6届005新型节能自动扶梯.pptx

第六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛[新型节能自动扶梯[浙江大学推荐教师：岑可法 院士 指导教师：王智化 教授成员： 郁新 李浙鲁 李济沅 罗玉娟 曹晨 肖胜蓝 李论 目录背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望自动扶梯现有市场量20万台×7千瓦×10小时=1400万度20%per year20余万台背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望1.没有充分利用下行乘客的重力势能自动调节电压法根据电动机负载大小，利用新型节能器自动及时地调节电动机的工作电压，使之能耗最小自动重新启动运行模式当自动扶梯无乘客时自动停止运行，当有乘客时又重新启动星型和三角型切换法当扶梯启动时，电动机按星型接法启动，当乘客数增加到设定的数量后，电动机才切换到三角型接法运行变频驱动利用高性能的变频器，实现在无人时很容易实现极低频率极低电压对电动机供电，使电动扶梯以极低的速度运行自动扶梯现有节能方式→以机械能内部转化为主的节能方式，且易实现联动与独立状态自由转换以达到变频驱动。这些节能方式都没有充分利用下行乘客的重力势能！2.电气、机械故障导致电梯逆行事件时有发生→安装机械保护装置怎么办？逆行事件时有发生!背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望系杆球轴承抱闸红外感应装置扶梯电机圆弧锥齿轮系凸轮电机弹簧↑侧视图凸轮调节凸轮长轴处于水平状态抱闸将系杆抱紧，系杆不旋转调节电动机电压，将转速调至正常转速小齿轮传递扭矩电动机电压，将转速调至正常转速此时系统可简化为1、自动扶梯联动工作凸轮处于竖直状态，抱闸将系杆松开，系杆旋转，小齿轮不传递扭矩调节电动机电压，维持转速不变调节电动机电压，减小转速储能装置蓄能调节电动机电压，维持转速转速有加快的趋势下行扶梯人数加多。此时系统可简化为1、自动扶梯联动工作2、自动扶梯独立工作1.机械部分背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望 大锥齿轮 锥齿轮啮合结构1、整个装置中除机械能外，无其他能量形式的转化，能量传递效率高小锥齿轮2、采用锥齿轮系的结构进行传动，传动效率高，结构简单可靠，能保持上下行扶梯主轴轴心在同一直线，方便对现有扶梯改造。4、扶梯主轴上齿轮半径对比中间传动齿轮大，既缩短了系统轴向尺寸，又降低了平均齿面接触应力，减小了磨损，延长了齿轮寿命。3、采用圆弧锥齿轮，传动效率高，传动稳定，承载能力高，工作可靠，寿命长，噪音小，结构紧凑，制造安装成本低1.机械部分7、两自动扶梯相联动，使扶梯倒滑时产生的摩擦力也会大大增加，将降低自动扶梯倒滑事故的发生率，极大得保障了安全6、采用单向轴承，避免扶梯反转而造成的不必要的人员伤亡。简单的机械保护使得扶梯具有更高的安全可靠性。传动结构单向轴承5、采用结构简单的系杆凸轮抱闸结构，方便地实现上、下行扶梯的联动和脱开，有利于空载扶梯实现降速运行。1.机械部分传动结构校核计算参数大齿轮小齿轮模数m55齿数z12024分度圆直径d600120锥距R306压力角α2020齿宽b3030齿数比u5分度圆锥面圆锥角δ45小齿轮的接触应力为小齿轮的弯曲强度一般45号钢材料的齿轮，其许用应力有300MPa以上2.控制部分控制策略电压（回馈）检测速度编码器红外输入PWM波调整负载判断储能控制2、利用可编程逻辑器件实现装置的自动化，保证装置运行的平稳性和安全性（控制转速不变，自动调压）1、采用红外感应，当感应到上行或下行扶梯上在一段时间内没有行人使用时，自动扶梯降速运行，节约电动机的能耗3、下行扶梯乘客多出上行扶梯乘客一定数目时，多余重力势能通过电气部分储存，实现能量的充分回收利用电机控制凸轮控制直流电机储能装置凸轮电机自动扶梯能耗计算背景介绍系统介绍创新点计算分析前景展望确定自动扶梯各部分参数计算扶梯及乘客的线载荷分情况计算自动扶梯功率计算各部分的阻力自动扶梯能耗计算 现有变频节能自动扶梯能耗（KW） 新型变频节能自动扶梯能耗（KW）正常运行空载运行正常运行空载运行上行扶梯6.270.255.640.23下行扶梯3.340.25-1.650.23自动扶梯能耗计算● 新型节能扶梯能耗计算：上行扶梯传动系统效率：η1= =0.781；下行扶梯传动系统效率：η2= =0.781中间传动部分效率： η= =0.886● 有人时：上行扶梯消耗平均驱动功率： =5.64（KW）下行扶梯提供平均驱动功率： =1.65（KW）● 两个电梯均无人时：上行扶梯平均驱动功率： =0.23（KW）下行扶梯平均驱动功率： =0.23（KW）● 凸轮电机能耗：则凸轮电机每转动一次的耗