Requisiti per azionamenti elettrici di ascensori

L'ascensore è un unico sistema elettromeccanico, le cui caratteristiche dinamiche dipendono sia dai parametri della parte meccanica che dalla struttura e dai parametri della parte elettrica. Il diagramma cinematico dell'ascensore ha un impatto significativo sui requisiti del sistema di controllo del motore e dell'azionamento elettrico.

Quindi, nel caso di un sistema meccanico completamente bilanciato (il peso dell'auto con il carico è uguale al peso del contrappeso e la fune di bilanciamento compensa la variazione del carico dovuta alla variazione della lunghezza della fune di traino quando l'auto è in movimento) non c'è momento di carico attivo sull'albero di trazione, e il motore deve sviluppare una coppia che provveda a vincere il momento di attrito nella trasmissione meccanica, e il momento dinamico che fornisce l'accelerazione e la frenata della cabina.

In assenza di contrappeso, il motore deve inoltre superare il momento creato dal peso della cabina caricata, che richiede un aumento della potenza del motore, del peso e delle dimensioni.Allo stesso tempo, se nel processo di accelerazione e decelerazione il motore sviluppa la stessa coppia, i valori di accelerazione in queste modalità differiranno in modo significativo e saranno necessarie ulteriori misure per equalizzarli, il che aumenta i requisiti per le caratteristiche di messa a punto del azionamento elettrico e complica il sistema di controllo.

È vero che la presenza di un contrappeso non può eliminare completamente le irregolarità del carico dovute a una variazione del carico in cabina, ma il valore assoluto del carico diminuisce sensibilmente.

La presenza di un contrappeso facilita anche l'azionamento del freno elettromeccanico e consente di ridurne le dimensioni e il peso, poiché questo riduce notevolmente la quantità di coppia necessaria per mantenere la cabina ad un determinato livello a motore spento (con un sistema completamente bilanciato, questo momento è zero).

A sua volta, la scelta del tipo di azionamento elettrico e dei parametri del motore elettrico può influenzare lo schema cinematico dell'ascensore. Pertanto, quando si utilizza una trasmissione asincrona ad alta velocità, la presenza di un cambio in una trasmissione meccanica è inevitabile per adeguarsi alle velocità del motore elettrico e del cablaggio di trazione.

Quando si sceglie un azionamento elettrico a corrente continua, vengono spesso utilizzati motori a bassa velocità, la cui velocità corrisponde alla velocità richiesta del raggio di trazione, eliminando la necessità di un riduttore. Ciò semplifica la trasmissione meccanica e riduce la perdita di potenza in quella trasmissione. Il sistema risulta essere abbastanza silenzioso.

Tuttavia, quando si confrontano le opzioni di azionamento con riduttore e senza riduttore, il progettista deve anche considerare il fatto che un motore a bassa velocità ha dimensioni e peso significativamente maggiori e un momento di inerzia dell'indotto maggiore.

La modalità operativa dell'azionamento dell'ascensore è caratterizzata da frequenti accensioni e spegnimenti. In questo caso si possono distinguere le seguenti fasi di movimento:

• accelerazione del motore elettrico alla velocità impostata,

• moto a velocità costante,

• riduzione della velocità in avvicinamento al piano di destinazione (direttamente a zero o a bassa velocità di avvicinamento),

• fermare e fermare la cabina dell'ascensore al piano di destinazione con la precisione richiesta.

Si tenga presente che la fase di movimento a velocità costante può essere assente se la somma dei percorsi di accelerazione a velocità costante e decelerazione da velocità costante è inferiore alla distanza tra il piano di partenza e quello di arrivo (con attraversamento del piano).

Uno dei requisiti principali per l'azionamento elettrico degli ascensori è garantire il tempo minimo per spostare la cabina dal piano iniziale della posizione della cabina al piano di destinazione al momento della chiamata o dell'ordine. Ciò porta naturalmente al desiderio di aumentare la velocità di movimento stazionaria dell'ascensore per aumentarne la produttività, ma l'aumento di questa velocità è tutt'altro che giustificato.

Gli ascensori con elevata velocità di movimento della cabina nel caso in cui quest'ultima debba effettuare soste ad ogni piano non sono effettivamente utilizzati in termini di velocità, poiché vengono introdotti vincoli di accelerazione e decelerazione sul tratto tra i piani, la cabina non ha tempo per raggiungere la velocità nominale, poiché in questo caso il percorso di accelerazione a questa velocità è solitamente superiore alla metà dell'intervallo.

Sulla base di quanto sopra, a seconda delle condizioni operative, è consigliabile utilizzare azionamenti che forniscano velocità stazionarie diverse.

Ad esempio, a seconda dello scopo, si consiglia di utilizzare ascensori per passeggeri con le seguenti velocità nominali:

• negli edifici: fino a 9 piani — da 0,7 m/s a 1 m/s;

• da 9 a 16 piani — da 1 a 1,4 m / s;

• in edifici di 16 piani — 2 e 4 m / s.

Si consiglia di disporre di zone espresse durante l'installazione di ascensori in edifici con una velocità superiore a 2 m / s, ad es. gli ascensori non dovrebbero servire tutti i piani di fila, ma ad esempio multipli di 4-5. Nelle aree tra le superstrade, gli ascensori devono funzionare a velocità inferiori. Allo stesso tempo, vengono utilizzati circuiti di controllo che, con l'ausilio della commutazione della velocità, possono impostare due modalità di funzionamento dell'azionamento elettrico: ad alta velocità per le zone espresse e con velocità ridotta per i rivestimenti del pavimento.

In pratica, quando si installano, ad esempio, due ascensori in un unico ingresso, viene spesso utilizzata una soluzione semplice, in cui il sistema di controllo garantisce che un ascensore si fermi solo ai piani dispari e l'altro solo ai piani pari. Ciò aumenta l'utilizzo della velocità degli azionamenti e quindi aumenta la produttività degli ascensori.

Oltre alla velocità di base della cabina, che determina in gran parte il funzionamento dell'ascensore, l'azionamento elettrico e il sistema di controllo dell'ascensore con una velocità nominale superiore a 0,71 m / s devono garantire la possibilità di spostare la cabina a un velocità non superiore a 0, 4 m / s, necessaria per un rilevamento di controllo della miniera (modalità di revisione).

Uno dei requisiti più importanti, il cui soddisfacimento dipende in gran parte dalla struttura dell'azionamento elettrico e dal suo sistema di controllo, è la necessità di limitare l'accelerazione e la decelerazione della cabina e le loro derivate (calci).

Il valore massimo dell'accelerazione (decelerazione) del movimento della cabina durante il normale funzionamento non deve superare: per tutti gli ascensori, ad eccezione dell'ospedale, 2 m / s2, per l'ascensore dell'ospedale - 1 m / s2.

La derivata dell'accelerazione e della decelerazione (calcio) non è regolata dalle regole, ma la necessità della sua limitazione, così come la limitazione dell'accelerazione, è determinata dalla necessità di limitare i carichi dinamici nella trasmissione meccanica durante i processi transitori e il compito di fornire il comfort necessario per i passeggeri. Limitare i valori di accelerazione e movimento brusco dovrebbe garantire un'elevata scorrevolezza dei processi transitori ed escludere quindi l'impatto negativo sul benessere dei passeggeri.

L'esigenza di limitare le accelerazioni e le spinte a valori ammissibili contraddice la suddetta esigenza di garantire le massime prestazioni dell'ascensore, poiché ne consegue che la durata dell'accelerazione e decelerazione della cabina dell'ascensore non può essere inferiore ad un certo valore determinato da questa limitazione. Ne consegue che per garantire le massime prestazioni dell'ascensore durante i transitori, l'azionamento elettrico deve fornire accelerazione e decelerazione della cabina con i valori massimi consentiti di accelerazione e movimento brusco.

Un requisito importante per l'azionamento elettrico dell'ascensore è garantire l'arresto preciso della cabina a un determinato livello. Per gli ascensori per passeggeri, la scarsa precisione di arresto della cabina ne riduce le prestazioni, poiché aumenta il tempo di entrata e uscita dei passeggeri e diminuisce il comfort dell'ascensore e la sicurezza dell'utilizzo dell'ascensore.

Nei montacarichi, una frenata imprecisa rende difficile, e in alcuni casi impossibile, scaricare l'auto.

In alcuni casi, la necessità di soddisfare i requisiti di accuratezza della frenatura ha un'influenza decisiva sulla scelta di un sistema di azionamento per ascensori.

In conformità con le regole, l'accuratezza dell'arresto della cabina al livello del piano deve essere mantenuta entro limiti che non superano: per i montacarichi carichi di trasporto al piano e per l'ospedale — ± 15 mm, e per altri ascensori — ± 50 mm

Negli ascensori a bassa velocità, la distanza di frenata è piccola, quindi il potenziale cambiamento in questa distanza che causa una frenata imprecisa è piccolo.Pertanto, in tali ascensori, soddisfare i requisiti per l'accuratezza dell'arresto di solito non è difficile.

All'aumentare della velocità dell'ascensore, aumenta anche l'eventuale diffusione dei punti di arresto della cabina, che di solito richiede misure aggiuntive per soddisfare i requisiti di precisione di arresto.

Un requisito naturale per l'azionamento elettrico dell'ascensore è la possibilità della sua inversione per garantire il sollevamento e l'abbassamento della cabina.

La frequenza di partenza all'ora per gli ascensori per passeggeri dovrebbe essere 100-240 e per il trasporto merci - 70-100 con una durata del 15-60%.

Inoltre, le regole prevedono una serie di requisiti aggiuntivi per l'azionamento elettrico dell'ascensore, determinati dalla necessità di garantire la sicurezza del suo funzionamento.

La tensione dei circuiti di alimentazione nelle sale macchine non deve superare i 660 V, il che esclude la possibilità di utilizzare motori con una tensione nominale elevata.

Il disinnesto del freno meccanico deve essere possibile solo dopo la creazione (di una coppia elettrica sufficiente per la normale accelerazione del motore elettrico.

Negli azionamenti elettrici asincroni, comunemente utilizzati negli ascensori a bassa e ad alta velocità, questa esigenza viene solitamente soddisfatta fornendo la tensione di alimentazione ai motori elettrici contemporaneamente alla tensione applicata al solenoide del freno.Negli azionamenti elettrici CC utilizzati negli ascensori ad alta velocità, prima che il freno venga rilasciato, il circuito di controllo viene solitamente segnalato per impostare la coppia del motore e la corrente sufficienti a mantenere la cabina a livello della piattaforma senza freno (impostazione della corrente iniziale).

L'arresto della cabina deve essere accompagnato dall'azionamento di un freno meccanico. Lo spegnimento del motore elettrico durante l'arresto della cabina deve avvenire dopo l'applicazione del freno.

In caso di avaria del freno meccanico quando la cabina è al piano, il motore elettrico e il convertitore di potenza devono rimanere accesi e garantire il mantenimento della cabina al piano.

Non è consentito includere fusibili, interruttori o altri dispositivi vari nel circuito di armatura tra il motore e il convertitore di potenza.

In caso di sovraccarico del motore elettrico, nonché di cortocircuito nel circuito di alimentazione o nei circuiti di comando dell'azionamento elettrico, è necessario garantire che la tensione venga rimossa dal motore di azionamento dell'ascensore e che il freno meccanico sia applicato.