Асинхронный электропривод лифта (Бакалаврская работа)

113

7 - для усиленной изоляции, а также для двойной изоляции, при

невозможности проведения испытания ее составных частей.

Изоляция электрическая гальванически разделенных цепей питания

относительно корпуса и цепей входных - выходных сигналов в течение 1
минуты должны выдерживать напряжение синусоидальной формы 500В (при
24В), 1500 (при ПО и 220 В).
Минимальное сопротивление между цепями:
40 МОм - при нормальных условиях,
10 МОм - при верхнем значении температуры,
2 МОм - при верхнем значении влажности.

Значение тока утечки между каждым полюсом сети электропитания и

всеми доступными для прикасания токопроводящим и частями,
соединенными вместе, не должно превышать значений, приведенных в
таблице 3 ГОСТ 26104-89.

6.6.

Требования к защите от перегрева

Нагрев прибора при нормальной - эксплуатации не должен вызывать

пожара или деформации и представлять опасность для оператора при касании
доступных частей.

Корпус прибора должен обладать достаточной стойкостью к воздействию

внешних механических факторов при повышенной температуре.

Нагрев отдельных частей и элементов прибора не должен превышать

значений, указанных в таблице 4 ГОСТ 26104-Я9.

114

6.7.

Требования к механической прочности

Прибор должен иметь достаточную механическую прочность,

электрические соединения и изоляцию токоведущих частей, а также
крепление элементов и частей прибора не должно разрушаться при
механических воздействиях.

Конструкция прибора должна исключать возможность короткого

замыкания изоляции между частями цепи сети (или цепям и эквивалентными
сети) и доступными металлическим частями из-за случайного ослабления
проводов, винтов и тому подобного.

Прочность, соединения проводов не должна зависеть только от пайки,

провода  перед  пайкой  должны  загибаться  в  отверстие,  или  обматываться
вокруг контактного лепестка. Если соединительные провода перегибать или
обматывать  нельзя,  то  прочность  монтажа  должна  быть  обеспечена  при
помощи  кабельных  зажимов  или  кабельных  монтажных  жгутов  и  путем
применения  изоляционной  трубки  установленного  диаметра  для  защиты
проводов  от  механических  воздействий,  Это  требование  не  относится  к
концам проводников компонентов в печатных платах.

Изоляционный материал, на котором закрепляются части, соединенные с

сетевым питанием (контакты выключателей сетей, держатели предохрани
гелей, сетевые разъемы и тому подобное) должен быть теплостойким, если в
нормальных условиях по этим частям проходит ток свыше 0,5 А.

115

6.8 Расчёт искусственного заземления

Данные для расчёта приведены в таблице 34
Таблица 34 - Данные для расчёта

Тип
заземлен
ия

Длин
а,
l, м

Диамет
р,
d, мм

Глубина
заложения
заземлител
я,

, м

Расстояние
между
одинарными
заземлителя
ми,
а, м

Удельное
сопротивлен
ие
грунта для

супеска,

Доп
.
соп
р.

,Ом

Стальная
труба

2,5м 50мм

0,8м

2,5м

400

4
Ом

Тип обвязки вертикальных заземлителей, расположенных по контуру:

стальная полоса. Определим общее сопротивление одиночных заземлителей
для вертикально заглублённых в грунте и глубину заложения середины
электрода от поверхности грунта:

𝑅𝑅

ОБ

400

2 ∙ 14 ∙ 2.5 ∙ �𝑙𝑙𝑙𝑙

2 ∙ 2.5

0.05 +

1
2 ∙ 𝑙𝑙𝑙𝑙

4 ∙ 2.05 + 2.5
4 ∙ 2.05 − 2.5� = 120ом;

(8.3)
где  l,  d  и  H  –  длина,  диаметр  и  глубина  заложения  середины  электрода  от
поверхности грунта, м.

Так как общее сопротивление заземлителя больше допустимого, то

необходимо принять несколько заземлителей. Определим количество
заземлителей по формуле:

гр

Ом м

⋅

Rз

Ом м

⋅

ГР

ОБ

2l 1 4H l

;

2 l

d 2 4H l









−





H 0,8

2,5 2,05м;

116

где

- коэффициент использования вертикальных заземлителей,

определяемый из таблицы 4.

Примем

при размещении по контуру.

Коэффициенты использования заземлителей из труб или уголков без

учёта влияния полосы связи приведены в таблице 35

Таблица 35 – Данные коэффициента

Отношение

расстояния

между

трубами

(уголками к их

длине)

При размещении в ряд

При размещении по контуру

Число труб

(уголков)

Число труб

(уголков)

0,84-0,87

0,66-

0,72

0,76-0,8

0,58-

0,65

0,67-0,72

0,52-

0,58

0,56-0,62

0,44-

0,5

0,51-0,56

0,38-

0,44

0,47-0,5

0,36-

0,42

ОБ

120

42шт.,

4 0,72

⋅ η

⋅

0,72

η =

117

Коэффициенты использования

параллельно уложенных полос

приведены в таблице 36

Таблица 36 – Данные коэффициента

Длина
каждой
полосы,
м

Число
параллель-
ных полос

Расстояние между параллельными полосами, м

2,5

0,56

0,65

0,75

0,80

0,85

0,37

0,49

0,60

0,73

0,79

0,25

0,37

0,49

0,64

0,72

Определим сопротивление соединительной полосы заземлителей в

грунте по формуле:

где а – расстояние между заземлителями, ;
n – количество заземлителей, принимаемое из расчёта;

ПОЛ

−

длина соединительной полосы.

Примем а = 1м, тогда

0,25

η =

при числе полос:

10.

Длина полосы равна:

Сопротивление соединительной полосы:

ПОЛ

400

2 43,05

=17,2Ом.

2 3,14 43,05 0,02 0,8

⋅

Определим общее сопротивление заземляющего устройства

(заземлителей и соединительных полос) по формуле:

ОБ

ПОЛ

общ

ОБ

ПОЛ

В,Г

;

⋅

⋅ η

⋅ η ⋅

гр

ПОЛ

2 l

b H

⋅

ПОЛ

1,05 a (n 1),

⋅ ⋅

−

ПОЛ

1,05 1 (42 1) 43,05м

⋅ ⋅

− =

118

общ

120 17,2

3,78Ом.

120 0,21 17,2 0,71 42

⋅

где

ПОЛ

- коэффициент использования соединительной полосы, определяется

по таблице 11,

В,Г

η - коэффициент использования заземлителей (

0,72

η =

При расположении полосы по контуру труб выбираем

ПОЛ

0,21

Полученное значение полного сопротивления защитного заземления

удовлетворяет условию:

общ

4Ом

≤

Защитное заземление в представлено на рисунке 55.

Рисунок 55. Расчет защитного заземления

119

6.9.

Охрана окружающей среды

Рабочий механизм содержит огромное количество компонентов,

которые содержат вредные вещества и представляют угрозу, как для человека,
так и для окружающей среды.

К таким веществам относятся:
• свинец (накапливается в организме, поражая почки, нервную

систему);

• никель и цинк (могут вызывать дерматит);
• щелочи (прожигают слизистые оболочки и кожу). [24, 27]
Поэтому электродвигатель требует специальных комплексных методов

утилизации. В этот комплекс мероприятий входят:

• отделение металлических частей от неметаллических;
• металлические части переплавляются для последующего

производства;

• неметаллические части подвергаются специально переработке.

В настоящее время ведется создания и внедрения безотходной технологии в
ряде отраслей промышленности, однако полный перевод ведущих отраслей
промышленности на безотходную технологию потребует решения большого
комплекса весьма сложных технологических, конструкторских и
организационных задач.

6.10 Правовые и организационные мероприятия обеспечения
безопасности

С целью поддержания системы электропривода в исправном и

работоспособном состоянии на протяжении всего срока эксплуатации,
предусмотрены следующие мероприятия:

- обслуживание лифта осуществляется лифтером и включает в себя

проведение ежесменных осмотров лифта;

- аварийно-технического обслуживания и модернизация лифта;

120

- ежегодное подготовка лифта в техническому освидетельствованию

[8].

Обслуживание лифта должно проводиться электромехаником,

лифтером, оператором в соответствии с производственными инструкциями и
инструкцией по эксплуатации лифта.

При отсутствии диспетчерского пункта наличие оператора не

требуется.

Допускается возлагать обязанности лифтера на электромеханика.

6.11.

Защита в чрезвычайных ситуациях

Пожарная безопасность

Кабины грузовых лифтов со сплошными дверями, кроме лифтов с

наружным управлением, а также кабины пассажирских лифтов для жилых и
общественных зданий и зданий промышленных предприятий должны иметь
естественную вентиляцию.

Кабины пассажирских, больничных и грузовых лифтов (с

проводником) со сплошными дверями в тропическом исполнении должны
иметь естественную и принудительную вентиляцию.

Пассажирские лифты с автоматическими дверями со скоростью 1,0 м/с

и более должны иметь режим работы "пожарная опасность", включающийся в
работу по сигналу от систем автоматической пожарной сигнализации здания
и обеспечивающий, независимо от загрузки и направления движения кабины,
возвращение ее на основную посадочную площадку, открытие и удержание в
открытом положении дверей кабины и шахты.

Облицовку купе кабины, плафоны, настилы полов, а также кнопки

приказов и вызывных постов следует изготавливать из негорючих или
трудногорючих материалов.

В крыше кабины лифта, используемого для перевозки пожарных

подразделений, должен быть предусмотрен люк размером не менее 700х500

121

мм. Люк должен быть оборудован выключателем, контролирующим его
запирание.

Двери шахты лифта должны быть противопожарными второго типа и

соответствовать требованиям СНиП 2.01.02 (разделы 3 и 4).

Предел огнестойкости дверей шахты пассажирского лифта для жилых

зданий со скоростью до 1,0 м/с включительно не устанавливается.

Двери шахты грузовых лифтов допускается не оснащать устройством

для самозакрывания.

Грузовые малые лифты с двумя остановками допускается исполнять в

металлокаркасной шахте с ограждением из металлических листов. При этом
противопожарные требования к шахтным дверям не предъявляются.

При технических неисправностях или стихийных бедствиях

(землетрясение, наводнение и т.д.) для безопасности человека в лифте
применены следующие выключатели безопасности, отвечающие требованиям
Правил [8]:

• концевые (п. 6.4.9);

• закрытия двери кабины (п. 5.5.21);

• замка двери перегородки кабины (п. 3.6);

• замка аварийной двери кабины (п. 5.5.26);

• закрытия двери шахты (п. 5.1.29);

• автоматического или неавтоматического замков двери шахты (п.

5.1.29);

• закрытия аварийной двери шахты (п. 5.1.32);

• замка аварийной двери шахты (п. 5.1.32);

• проема обслуживания шахты (п. 4.2.8);

• закрытия двери приямка (п. 4.2.25);

• замка люка кабины (п. 5.5.28);

• закрытия люка тротуарного лифта (п. 5.2.6);

• автоматического замка люка тротуарного лифта (п. 5.2.6);

• загрузки кабины (п. 6.4.25) ;

• перегрузки кабины (п. 6.4.18);

• ограничителя скорости (п. п. 5.8.3, 5.8.4);

• ловителей (п. 5.7.11);

• слабины тяговых канатов (цепей) (п. 6.4.29);

• натяжного устройства уравновешивающих канатов (п. 6.4.31);

122

• натяжного устройства каната ограничителя скорости (п. 5.8.5);

• устройства ручного привода лебедки (п. 5.4.8);

• тормоза безредукторной лебедки (п. 5.4.15);

• убирающегося упора в приямке (п. 4.2.22);

• гидравлического буфера (п. 5.9.7);

• приямка (п. 6.4.37);

• блочного помещения (п. 6.4.37);

• кнопка "Стоп" (п. 6.4.36 с учетом требований п. 6.3.4)

Заключение по социальной ответственности

Сложная проблема производства энергии и сохранения окружающей

среды волнует всех людей и в первую очередь специалистов и ученых,
которые предлагают разные способы ее решения.

В моей работе рассмотрен яркий пример того как можно улучшить

состояние  окружающей  среды.  Разрабатываемая  система  управления
электроприводом  является  энергосберегающей.  Привод  с  регулируемой
частотой вращения вала электродвигателя может также работать в "режиме
ожидания",  что  снижает  потребление  электроэнергии,  что  в  свою  очередь
связано с уменьшением воздействием на окружающую среду.

В системе предусмотрен также электромагнитный фильтр, который

исключает образование помех другим электрическим системам здания и
соответствует директивным указаниям по электромагнитной совместимости.

Изоляционные прокладки между подлебёдочными балками и стеной

шахты сводят до минимума передачу вибраций к зданию от лифтовой
системы.

Тем самым можно сказать, что работа является социально значимой для

общества.

123

Заключение

Целью данной выпускной квалификационной работы является

разработка  и  исследование  регулируемого  электропривода  лифта,  который
будет  в  полной  мере  будет  соответствовать  техническим  условиям  и
требованиям;  таких  как  количественная  и  качественная  оценка  процессов
динамических, совершающихся в системе электромеханической лифта.

Для достижения поставленных требований, формирования

современной  и  надежной  системы  управления  технологическим  процессом,
первым  шагом  в  работе  было  подробное  изучение  протекания
технологического  процесса  и  особенностей,  требований  и  условий
эксплуатации лифта.

Для увеличения надежности работы лифта разработана трехуровневая

структура технологического комплекса технических средств. Было расчитано
и выбрано основное технологическое оборудования системы.

Последующим этапом работы стало создание модели динамической

АД во системе вращающейся координат для расчета процессов переходных.
Получив и проанализировав результаты моделирования можно сказать о том,
что данная модель ведет себя адекватно. Скорость номинальная, момент и ток
соответствует расчетным параметрам скорости и момента.

Так же были собраны модели для проведения оптимизации и

настройке регулирования контуров электропривода.

Также была разработана динамическая модель лифта. Скорость

подъема кабины лифта соответствует заданию техническому.

На основании данной модели электродвигателя во вращающейся

системе  координат  и  модели  лифта  создаем  имитационную  модели
нелинейного  электропривода  лифта  с  обязательным  учетом  всех
нелинейностей,  а  также  ограничений  регуляторов  на  выходе.  На
разработанной  модели  смоделирована  и  проверена  работоспособность
разработанного электропривода в основных режимах.

124

На основании экспериментальных показателей проанализировав

работу привода лифта, можно с большой уверенностью сказать о том, что при
отработки заданий полученных на графиков отсутствуют броски тока и
момента, а скорость выходит на номинальную без существенной ошибки, т.е.
исследуемый электропривод полностью отвечает всем предъявляемым
требованиям.

Проанализировав выше сказанное можно сказать о том, что цели

поставленные и задачи были выполнены. Результаты, которые получили при
выполнении работы данной могут с успехом применяться при разработки
новых и модернизации существующих лифтов.

Также в данной работе были рассмотрены основные вопросы

социальной ответственности проекта и рассчитана смета капитальных затрат.

125

Список использованных источников

1. Автоматизация технологических процессов. Компания ЭЛЕСИ

[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.elesy.ru/,
свободный. – Загл. с экрана.

2. ГОСТ 22011-95. Лифты пассажирские и грузовые. Технические условия.

- Введ. 1997 - 01 - 01. - Минск: Изд-во стандартов, 1995.
(Межгосударственные стандарты).

3. ГОСТ 22011-95 Лифты пассажирские и грузовые. Технические условия
4. Исследование переходных процессов в электромеханической системе

пассажирского лифта с использованием программной системы Matlab.
С.В. Бондарев, Ю.П. Горбатенко, О.В. Закора.

5. Лифты. Учебник для вузов /под общей ред. Д.П.Волкова - М.: изд-во

АСВ, 1999. - 480 стр. с илл.

6. Методические указания по разработке раздела «Социальная

ответственность» выпускной квалификационной работы магистров всех
направлений (специальностей) и форм обучения ТПУ На/Сост.
Ю.В.Бородин, В.Н.Извеков, Е.В.Ларионова,А.М.Плахов. - То Томск:
Изд - воТомского политехнического универ-та, 2014. – 20 с.

7. Нагрузка кранов. Григорьев Н.И. –М. –Л. : Машиностроение, 1964.
8. Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов: ПБ 10-558-03:

утв. Гостехнадзором России 16.05.03 : обязат. для всех м-в, ведомств,
предприятий и орг., независимо от их орг.-правовой формы и формы
собственности, а также для индивидуал, предпринимателей. - СПб.
:ДЕАН, 2005. - 172 с.: ил.

9. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов.

Ч. 8. Асинхронный частотно-регулируемый электропривод: учебное
пособие / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. – Томск: Издательство
Томского политехнического университета, 2009. – 354 с.

10. Производственно-технический центр «Привод» [Электронный ресурс].

- Режим доступа: http://www.reductor58.ru/, свободный. – Загл. с экрана.

126

11. Системы

управления

асинхронных

частотно-регулируемых

электроприводов: учебное пособие / О.П. Мальцева, Л.С. Удут, Н.В.
Кояин; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2011. – 476с.

12. Удут Л.С. Проектирование и исследование автоматизированных

электроприводов.  Часть  6.  —  Механическая  система  электропривода
постоянного тока : Учебное пособие / Л.С. Удут, ОЛ. Мальцева. Н.В.
Кояин.  -  Томск:  Изд-во  Том.  политех,  ун-та,  2004.  -  144  с.:  ил.  -
Библиогр.: с. 140.

13. Электропривод переменного тока: учебное пособие / А.Ю. Чернышев,

Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев; Томский политехнический
университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2011. – 213с.

14. ЭЛПРО-М [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.elprom-

rit.com/, свободный. – Загл. с экрана.

15. ICCSR26000 : 2011 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

ОРГАНИЗАЦИИ. ТРЕБОВАНИЯ

16. IEK [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.iek.ru/,

свободный. – Загл. с экрана.

17. LEM [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.lem.com/ru/ru,

свободный. – Загл. с экрана.

18. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений

"Методы менеджмента качества" №1 2003 г.

19 Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Функционально-стоимостный анализ.

Экскурс в историю. "Методы менеджмента качества" №7 2002 г.

20. Основы функционально-стоимостного анализа: Учебное пособие / Под

ред. М.Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. - М.: Энергия, 1980. - 175 с.

21. Скворцов Ю.В. Организационно-экономические вопросы в дипломном

проектировании: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 2006. – 399 с.

Приложение А

Графическая часть.

128

Кабина

Противовес

G=m

прот

G=m

прот

тр

l23

l12

тр

эп

ред

квш

Упрощенная кинематическая схема лифта

Асинхронный электропривод лифта (Бакалаврская работа) - часть 8