63

5. Электрический расчет лифта.

1. Основные требования к электроприводу лифтов.

Рассматриваем пассажирские лифты.

По кинематической схеме подъема различают:

• Лифты с редукторной передачей и канатоведущим шкивом.

• Лифты с без редукторной лебедкой.

По скорости подъема различают:

• Тихоходные лифты со скоростью меньше 0,5 м/сек.

• Быстроходные лифты со скоростью равной или меньше 1,0 м/сек.

• Скоростные лифты со скоростью более 1,0 м/сек.

Величины предельного ускорения, замедления ограничены: для тихо, быстроходных лифтов ускорение равно или меньше 1,5 м/сек²; для скоростных – ускорения равно или больше 2,5 м/сек².

Грузоподъемность пассажирских лифтов от 250 до 1500 кг ( от 3 до 21 чел.). Характерная особенность лифта – обязательное наличие направляющих, в которых перемещается кабина. По техническим нормам электропривод пассажирского слабо загруженного лифта должен обеспечить остановку кабины с точностью не более ± 35 – 50 мм. Точность остановки зависит от тормозного пути, проходимого кабиной при торможении:

(5.1.)

где J – момент инерции, приведенный к валу ЭД;

ω_нач.т. – угловая скорость ЭД перед началом торможения;

D – диаметр канатоведущего шкива;

М_Т, М_С – тормозной и статический момент ЭД.

Анализируя выражение (5.1) делаем вывод: повысить точность остановки можно либо, снизив момент инерции и угловую скорость перед началом торможения, либо увеличить тормозной и статический момент ЭД.

Наиболее эффективно и доступно уменьшение угловой скорости перед началом торможения ЭД.

Более точные требования к точности остановки лифтов:

• Точность ± 10 мм достаточна во всех видах лифтов

• Точность ± 50 мм достаточна в лифтах без тележек.

Точность ± 10 мм достигается при скорости равной или меньше 0,15 м/сек, а чтобы достичь ± 10 - 15 мм при скорости равной 0,5 м/сек, необходимо снижать скорость перед торможением.

В лифтах со скоростью равной или больше 0,5 используют двухскоростные ЭД с отношением ω₁ / ω₂ = 1 : 4, 1 : 5.

При использовании односкоростного ЭД точности ± 50 мм можно достичь при скорости равной или меньше 0,5 м/сек, точности ± 15 мм можно достичь при скорости равной или меньше 0,15 м/сек. Для лифтов со скоростью равной 0,5 м/сек максимальное ускорение меньше или равно1 м/сек²

2. Основные расчеты.

Расчет электропривода лифта начинается с выбора кинематической схемы. Различают лифты с противовесом и без противовеса. Применение противовеса снижает нагрузку на лебедку и приводит к снижению мощности ЭД.

Противовес выбирают по формуле:

Q_пр = Q₀ + ψ Q_Н , (н) (5.2.)

где Q₀ – вес пустой кабины, (н);

Q_Н – номинальная грузоподъемность , (н);

ψ – коэффициент уравновешивания (для пассажирских лифтов ψ = (0,35 – 0,4).

Для определения Р_ЭД необходимо найти усилие на канатоведущем шкиве или барабане, которое складывается из следующих составляющих:

Рис. 5.1 Кинематическая схема лифта

а) веса неуравновешенного груза

Q_Т = Q₀ + Q_Н , (н) (без противовеса)

б) веса уравновешенного груза

при подъеме Q_{Г. пр} = Q₀ + Q_Н - Q_пр = Q_Н(1- ψ) (н)

при опускании пустой кабины

Q_Т = Q_пр - Q₀ = Q_Н ψ, (н)

в) веса неуравновешенных канатов

Q₁ = ± q_к пН

Q₁- - может противодействовать движению (+), либо помогать ему (-)

г) сопротивления движению от трения башмаков кабины и противовеса о направляющие.

Q₂ = μ∑ q, (н)

Μ – коэффициент сопротивления движению

∑ q – силы давления башмаков на направляющие.

д) сопротивления перемещению каната по канатоведущему шкиву:

Q₃ = 0,03 sin β ∕ 2 F, (н)

β – угол обхвата шкива канатом,

F – наибольшая сила натяжения на шкиве, н.

е) сопротивления перемещению канатов по отводным блокам, включая и блоки натяжных устройств

Q₄ = ∑(к sin β_i F)

к= 0,04 – для блоков на подшипниках скольжения

к= 0,02 – для блоков на подшипниках качения.

ж) сопротивление воздуха:

S – площадь кабины, м²

V – скорость перемещения, м/сек.

Наибольшее усилие на шкиве при установившемся движении:

• без противовеса

• с противовесом

Необходимая мощность на валу ЭД (с противовесом)

η_л – КПД лебедки лифта;

к_р =0,9 – коэффициент использования ЭД по мощности;

ε_н – ПВ=40%

ε_кат – ПВ приведенная в каталоге для выбранного ЭД.

Выбранный по каталогу ЭД проверяют по перегрузочной способности (по условиям пуска).

М_ср.п ≥ к М_{ст.макс.}

к – коэффициент перегрузки по моменту для лифтов к=2

М_ср.п – средний пусковой момент выбранного ЭД

(Для АД с к.з. ротором)

где к_П = М_П / М_Н ; к_М = М_К / М_Н

к_П , к_М – выбираем из каталога;

М_{ст.макс.} – максимально возможный статический момент на валу ЭД

i – передаточное число редуктора;

D – диаметр канатоведущего шкива.

Если лифт совершает большее число остановок, чем рекомендовано, то ЭД проверяется на нагрев.

Для проверки ЭД на нагрев надо определить эквивалентную мощность за цикл и сравнить с номинальной мощностью выбранного ЭД для определенного ПВ режима. Стандартный ПВ для лифтов равен 40%.

Вначале приводим график моментов к стандартному виду рис. 5.2, б и определяем М_экв

При выборе ЭД из серии ПВ режима необходимо помнить, что номинальные паспортные данные установлены заводом при работе ЭД по стандартному графику с учетом изменения условий охлаждения, что учитывается коэффициентами α и β. α – отражает ухудшение охлаждения ЭД при разгоне, торможении (принимается – 0,75). β – учитывает ухудшение охлаждения ЭД в период пауз (принимается – 0,5)

Приведенные графики М= f(τ) и Р= f(τ) Рис. 5.2.(а, б, в)