Тема 3.2. Електрообладнання і схеми керування ліфтами і підйомниками.

1. Характеристика ліфтів.

Коротка характеристика. Ліфти використовують для вертикального переміщення пасажирів та вантажів, а підйомники -для переміщення вантажів з вибоїв чи шахт, для переміщення скіпів у металургійній промисловості й у деяких випадках для переміщення пасажирів похилим шляхом.

Основними елементами однокабінних ліфтів є: кабіна, підіймальна лебідка (при наявності редуктора), канати, противага, електродвигун, гальмівний пристрій і апарати керування.

                                                               Однокабінні ліфти можуть бути як  

                                                           безредукторні (електродвигун   

                                                           безпосередньо з'єднаний з  

                                                           канатоведучим шківом), так і  

                                                           редукторні, коли електродвигун і

                                                           канатоведучий шків з'єднані між собою  

                                                           через редуктор.    

                                                                Прикладом редукторного ліфта є ліфт,  

                                                           кінематична схема якого зображена на

                                                           рис. 3.10, де канатоведучий шків КШ   

                                                           обертається електродвигуном Д, а шків

                                                          завдяки силам тертя (між канатом і

                                                           шківом)  надає рух несучому (тяговому)

                                                           канату НК.  До кінців останнього кріп -

                                                           ляться кабіна К і противага (контр           

                                                           вантаж) G_пр, маса якого вибирається з

                                                            умови зрівноваження маси кабіни і тя -

                                                           гового каната, а також частини вантажу:

                                                                 G_пр = G₀ + α·G_ном., де

                                                             α – коефіцієнт врівноваження = 0,4 ÷ 0,6.  

                                                              Зусилля на канатоведучому шківі:

                                                                     F_c = F₁ – F₂ = G – α·G_ном.

                                Рис. 3.10. Кінематична схема ліфтової установки.

 

                                                             Навантаження двигуна визначається

                                                           зусиллям F_с і завантаженням кабіни, а

                                                           також ступенем зрівноваження (α).

Статичні потужність і момент на валу двигуна:

    Р_с1 = F_с ·V_к· 10^–3 / η₁; М_с1 = F_с· D_кш / 2і_р η₁ - в моторному режимі;

  Р_с2 = F_с ·V_к· 10^–3 · η₂; М_с2 = F_с· D_кш ·η₂/ 2і_р - в генераторному режимі, де

 η₁, η₂ – ККД редуктора при прямій і зворотній передачі потужності.

D_кш – діаметр канатоведучого шківа,

і_р – передавальне число редуктора.    (Допустимо η_р1 = η_р2 = η_ном.)

Враховуючі, що швидкість підйому і спуску ≈ V_ном, то Т_п = Т_с, тоді еквівалентна потужність за сумарний час операцій:

            .

Тривалість включення розрахункова:

- для житлових будинків ТВ = 40 %;

- для адміністративних споруд ТВ = 60 %.

  

Потрібна потужність двигуна:

       Р_дв.= k_з · Р_{с екв.}, де

k _з – коефіцієнт  запасу = 1,3 ÷ 1,5, враховує вплив динамічного навантаження на нагрів двигуна.

Необхідна кутова швидкість:

      ω_дв= 2V_ном ·і_р/ D_кш.

_По каталогу вибирається двигун для роботи в повторно-короткочасному режимі за умовами:

       Р_ном ≥ Р_дв., ω_ном ≈ ω_дв.

Живлення двигунів дверей і вентиляторів, освітлення кабіни, зв'язок апаратури керування і сигналізації з устаткуванням, що знаходиться поза кабіною, здійснюються гнучким кабелем або тролеями. Однокабінні ліфти бувають: пасажирські, вантажні, вантажо-пасажирські та ін.

Ліфти звичайно розділяють на чотири категорії: тихохідні (0,5...0,65 м/с), швидкохідні (1,0...1,5 м/с), швидкісні (2,0...2.5 м/с) і високошвидкісні (3,5...5,6 м/с і більше).

Вантажні ліфти залежно від вантажопідйомності (від 50 до 2000 кг) можуть мати швидкість руху від 0,25 до 2 м/с, а при вантажопідйомності 3200 і 5000 до 0.5 м/с.

 

3. Вимоги до електроприводу і систем керування ліфтових установок.

Для якісного виконання операцій з транспортування вантажів і пасажирів при високій продуктивності електропривод ліфтів повинний забезпечити: реверсивну роботу двигуна; плавний пуск і гальмування (за умови, щоб прискорення і сповільнення, а також їхні похідні не перевищували встановлені норми); мінімальний час перехідних процесів; точну зупинку кабіни відносно рівня підлоги поверху.

Виконання цих вимог пов'язане з деякими особливостями роботи ліфтів, що  продуктивність ліфта прямо пропорційна до ємності кабіни і визначається швидкістю руху. 

Ліфти з великою швидкістю руху кабіни (понад 2 м/с), якщо вона повинна зупинятися на кожному поверсі, фактично не використовуються за швидкістю, тому що на одному перегоні між поверхами (при Н = 3.2...3,6 м) за умовами заданого прискорення кабіна не може розвинути швидкість вище 1,6... 1,8 м/с, тому що після досягнення такої швидкості її знову потрібно зменшувати для забезпечення точної зупинки. Швидкість кабіни більш ніж 1.5 м/с приймається для швидкісних ліфтів в тому випадку, якщо вони працюють з експресними зонами, тобто обслуговують не всі поверхи поспіль, а кратні 2 чи 5. Міжекспресні зони можуть обслуговуватися ліфтами з меншими швидкостями руху.

Допустимі значення прискорення кабіни при її пуску й сповільненні в нормальних режимах роботи для тихохідних і швидкохідних ліфтів становлять 1.5 м/с2, а для швидкісних ліфтів 2,5 м/с:. Максимальне сповільнення при зупинці кнопкою "Стоп " не повинне перевищувати 3.0 м/с2. Найбільша допустима швидкість зміни прискорення (похідна прискорення за часом - ривок) обмежується значеннями 3...10 м/с3. Обмеження прискорення і ривка визначається нормальним самопочуттям пасажирів незалежно від їхнього віку і стану здоров'я, а також необхідне для зниження динамічних навантажень на несучі канати і кабіну ліфта.

Для забезпечення зручності та безпечного входу і виходу пасажирів, завантаження і вивантаження вантажів, а також для скорочення тривалості цих процесів кабіна ліфта після гальмування повинна зупинитися проти рівня поверхової площадки зі заданою точністю.

Неточна зупинка в пасажирських ліфтах призводить до збільшення часу входу і виходу пасажирів, а у вантажних ліфтах - ускладнює, а в деяких випадках унеможливлює завантаження і розвантаження кабіни.

У випадку автоматизації підіймальної установки керування процесом точної зупинки є завданням електроприводу, що в деяких випадках має вирішальне значення на вибір типу електропривода ліфта. Для забезпечення точної зупинки кабіни звичайно зменшують її швидкість перед зупинкою.

 

3. Електричні схеми керування ліфтами.

Залежно від швидкохідності пасажирських ліфтів є такі різновиди силових схем керування ними: тихохідні ліфти - мають двигуни з короткозамкненим чи з фазним ротором і кнопкове чи важелеве керування; - швидкохідні ліфти - дво- чи одношвидкісні двигуни, керовані магнітними станціями чи тирис -торними станціями керування (ТСУ-Р) із кнопковими командоапаратами;

швидкісні і високошвидкісні ліфти — двигуни постійного струму, керовані за схемою "тиристорний перетворювач — двигун" із кнопковими командоапаратами; Зможуть використовуватися також схеми асинхронно-вентильних каскадів (АВК), застосування яких дозволяє збільшити ККД установки. Широко використовуються у сучасних електроприводах ліфтів і частотнокеровані асинхронні електроприводи.

Пасажирські ліфти залежно від пасажиропотоку, висоти підйому і кількості ліфтів, що обслуговують пасажирів, поділяються на одиночні і з груповим керуванням. До одиночних належить: а) ліфти, що працюють за одиночними наказами і викликами без проміжних зупинок при опусканні і підніманні пасажирів; б) ліфти зі збиранням пасажирів при опусканні, але із забороною викликів при підніманні; в) те ж, але з реєстрацією викликів на спуску і наступним їх виконанням.

Незалежно від швидкохідності ліфтів, одиночного чи групового керування ними необхідними елементами більшості їхніх схем є: кнопки з самоповер -ненням, залипаючі чи западаючі кнопки для виклику кабін і подачі наказу з кабіни; різні датчики селекції і точної зупинки - позиційно узгоджувальні пристрої (ПУП) для реєстрації місця перебування кабіни і стану електричних кіл; датчики і блокування стану піднімальних канатів, стану дверей шахти і кабіни (відкриті чи закриті); кінцеві вимикачі обмеження швидкості і ступеня завантаження кабіни; покажчики напрямку руху кабіни і у деяких ліфтах наявності вантажу в кабіні.

1. Схема керування електроприводом ліфта зі швидкістю кабіни 0,5 м/с.

 

 

                                                                                  

                                                                                   ВКП – кінцевий вимикач полу

                                                                                                            кабіни;

                                                                                                  ВКДК - кінцевий вимикач             

                                                                                                             дверей кабіни;

                                                                                                  ВКК - кінцевий вимикач          

                                                                                                           контролю канатів;

                                                                                                  ВКДШ - кінцевий вимикач                    

                                                                                                            дверей шахти;

Рис.3.11. Схема                                                                      ВКЛ - кінцевий вимикач

керування ліфтом зі                                                                                         уловлювача;              

швидкістю 0,5 м/с.                                                                 ВКВ - кінцевий вимикач ваги;

                                                                                                  

КнН – кнопки наказу; КнВ – кнопки виклику; ПП – перемикач поверховий; КнС – кнопки «стоп»; РП – реле поверхове; КУ1-КУ3 – контактори управління двигуном;  КВ – контактор руху вверх; КН – контактор руху вниз;  М - електродвигун приводу; ЕМГ – електромагніт гальма; r_1-3 – резистори прискорення.

Автоматичний пуск і зупинка двигуна виконується в функції незалежних витримок часу, які створюються вбудованими в КУ реле часу. Кількість поверхів – 4, ліфт знаходиться на 3 ^му поверсі. 

 

 

 

  2. Схема керування вантажним ліфтом.

                                                                      Рис. 3.12. Електрична схема  

                                                                                                          вантажного ліфта.

                                                                                          М – електродвигун приводу;

                                                                                          ЕМГ – електромагніт гальма;

                                                                                          КнП – кнопки виклику на поверх;

                                                                                          Кн1 – кнопка подачі сигналу 

                                                                                                     диспетчеру;

                                                                                          ПР – перемикач напрямку руху.

                                                                                                 

                                                                                         Робота схеми.

                                                                                         Для виклику кабіни натискається

                                                                                         кнопка поверху КнП, при цьому

                                                                                         спрацьовує відповідне реле РБ, сиг-

                                                                                         нальна лампа і дзвоник.

                                                                                         Для руху вверх (вниз) перемикач                  

                                                                                        ПР встановлюється в положення 1 

                                                                                        (2).

                                                                                         Зупинка кабіни здійснюється вста-

                                                                                         новленням ручки перемикача ПР в

                                                                                         нейтраль.

                                                                                         При будь-який несправності з ка –

                                                                                         біни кнопкою Кн1 може бути пода -ний сигнал диспетчеру. Робота елементів кола блокування аналогічна схемі рис. 3.11.

 

 

Контрольні запитання:

1. Класифікація ліфтів.

2. Призначення противаги та розрахунок її маси.

3. Як визначити режим роботи ліфта?

4. Як розрахувати потужність приводного електродвигуна ліфта?

5. Які вимоги ставляться до систем керування електроприводами ліфтів?

6. Чому необхідно зменшувати швидкість руху кабіни ліфта під час підходу до зупинки?

7. Від чого залежить точність зупинки кабіни ліфта?

8. Які є різновиди схем керування є електроприводами ліфтів?

9. Які датчики використовуються в ліфтах?

10. Охарактеризуйте конструктивні особливості і принцип роботи контактних та безконтактних датчиків, що використовуються в ліфтах. Порівняйте їх між: собою.

11. Назвіть елементи блокувань пуску електроприводу та їхнє призначення.

12. Опишіть роботу схеми вантажного ліфта.

13. Опишіть роботу схеми пасажирського ліфта.

 

 

  Розділ 4. Електроустаткування наземного внутрішньозаводського

                                      електротранспорту.