Wymagania dotyczące napędów elektrycznych wind

Winda jest pojedynczym układem elektromechanicznym, którego charakterystyki dynamiczne zależą zarówno od parametrów części mechanicznej, jak i od budowy i parametrów części elektrycznej. Schemat kinematyczny windy ma istotny wpływ na wymagania stawiane układowi sterowania silnikiem oraz napędowi elektrycznemu.

Tak więc w przypadku w pełni wyważonego układu mechanicznego (masa samochodu z ładunkiem jest równa masie przeciwwagi a lina wyważająca kompensuje zmianę obciążenia spowodowaną zmianą długości liny holowniczej podczas ruchu samochodu) na wał napędowy nie działa aktywny moment obciążenia, a silnik musi wytworzyć moment obrotowy, który zapewnia pokonanie momentu tarcia w przekładni mechanicznej oraz momentu dynamicznego, który zapewnia przyspieszanie i hamowanie kabiny.

W przypadku braku przeciwwagi silnik musi dodatkowo pokonać moment wywołany ciężarem załadowanej kabiny, co wymaga zwiększenia mocy silnika, masy i gabarytów.Jednocześnie, jeśli w procesie przyspieszania i zwalniania silnik rozwija ten sam moment obrotowy, wartości przyspieszeń w tych trybach będą się znacznie różnić i potrzebne są dodatkowe środki w celu ich wyrównania, co zwiększa wymagania dotyczące charakterystyki strojenia napęd elektryczny i komplikuje system sterowania.

Prawdą jest, że obecność przeciwwagi nie jest w stanie całkowicie wyeliminować nierówności obciążenia spowodowanej zmianą obciążenia kabiny, ale bezwzględna wartość obciążenia znacznie spada.

Obecność przeciwwagi ułatwia również działanie hamulca elektromechanicznego oraz pozwala na zmniejszenie jego gabarytów i wagi, gdyż znacznie zmniejsza to wielkość momentu obrotowego potrzebnego do utrzymania kabiny na zadanym poziomie przy wyłączonym silniku (przy układzie w pełni wyważonym, ten moment jest zerowy).

Z kolei wybór rodzaju napędu elektrycznego oraz parametrów silnika elektrycznego może mieć wpływ na schemat kinematyczny windy. Tak więc podczas korzystania z szybkiego napędu asynchronicznego obecność skrzyni biegów w przekładni mechanicznej jest nieunikniona, aby dopasować prędkości silnika elektrycznego i wiązki trakcyjnej.

Przy wyborze napędu elektrycznego prądu stałego często stosuje się silniki wolnoobrotowe, których prędkość odpowiada wymaganej prędkości belki trakcyjnej, co eliminuje potrzebę stosowania reduktora. Upraszcza to przekładnię mechaniczną i zmniejsza straty mocy w tej przekładni. System okazuje się dość cichy.

Jednak porównując opcje napędu z przekładnią i bez przekładni, projektant musi również wziąć pod uwagę fakt, że silnik wolnoobrotowy ma znacznie większe wymiary i wagę oraz zwiększony moment bezwładności twornika.

Tryb pracy napędu windy charakteryzuje się częstym włączaniem i wyłączaniem. W tym przypadku można wyróżnić następujące etapy ruchu:

• rozpędzanie silnika elektrycznego do zadanej prędkości,

• ruch ze stałą prędkością,

• redukcja prędkości przy zbliżaniu się do docelowego piętra (bezpośrednio do zera lub do niskiej prędkości zbliżania),

• zatrzymać i zatrzymać kabinę windy na docelowym piętrze z wymaganą dokładnością.

Należy wziąć pod uwagę, że etap ruchu ze stałą prędkością może być nieobecny, jeżeli suma dróg przyspieszenia do stałej prędkości i hamowania od stałej prędkości jest mniejsza niż odległość między pięterami odlotu i docelowymi (z przejściem przez piętro).

Jednym z głównych wymagań dotyczących elektrycznego napędu wind jest zapewnienie minimalnego czasu na przemieszczenie kabiny z początkowego piętra stanowiska wagonu na piętro docelowe podczas przywoływania lub składania zamówienia. Prowadzi to naturalnie do chęci zwiększenia stacjonarnej prędkości ruchu windy w celu zwiększenia jej wydajności, ale zwiększenie tej prędkości nie zawsze jest uzasadnione.

Windy o dużej prędkości poruszania się wagonu w przypadku, gdy ten ostatni musi zatrzymywać się na każdym piętrze, nie są faktycznie wykorzystywane pod względem prędkości, ponieważ na odcinku między piętrami wprowadza się ograniczenia przyspieszania i zwalniania, wagon nie ma czas do osiągnięcia prędkości znamionowej, ponieważ ścieżka przyspieszenia do tej prędkości w tym przypadku jest zwykle większa niż połowa rozpiętości.

W związku z powyższym, w zależności od warunków pracy, wskazane jest stosowanie napędów zapewniających różne prędkości stacjonarne.

Na przykład, w zależności od przeznaczenia, zaleca się stosowanie wind osobowych o następujących prędkościach znamionowych:

• w budynkach: do 9 pięter — od 0,7 m/s do 1 m/s;

• od 9 do 16 pięter — od 1 do 1,4 m / s;

• w budynkach 16-piętrowych — 2 i 4 m / s.

Zaleca się posiadanie stref ekspresowych przy instalowaniu wind w budynkach o prędkości powyżej 2 m/s, tj. windy nie powinny obsługiwać wszystkich pięter z rzędu, ale na przykład wielokrotności 4-5. Na obszarach między drogami ekspresowymi windy muszą pracować z mniejszymi prędkościami. Jednocześnie stosowane są obwody sterujące, które za pomocą przełączania prędkości mogą ustawić dwa tryby pracy napędu elektrycznego: z dużą prędkością dla stref ekspresowych iz obniżoną prędkością dla wykładzin podłogowych.

W praktyce instalując np. dwie windy w jednym wejściu, często stosuje się proste rozwiązanie, w którym system sterowania zapewnia, że ​​jedna winda zatrzymuje się tylko na piętrach nieparzystych, a druga tylko na piętrach parzystych. Zwiększa to wykorzystanie prędkości napędów, a tym samym zwiększa wydajność wind.

Poza podstawową prędkością kabiny, która w dużej mierze determinuje pracę windy, napęd elektryczny oraz układ sterowania windy o prędkości nominalnej większej niż 0,71 m/s musi zapewniać możliwość poruszania się kabiny z prędkością prędkość nie większa niż 0,4 m / s, która jest niezbędna do przeglądu kontrolnego kopalni (tryb rewizji).

Jednym z najważniejszych wymagań, którego spełnienie w dużej mierze zależy od konstrukcji napędu elektrycznego i jego układu sterowania, jest konieczność ograniczenia przyspieszeń i opóźnień kabiny oraz ich pochodnych (kopnięć).

Maksymalna wartość przyspieszenia (opóźnienia) ruchu kabiny podczas normalnej eksploatacji nie powinna przekraczać: dla wszystkich wind, z wyjątkiem szpitalnej, 2 m/s2, dla windy szpitalnej — 1 m/s2.

Pochodna przyspieszenia i opóźnienia (kopnięcia) nie jest regulowana regułami, ale konieczność jej ograniczenia, podobnie jak ograniczenie przyspieszenia, determinowana jest koniecznością ograniczenia obciążeń dynamicznych w przekładni mechanicznej podczas procesów przejściowych oraz zadaniem zapewniając pasażerom niezbędny komfort. Ograniczenie wartości przyspieszeń i gwałtownych ruchów powinno zapewnić dużą płynność procesów przejściowych i tym samym wykluczyć negatywny wpływ na samopoczucie pasażerów.

Wymóg ograniczenia przyspieszeń i pchnięć do wartości dopuszczalnych jest sprzeczny z powyższym wymogiem zapewnienia maksymalnych osiągów windy, ponieważ wynika z tego, że czas przyspieszania i zwalniania kabiny windy nie może być mniejszy niż pewna wartość określona przez to ograniczenie. Wynika z tego, że aby zapewnić maksymalne osiągi windy podczas stanów nieustalonych, napęd elektryczny musi zapewniać przyspieszanie i zwalnianie kabiny przy maksymalnych dopuszczalnych wartościach przyspieszenia i ruchu nagłego.

Ważnym wymogiem dla elektrycznego napędu windy jest zapewnienie precyzyjnego zatrzymania kabiny na zadanym poziomie. W przypadku wind osobowych słaba dokładność zatrzymania wagonu obniża jego osiągi, ponieważ wydłuża się czas wsiadania i wysiadania pasażerów, a komfort windy i bezpieczeństwo korzystania z niej spadają.

W windach towarowych niedokładne hamowanie utrudnia, aw niektórych przypadkach uniemożliwia rozładunek kabiny.

W niektórych przypadkach konieczność spełnienia wymagań dotyczących dokładności hamowania ma decydujący wpływ na wybór układu napędowego windy.

Zgodnie z przepisami dokładność zatrzymania kabiny na poziomie lądowania musi być utrzymana w granicach nieprzekraczających: dla dźwigów towarowych obciążonych transportem podłogowym oraz dla dźwigów szpitalnych — ± 15 mm, a dla pozostałych dźwigów — ± 50 mm

W windach wolnobieżnych droga hamowania jest niewielka, dlatego potencjalna zmiana tej odległości powodująca niedokładne hamowanie jest niewielka.Dlatego w takich windach spełnienie wymagań dotyczących dokładności zatrzymania zwykle nie jest trudne.

Wraz ze wzrostem prędkości windy rośnie również ostateczne rozmieszczenie punktów zatrzymania samochodu, co zwykle wymaga dodatkowych środków, aby spełnić wymagania dotyczące dokładności zatrzymania.

Naturalnym wymogiem dla elektrycznego napędu windy jest możliwość jej odwrócenia w celu zapewnienia podnoszenia i opuszczania kabiny.

Częstotliwość uruchamiania na godzinę dla wind pasażerskich powinna wynosić 100-240, a dla towarów - 70-100 z czasem trwania 15-60%.

Ponadto przepisy przewidują szereg dodatkowych wymagań dotyczących napędu elektrycznego windy, określonych koniecznością zapewnienia bezpieczeństwa jej eksploatacji.

Napięcie obwodów siłowych w maszynowniach nie powinno przekraczać 660 V, co wyklucza możliwość stosowania silników o wysokim napięciu znamionowym.

Zwolnienie hamulca mechanicznego musi być możliwe dopiero po wytworzeniu momentu elektrycznego wystarczającego do normalnego przyspieszenia silnika elektrycznego.

W asynchronicznych napędach elektrycznych, powszechnie stosowanych w windach wolnobieżnych i szybkobieżnych, wymóg ten jest zwykle spełniony poprzez podanie napięcia zasilającego silniki elektryczne w tym samym czasie, co napięcie przyłożone do elektromagnesu hamulca.W napędach elektrycznych prądu stałego stosowanych w windach szybkobieżnych, przed zwolnieniem hamulca, obwód sterujący jest zwykle sygnalizowany, aby ustawić moment obrotowy silnika i prąd wystarczający do utrzymania kabiny na poziomie peronu bez hamulca (nastawa prądu początkowego).

Zatrzymaniu kabiny musi towarzyszyć uruchomienie hamulca mechanicznego. Wyłączenie silnika elektrycznego podczas zatrzymywania kabiny musi nastąpić po zaciągnięciu hamulca.

W przypadku awarii hamulca mechanicznego, gdy samochód znajduje się na poziomie lądowania, silnik elektryczny i przetwornica muszą pozostać włączone i zapewnić utrzymanie samochodu na poziomie lądowania.

Niedozwolone jest umieszczanie bezpieczników, przełączników lub innych urządzeń w obwodzie twornika między silnikiem a przetwornicą mocy.

W przypadku przeciążenia silnika elektrycznego, a także zwarcia w obwodzie zasilającym lub w obwodach sterujących napędu elektrycznego należy zapewnić odłączenie napięcia od silnika napędu windy i zadziałanie hamulca mechanicznego. stosowany.