毕业设计（论文）-循环式传菜机电梯传动系统设计.docx

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1、传菜电梯自动控制系统是楼宇自动控制、工业过程控制的典型实例，也是人们研究的热点问题。根据实用传菜电梯抽象而成的传菜电梯模型，不仅和实用传菜电梯的主要功能相当，而且结构简单、形象直观、演示效果好，可以验证各种控制策略，因此成为PLC、电气控制等课程实践教学的理想研究对象。本文针对教学实验的要求，本着“功能完备、形象直观、结构简单、经济实用”的原则，设计了四层传菜电梯模型。主要工作内容包括以下几方面：对设计的四层传菜电梯模型从系统组成、实现功能、工作原理等方面进行了全面的分析；设计了由减速电机控制传菜电梯轿厢工作的运动结构；对传菜电梯外观进行了设计。尽管做了不少工作，但实验系统的实际应用还有许多工

2、作要做，有待于今后进一步完善。关键词：传菜电梯模型；结构设计；工作原理；轿厢;AbstractIthasperfectmachinestructureforspecialuseandcomplexlyelectricalcontrolcomponents.Theelevatorautomaticcontrolsystemisaclassicalexampleforindustrialprocessandbuildingautomationcontrol,alsoitisahotissuseinexplore.Theelevatormodel,whichisabstractedbypractic

3、alelevator,itmainfunctionnotonlyaspracticallyelevator,butalsohassimplestructure,visualimage,goodeffectofdemonstration,andcantestmanykindsofcontrolstrategies,soithasbecamethepracticeteachingcourse,sidealstudyinthePLCelectricalcontrolandsoon.Thearticleagainstaccordingtotherequirementoftheteachingexper

4、iment,basedontheprincipleofcompletedfunctions,visualandsimple,economicalandpractical.Designafive-storyelevatormodel.Maintasksincludethefollowingport:(1) Afive-storyelevatormodelisdesigned,Wecomprehensiveanalysisitbythesystemcomment,achievingfunctionalandworkingprinciple.(2)Designedthedrivewhichunder

5、edsteppermotorcontrolledelevatorgate(3)Designedpreliminarytheelevator,appearance.Althoughalotofresearchworkshavedone,thereisalsomuchworktodointheexperimentalsystemofpracticalapplication,suchasrealizesspecifically,achievefurtherconsummation.Keywords：ElevatorModel;Modularizationdesign;H-bridge;Gate-co

6、ntrolled.摘要1ABSTRACT2目录3弓I言5第一章概述61.1 传菜电梯的发展概况61.2 传菜电梯的发展趋势71.3 课题来源及意义8第二章传菜电梯的结构分析102.1 曳引式传菜电梯的优点62.2 曳引式传菜电梯的工作原理72.3 结构论述8第三章传菜电梯模型的结构分析183.1 四层传菜电梯模型设计183.2 传菜电梯的基本结构19第四章传菜电梯模型的设计计算214.1 电动机容量计算214.2 曳引力计算计算214.3 钢丝绳安装系数计算214.4 轿厢梁设计计算23第五章结论和展望315.1 本文工作总结315.2 展望32参考文献33首次使用的传菜电梯出现于18世纪90

7、年代后期。1889年，OtiS公司在纽约成功安装了一台直接连接式升降机，这是以直流电动机为动力的世界上第一台电力驱动升降机，从此诞生了名副其实的乘客传菜电梯。传菜电梯驱动控制技术的发展经历了直流电机驱动控制、交流单速电机驱动控制、交流双速电机驱动控制、直流有齿轮和无齿轮调速驱动控制、交流调压调速驱动控制、交流变压变频调速驱动控制以及交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。随着第一个半自动化传菜电梯控制器在19世纪20年代的使用，原始的服务员执守工作方式已减少为一个开关门的操作。直到1950年，由电力机械继电器系统组成的全自动传菜电梯控制器的应用取消了服务员执守。到20世纪70年代，基于微处理器

8、的传菜电梯控制器得到广泛应用，使得更为复杂的调度算法的实施成为可能，由此产生了传菜电梯群控的概念。传菜电梯操纵控制方式经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程，对于多台传菜电梯则出现了并联控制、智能群控等。随着智能控制技术在传菜电梯群控系统中的广泛应用，传菜电梯交通系统和其他设施融为一体，智能建筑的整体功能得以充分发挥。作为重要的垂直交通运输设备，本身是复杂的机电结合体，既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分，并且运行过程直观、效果明了，是理想的工业控制研究对象。根据实用传菜电梯抽象而成的传菜电梯模型，不仅和实用传菜电梯的主要功能相当，而且结构简单、形象直观、演示效果好，

9、可以验证各种控制策略，已成为PLC电器控制的热点研究问题。第一章概述Ll传菜电梯的发展概况在人类生产发展史上，传菜电梯是随着生产的发展和生产力的提高而出现和发展的。名符其实的传菜电梯，于1889年出现。在此之前，传菜电梯经历了初期的绞车阶段和升降机阶段。传菜电梯的发展大体上可分为如下五个阶段：（1） 13世纪前的绞车阶段。在人类的远古时代就出现了绞车。文献记载，在公元前2600年左右，古代的埃及人使用绞车搬运石料建造金字塔。（2） 19世纪前半叶的升降机阶段。这个时期，由于蒸气机的发明，人类进入了以发动机代替繁重体力劳动的新时期。使用人力的绞车被以蒸汽为动力的、具有简单机械装置的升降机代替了。

10、英国首先于1835年出现了用蒸气机驱动的升降机。这个时期的升降机以液压或气压为动力，安全性和可靠性还无保障。（3） 19世纪后半叶的升降机阶段。从1852年起到1889年前的这一阶段，突出代表是埃利沙古利普斯奥梯斯（OtiS）本人和奥梯斯公司的工作。1852年,奥梯斯在总结前人经验的基础上制成了安全升降机；1853年成立奥梯斯兄弟公司。1885年，建筑家WL杰尼开始采用钢架结构，从此人类开始建造高层建筑物了。（4） 1889年传菜电梯出现之后的阶段。1889年12月，奥梯斯公司研制出用电力拖动的升降机一真正的传菜电梯，安装在纽约市DemareSt大楼中，运行速度0.5ms.该升降机已初步具有现

11、代传菜电梯的基本传动构造，成为现代传菜电梯的鼻祖。以后出现了大量的、一系列的传菜电梯技术。这一阶段一直持续到20世纪70年代中期。（5）现代传菜电梯阶段。从1975年开始的新的传菜电梯阶段，以计算机、群控和集成块为特征，配合超高层建筑的需要，向高速、双层轿厢、无机房等多方面的新技术方向迅猛发展，传菜电梯交通系统成为楼宇自动化的一个重要子系统了。传菜电梯控制技术的发展经历了手柄开关控制、安钮控制、微驱动平层控制、集选控制、交流双速控制、直流变压调速控制、交流调速控制和计算机控制诸阶段。在我国，传菜电梯所用原器件在1965年以前，控制装置以电磁元件为主。从1975年起，大力推广晶体管和晶闸管技术。

12、1980年以后，代替电磁继电器元件的是计算机、功率电子学和各种传感技术元件。控制手段的变化则经历了从用模拟量作控制量，到用数字量作控制量，又到变成全数字量的速度控制系统。传菜电梯控制技术将向高性能方向发展，即向可控硅供电直流高速传菜电梯、交流调速传菜电梯、VVVF控制的交流高速传菜电梯、计算机控制的传菜电梯及无机房传菜电梯方面发展。1.2传菜电梯的发展趋势向高性能的传菜电梯技术方向发展，是传菜电梯控制技术今后发展的方向。高性能的传菜电梯技术主要有：可控硅供电的直流高速传菜电梯、交流调速传菜电梯、VVVF控制的交流高速传菜电梯、电脑控制传菜电梯。可控硅供电的直流高速传菜电梯此种梯形的发展趋势如下

13、：1）电动机一发电机组供电一可控硅供电一可控硅供电与变磁场系统；2）直流有齿轮传动一直流无齿轮传动。对于可控硅供电的直流高速传菜电梯，由于节能，晶闸管供电的直流可逆传动系统在传菜电梯上将得到进一步的完善和推广使用。VVVF控制的交流传菜电梯VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）即变频变压控制的传菜电梯，首部VVVF控制的交流传菜电梯由日本三菱传菜电梯株式会社于1982年9月研制成功，安装在东京GOtandaNN大楼里，速度为4m/s。它具有下述特点。1） VVVF调速方式比可控硅供电方式能耗少5%10%,而功率因数可提高20%左右。2）建筑物电源设备的容量

14、降低。3）传菜电梯机房的负荷减轻。4）噪声降低。因此，VVVF供电方式强于可控硅供电方式，是传菜电梯界的新潮流。DS交流调速传菜电梯瑞士迅达有限公司推出的Dynatran-S（简称DS）交流调速传菜电梯是一种低、中速梯，平层精度45mm,调好后可达3mm。利用能耗制动，但无需飞轮。与VVVF控制相比，用的部件少，减少了连续的能量损耗。微机控制传菜电梯三菱公司的SPVF系统，用在多微机控制上。液压梯其有优点是：机房不用建在房顶，位置可自由选择。液压元件价格下跌，液压机房价格便宜。无机房传菜电梯是近年来兴起的一项传菜电梯新技术，有曳引驱动、液压驱动、螺母螺杆驱动、齿轮齿条驱动、皮带驱动、直线电动机

15、驱动等方式。传菜电梯的智能化传菜电梯一旦应用智能控制技术，就发展到了现代传菜电梯阶段。智能化传菜电梯要和智能大厦中的所有自动化信息系统联网，如与消防、保安、楼宇设备控制等系统交互联系，使传菜电梯成为安全、舒适、高效、优质的服务工具。为此，在控制程序中采用了先进的调度原则，使群控管理具有最优的派梯模式。现在的群控算法已不是单一地依赖“乘客候梯时间最短”为目标了，而是采用模糊规则、神经网络、专家系统的方法，将候梯时间、舒适度等因素（专家知识）综合考虑并吸收到群控系统中去。高速传菜电梯和超高层建筑现在世界上高速传菜电梯的最大额定速度达到了1010mmino1.3课题来源及意义传菜电梯作为现代生产、生活重要的运输和交通工具，是比较复杂的机、电结合成一体的大型工业产品，既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分。传菜电梯自动控制系统是楼宇自动控制、工业过程控制的典型实例，也是PLC、电气控制等课程实践教学的理想研究对象。PLC作为机电一体化专业本科学生的一门重要的专业课程，日益受到人们的重视。研制一个四层楼传菜电梯模型可以让学生熟悉PLC的应用，在高等工科学8校实验中的广泛应用具有重要意义。该模型可以模拟传菜电梯基本功能，作为教学装置，供学生进行PLC综合实验和编程模拟，增强对机电一体化的感性认识，培养学生的实际动手能力。但用于教学的传