李阳电梯电力拖动分析及拖动电动机选择

西安科技大学继续教育学院《电力拖动技术课程设计》报告书电梯电力拖动分析及拖动电动机选择专业：电气自动化学生姓名：李阳班级：09电气自动化大专指导老师：邓凡提交日期：2012年3月摘要利用电动机带动控制对象的控制方式,又称电气传动控制。电力拖动控制系统由电动机和控制装置构成。电动机(特别是直流电动机)控制简便、灵活、可靠,而且易于实现自动化,因而电力拖动在生产部门中得到了广泛的应用。牵引电动机经历了有直流到交流电动机的转变，随着电梯的广泛使用，人们已经认识到电梯的控制，尤其是电气控制是何等的重要。高度发展的电梯电气控制技术促进了电梯制造业的飞速发展。在短短的几十年间，世界各国先后研制了型号各异的低，中速电梯，性能优越的高速及超高速电梯，在这里面溶入了先进的电子技术，自动控制技术，微机技术的数控电梯以及微机控制电梯等。近年来出现的交流调压调速，变压变频调速电梯，是占据现今电梯市场的主要电梯品种，它代表了当代世界电梯的发展水平。关键词：电力拖动系统电梯异步电动机能量回馈直流电动机变频调速AbstractThemotordrivecontrolofthecontrolobject,alsoknownaselectrictransmissioncontrol.Electricdrivecontrolsystemconsistsofelectricmotorsandcontroldevices.Motor(DCmotor)controlissimple,flexible,reliable,andeasytoautomate,andthustheelectricdrivehasbeenwidelyusedintheproductionsector.ThetractionmotorhasgonethroughaDCtoACmotorsofchange,withthewidespreaduseoftheelevator,itisrecognizedthattheelevatorcontrol,especiallyintheelectricalcontrolhowimportantitis.Highlydevelopedelevatorelectricalcontroltechnologyfortherapiddevelopmentofelevatormanufacturing.Injustafewdecades,theworldhasdevelopedmodelsofdifferentlow-,medium-speedelevators,thesuperiorperformanceofhigh-speedandultrahigh-speedelevator,thereisintegrationintotheadvancedelectronictechnology,automaticcontroltechnology,computertechnologyNCelevatorsandcomputercontrolelevators.EmergedinrecentyearsACvariablevoltagecontrol,variablevoltagevariablefrequencyspeedelevators,occupythemainelevatoroftoday'selevatormarketvarieties,whichrepresentsthelevelofdevelopmentofthecontemporaryworldelevator.Keywords:electricdrivesystemelevatorasynchronousmotorenergyfeedbackDCMotorVariableSpeed前言随着我国现代化工业进程不断加快，能源消耗越来越大，能源紧张问题日益突出，作为能源消耗大户之一的电机在节能方面大有潜力可挖。对于带周期性负载和长期轻载运行的电机，在不采取节能措施情况下用电效率低，功率因数低。通过对电动机进行节能控制，可明显提高用电效率和提高功率因数，达到节能降耗的目的。因此，电动机经济运行的理论研究和节能技术研究近年来备受关注。电梯是一种重要的垂直交通运输设备。以往的控制系统采用的继电器控制，由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大而且难于维护等弊端，正逐渐被淘汰。PLC具有功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于编程以及工业环境适应性强等诸多特点。同时由于以太网具有较大的带宽，可以满足数据传输的实时性要求，同时具有通用性强、技术成熟等优点，因此是构建电梯监控系统的一种理想平台。本文设计了一种基于工业无线网络网的电梯远程监控系统，该系统把计算机控制，网络等技术结合。目录第一章绪论..........................................................-1-1.1课题意义......................................................-1-1.2课题背景及目的................................................-1-1.3已知系统参数和条件............................................-2-1.4任务要求......................................................-2-第二章电力拖动系统分析..............................................-3-2.1一般电力拖动系统的模型........................................-3-2.2电梯运行时间速度曲线..........................................-5-图2.2运行速度曲线2.3电梯拖动系统的起动.........................-5-2.5电梯拖动系统的调速.............................................-8-2.6电梯拖动系统的制动............................................-9-第三章电梯拖动系统的电机选择.......................................-12-3.1电动机种类选择................................................-12-3.2电动机结构型式选择............................................-12-3.3电动机额定电压选择............................................-12-3.4电动机额定转速选择............................................-12-3.5电动机的容量选择..............................................-13-第四章故障分析.....................................................-15-总结.................................................................-17-参考文献.............................................................-18-致谢.................................................................-19--1-第一章绪论1.1课题意义电梯的拖动和控制系统是连接电网和电梯机电设备，传送和转化电网电能，拖动和控制电梯运行的系统。它通常包括电动机，反馈单元和控制电动机的电路部件。电梯的拖动和控制系统是电梯整梯系统的重要组成部分，研究电梯拖动和控制技术具有深远的意义，主要表现在以下几个方面：（1）电梯拖动和控制系统是电梯的能源中枢，它向电梯提供电力能源，控制和带动机械负载运行，没有拖动控制系统，电梯将不能很好地运行。（2）电梯拖动和控制系统对于电梯运行性能的表现也起到关键的作用。电梯作为载人设备，它的性能指标主要应达到安全、稳定、准确、舒适和效率性。电梯拖动和控制系统在拖动负载运行的同时，也在控制和改变着电气参数，使电梯可靠的运行，同时实现平滑的调节运行速度，因此，它对电梯性能的表现起到非常重要的作用。（3）电梯拖动和控制系统既是电梯的能源心脏，又是达到电梯运行性能目标的重要保证，因此为了提高电梯的系统性能，研究其拖动和控制系统原理，开发拖动和控制技术将具有非常重要的意义。1.2课题背景及目的1.2.1背景现代工业中广泛使用电力拖动技术，形成了较系统的电力拖动研究领域。电梯的拖动系统也是属于一般电力拖动系统的范围内。一般电力拖动技术的研究通常包括电动机的原理、调速的手段、控制的实现等多方面。在电动机技术方面，目前的研究建立在直流、交流、同步或异步的不同类型的电动机原理的基础上。在调速的手段方面，一般电力拖动系统遵循着系统运动基本方程式，建立了改变负载转矩（负载特性曲线）和电动机转矩（机械特性曲线）的稳定交点，通过平行移动人为机械特性曲线进行调速的原则。在控制的实现方面，一般电力拖动控制技术目前也普遍应用晶闸管变流电路，或者能实现更复杂控制功能的变频器来实现。电梯的拖动和控制技术继承了一般电力拖动技术的研究成果，具有一般拖动技术的共性，但也具备自己的特点。电梯拖动和控制系统的研究是基于一般电力拖动技术的基础上，针对电梯拖动运行的特殊性，进行了在电梯中应用相应技术的分析、研究和设计。本文着重分析了电梯拖动运行的特点，并研究如何针对电梯的特点设计其相应的拖动控制系-2-统。电梯的发展已经历了一百多年，其拖动和控制系统经历了比较多的发展阶段，在当今的电梯上使用的类型也比较多。本文通过分析各种电梯拖动系统的机械特性和其控制系统的调速原理，旨在为不同规格的电梯设计出最适合的拖动控制方式。[1]1.2.2目的电力拖动基础课程设计是课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。通过课程设计加深理解课堂教学的理论内容，学会综合运用专业基础理论，培养分析问题和解决问题的能力，在专业知识与工程实践方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。“电梯电力拖动电机选择”是在系统学习电动机的运行特性、电梯生产设备的特点、电梯生产工艺要求的基础上，综合平衡包括供电系统在内各方面的要求，使电梯设备的配套和运行合理化。掌握主要的起动过程中阻转矩变化动态特性数据，并据以改进电力拖动系统；选配额定功率恰如其分的电动机并且具有较高的需要系数。1.3已知系统参数和条件1、电梯的性能指标应达到安全、稳定、准确、舒适和效率性。2、电梯拖动和控制系统在拖动负载运行的同时，也在控制和改变着电气参数，使电梯可靠的运行，同时实现平滑的调节运行速度。3、电梯的规格是：载重为1000Kg，速度为1.75m/s，提升高度为72m，电动机轴载荷为2500Kg，变频器为OVF20。4、电梯的电动机要有较宽的调速范围1∶5的调速。5、运行可靠性要高。1.4任务要求1、根据参观的电梯，分析电梯电力拖动系统，按生产工艺画出电梯起动、运行、调变速、制动负载图。2、根据负载图及过渡过程对电梯电力拖动电机的容量进行工程计算选取。3、查阅参考资料对电动机的类型、容量、额定电压、型号等进行校验选择。-3-第二章电力拖动系统分析2.1一般电力拖动系统的模型电力拖动系统的运动部分，通常由电动机的转子、机械减速机构以及负载的运动部分组成。电力拖动系统运动模型的合转矩为电磁转矩与负载转矩之差，可以用下式表示（2-1）式中各参数的含义为：T—电磁转矩，TL—系统总净阻力矩，J—转动惯