Электрооборудование лифтов

Лифт представляет собой подъемную машину циклического действия, предназначенную для вертикального подъема людей и грузов. По назначению лифты разделяют на пассажирские, грузопассажирские, больничные, грузовые.

В зависимости от скорости движения кабины лифты подразделяют на тихоходные (до 0,71 м/с), быстроходные (от 1 до 1,6м/с), скоростные (от 2 до 4м/с) и высокоскоростные (4 — 10м/с). Грузоподъемность пассажирских лифтов составляет от 320 до 1600кг, грузовых — от 160-5000кг. При скорости до 1,6м/с электродвигатель соединяется с канатоведущим шкивом через редуктор, если скорость выше, то применяют безредукторные электроприводы.

При большом разнообразии вариантов конструкций пассажирских и грузовых лифтов основными узлами оборудования для них являются подъемная лебедка, канаты, кабина, противовес, механический тормоз и аппаратура управления. Современные лифты имеют систему подвеса с противовесом и с уравновешивающим канатом.

Кабина перемещается вдоль вертикальных направляющих. Кабина подвешена к канатам, огибающим канатоведущий и направляющий шкивы приводной электрической лебедки. На концах каната укреплен противовес, движущийся по направляющим. Масса противовеса равна сумме массы кабины и (0,42 — 0,5) массы груза (или половине наиболее вероятной нагрузки кабины).

В лифтах и грузовых подъемниках типы электроприводов выбираются в зависимости от скорости движения, этажности здания и требуемой точности остановки. В настоящее время применяют следующие электроприводы:

а) для зданий до 17 этажей используются тихоходные и быстроходные лифты со скоростью от 0,7 до 1,4м/с грузоподъемностью 320, 400кг. В этих лифтах применяют электропривод с асинхронным двухскоростным электродвигателем с короткозамкнутым ротором,

б) для быстроходных пассажирских лифтов со скоростью 1,6м/с предназначенных для зданий до 25 этажей применяют электропривод по системе тиристорный регулятор напряжения (ТРН) с двухскоростным асинхронным двигателем (ТРН-АДД).

Наличие регулируемого электропривода обеспечивает высокую плавность процессов разгона и замедления, высокую точность остановки на этаже (до 20 мм), отсутствие участка пониженной скорости перед остановкой. Вторая обмотка двигателя служит для получения малой скорости при ревизии,

в) для скоростных и высокоскоростных лифтов применяются электроприводы постоянного тока по системе тиристорный преобразователь-двигатель ТП-Д и переменного тока по системе преобразователь частоты — короткозамкнутый асинхронный электродвигатель ГГЧ-АД.

Тиристорный электропривод лифта типа УЛМП-25-16

Питание электропривода (рис.1) осуществляется от реверсивного тиристорного регулятора напряжения UZ (ТРН) при пуске и установившемся движении и от отдельного выпрямителя собранного по однофазной мостовой схеме UZ1 для питания обмотки статора при динамическом торможении.

Система обеспечивает параметрическое фазовое регулирование скорости вращения короткозамкнутого асинхронного электродвигателя. Система автоматического регулирования выполнена на однокристальной микро ЭВМ типа КР1816ВБ031, которая осуществляет непосредственное цифровое регулирование скорости вращения приводного двухскоростного асинхронного электродвигателя.

Автоматическая система регулирования позволяет обеспечить высокую точность поддержания заданной скорости и остановки на уровне требуемого этажа непосредственно в заданную точку без участка пониженной скорости. Вторая обмотка двигателя включается только при ревизии.

Рис. 1. Схема тиристорного электропривода лифта

Грузоподъемные механизмы лифтов снабжаются специальными тормозными устройствами с длинноходовыми и короткоходовыми электромагнитами постоянного тока, которые подключаются к сети напряжением 220 или 380 В через выпрямитель.

Аппараты управления лифтов

Этажные переключатели предназначены для коммутации цепей управление движением. Они регистрируют положение кабины, автоматически выбирают направление движения («верх» или «низ») и дают команду на отключение электропривода при остановке. Конструктивно это трехпознцнонные рычажные переключатели (путевые командоаппараты) на три положения (1-0-2), имеющие подвижные (на рычаге) к неподвижные (на корпусе) контакты.

Этажные переключатели устанавливаются в шахте на уровне этажа, а на кабине — фасонная отводка, которая действует на рычаг этажного переключателя.

При ходе кабины «вверх» поворотом рычага замыкается одна группа неподвижных контактов, а «вниз»— другая. Когда кабина находится на уровне этажа, этажный переключатель находится в нейтральном положении «О», а неподвижные контакты разомкнуты.

Переключатели скорости предназначены для подачи импульса на снижение скорости перед остановкой кабины. Применяются в быстроходных лифта с электроприводом двухскоростного исполнения. Они построены по принципу действия этажных переключателей, но конструктивный вид имеют другой. Переключатели скорости устанавливаются в стволе шахты комплектно выше и ниже этажа на расстоянии от 0,5 до 0,6 м.

Рычажные переключатели предназначены для управлении грузовыми лифтами с проводником. Конструктивно это трехпозицнонные рычажные переключатели с самовозвратом рукоятки в нейтральнее положение («верх»-0-«низ»), установленные в кабине. Поворотом рукоятки выбирается направлен не движения, что достигается замыканием пары неподвижных контактов. При отпускании рукоятки контакты размыкаются и двигатель останавливается (отключается). Рычажные переключатели одновременно используется как конечный выключатель в крайних положениях кабины. Это достигается действием на ролик рычага специальных направляющих в стволе шахты.

Индуктивные датчики предназначены для применения в быстроходных лифтах. Схема таких датчиков на переменном и выпрямленном токе показана на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема индуктивных датчиков на переменном (а) и выпрямленном (б) токе

В стволе шахты устанавливается П-образный шихтованный магнитопровод из стали 3, а на кабине стальная скоба 4 представляющая собой магнитный шунт. На магнитопроводе находится катушка с обмоткой 2 к которой подключается реле управления 1 непосредственно или через выпрямитель Вп. При уходе скобы (магнитопровод размыкается) индуктивное сопротивление катушки мало, что обеспечит срабатывание реле управления. Если стальная скоба перекрывает магнитопровод, резко возрастает индуктивное сопротивление катушки и реле отпускает.

Надежность и четкость срабатывания реле управления обеспечена включением емкости С параллельно катушке, которая выбирается из условия получения близкого к резонансу токов режима. Применение выпрямителя для питания реле управления повышает надежность срабатывания магнитной системы реле.

Кроме того, в путевых датчиках нашли широкое применение устройства с герметичными контактами (герконы). Применение индуктивных датчиков устраняет такие недостатки этажных переключателей и переключателей скорости, как шумность и радиопомехи, возникающие при работа контактных устройств.

Магнитная отводка — это электромагнитное устройство, устанавливаемое на кабине и контролирующее работу замков дверей шахты. Упор магнитной отводки соединен с якорем электромагнита отводки. При нахождении кабины на этаже электромагнит отводки обесточен, упор под действием пружины отводит защелку замка двери шахты, позволяя ее открыть.

При движении электромагнит отводки под питанием — защелка введена, что запрещает открытие двери. Такие защелки применяются в лифтах старой конструкции (или модернизированных) с ручным приводом дверей шахты.

Основным отличием работы лифтов и подъемников является их многопозиционность, выражающаяся в том, что механизмы могут занимать большое число фиксированных положений. Поэтому после каждой остановки приходится решать логическую задачу о выборе последующего перемещения. Решение этой задач в настоящее время осуществляется с помощью логических микросхем и микропроцессоров. Перед схемой управления лифтами ставятся следующие задачи: контроль положения кабины в шахте, автоматический выбор направления движения, определение времени начала торможения, точной остановки кабины на этаже, автоматического открывания и закрывания дверей и защиты электроприводов и лифта.

Командные сигналы, задающие программу движения кабины, разделяются на два типа: «приказы», поступающие из кабины, и «вызовы», поступающие с этажных площадок. Команды подаются кнопками, расположенными соответственно в кабине и на этажных площадках. В зависимости от реакции на команды и способы их отработки различаются схемы раздельного и собирательного управления. При раздельном принципе управления схема воспринимает и отрабатывает только одну команду и во время ее выполнения не реагирует на другие приказы и вызовы.

Такая схема наиболее проста в реализации, но ограничивает возможную производительность лифта и поэтому применяется лишь для лифтов жилых домов высотой до девяти этажей с относительно небольшим потоком пассажиров. При собирательном принципе управления схема воспринимает одновременно несколько команд и выполняет их в определенной очередности, обычно в порядке следования этажей.

Основой системы управления лифтами является поэтажный тактовый опрос. Тактовый опрос может быть маятниковым, когда опрос производится в двух направлениях, снизу вверх и сверху вниз и одного направления, например, только сверху вниз. Чаще применяется маятниковый опрос.

Управление приводом грузового лифта

Рассмотрим упрощенную принципиальную схему привода грузового лифта с асинхронным двигателем. Управление пуском двигателя осуществляется реверсивным магнитным пускателем, а торможение – электромагнитным тормозом ЭТМ. На первом этаже у шахты обычно размещают кнопочную станцию управления. Число пусковых кнопок соответствует числу этажей. Нажатие кнопки определенного этажа осуществляется при помощи этажных переключателей ЭП и этажных реле ЭР. Трехпозиционные переключатели включаются самой кабиной при ее движении вверх и вниз.

На схеме рис. 1 оба контакта этажного переключателя разомкнуты на том этаже, где в данный момент стоит кабина. На всех этажах, расположенных ниже кабины, замкнуты левые контакты, а на этажах, находящихся выше кабины, – правые контакты. Для экстренного останова кабины следует нажать кнопки С. В цепь управления наряду с кнопкой С последовательно включены дверные шахтные конечные выключатели всех этажей и контакт ловителя КЛ.

Рис. 1. Схемы электропривода грузового лифта

Рассмотрим принцип действия схемы управления лифтом (см. рис. 1). Кабина остановилась на втором этаже, поэтому контакты ЭП2 разомкнуты. При включенном вводном выключателе ВВ можно произвести, например, спуск кабины на первый этаж.

Для этого нажимают на пусковую кнопку П1 первого этажа и замыкают тем самым цепь катушки контактора КН. При этом путь тока будет следующим: от линейного провода Л1 через дверные конечные выключатели BD1, BD2, BD3, BD4 размыкающие блок-контакты KB, КН, кнопку пуска П1, катушку реле ЭР1, левый контакт ЭП1 этажного переключателя, размыкающий блок-контакт KB, катушку контактора КН, размыкающую кнопку ловителя кабины КЛ, кнопку С и линейный провод Л3.

После срабатывания контактора КН размыкающий блок-контакт КН отключается, но цепь питания катушки контактора не разрывается, так как ток в катушку КН будет проходить через замыкающий контакт ЭР1 реле ЭР1 помимо блок-контакта КН и кнопки П1.

Рис. 2. Грузовой лифт

Электромагнитный тормоз ЭТМ получит питание одновременно с обмоткой статора двигателя и отпустит тормозные колодки. Двигатель будет перемещать кабину вниз на первый этаж до встречи с этажным переключателем ЭП1, который отключит свои контакты и тем самым разорвет цепь питания катушки контактора КН. Тормозной магнит немедленно отпустит свои колодки и остановит двигатель.

Если необходимо переместить кабину, например с грузом на четвертый этаж, то прежде всего нужно закрыть двери кабины и затем нажать на кнопку четвертого этажа П4. От линейного провода Л1 ток пойдет через дверные шахтные конечные выключатели BD1, BD2, BD3, BD4, размыкающие блок-контакты KB и КН, пусковую кнопку П4, катушку реле ЭР4, правый контакт этажного переключателя ЭП4, размыкающий блок-контакт КН, катушку контактора KB, кнопку ловителя кабины КЛ, кнопку С «стоп» и линейный провод Л3. Получив питание, катушка контактора KB замкнет силовые контакты КВ.

Электромагнитный тормоз и двигатель получат питание. Двигатель начнет вращаться в противоположную сторону и поднимать кабину вверх. Одновременно блок-контакт KB размыкается, но цепь питания катушки контактора KB не обрывается, так как после срабатывания реле ЭР4 самоблокируется своим замыкающим контактом ЭР4, и ток будет проходить мимо блок-контактов KB и КН и кнопки П4. Когда кабина достигнет четвертого этажа, этажный переключатель ЭП4 разорвет цепь питания катушки контактора KB и произойдет немедленный останов двигателя.

Если перед пуском двигателя какая-либо дверь окажется не закрытой или неплотно закрытой, то пуск двигателя невозможен, поскольку все четыре дверных шахтных конечных выключателя включены последовательно с катушками реверсивного магнитного пускателя. Защита двигателя осуществляется автоматическим выключателем ВВ.

СХЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛИФТА

Простейшая схема для дистанционного включения асинхронного двигателя дана на рис. 1.9. Две фазы подведены к главным контактам контактора, третья — подключена к двигателю.

Минус от источника постоянного тока подан на один конец катушки контактора, ее другой конец заведен на замыкающий контакт кнопки с самовозвратом. Чтобы не держать кнопку постоянно нажатой, она зашунтирована замыкающим блокировочным контактом. На кнопку

«Стоп» с размыкающим контактом, служащую для остановки двигателя, подается плюс от источника

Работает схема следующим образом. На клеммах 1—2 напряжение постоянное; на всех трех фазах — переменное. Нажимается кнопка «Пуск». Контактор срабатывает и замыкает главные контакты и блокировочные. При отпущенной кнопке двигатель остается включенным, ток на катушку контактора идет через замкнувшийся блокировочный контакт, как показано стрелками на рис. 1.9.

Для выключения двигателя следует нажать на кнопку «Стоп». Якорь контактора отпадет, его контакты — главные и блокировочный — разомкнутся. Двигатель остановится.

На схемах силовую часть (двигатель и главные контакты) и цепь управления (катушка контактора, кнопки, блокировочные контакты) показывают отдельно, в разных местах.

Состояние катушки контактора (включенное либо выключенное) связано с состоянием его контактов (контакты замкнуты либо разомкнуты).

Чтобы изменить направление вращения двигателя (рис. 1.10), т. е. поменять местами две фазы, используются два контактора: контактор «Вверх» КВ и контактор «Вниз» КН. Катушки контакторов подключены к минусу источника (рис. 1.11). Чтобы одновременно не включились оба контактора, предусмотрена электрическая блокировка: в цепи контактора КВ — размыкающий блокировочный контакт КН, в цепи контактора

КН — размыкающий блокировочный контакт КВ. Кнопки «Вверх» или «Вниз» зашунтированы замыкающими блок-контактами своих контакторов. Для отключения использована общая кнопка «Стоп».

Предположим, нажали кнопку «Вверх», включив напряжение на катушку контактора КВ. Контактор сработал: замкнулись его главные контакты в цепи двигателя (рис. 1.10) и блокировочный КВ, шунтирующий кнопку «Вверх» (рис. 1.11). Отпустили кнопку — катушка КВ осталась включенной. На схеме рис. 1.12 стрелками

отмечен путь тока через катушку при включенном состоянии контактора КВ. Контактор КН включить невозможно, так как в цепи его катушки размыкающий блокировочный контакт КВ разомкнут.

Схема управления электродвигателем лифта отличается от схемы реверсивного двигателя (рис. 1.11) тем, что в ней кнопками включают катушки этажных реле, а последние своими контактами замыкают цепь контакторов «Вверх» или «Вниз».

Рис. 1.11. Схема управления реверсивным двигателем

Рис. 112. Путь тока при включенном контакторе КВ