Розроблення задавача інтенсивності для системи електропривода швидкісного підйомника

Лабораторна робота

Розроблення задавача інтенсивності для системи електропривода швидкісного підйомника

Мета роботи – дослідження динамічних режимів в автоматизованому електроприводі швидкісного пасажирського ліфта, побудованого за принципом підпорядкованого регулювання; розвиток навичок конструювання елементів та вузлів сучасних електроприводів.

Загальні положення

Для збільшення середньої швидкості руху кабіни ліфта, що визначає його продуктивність, необхідно скорочувати час пуску та гальмування електропривода, тобто збільшувати похідні від швидкості руху. Однак великі прискорення та ривок (швидкість зростання прискорення) можуть справити несприятливий фізіологічний вплив на пасажира, тому ці параметри руху обмежені наступними значеннями:

Максимальне прискорення a _max = 2 м/с², максимальний ривок p _max = 20 м/с³.

У зв’язку з цим прийнято вважати оптимальним графік швидкості руху кабіни, показаний на рис. 1. На певних ділянках цього графіка величини прискорень і ривок на початку та в кінці руху кабіни підтримуються постійними й дорівнюють гранично допустимим значенням [ a _max], [ p _max].

Рис. 1. Тахограма та графіки зміни прискорення й ривка

На графіку розгону можна виокремити три характерні ділянки:

1) ОА. Час розгону від 0 до t₁. На цій ділянці постійним підтримується ривок, прискорення змінюється за лінійним законом, швидкість руху кабіни – за параболою, тобто

p ₁ = p _max; a ₁ = p _max ×t; V ₁ = p _max× t ²/2. (1)

В кінці цієї ділянки рух характеризується наступними параметрами:

p _A = 0; a _A = p _max ×t; V _A = p _max× t ²/2 = a ²_max/(2 p _max). (2)

Час руху на 1-й ділянці від 0 до t ₁ складе:

T ₁ = a _max/ p _max. (3)

2) АВ. Час розгону від t₁ до t₂. На цій ділянці рух здійснюється з постійним прискоренням, швидкість змінюється за лінійним законом, а ривок відсутній, тобто

p ₂ = 0; a ₂ = a _max; V ₂ = V _A+ a _max× t. (4)

Швидкість руху на цій ділянці та швидкість в кінці цієї ділянки залежать від величини номінальної швидкості кабіни:

V _Б = V _A + a _max(t ₂ – t ₁) = V _H× a ²_max/(2 p _max). (5)

Звідси t ₂ – t ₁ = T ₂ = (V _H – V _A)/ a _max – a _max/(2 p _max). (6)

3) БВ. Час розгону від t₂ до t₃. На цій ділянці ривок має максимальне значення, прискорення знижується за лінійним законом до 0, швидкість досягає номінального значення, тобто

p ₃ = - p _max; a ₃ = a _max – p _max× t; (7)

Тут t відраховується від моменту t₂. В кінці ділянки отримуємо усталений рух, тобто p _B=0; a _B=0; V _B = V _max.

Процес пуску на цьому закінчений. Далі кабіна рухається з номінальною швидкістю, а при підході до адресного поверху починається ділянка гальмування.

Практична реалізація наведеного графіка руху кабіни можлива шляхом формування задаючого сигналу, що відповідає цьому графіку і подається на вхід системи стабілізації швидкості, побудованої за принципом підпорядкованого регулювання. Пристрій формування задаючого сигналу названий задавачем інтенсивності і є по суті аналоговим пристроєм програмного керування швидкістю руху.

Структурна схема задавача інтенсивності, що забезпечує вказаний алгоритм формування задаючого сигналу, наведена на рис. 2.

Рис. 2. Структурна схема задавача інтенсивності

Параметри задавача інтенсивності можуть бути розраховані, виходячи з наступних міркувань:

а) в точці В графіка прискорення відсутнє, а = 0; швидкість стає номінальною, V _B = V _H, тоді

U _з - k _зз× V _з; k _зз = U _з/ V _з; (8)

б) в точці Б графіка прискорення має максимальне значення, а = а _max; швидкість кабіни – значення V _Б, а ривок повинен змінювати знак, тоді рівняння для напруг на вході задавача інтенсивності:

U _з – k _зз1× U_{a max} – k _зз× V _Б = 0; k _зз1 = (U _з – k _зз2× V _Б)/ U_{a max}. (9)

U _з – напруга на вході задавача інтенсивності;

U_{a max} – напруга, що відповідає максимальному прискоренню;

V _з – напруга на виході задавача інтенсивності.

Вихідні дані наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Параметр руху	Одиниця вимірювання	Варіант
p	м/с^3
a	м/с^2	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5	2,0	1,0	1,5
V	м/с	3,5	4,0	5,0	5,0	4,0	4,0	3,5	3,5

Рис. 3. Функціональна схема задавача інтенсивності

Хід виконання роботи

1. Розрахувати параметри руху підйомника на всіх ділянках тахограми.

2. Відповідно до розрахованих інтервалів часу, швидкості руху, величин ривків та прискорень побудувати графіки напруг, що відповідають цим параметрам руху.

3. Вибрати необхідну елементну базу для принципової схеми задавача інтенсивності (на основі заданої функціональної схеми).

Виконання роботи слід розпочати з розрахунку тахограми руху кабіни ліфта, тобто визначити значення швидкості кабіни у характерних точках А, Б, В, де має місце зміна характеру руху. Розрахунки здійснюються згідно з виразами (1-7).

Далі від графіка зміни швидкості кабіни переходять до графіка зміни вхідної для системи електропривода напруги задавання частоти обертання двигуна. При цьому маємо на увазі, що між швидкістю руху кабіни й частотою обертання двигуна існує пряма залежність; що між частотою обертання двигуна і напругою задавання на вході системи електропривода також пряма залежність, тобто V º w; w º U _з.

Тоді кожній точці тахограми буде відповідати точка вихідної напруги задавача інтенсивності, підключеного до входу електропривода, тобто тахограма руху кабіни в певному масштабі буде графіком зміни напруги задавання для електроприводу.

Тоді кожній точці тахограми буде відповідати точка графіка вихідної напруги задавача інтенсивності, підключеного до входу електропривода, тобто тахограма руху кабіни в певному масштабі буде графіком зміни напруги задавання для електропривода. Масштаб можна знайти зі співвідношення: U _зн = w _H/ k _x = m × V _H,

де U _зн – напруга задавання для електропривода, що відповідає номінальній частоті обертання двигуна w _H;

k _x - коефіцієнт передачі електропривода;

V _H – номінальна швидкість руху кабіни між поверхами.

Дата добавления: 2015-09-29