Министерство образования РФ

Саратовский Государственный Технический Университет

Балаковский Институт Техники,Технологии и Управления

Инженерно- строительный факультет

Кафедра «Управление и информатика в технических системах»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине „Локальные системы управления”

Автоматическое управление шаговым электродвигателем

Выполнила студент гр. УИТ-42

____________Олейникова Е. И.

«_»_____________2002 г.

« Допущен к защите» Защищен с оценкой___________

Руководитель проекта ____________Скоробогатова Т.Н.

____Скоробогатова Т.Н.

«__»__________2002 г. «____»_______________2002 г.

Балаково- 2002

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Техническое задание 5

2. Подбор элементов системы 7

3. Расчет датчика точной остановки в системе управления кабиной лифта 17

4. Расчет устойчивости системы 21

5. Построение ЛАЧХ системы и ее анализ 23

6. Построение ЖЛАЧХ системы, ЛАЧХ корректирующего устройства 25

7. Расчет корректирующего устройства 29

Заключение 36

Список используемой литературы 37

Приложение 38

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе представлена разработка локальной системы управления шаговым двигателем подъемно- транспортной системы лифтов.

Лифт является разновидностью подъемника и представляет собой транспортное средство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска грузов с одного уровня на другой.

С ростом количества выпускаемых лифтов совершенствуется и их конструкция. Особенность лифтов заключается в том, что они представляют собой изолированную систему, действующую циклически по командам пассажиров. При этом все операции по доставке пассажиров на требуемый этаж и по обеспечению безопасности перевозок выполняются автоматически.

Современные подъемно- транспортной системы лифтов содержат различные локальные системы управления: автоматическое открывание дверей, система обнаружения пассажира, система следящая за перегрузкой кабины и система точной остановки кабины на нужном этаже.

Разработка последней автоматической системы и является целью данного курсового проекта.

Сегодня существует множество систем управления объектами перемещения, способных самостоятельно определять место положения объекта. В таких системах в основном используется двигатели переменного тока, не реагирующие на малые сигналы, поступающие от управляющих устройств. Поэтому такие системы не способны точно регулировать положение объекта перемещения. В нашем случае система содержит шаговый двигатель, являющейся электромеханическим устройством постоянного тока, преобразующим электрические импульсы напряжения управления в дискретные угловые или линейные перемещения ротора с возможной его фиксацией в нужных положениях. Также система должна автоматически настраиваться на «правильную» работу фиксируя каждое положение кабины лифта для точной остановки на этаже. Такая точность необходима в тех случаях, когда недопустимы вибрация и резкие удары при перемещении в кабину и из кабины лифта.

При этом обеспечивается необходимая экономия электрической энергии, так как по истечении некоторого времени обмотки, возбужденные сигналом- импульсом, автоматически обесточиваются и время на срабатывание системы уменьшается за счет частотного, а не асинхронного пуска.

1. Техническое задание

Система управления электродвигателем лифта работает по следующей структурной схеме.

U_˜

U_у

_мах

l_тросса

U_д

Рисунок 1-Функциональная схема управления скорости вращения двигателя

Для управления движением кабины служит кнопочный аппарат, расположенный внутри на стенке кабины. Электрический сигнал от кнопочного аппарата передается по подвесному кабелю и проводам в шахте в машинное помещение на шкаф управления лифтом. Привод лифта обеспечивает возможность перемещения кабины в двух режимах – на большой и малой скорости. Переключение с большой скорости на малую осуществляется этажным переключателем, на который при подходе кабины к заданному этажу воздействует отводка. Движение кабины с малой скоростью продолжается до подхода к датчику точной остановки, закрепленному на стенке шахты. По сигналу датчика точной остановки электродвигатель и катушка приводного электромагнита тормоза отключаются от электрической сети, кабина затормаживается и удерживается в неподвижном состоянии.

Электропривод постоянного тока должен удовлетворять следующим требованиям:

3. с

   

   нятие механического тормоза должно быть, возможно, только после создания электрического момента, достаточного для нормального разгона электродвигателя. Остановка кабины должна сопровождаться наложением механического тормоза;

4. в случае неисправности механического тормоза при нахождении кабины на

уровне этажной площадки электродвигатель и привод должны оставаться включенными для обеспечения удержания кабины.

Силовые сигналы системы:

• номинальное напряжение в цепи питания, U_ном , В 380;

• номинальный ток в цепи питания, I_ном, А 25;

• частота питания,f, Гц 50;

Условия работы:

• температура окружающей среды, t⁰C до +252,5;

• максимально допустимая влажность воздуха до 98%;

• вибрация не больше 90мкм;

• воздух не взрывоопасный без агрессивных примесей, пары масла и токопроводящая пыль отсутствуют.

Для обеспечения нормального функционирования системы необходимо придерживаться следующих параметров:

t_р= 1,5c– время срабатывания системы

 =20%- значение пере регулирования

Максимально допустимая ошибка системы _доп==0,004 %

2. Подбор элементов системы

1. Электромагнитный тормоз

В пассажирских лифтах и им предшествующих, а также в лифтах больничных и грузовых применялись колодочные тормоза с приводом от электромагнита типа КМТД-102, двух колодочные тормоза от электромагнита типа МП (тормоза этой конструкции замыкаются под воздействием усилий двух замыкающих пружин, а размыкаются электромагнитом). Дисково-колодочные тормоза по сравнению с колодчатыми обладают повышенной надежностью и долговечностью. Вместо тормозного шкива в этих тормозах используются диск, закрепленный на валу редуктора посредством ступицы. Плоские тормозные колодки с накладками из твердого асбестосмоляного материала прижимаются к боковым поверхностям диска.

Тормозные электромагниты включаются с цепь питания двигателя механизма так, что размыкание тормоза происходит одновременно с включением двигателя. При прекращении подачи тока электромагнит выключается, тормоз замыкается и останавливает механизм. На лебедках пассажирских и грузовых лифтов в основном применяются тормоза с приводом от электромагнитов. По роду тока тормозные электромагниты разделяются на магниты постоянного и переменного тока, а по величине хода якоря - на длиноходовые и коротко ходовые. В тормозах лебедок пассажирских лифтов широко применяются длиноходовые электромагниты постоянного тока типа МП-201, а также длиноходовые электромагниты переменного тока типа КМТД-102.

Э

лектромагниты типа КМТД-102 нашли применение в пассажирских лифтах грузоподъемностью 350 кг, скоростью 0,65 м/с, а также в тормозах лифтов больничных и грузовых. Электромагнит типа МП-201 применяется в тормозах пассажирских лифтов грузоподъемностью 320 кг, скоростью 0,71 и 1,0 м/с. Типы электромагнитов представлены в таблице 1.

Таблица 1- Типы электромагнитов

Тип электромагнита	Напряжение, В	Род тока	Потребляемая мощность, Вт	Тяговое усилие, кгс	Ход якоря
КМТД-100 КМТ-102 КМТ-3А МП-201	380/220 380/220 380/220 220/110	Переменный » » Постоянный	70 150 120 180/225	8 20 35 78/95	20 50 50 4

Тормозной электромагнит типа КМТД-102 имеет существенные недостатки:

• из-за большого зазора между ярмом и якорем сила тока возрастает в 5-7 раз больше номинального, вследствие чего перегреваются, и сгорают катушки;

• наличие усиленных ударов во время работы электромагнита, что приводит к расшихтовке магнитопроводов;

• появление дребезжания или гудения;

• наблюдается прилипание якоря к сердечнику в верхнем положении и заклинивание их при перекосах;

• протирание якорем обмоток катушек.

В короткоходовых электромагнитах типа МП-201 зазор между ярмом и якорем не превышает 4 мм.

Магниты типа МП-201 и МП-301применяются в установках питающихся от сети постоянного тока напряжением 220 или 380 В.В этом случае катушки магнитов подключаются к электросети через поставляемые комплектно с магнитами селеновые выпрямители. Обычно тормоза лифтов имеют две тормозные колодки, расположенные диаметрально противоположно относительно тормозного шкива. В качестве тормозного шкива используется одна из половин муфты, соединяющей вал двигателя с входным валом редуктора. При этом в качестве тормозной используется полумуфта, находящаяся на валу редуктора, так как упругие элементы муфты во время торможения освобождаются от действия тормозного момента, и срок службы их увеличивается.