电梯电力驱动要求
电梯是一个单一的机电系统,其动态特性既取决于机械部分的参数,也取决于电气部分的结构和参数。电梯的运动图对电机控制系统和电力驱动的要求有重大影响。
因此,在完全平衡的机械系统的情况下(带有负载的轿厢重量等于配重的重量,平衡绳补偿由于牵引绳长度变化引起的负载变化当汽车移动时)牵引轴上没有主动负载力矩,发动机必须产生扭矩以克服机械传动中的摩擦力矩,以及提供驾驶室加速和制动的动态力矩。
在没有配重的情况下,发动机必须额外克服由装载机舱的重量产生的力矩,这需要增加发动机功率、重量和尺寸。同时,如果发动机在加速和减速过程中产生相同的扭矩,则这些模式下的加速度值会相差很大,需要采取额外的措施来均衡它们,这就增加了对整车调校特性的要求。电驱动并使控制系统复杂化。
诚然,配重的存在并不能完全消除舱内载荷变化引起的载荷不均,但载荷的绝对值明显下降。
配重的存在也有利于机电制动器的操作并允许减小其尺寸和重量,因为这显着减少了在发动机关闭的情况下将机舱保持在给定水平所需的扭矩量(使用完全平衡的系统,这一刻为零)。
反过来,电力驱动类型和电动机参数的选择会影响电梯的运动图。因此,当使用高速异步驱动时,机械传动中不可避免地会出现变速箱,以匹配电动机和牵引线束的速度。
选择直流电驱动时,多采用低速电机,其转速与牵引梁所需转速相匹配,无需减速机。这简化了机械传动并减少了传动中的功率损失。系统变得非常安静。
然而,在比较齿轮驱动和无齿轮驱动选项时,设计人员还必须考虑这样一个事实,即低速电机的尺寸和重量要大得多,而且电枢惯性矩也会增加。
电梯驱动器的运行方式特点是频繁开关。在这种情况下,可以区分以下运动阶段:
-
电动机加速到设定速度,
-
匀速运动,
-
接近目标楼层时减速(直接到零或低接近速度),
-
以要求的精度将电梯轿厢停在目的楼层。
应该考虑到,如果加速到恒速和从恒速减速的路径之和小于出发楼层和目的地楼层之间的距离(有楼层交叉),则可能不存在恒速运动阶段。
电梯的电力驱动的主要要求之一是在呼叫或命令时保证轿厢从轿厢位置的初始楼层移动到目的楼层的最短时间。这自然导致希望增加电梯的静止移动速度以增加其生产率,但是增加该速度远非总是合理的。
如果轿厢必须在每个楼层停靠,则轿厢移动速度较快的电梯在速度方面实际上并未使用,因为在楼层之间的部分引入了加速和减速限制,轿厢没有达到额定速度的时间,因为在这种情况下达到该速度的加速路径通常超过跨度的一半。
基于以上所述,根据操作条件,建议使用提供不同静止速度的驱动器。
例如,根据用途,推荐使用额定速度如下的乘客电梯:
-
在建筑物中:最多 9 层——从 0.7 m/s 到 1 m/s;
-
从 9 层到 16 层——从 1 到 1.4 m/s;
-
在 16 层的建筑物中 — 2 和 4 m/s。
建议在速度超过 2 m/s 的建筑物中安装电梯时设置快速区,即电梯不应连续服务所有楼层,例如 4-5 的倍数。在高速公路之间的区域,电梯必须以较低的速度运行。同时,使用控制电路,在速度切换的帮助下,可以设置电动驱动器的两种运行模式:快速区域的高速和地板覆盖物的减速。
在实践中,例如,在一个入口处安装两部电梯时,通常使用一种简单的解决方案,其中控制系统确保一部电梯仅停在奇数层,另一部仅停在偶数层。这提高了驱动器的速度利用率,因此提高了电梯的生产率。
除了在很大程度上决定电梯运行的轿厢基本速度外,额定速度超过 0.71 m/s 的电梯的电力驱动和控制系统必须确保轿厢能够以一定速度运行速度不超过 0、4 m / s,这是对矿山进行控制调查(修订模式)所必需的。
最重要的要求之一,其实现在很大程度上取决于电力驱动的结构及其控制系统,是需要限制机舱及其衍生物(踢)的加速和减速。
正常运行期间轿厢运动的加速度(减速度)的最大值不应超过:对于除医院外的所有电梯,2 m / s2,对于医院电梯 - 1 m / s2。
加速和减速的导数(踢)不受规则规定,但其限制的需要,以及加速度的限制,是由在瞬态过程中限制机械传动中的动态负载的需要和任务决定的为乘客提供必要的舒适度。限制加速度和突然运动的值应确保瞬态过程的高度平滑,从而排除对乘客福祉的负面影响。
将加速度和推力限制在允许值的要求与上述确保电梯最大性能的要求相矛盾,因为电梯轿厢的加速和减速持续时间不能小于由这个限制。由此可见,为了确保电梯在瞬变期间的最大性能,电驱动必须为轿厢的加速和减速提供加速度和突然运动的最大允许值。
电梯的电力驱动的一个重要要求是保证轿厢在给定层的精确停靠。对于乘客电梯而言,轿厢停靠精度差会降低其性能,因为乘客进出时间增加,电梯的舒适性和使用电梯的安全性下降。
在货运电梯中,不准确的制动会导致难以卸载轿厢,在某些情况下甚至不可能卸载轿厢。
在某些情况下,满足制动精度要求对电梯驱动系统的选择具有决定性的影响。
根据规则,轿厢在停靠层停靠的精度必须保持在不超过以下限度内:对于载有地面运输和医院的货运电梯 - ± 15 毫米,对于其他电梯 - ± 50 毫米
在低速电梯中,制动距离很小,因此该距离的潜在变化导致制动不准确的可能性很小。因此,在此类电梯中,满足停靠精度要求通常并不困难。
随着电梯速度的增加,轿厢停靠点的最终分布也随之增加,这通常需要额外的措施来满足停靠精度要求。
电梯的电力驱动的一个自然要求是其反转的可能性,以确保轿厢的升降。
乘客电梯每小时的启动频率应为 100-240 次,货运电梯为 70-100 次,持续时间为 15-60%。
此外,规则还对电梯的电力驱动提出了一些附加要求,这些要求是由确保其运行安全的需要确定的。
机房电源电路的电压不应超过660V,这就排除了使用额定电压高的电机的可能性。
只有在产生足以使电动机正常加速的电动扭矩后,才能分离机械制动器。
在常用于低速和高速电梯的异步电力驱动器中,通常通过在向制动电磁阀施加电压的同时向电动机提供电源电压来满足这一要求。在高速电梯中使用的直流电驱动器中,在释放制动器之前,通常会向控制电路发出信号,以设置足以在没有制动器的情况下将轿厢保持在平台高度的电机扭矩和电流(初始电流设置)。
停止驾驶室必须伴随机械制动器的启动。停止驾驶室时关闭电动机必须发生在施加制动之后。
如果轿厢处于停靠层时机械制动器发生故障,则电动机和电源转换器必须保持打开状态并确保轿厢保持在停靠层。
不允许在电动机和功率转换器之间的电枢电路中包括熔断器、开关或其他杂项装置。
如果电机过载,以及电源电路或电驱动器的控制电路短路,必须确保从电梯驱动电机上移除电压并且机械制动器应用。