Ascensoare electrice

1.Scopul lucrarii:

Prezentarea generala a ascensoarelor electrice.

2.Consideratii generale: 1. CALCULUL MECANIC STRICT NECESAR SCHEMEI CINEMATICE

În Fig.1.2. sunt prezentate numai acele părţi ale schemei cinematice care contribuie la alegerea motorului de acţionare:

Fig.2. Bilanţ de forţe in schema cinematică

Au fost utilizate notaţiile:ME – Motorul electric de acţionare (motor de c.c. în cazul enunţului dat),T - Transmisie mecanică (reductorul de viteză melc-roată melcată),RF – Roata de fricţiune,RCL - Roata de conducere liberă,Mc – Masa cabinei,Gc – Greutatea cabinei, Gc Mcg, g - Acceleraţia gravitaţională, g 10ms-2,

QN – Masa persoanelor corespunzătoare încărcăturii nominale,Q - Masa persoanelor aflate în cabină la un moment oarecare,Mcg – Masa contragreutăţii,Ff – Forţa de frecare echivalentă calculată din randamentul puţului,T1,2 – Tensiunile din fir,(+), v, am – Sens pozitiv de mişcare, viteză de deplasare şi acceleraţie maximă,Ft – Forţa de tracţiune dezvoltată de roata de fricţiune Ascensoarele servesc exclusiv pentru ridicarea si coborarea sarcinilor. Din punctul de vedere al felului sarcinii, ascensoarele pot fi de materiale, de persoane si mixte, iar din punct de vedere al comenzii pot fi:

a) cu insotitor, in care caz comanda se face cu ajutorul unui controler de comanda de catre insotitor;

b) cu comanda prin butoane din exterior (ascensoare de materiale);c) cu comanda prin butoane din interioal si apel;d) cu comanda prin butoane din interior si cu autonivelare;e) cu comanda centralizata de la un post dispecer.

Din punctul de vedere al constructiei traliului ascensorului se disting ascensoare echipate cu trolii cu toba si cu trolii cu roata de frictiune. Troliile cu roata de frictiune prezinta o serie de avantaje fata de primele si de aceea sunt mult mai des intalnite. In cazul in care troliile cu toba, suspendarea cabinei se face dupa una din schemele din

Figura 1. Cabina este echipata partial de contragreutatea G g .

Figura 1.

In cazul ascensoarelor cu trolii cu roata de frictiune, suspendarea cabinei se face ca in Figura 2. Ultimile doua sisteme cu circuit inchis se numesc cu cablu de echilibrare si se adopta in cazul ascensoarelor care deservesc cladirii cu multe etaje, cu inaltimi mari de ridicare, la care influenta greutatii lablului I, in lipsa cablului de echilibrare 2, ar fi apreciabila .

Figura 2.

Sarcina nominala a ascensorului G este definita drept sarcina maxima utila transportata de ascensor. Cu alte cuvinte sarcina nominala a unui ascensor nu include greutatea cabinei G si a utilajului care se gaseste in permanenta in ea. Greutatea contragreutatii se ia G ≈ G + (0.4÷0,5)* G In tabelul 1 sunt date valorile uzuale ale vitezelor de deplasare, in metri pe secunda, ale cabinelor diferitelor tipuri de ascensoare. Productivitatea ascensoarelor de persoane P se poate determina cu ajutorul relatiei :

tH

GP n

2

**3600

(pers/ora),in care: Gn este capacitatea de ridicare, persoane fara insotitor; H – inaltimea de ridicare, in m; ν – viteza cabinei ascensorului, in m/s; γ – coeficientul de umplere al cabinei; Σt – timpul cheltuit la toate opririle pentru deschidere si inchiderea usilor, pentru intrarea si iesirea persoanelor si pentru accelerarea si decelerarea cabinei.

Tabelul 1.De materiale mici De materiale De persoane De bolnavi

0,250,50

0,100,250,500,751,001,50

0,500,751,001,502,503,50

0,50

3.Dispozitivul de protectie contra prabusirii cabinei

Unul din dispozitivele ascensorului de cea mai mare raspundere este asa-zisul dispozitiv de blocare a cabinei pe sinele de ghidare a acesteia, denumit si dispozitiv de protectie contra prabusirii cabinei. Acest dispozitiv are rolul de a bloca cabin ape sinele de ghidare atunci cand viteza ei, dintr-un motiv oarecare, depaseste cu

40%÷50% viteza sa nominala. In felul acesta se evita prabusirea cabinei, de exemplu, la ruperea cablurilor de suspensie.

Figura 3

In Figura 3. se da schematic una din constructiile unui asemenea dispozitiv. Acesta se compune din doi clesti 1 a caror strangere pe sinele de ghidare 2 se realizeaza cu ajutorul a doua piese conice 3 , deplasate axial prin rotirea tobei 4, cuplata cu cele doua piese 3 prin filet, si anume unul pe dreapta, celalalt pe stanga. Schema cinematica a mecanismului de rotire a acestei tobe este data in Figura 4.

Figura 4. Figura 5. Cabul auxiliar 1, care este petrecut dupa scripetele 2, cuplat axial cu un regulator de viteza si dupa scripetele de intindere 3, este fixat de cabina ascensorului 4 prin intermediul unei asamblari cu frictiune 5. Cablul 6 al acestei tobe este rigid fixat de cablul 1. Atat timp cat viteza se mentine sub vieza maxima, regulatorul de viteza nu intervine, cablul 1 se deplaseaza liber la o data cu cabina, fiind antrenat de acesta prin intermediul asamblarii cu frictiune 5. In aceasta situatie, toba mecanismului de blocare nu sufera nici o miscare, iar acest mecanism nu intervine. Cind viteza cabinei depaseste valoarea maxima admisa, regulatorul de viteza produce blocarea scripetului 2. In aceasta situatie, cabina continuind sa coboare, face sa apara o lunecare a cuplajului 5 pe cablul 1, ceea ce produce desfasurarea cablului 6 de pe toba dispozitivului de blocare. Toba acestuia se roteste, si prin aceasta, dupa cum s-a vazut mai sus, produce blocarea cabinei pe sine.In Figura 5 este data una din constructiile regulatorului de viteza amintit:

1 - carcasa fixa ; 2 – piese mobile ; 3 – axe piese mobile ; 4 – resorturi ; 5 – disc ; La o turatie prea mare varfurile 6 ale pieselor mobile 2, datorita fortei centrifuge, intra in locasurile 7 ale carcasei, realizand blocarea discului 5 (respectiv a cabinei pe sine).

4.Alegerea sistemului de actionare al ascensorului

Sistemul de actionare al unui ascensor este determinat in primul rind de cerintele care se impun ascensorului in legatura cu acceleratia si incetinirea cabinei, precum si cu precizia opririi ei la etaje. Actionarea ascensoarelor de persoane si a celor de marfuri cu viteze de deplasare pina la 1 m/s se realizeaza de cele mai multe ori cu ajutorul motoarelor asincrone, in scurtcircuit sau cu inele, cuplate cu toba, respectiv cu roata de frictiune prin intermediul unui reductor. La aceleasi ascensoare, in scopul realizani unei opriri exacte a cabinei in dreptul palierelor respective, cu alte cuvinte in scopul obtinerii unei nivelari precise, se impune ca inainte de oprire viteza cabinei sa fie redusa pina.la 0,1÷0,25 m/s. Pentru aceasta, actionarea lor se poate face folosind doua motoare diferite, dintre care unul principal de putere mai mare pentru deplasarea cabinei cu viteza normala, iar al doilea de putere mai mica pentru obtinerea vitezei de nivelare. Cel deal doilea motor actioneaza troliul ascensorului prin intermediul unui reductor separat, cu raport de transmisie mult mai mare. Obtinerea nivelarii se face prin deconectarea putin inainte de a ajunge la nivelul respectiv a motorului principal si conectarea in locul lui a motorului auxiliar. Mai comoda pentru acest scop este folosirea motoarelor asincrone in scurtcircuit cu doua viteze, avind doua infasurari separate pe stator. Raportul perechilor de poli ai celor doua infasurari se ia cel mai des egal cu 3 : 12 sau 2 : 10. In felul acesta se obtine o viteza de nivelare de patru, respectiv cinci ori mai mica decit viteza nominala al ascensorului. Cum cuplul rezistent la roata de frictiune al ascensorului ramine acelasi in cazul ambelor viteze, cele doua infasurari statorice se calculeaza pentru functionarea motorului la cuplu constant. Citeodata trecerea la viteza de nivelare se realizeaza prin conectarea in cascada a doua motoare asincrone cuplate rigid intre ele Figura 6. In mod normal

Figura 6.

functioneaza numai motorul Mu contactorul K fiind anclansat. Pentru a trece la viteza de nivelare se produce declansarea acestui contactor. Prin aceasta se realizeaza montajul in cascada amintit, si anume-rotorul motorului principal M1 se conecteaza la statorul motorului in scurtcircuit M2. Bornele de iesire ale infasurarilor statorice ale acestui motor ramin conectate la rezistenta de pornire R. Ordinea fazelor la alimentarea motorului M2 se alege astfel incit cimpul invirtitor sa se roteasca in acelasi sens cu rotorul. Viteza sincrona a motorului Mt este data de relatia:

Frecventa curentului rotoric va fi:

Viteza sincrona a motorului M2, considerata fata de frecventa de alimentare f2, respectiv viteza cimpului invirtitor al motorului M2, va fi

5.Determinarea puterii motorului de actionare

Determinarea puterii motorului electric de actionare a unui ascensor impune cunoasterea regimului de lucru, a diagramei de sarcina a motorului, precum si a valorilor cuplurilor rezistente la roata de frictiune in timpul diferitelor deplasari.Sa determinant mai intii valorile cuplurilor rezistente. Pentru aceasta sa consideram Fiigura 7. Cuplul rezistent la arborele rotii de frictiune excluzad pierderile determinate de frecarile in lagare si de incovoierea .cablului, este dat de relatia

si el presupune cunoasterea tensiunilor Tc si Tg in punctele a si b ale celor doua ramuri ale cablului. Sa consideram valorile celor doua tensiuni in regimul dinamic in cazul diferitelor operatii.

Figura 7.

Pornire la ridicarea cabinei (Tcpr, Tgpr). Valoarea tensiunii in ramura de cablu pe care atirna cabina este data de relatia:

in care:GP este greutatea cabinei, in kgf ; G — sarcina din cabina, in kgf;a — acceleratia cabinei, in m/s2;g — acceleratia gravitatiei, 9,81 m/s2;ΣPc— suma tuturor celorlalte eforturi care se opun miscarii cabinei..Din cadrul acestor eforturi rezistente fac parte: efortul de frecare a cabinei pe glisiere (sine de ghidare), efortul suplimentar de frecare in glisiere la incarcarea dezaxata a cabinei, efortul rezistent datorita aerului.Tensiunea in ramura contragreutatii este:

in care G este sarcina nominala a ascensorului, in kgf, iar , Pg este suma tuturor eforturilor care se opun miscarii contragreutatii. Oprire la ridicarea la ridicarea cabinei (T , T ) Valorile tensiunilor respective sunt date de relatiile

si

Pornire la coborarea cabinei (T , T ) In acest cav vom avea

si

Oprirea la coborarea cabinei (T , T ). Valorile celor doua tensiuni sunt date in acest caz de relatiile:

si

Valorile cuplurilor pe care trebuie sa le dezvolte motorul de actionare la arborele sau, in cazul diferitelor operatii, excluzand pierderile in lantul cinematic al transmisiei sunt:

a) Pornire la ridicarea cabinei (M )

in care M.;t si GD2 sunt cuplul dinamic al intregii transmisii (de la motor pina la roata de frictiune inclusiv), respectiv momentul de volant, reduse la arborele motorului, iar i — raportul de transmisie de la motor la roata. b) Oprire la ridicarea cabinei (Morc):

c) Pornire la eoborirea cabinei (Mpcc):

d) Oprire la eoborirea cabinei (Mocc):

In regimul static valorile cuplurilor respective se obtin anuland acceleratia. Se obtine astfel pentru ridicarea cabinei :

iar la eoborirea cabinei

Din relatiile de mai sus se constata ca atit in regim stationar cit si in regim dinamic, regimul de functionare al motorului este determinat de raportul dintre cuplurile care se opun miscarii si cele ce o favorizeaza. Astfel de exemplu, in cazul regimului stationar de ridicare a cabinei, regimul de functionare al motorului este:— regim motor daca G+ΣPc+ΣP >K*Gn;— regim de mers in gol daca G+ΣPc+ΣP =K*Gn;— regim de generator cu recuperare daca G+2PC+ 2Pg <K*Gn

6 . Aparate de comanda folosite la ascensoare

Limitatoarele de cursa. Limitatoarele de cursa folosite la ascensoarele electrice sint de tipul obisnuit. Ascensoarele se echipeaza in mod curent cu limitatoare de cursa conectate in circuitul de comanda, care trebuie sa opreasca cabina In pozitiile limita ale parcursului ei de lucru, precum si cu un limitator de siguranta, conectat In circuitul de forta pe doua din faze., care limiteaza ambele curse ale cabinei, atit cea de ridicare cit si cea de coborire.

Figura 8

Contactele de blocare. In Figura 9 este data una din constructiile unor asemenea contacte. Constructia este similara cu a unui limitator de cursa destinat a fi conectat In circuitul de comanda.

Figura 9

Comutatorul de etaj . Comutatoarele de etaj se instaleaza cite unul la fiecare etaj, si anume in zona de oprire a cabinei. Dispozitivul de copiat. La unele ascensoare in locul comutatorului de etaj se foleseste asa-zisul dispozitiv de copiat. Traductoare de pozitie. La unele ascensoare, cum sunt, de exemplu, ascensoarele rapide si cele exprese, este necesar ca in timpul deplasarii cabinei sa se emita diferite semnale de comanda.Emiterea acestor semnale trebuie sa aiba loc intr-un moment precis, cind cabina se gaseste Intr-un anumit loc al putului. Pentru emiterea acestor semnale se folosesc truductoare de pozitie, formate dintr-un magnet permanent fixat de cabina si una sau mai multe bobine fixate de put in locurile unde trebuie sa se emita semnalele respective. Prin trecerea magnetului permanent in dreptul bobinei respective, la bornele ei apare o t.e.m. de inductie care constituie semnalul primar respectiv.

7.Instalatia de iluminat si semnalizare

Instalatia de lumina cuprinde instalatia pentru iluminarea cabinei si cea pentru iluminarea putului ascensorului. Problema iluminarii cabinei se pune astfel: la ascensoarele de persoane cabina trebuie sa fie iluminata cind transporta persoane. Acest lucru se realizeaza prin inchiderea unor contacte ale bloc-contactelor de podea la incarcarea cabinei. De asemenea, cabina trebuie sa fie iluminata la intrarea persoanelor in ea. Acest lucru se realizeaza in momentul deschiderii usii respective a putului, prin inchiderea bloc-contactelor de usa respective. La unele ascensoare lumina in cabina se aprinde in momentul in care cabina, fiind chemata, ajunge la locul de apel .

8.Comanda ascensoarelor, scheme electrice ale diferitelor tipuri de ascensoare

Ascensoare de persoane cu insotitor. In Figura 10 se da schema electrica desfasurata a circuitelor de comanda, precum si a celor de forta pentru un asemenea ascensor. Punerea sub tensiune a acestor circuite se face eu ajutorul intreruptoarelor manuale I1 si I2. Prin linii ondulate sunt reprezentate conductoarele care se gasesc in cablul electric flexibil care leaga instalatia electrica din cabina cu cea din exterior

(fixa).

Figura 10.

Ascensoare de persoane cu comanda prin butoane (din cabina si cu apel). In Figura 11 se da schema electrica desfasurata a circuitelor de comanda ale unui asemenea ascensor cu 4 opriri. Circuitele de forta ramin aceleasi ca si in Figura 10.

Figura 11. Ascensoare de persoane cu autonivelare. In Figura 12 este data schema electrica desfasurata a circuitelor de forta si a celor de comanda pentru un ascensor cu doua viteze, actionat de catre un singur motor asincron in scurtcircuit cu doua viteze.

Figura 12.

Ascensoare de persoane cu comanda centralizata. In cazurile cind intr-o cladire se afla instalate mai multe ascensoare, comanda lor se poate face de la un singur post dispecer. Acest fel de comanda se foloseste in cazul ascensoarelor cu o capacitate de maximum 5 persoane si cu o viteza de cel mult 1 m/s. Dispecerul este legat cu persoanele din diferitele cabine cu ajutorul unei instalatii telespiker. Comanda diferitelor cabine o face dispecerul functie de cererile persoanelor. Toata semnalizarea ca si comanda se gasesc la pupitrul dispecerului.