф„ — относительный магнитный поток возбуждения;

[>n=Rnln.nlUn — относительное сопротивление цепи якоря, включающее сопротивление собственно якоря, щеток, щеточного контакта и подводящих: проводов;

Pa=Rafjt.nfUa — относительное сопротивление цепи возбуждения; Ья — индуктивность якоря;

La — индуктивность обмотки возбуждения.

	Статические	электромеханические характеристики двигателя;
независимого возбуждения имеют вид
		V= (и —р„0/(1 — ря)ф;
		v —	и___________ РяН-
		(1 — Ря) Ф		(1 — Ря)ф2 ’
	Обычно магнитный поток не изменяют, поэтому (p=conts= 1,.
а	значит	v = (и— pHi)/(l —ря)			и v == (в— ря|х)/(1—ря>-
Характеристики		двигателя	при	рп = 0,03	приведены на рис. 31.
	Если двигатель получает питание от генератора постоянного

тока или от тиристорного преобразователя, то необходимо учи­ тывать внутреннее сопротивление генератора или тиристорного пре­ образователя и различие номи­ нальных напряжений двигателя и генератора или преобразова­ теля.

Примем дополнительные обо­ значения:

Рис. 31. Электромеханические харак­ теристики двигателя независимого воз­ буждения при номинальном возбуждении (<р=1) и при различных напряжениях якоря

|г= t/г.в/^п — отношение	номинального		напряжения	генератора к		номи­
нальному напряжению двигателя;			напряжения	тиристорного		пре­
In=Ua.n(Un — отношение	номинального
образователя (при холостом	ходе)	к номинальному напряжению			двигателя;
рT= R TIK.ItfUu— относительное		сопротивление цепи		якоря	генератора,
приведенное к параметрам двигателя;

рп — относительное эквивалентное внутреннее сопротивление тиристорного

преобразователя.			мостовой		схеме преобразователя
При трехфазной
	р„ «		А	(о,7Як + / Ж		+ Ж ) -jf-
тде Ru и Л'к — активное и индуктивное сопротивления							короткого	замыкания
■фазы трансформатора, питающего тиристорный преобразователь.
Тогда	статические			электромеханические			характеристики
двигателя независимого возбуждения примут вид:
при питании двигателя от генератора
у _	%ГеГ	(Ря ~Ь Рг) ‘ .			у _	£гег________ Ря + Рг		„ .
	О	Ря) ф				(1 -- Ря) ф	0 Ря) ф“

где ег= £ г/(/г.н — относительная ЭДС генератора, являющаяся функцией тока

возбуждения генератора		г.	от тиристорного	преобразователя
при	питании двигателя
у __	£п C0S Р -- (Ря +	Рд) 1 .	у _ En cos ft________ Ря + Рп
	(1 — Ря)ф	’	(1 — Ря)ф	(1 — Ря)ф2

-где ft — угол управления тиристоров тиристорного преобразователя.

При решении динамических задач следует пользоваться схе­ мой замещения (см. рис. 30,6). При этом индуктивность якоря Хя и индуктивность обмотки возбуждения LB имеют вид

L„ =	kLUn	3	(25)
	РЮц/н	2+ 7 ;

где	P.L — постоянный		"коэффициент,	равный 0,6	для некомпенсированных и
• 0,25	для	компенсированных двигателей; р — число пар				полюсов; wa — число
последовательно соединенных витков обмотки возбуждения;							<т=0,15-е-0,2 —
коэффициент рассеяния.				формулы	(25)	и	(26) можно
Для		удобства	расчетов

преобразовать, используя интерполяционный полином Ла­

гранжа	и	формулы		коэффициентов		полинома,	приведен­
ные в п. 3.2. Тогда, обозначая для						нспминального		режима
Хя.н = (AL^ H)/(P®B^H) и ^ в.н= К Ф н)//в.п и принимая							сомножитель
•формулы (25) 3/(2+1)^Ад+flji + а212					и	ф = bQ+ bxiB+		СО□
								+ bzi
(причем для		реального диапазона изменения токов 0< i< 2,5 и
0 < 1В< 2, с учетом			универсальной		кривой намагничивания ао=
= 1,45,	ÛI= —0,55,		аг=0,1 Ь0=0,0451,			Ьх = 1,555,	Ьг= —0,74,
-Ь3=0,14, получим			Lx =	/^я.н(«0 4- &1’ +
		LB= LBн (а + 6, +			2bziB+ 363ta).

3.5. ОПТИМИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ КАБИНЫ ПАССАЖИРСКОГО ЛИФТА

	Кабина		пассажирского
	лифта	движется		по		опти­
	мальному		закону,			если
	лифт	обеспечивает			макси­
	мальную		производитель­
	ность	при	соблюдении				не­
	обходимых		условий			ком­
	фортности.		При	этом		пред­
	полагается,		что	лифт		выб­
	ран на заданную производи­
	тельность, обеспечивает						ми­
	нимум	первоначальных					и
	эксплуатационных				расходов
	и имеет ограниченную						(по
	максимуму)		скорость			дви­
	жения	кабины. При указан­						Рис. 32. Оптимальные диаграммы дви­
	ных условиях оптимальная
								жения кабины пассажирского лифта'
	диаграмма движения					каби­		при постоянных значениях рывка ско­
	ны имеет		одинаковые				по	рости в интервалах изменения ускорений

длительности интервалы пус­ ка и замедления, в течение которых ускорение и рывок скорости

не превышают максимально допустимых значений, и интервал равномерного (установившегося) движения, в течение которого скорость движения кабины не превышает максимального зна­ чения.

Существуют - различные законы движения кабины, признан­ ные оптимальными. В простейшем случае, показанном на рис. 32, в интервалах пуска и замедления рывок скорости р изменя­

ется	скачкообразно, ускорение а — по	трапецеидальному		зако­
ну,	скорость V имеет параболические	участки	(«скругления»)
при	изменении ускорения движения.	Расчет	элементов	опти­

мальной диаграммы можно произвести по формулам, приве­ денным в табл. 11. В более сложном случае оптимальный закон движения кабины может быть обоснован вариацион­ ными методами. Применение интегрального критерия, обеспечивающего плавность переходных процессов движения кабины при ограничении рывков и ускорений, позволяет полу­ чить оптимальный закон движения (рис. 33) [18]. В интервале пуска, когда 0 < /< /ш рывок скорости р, ускорение а и скорость. V описываются следующими зависимостями:

Р = Ртах sin Ci)/;

t

а = J рdt = amax (1 — COSCÛ/)/2;

Ci	Таблица i1
4^
Расчетные формулы оптимальной диаграммы движения кабины пассажирского лифта к рис.	32

Режим работы
Интервал		вре­	о <	t < t 1
мени,	с
Рывок	скорос­		Р ^	Ртах
ти р, м/с3
Ускорение а,			а ~	Ртах^
м/с2
Скорость V,		м/с	v = Ртах^“/2

Пуск

t\	t	< /2	h <	t < t 3
	II CL	О	P —	Ртах
а — flmax			й = Дтах “1"Pmax^y/^max Pmax^

v — amaxt — ашах^Ртах	v	= — amax/2Pmax ~ Pmaxuy/2amax +
	+	(% ax + ^yPmax/^max) ^ Pmax^~/2

Установившееся дпнжеиис

*3 < * < *4

II .о

О

a = 0

II »

Путь 1, м	^ —	Ртах^3/^	' - < 4 « /6 P L X -	1	~	amax^Pînax		"P Pmaxyÿ/^aniax	l — Vyt	^y (^max/Pmax +
									+	üyA*max)/2
			атах^/2Ртах +	-	(û L x /2Pm ax+Pm ax^/2ûL x) * +
			+ ûmax^2/ 2		+	(°inax/2 +	Pmaxuy/2amax) t u
						-	P	^ 3/6

1750 .гкЗ

Время оконча­ ния интервала, с

Ускорение в конце интерва­ ла, м/с2

Скорость в кон­ це интервала, м/с

Путь, пройден­ ный к концу интервала, м

h — amax/Pmax

12 — %/ûmax

ai = flmax

a 2 ~ amax

Vl = amax/2Pmaxj(

y2 = ü y - < 4 ax/2pmax

h = amax/®Pmax	^2 =	^max^Pmax
	+	üy (t/y/ûfmax

— amax/Pmax)/2

^3 — Ûmax/Pmax “b üy/amax

O II со <3

II

h — vy (amax/Pmax + uy/amax)/2

^4 ~ Ûmax/Pmax + “huy/«max + ^y/üy

a4 = 0

O II 5?

h = — (^max/Pmax +

+ vy /am ax)№

а>

сл

05

05

Режим работы

Интервал вре­ мени, с

Рывок скорости р, м/с3

Ускорение а, м/с3

Скорость V, м/с

Путь 1, м

^4 ^ ^ < /б

Р =

Ртах

а — Ртах — ^4)

0 -= Vy — ртах (t — ti)2/2

1 = /4 + Vy (t — t4) —

Ртах — ^ )3/®

Продолжение табл. 11

Замедление (останоп)

h < t < t ü

U < t < t 7

O

II

.Q

a ------amax

V = V5 % ax (t — h ) =	Vy +
"b amax/2Pmax °max	— ^4)

1 = U — ûmax^6Pmax +

+(*ty + ûmax^Praax) — ^4) —

—ûmax — ^4)^/2

P = Ртах

о = — cmax — Pmaxüy/ûmax +
	+	Ртах		^4)
v=V y -f a^,ax/2pmax +				Pmaxuy/2amax +
+ (— cmax — Pmaxyy/amax)					^4) +
	+	Ртах	— ^ )2/2
1 — 14	атах/®Ршах			Ршах^у/®атах
-f (vy +	^тах/^Рш ах^Ртах^у/^^ах) X
X (t — £4) -\- (				Ятах/2
— Ртах%/2^тах)				^4)**
	+	« -	<	, >»

Время оконча­ ния интервала, с

Ускорение в конце интерва­ ла, м/с3

Скорость в кон­ це интервала, м/с

Путь, пройден­ ный к концу интервала, м

h — h + ainax/Pmax

*6 — h + uy/ûinax

^7 ~ ^4 + ^max/Pmax + üy/amax

^5 =

сшах

aG~

flmax

a7 = 0

v5 = Vy— a^ax/2pmax = v2

ü6 = ^ ax/2pmax = 4

0; = 0

		J1
I5 = h + °max (üy	“ ^4 flmax^®Pmax "f“	^7 = U + vy (amax/pmax +
— 0max/®Pniax)/Pmax	+ üy (^max/Pmax + % /flmax)/^	+ Uy/rtmax)/2

Оз -J

/ t	1
	(ù■sin (ût )■
где ршах — максимальное (допустимое)	значение рывка скорости:	Ртах =

= шатах/2 = яОтах/^ш Стах— максимальное (допустимое) ускорение; оу — скорость в установившемся режиме; Ну = am&xtn/2 = vH.

Аналогичными формулами описывается интервал замедле­ ния движения (или останова) кабины.

Описанные оптимальные диаграммы движения кабины лиф­ та реализовать нельзя вследствие ограничений, связанных с физическими процессами, происходящими в приводном электро­ двигателе и в аппаратуре управления. Однако применение со­ временной полупроводниковой регулировочной аппаратуры поз­ воляет выполнить заданные диаграммы движения с весьма вы­ сокой степенью точности. При этом для упрощения схемных решений узла, формирующего, например, диаграмму заданной скорости, следует ориентироваться на наиболее простой опти­ мальный закон движения, показанный на рис. 32.

3.6. НАГРУЗОЧНЫЕ ДИАГРАММЫ И ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ ЛИФТОВЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При построении нагрузочных диаграмм лифтовых асинхрон­ ных электродвигателей следует учитывать способы управления, электромеханические характеристики двигателей и уравнение движения.

Нагрузочные диаграммы асинхронного двухскоростного электродвигателя (см. рис. 23), работающего в системе нерегу-

Рис. 33. Оптимальные диаграммы движения кабины пассажирского лифта при синусоидальном изменении рывка скорости в интервалах пуска и за­ медления

Рис. 34. Нагрузочные диаграммы лифтового двухскоростного асинхронного' электродвигателя:

1 и 2 — ток и момент при работе на обмотке большой	скорости;	3 и 4 — ток	и момент
при работе на обмотке малой скорости; 5 — угловая	скорость;	5 — момент	механиче­
ского тормоза

лируемого электропривода с релейно-контакторным управлени­ ем, в соответствии с уравнением (1) и выражениями (4) н (7) представлены на рис. 34. Эти диаграммы значительно отлича­ ются от оптимальных, в частности, тем, что диаграмма угловой скорости (скорости) является несимметричной, причем ускоре­ ние на участке генераторного торможения может быть весьма большим. Особенностью этих диаграмм является также значи­ тельная сила пускового тока двигателя, в несколько раз превы­ шающего номинальный.

Нагрузочные диаграммы, близкие к оптимальным, могут быть получены при тиристорном фазовом управлении асинхрон­ ным двигателем. При этом необходимо правильно выбрать при­ водной асинхронный двигатель, который должен отвечать сле­ дующим требованиям:

1) максимальный и начальный пусковые моменты двигателя должны быть приблизительно одинаковыми и превышать номи­ нальный момент не менее чем в 3 раза;

2)сила начального пускового тока двигателя должна превы­ шать силу номинального тока не более чем в 5 раз;

3)отношение момента инерции ротора двигателя к номи­ нальному моменту должно быть не более 4-10"3 кг-м2/'(Н*м);

4)уровень шума, производимого двигателем при работе, дожен быть не более 80 дБ;

5)двигатели должны быть изготовлены с применением изо­ ляции класса F\

6)двигатели должны иметь принудительную вентиляцию, обеспечивающую интенсивный отвод тепла при остановке или пониженной частоте вращения.

Если двигатель отвечает перечисленным требованиям, то, не­ смотря на большое число включений в час (до 120), будут обес­ печены допустимый уровень нагрева и расчетный срок службы. Более всего по электромеханическим свойствам указанным тре­

бованиям отвечают асинхронные электродвигатели крановой

серии, однако они не отвечают требованиям уровня звуковой мощности и не имеют принудительной вентиляции. Ниже при­ водятся идеализированные нагрузочные диаграммы (тока, мо­ мента и частоты вращения) асинхронного двигателя лифта с тиристорным фазовым управлением при работе его в интервале замедления в режиме динамического торможения (рис. 35 и табл. 12).

Диаграммы построены в относительных единицах в реаль­ ном масштабе времени с помощью уравнения движения (1), формул тока и момента (9) в двигательном режиме, формул тока и момента (17) и (18) в режиме динамического троможения для следующих условий:

I)в качестве приводного двигателя использован асинхрон­

ный двигатель		типа	iM.TK.B411-6		(мощность	17	кВт	при
П В=40	%, частота вращения 950 об/мин, момент инерции ро­
тора 0,475 кг*м2}, характеристики двигателя						приведены		на
рис. 36;						Т а б л и ц а		12
Характеристика нагрузочных диаграмм асинхронного электродвигателя лифта
с тиристорным фозовым управлением
Показатель			Обозна­	Расчетные формулы		Подъем	Спуск
			чение
Время пуска, с			tn		vn/an	1,4		1,4
Время замедления		(тор­	tT	/•г =	Vu/üq*	1,4		1,4
можения), с
Ускорение	при	пуске,>	ап		—	1		1
м/с2

Ускорение при замедле­ нии, м/с2

Момент в начале пуска, Н-м

Момент в начале замед­ ления, Н-м

Сила тока в начале пус­ ка, А

Сила тока в конце пус­ ка, А

Сила тока в начале тор­ можения, А

Сила тока в процессе торможения А (при v =

= v / v „ = 0 ,l)

flip					—			1	1
							va	187	102
AfT3	A4<J3 =			MQ --- J			dm	—17	—102
							Vu
h	I —I			л /		^	ni	125	92
	1		" V			M n
h				h	=	l e		35	30
h	I3 =	1		f	A^T3WH			46	113
h	/j =	I /			A4X3coH			16	40

У