電梯電力驅動要求
電梯是一個單一的機電系統,其動態特性既取決於機械部分的參數,也取決於電氣部分的結構和參數。電梯的運動圖對電機控制系統和電力驅動的要求有重大影響。
因此,在完全平衡的機械系統的情況下(帶有負載的轎廂重量等於配重的重量,平衡繩補償由於牽引繩長度變化引起的負載變化當汽車移動時)牽引軸上沒有主動負載力矩,發動機必須產生扭矩以克服機械傳動中的摩擦力矩,以及提供駕駛室加速和製動的動態力矩。
在沒有配重的情況下,發動機必須額外克服由裝載機艙的重量產生的力矩,這需要增加發動機功率、重量和尺寸。同時,如果發動機在加速和減速過程中產生相同的扭矩,則這些模式下的加速度值會相差很大,需要採取額外的措施來均衡它們,這就增加了對整車調校特性的要求。電驅動並使控制系統複雜化。
誠然,配重的存在並不能完全消除艙內載荷變化引起的載荷不均,但載荷的絕對值明顯下降。
配重的存在也有利於機電制動器的操作並允許減小其尺寸和重量,因為這顯著減少了在發動機關閉的情況下將機艙保持在給定水平所需的扭矩量(使用完全平衡的系統,這一刻為零)。
反過來,電力驅動類型和電動機參數的選擇會影響電梯的運動圖。因此,當使用高速異步驅動時,機械傳動中不可避免地會出現變速箱,以匹配電動機和牽引線束的速度。
選擇直流電驅動時,多采用低速電機,其轉速與牽引梁所需轉速相匹配,無需減速機。這簡化了機械傳動並減少了傳動中的功率損失。系統變得非常安靜。
然而,在比較齒輪驅動和無齒輪驅動選項時,設計人員還必須考慮這樣一個事實,即低速電機的尺寸和重量要大得多,而且電樞慣性矩也會增加。
電梯驅動器的運行方式特點是頻繁開關。在這種情況下,可以區分以下運動階段:
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電動機加速到設定速度,
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勻速運動,
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接近目標樓層時減速(直接到零或低接近速度),
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以要求的精度將電梯轎廂停在目的樓層。
應該考慮到,如果加速到恆速和從恆速減速的路徑之和小於出發樓層和目的地樓層之間的距離(有樓層交叉),則可能不存在恆速運動階段。
電梯的電力驅動的主要要求之一是在呼叫或命令時保證轎廂從轎廂位置的初始樓層移動到目的樓層的最短時間。這自然導致希望增加電梯的靜止移動速度以增加其生產率,但是增加該速度遠非總是合理的。
如果轎廂必須在每個樓層停靠,則轎廂移動速度較快的電梯在速度方面實際上並未使用,因為在樓層之間的部分引入了加速和減速限制,轎廂沒有達到額定速度的時間,因為在這種情況下達到該速度的加速路徑通常超過跨度的一半。
基於以上所述,根據操作條件,建議使用提供不同靜止速度的驅動器。
例如,根據用途,推薦使用額定速度如下的乘客電梯:
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在建築物中:最多 9 層——從 0.7 m/s 到 1 m/s;
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從 9 層到 16 層——從 1 到 1.4 m/s;
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在 16 層的建築物中 — 2 和 4 m/s。
建議在速度超過 2 m/s 的建築物中安裝電梯時設置快速區,即電梯不應連續服務所有樓層,例如 4-5 的倍數。在高速公路之間的區域,電梯必須以較低的速度運行。同時,使用控制電路,在速度切換的幫助下,可以設置電動驅動器的兩種操作模式:快速區域的高速和地板覆蓋物的減速。
在實踐中,例如,在一個入口處安裝兩部電梯時,通常使用一種簡單的解決方案,其中控制系統確保一部電梯僅停在奇數層,另一部僅停在偶數層。這提高了驅動器的速度利用率,因此提高了電梯的生產率。
除了在很大程度上決定電梯運行的轎廂基本速度外,額定速度超過 0.71 m/s 的電梯的電力驅動和控制系統必須確保轎廂能夠以一定速度運行速度不超過 0、4 m / s,這是對礦山進行控制調查(修訂模式)所必需的。
最重要的要求之一,其實現在很大程度上取決於電力驅動的結構及其控制系統,是需要限制機艙及其衍生物(踢)的加速和減速。
正常運行期間轎廂運動的加速度(減速度)的最大值不應超過:對於除醫院外的所有電梯,2 m / s2,對於醫院電梯 - 1 m / s2。
加速和減速的導數(踢)不受規則規定,但其限制的需要,以及加速度的限制,是由在瞬態過程中限制機械傳動中的動態負載的需要和任務決定的為乘客提供必要的舒適度。限制加速度和突然運動的值應確保瞬態過程的高度平滑,從而排除對乘客福祉的負面影響。
將加速度和推力限制在允許值的要求與上述確保電梯最大性能的要求相矛盾,因為電梯轎廂的加速和減速持續時間不能小於由這個限制。由此可見,為了確保電梯在瞬變期間的最大性能,電驅動必須為轎廂的加速和減速提供加速度和突然運動的最大允許值。
電梯的電力驅動的一個重要要求是保證轎廂在給定層的精確停靠。對於乘客電梯而言,轎廂停靠精度差會降低其性能,因為乘客進出時間增加,電梯的舒適性和使用電梯的安全性下降。
在貨運電梯中,不准確的製動會導致難以卸載轎廂,在某些情況下甚至不可能卸載轎廂。
在某些情況下,滿足制動精度要求對電梯驅動系統的選擇具有決定性的影響。
根據規則,轎廂在停靠層停靠的精度必須保持在不超過以下限度內:對於載有地面運輸和醫院的貨運電梯 - ± 15 毫米,對於其他電梯 - ± 50 毫米
在低速電梯中,制動距離很小,因此該距離的潛在變化導致制動不准確的可能性很小。因此,在此類電梯中,滿足停靠精度要求通常並不困難。
隨著電梯速度的增加,轎廂停靠點的最終分佈也隨之增加,這通常需要額外的措施來滿足停靠精度要求。
電梯的電力驅動的一個自然要求是其反轉的可能性,以確保轎廂的升降。
乘客電梯每小時的啟動頻率應為 100-240 次,貨運電梯為 70-100 次,持續時間為 15-60%。
此外,規則還對電梯的電力驅動提出了一些附加要求,這些要求是由確保其運行安全的需要確定的。
機房電源電路的電壓不應超過660V,這就排除了使用額定電壓高的電機的可能性。
只有在產生足以使電動機正常加速的電動扭矩後,才能分離機械制動器。
在常用於低速和高速電梯的異步電力驅動器中,通常通過在向制動電磁閥施加電壓的同時向電動機提供電源電壓來滿足這一要求。在高速電梯中使用的直流電驅動器中,在釋放制動器之前,通常會向控制電路發出信號,以設置足以在沒有製動器的情況下將轎廂保持在平台高度的電機扭矩和電流(初始電流設置)。
停止駕駛室必須伴隨機械制動器的啟動。停止駕駛室時關閉電動機必鬚髮生在施加製動之後。
如果轎廂處於停靠層時機械制動器發生故障,則電動機和電源轉換器必須保持打開狀態並確保轎廂保持在停靠層。
不允許在電動機和功率轉換器之間的電樞電路中包括熔斷器、開關或其他雜項裝置。
如果電機過載,以及電源電路或電驅動器的控制電路短路,必須確保從電梯驅動電機上移除電壓並且機械制動器應用。