Мощность моторов для эскалатора

Электрические двигатели эскалаторов.

Для главного привода эскалаторов применяются трёхфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором на напряжение 380 вольт, а для вспомогательного асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором на напряжение 380 вольт. Мощность двигателей зависит от длины ходового полотна в пределах от 70 до 200 киловатт. Для станций мелкого заложения высотой до 20 метров применяется, как правило, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью от 12 до 55 киловатт. В главных приводах эскалаторов применяются электродвигатели серий АКЭМ, 4АНК и АКЭ, а вспомогательных серий 4А, АИРМ132, АОФ-51-4.

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором имеют ряд положительных качеств, дающих им преимущество перед другими типами электродвигателей. Конструкция их проще, изготовление дешевле и они надёжны в эксплуатации. Однако двигатели с короткозамкнутым ротором большой мощности не могут быть применены в следствии больших величин пусковых токов, которые в 5-7 раз превышают номинальный ток электродвигателя. При пуске такого электродвигателя, вследствие потребления большого пускового тока на одном из питающих фидеров, может произойти посадка напряжения. Как правило электрическая аппаратура эскалаторов допускает снижение напряжения не более 15% и при больших посадках напряжения нет гарантии нормальной работы аппаратуры эскалаторов. В связи с этим в главных приводах эскалаторов, с большой высотой подъёма, электродвигатели с короткозамкнутым ротором не применяются, а применяются двигатели с фазным ротором.

Электродвигатель эскалатора должен обеспечить не только запуск эскалатора с расчётной нагрузкой, но и пуск эскалатора, работавшего на подъём с пассажирами, после его внезапной остановки при расчётном заполнении лестничного полотна. В этом случае электродвигателю приходится преодолевать большие усилия для перевода лестничного полотна из статического состояния в состояние движения. Эти усилия значительно больше, чем те которые должен развивать электродвигатель для перемещения уже движущегося лестничного полотна. Исходя из этих соображений электродвигатели для эскалаторов выбираются с большим пусковым моментом, кратность которого, приблизительно в два раза больше, по отношению к номинальному моменту.

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором серии АКЭМ (рис.1) состоит из литой чугунной станины 7, в которой закреплён сердечник 5, собранный из листов электротехнической стали. В пазах сердечника уложены катушки обмоток 4. Сердечник с обмоткой называется статором. Внутри статора расположен ротор, состоящий из вала 1 и насаженного на него сердечника 6. Вал ротора сидит на подшипниках 2, 14, установленных в подшипниковых щитах 3, 8, которые прикрепляются к станине болтами, равномерно распределёнными по окружности щитов. У двигателя на рисунке 1 подшипники закреплены в корпусах 15, 16, установленных в подшипниковых щитах.

Концы обмотки присоединены к контактным кольцам 13, которые изолированы между собой и от вала и сидят на контактных шпильках 9. Каждая шпилька имеет контакт только с одним из трёх контактных колец. К поверхности контактных колец прижимаются щётки 12, расположенные на оси 11. Щётки закреплены в щёткодержателях 10 и прижимаются к контактным кольцам пружинами. Вывод роторной обмотки служит для подключения пусковых резисторов, обеспечивающих плавный пуск и ограничение пускового тока.

Читайте также:  Контроллер для bldc мотора своими руками

Рис. 1 Общий вид электродвигателя

1 — вал ротора 9 — контактные шпильки

4 — катушки обмоток статора 10 — щёткодержатели

5 — сердечник статора 12 — щётки

6 — сердечника ротора 13 — контактным кольцам

7 — чугунная станина статора 2, 14 — подшипники

3,8 — подшипниковые щиты ротора

Двигатели других серий отличаются от рассмотренного конструктивным выполнением отдельных деталей. Двигатели с короткозамкнутым ротором не имеют щёточного устройства и обмотка ротора выполняется в виде короткозамкнутого витка.

Принцип действия асинхронного трёхфазного электродвигателя основан на том, что переменный ток проходя по обмоткам статора создаёт вращающее по окружности магнитное поле с частотой питающей сети. Магнитные силовые линии поля статора пересекают обмотку ротора и индуцируют в ней электродвижущуюся силу, под действием которой по обмотке ротора начинает протекать электрический ток. Этот ток создаёт своё электромагнитное поле, которое взаимодействует с вращающимся электромагнитным полем статора, в результате чего возникают электродинамические силы, заставляющие ротор электродвигателя вращаться в направлении вращения поля статора. Магнитное поле вращается с постоянной частотой вращения Пс, которую называют синхронной, а ротор с частотой Пр, несколько меньшей (Пс > Пр).Частота вращения магнитного поля зависит от частоты f переменного тока и числа пар полюсов обмоток статора P : Пс = 60 f/p. Чем меньше частота Пс, тем больше число пар полюсов и тем больше размеры двигателя при одинаковой мощности.

Скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля статора и эта разница тем значительнее, чем больше нагрузка двигателя. По мере увеличения нагрузки двигателя ротор затормаживается и уменьшается число оборотов, в результате чего увеличивается разность между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля статора, которая остаётся постоянной. Магнитное поле статора пересекает с большей скоростью обмотку ротора, а значит в ней увеличивается индуктивное Э.Д.С., сила тока и соответственно увеличивается из сети потребляемая мощность. Отставание скорости ротора от скорости магнитного поля статора называется скольжением. Скольжение асинхронных электродвигателей измеряется в процентах и обычно находится в пределах от 1,3 до 10%.

Если ротор асинхронного электродвигателя вращается с частотой, превышающей синхронную (Пр > Пс), что может произойти, например, при работе эскалатора на спуск со значительной нагрузкой, то сила взаимодействия токов ротора и магнитного поля изменит своё направление и станет противодействовать вращению. Электродвигатель начнёт отдавать (рекуперировать) электроэнергию в сеть. Асинхронный двигатель превратится в асинхронный генератор.

Для обеспечения плавного пуска эскалаторов с двигателями с фазным ротором, и эскалаторов с двигателями с короткозамкнутым ротором, с целью увеличения вращающегося момента в начальный период пуска, применяются специальные омические сопротивления, которые включаются в обмотку ротора электродвигателя. Для более плавного запуска двигателя омические сопротивления имеют несколько ступеней. По мере запуска пусковые сопротивления выводятся из работы с помощью контакторов ускорения. В электродвигателях с фазным ротором применяются обычно пусковые сопротивления с четырьмя ступенями ускорения, а в двигателях с короткозамкнутым ротором одна или две ступени ускорения включаемые в цепь обмотки статора. Величина пусковых сопротивлений в каждой фазе находится в пределах от 0,8 до 1 ом.

Источник

Расчет и выбор асинхронного двигателя с фазным ротором для эскалатора

Расчёт статических нагрузок, действующих на валу двигателя. Определение потребной мощности и пусковых сопротивлений двигателя. Построение графиков регулировочных механических характеристик. Среднесуточный расход электроэнергии, КПД, коэффициент мощности.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 03.06.2014
Размер файла 539,9 K
Читайте также:  Лодочные моторы меркурий сборка

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теоретическая часть

2. Расчетная часть

2.1 Расчёт статических нагрузок, действующих на валу двигателя

2.2 Расчёт потребной мощности двигателя и выбор его по каталогу

2.3 Расчёт пусковых сопротивлений, подбор по каталогу и описание схемы внешних соединений

2.4 Расчёт параметров для построения графиков регулировочных механических характеристик

2.5 Расчет и построение графиков скорости и тока в роторе двигателя в зависимости от времени при пуске двигателя

2.6 Проверка выбранного двигателя по теплу и перегрузочной способности

2.7 Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности

Список использованной литературы

1. Высота подъема эскалатора — 30 м

2. Угол наклона эскалатора — 30 о

3. Ширина ступени — 1 м

4. Шаг ступени — 0.4 м

5. Шаг цепи — 0.133 м

6. Диаметр начальной окружности приводной звездочки — 1.695 м

7. Нагрузка эксплуатационная на погонный метр несущего полотна 2170 Н

8. Скорость движения несущего полотна — 0.88 м/с

9. Момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу электропривода — 4.32 кг*м 2

10. Приведенный к валу двигателя момент инерции поступательно движущихся частей эскалатора и пассажиров при максимальной загрузке — 7.4 кг*м 2

11. Передаточное число системы электропривода — 58.1

12. КПД электропривода — 0.911

Суточный график нагрузки эскалатора

Кинематическая схема привода эскалатора (левый привод)

Геометрическая схема трассы полотна

1. Установка питается от сети переменного тока, напряжение 380 В

2. Для главного привода используется асинхронный двигатель с контактными кольцами

3. Ускорения при пуске не должны превышать 0.6 м/с

4. Мощность, необходимая для движения поручней, составляет 3% от полной мощности эскалатора.

1. Схема силовой цепи электропривода

2. Механические характеристики двигателя

3. Графики скорости и тока двигателя при пуске

1. Теоретическая часть

Эскалаторами называют пластинчатые конвейеры, настил у которых выполнен в виде ступеней для перемещения людей с одного уровня на другой. Их подразделяют на поэтажные и тоннельные. Первые используют для перемещения людей между этажами общественных зданий, вторые — для подъёма и опускания пассажиров в метрополитене.

Для эскалаторов используют привод редукторного типа односторонний реже двусторонний. Привод имеет рабочий, установленный на главном валу, и аварийный тормоза. Последний срабатывает при нарушении кинематической связи межу элементами привода. Для замедленного движения полотна при его техническом обслуживании, а также для размыкания аварийного тормоза применяют вспомогательные приводы.

Поручневую установку выполняют в виде конвейера с узкой С-образной лентой, движущейся синхронного с лестничным настилом. Поручень изготавливают из высокопрочного бельтинга, покрытого с наружной стороны слоем резины. Поручень приводится в движение фрикционным блоком с приводом от главного вала или тяговой цепи. Для натяжения тяговой цепи в эскалаторах применяют пружинно-винтовые или грузовые натяжные устройства.

Главный привод эскалатора предназначен для передвижения лестничного полотна эскалатора с эксплуатационной скоростью.

Вспомогательный привод (или другое устройство) эскалатора предназначен для передвижения лестничного полотна с ремонтной скоростью при монтажных и демонтажных работа, при техническом обслуживании, а также при растормаживании аварийного тормоза.

Читайте также:  Киа спектра мотор печки артикул

Наиболее широкое распространение для электропривода эскалаторов получили асинхронные двигатели с фазным ротором, которые при пуске в несколько ступеней с фазным ротором, которые при пуске в несколько ступеней обеспечивают заданное ускорение. На станциях метрополитена, переходах в торговых помещениях и т.д. — там, где длина полотна эскалатора невелика, применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для ограничения бросков тока в сети, а также некоторого снижения момента двигателя и ускорения электропривода при пуске в цепь статора двигателя вводится дополнительное сопротивление. В электроприводе эскалаторов применяются аппараты нормального исполнения и двигатели единой серии А или специального исполнения АМЭМ с короткозамкнутым или фазным ротором. Мощность двигателей может составлять в зависимости от протяженности эскалатора 10-200 кВт. Всё оборудование устанавливается в сухих закрытых помещениях. При оценке энергетических показателей электропривода эскалаторов необходимо сказать о характере нагрузки механизма. В течение суток она колеблется в широких пределах, достигая максимума в утренние и вечерние часы. Снижение нагрузки днём и особенно поздно вечером доходит до 15-20% номинальной. При этом мощность двигателя выбирается по наиболее тяжелому режиму работы. При слабой загрузке двигателя эскалатора его коэффициент мощности будет ниже номинального.

2. Расчётная часть

2.1 Расчёт статических нагрузок, действующих на валу двигателя

Расчетные длины эскалатора: А=1м B=1м L=58 м

Распределённая масса ходовой части

q = 60*B+А = 60*1+70*0.1 = 123 кг/м

B — ширина настила, 1 м. При перевозке пассажиров коэффициент А =70, полотно эскалатора является безбортовым, поэтому коэффициент А берется с вычетом 10 %.

Коэффициент сопротивления при огибании звездочек =1.02

Коэффициент сопротивления роликовых батарей =1.06

Распределенная масса эксплуатационной нагрузки

Q = 2170H = 221.2 кг/м

Точка минимального натяжения определяется из условия

* 14760)*2*3.14*0.88 2 *2.7/(40 2 *0.133) = 1007.37

Коэффициент интерференции упругих волн в цепиkИ=0.75

Коэффициент массы нагрузки k’=0.8

Длина цепи LЦ=120 м, следовательно, k» = 0.75

Коэффициент дополнительной нагрузки kД = 2.7

Частота вращения звездочки

Угловая скорость звездочки

2.2 Расчёт потребной мощности двигателя и выбор его по каталогу

Ближайшее стандартное значение 90 кВт

Номинальная угловая скорость двигателя

Номинальная частота вращения

Выбран двигатель с фазным ротором 4АНК315M10У3

Номинальный момент двигателя

Электромагнитные нагрузки: B=0.73 A=475 J=5.3

Энергетически показатели: КПД=90.5% cosНОМ =0.81

Коэффициент приведения: k=2.4

Номинальный ток фазы статора:

Номинальное сопротивление ротора:

Приведенное сопротивление обмотки ротора:

Индуктивное сопротивление обмотки статора:

=2*0.154*3.9/(3.9+(3.9 2 +4*0.154*3.9))=0.148 Ом

Активное сопротивление обмотки статора:

Индуктивное фазное сопротивление короткого замыкания:

2.3 Расчёт пусковых сопротивлений, подбор по каталогу и описание схемы внешних соединений

Индуктивное фазное сопротивление короткого замыкания:

Число ступеней пускового реостата:

Пусковые значения момента М1

Сопротивление шестой ступени:

Сопротивление пятой ступени:

Сопротивление четвертой ступени:

Сопротивление третьей ступени:

Сопротивление второй ступени:

Сопротивление первой ступени:

Полное добавочное сопротивление:

Выбираем по каталогу ящик сопротивлений ЯС-100 форма НС-400

Продолжительный ток IПР=107 А

Сопротивление элемента RЭ= 0.02 Ом

Проверка резисторов на перегрев

=((55.994 2 *3.9879+56.2211 2 *0.1826+56.0609 2 *0.1204+56.2308 2 *0.073+

56.1437 2 *0.0483+56.1381 2 *0.0299)/(3.9879+0.1826+0.1204+

56.012 A 2 +XK 2 )=(0.3827 +0.151)/(0.038 2 +1.3 2 )=0.41036

Расчет механической характеристики производим по формуле:

= 2*2685.32*(1+0.0712*0.41036) / (s/0.41036 + 0.41036 / s + 2 * 0.0712 *

* 0.41036) = 5527.55697/( s/0.41036+0.41036/s+0.058435)

Результаты расчета сведены в таблицу, по которой построена регулировочная механическая характеристика первой ступени

Источник

Поделиться с друзьями