книги / Электрооборудование лифтов массового применения

ВВЕДЕНИЕ

В связи с интенсивным строительством зданий повышенной этажности существенно возрастает роль пассажирских и грузо­ пассажирских лифтов массового применения. Существующие лифты жилых и административных зданий до 24 этажей обору­ дуются лебедкой с каиатоведущим шкивом, червячным редук­ тором и пружинным механическим тормозом, электроприводом переменного тока с одно- и двухскоростным асинхронным корот­ козамкнутым двигателем! с релейно-контакторным управлением и регулированием. Такие электроприводы и устройства автома­ тического управления и регулирования имеют большие габари­ ты и* массу, большой удельный расход электроэнергии, требуют значительных затрат времени и средств на ремонт. В более вы­ соких зданиях начинают применять усовершенствованные лиф­ ты, оборудованные безредукторной лебедкой с канатоведущим шкивом и с пружинным механическим тормозом, тихоходным электроприводом постоянного тока с полупроводниковым авто­ матическим управлением и бесконтактными устройствами. Та­ кие лифты обеспечивают высокую производительность, низкий удельный расход электроэнергии, высокий уровень комфортно­ сти, безопасности и надежности.

Вместе с тем лифты с безредукторным тихоходным электро­ приводом постоянного тока имеют высокую первоначальную «стоимость и нуждаются в высококвалифицированном обслужи­ вающем персонале. Электрооборудование лифтов массового применения продолжает совершенствоваться. В работах участ­ вуют большое число организаций, институтов, предприятий, сре­ ди которых ЦПКБ Всесоюзного промышленного объединения по производству лифтов «Союзлифтмаш», ВНИИЭлектропрнвод, МосжилНИИпроект, МИСИ им. В. В. Куйбышева, Карачаров­ ский механический завод, Могилевский лифтостроительный за­ вод, Владимирский электромоторный завод и др. Работы по со­ вершенствованию электрооборудования проводятся в следующих направлениях:

1) разработка новых типов асинхронных электродвигателей подъема на базе электродвигателей серии 4А;

2) совершенствование релейно-контакторных устройств ав­ томатического управления и регулирования путем улучшения их качества, надежности, использования новых принципов дейст­ вия;

3)исследование и разработка систем управления лифтами на базе бесконтактных дискретных интегральных микросхем;

4)исследование и разработка тиристорного регулируемого электропривода переменного тока с асинхронным односкоросташм короткозамкнутым электродвигателем;

5)разработка безредукторного электропривода дверей;

6)разработка усовершенствованных лифтовых лебедок со встроенным электродвигателем с внешним ротором;

7)исследование надежности электрооборудования лифтов. Резкое увеличение показателя безотказности лифтов и их

экономичности может быть достигнуто за счет применения бес­ контактных систем управления и тиристорного регулируемого электропривода переменного тока. Об этом свидетельствует, в частности, опыт, накопленный рядом зарубежных лифтострои­ тельных фирм.

Фирма Тиссен Ауфцюге (Thyssen Aufzüge Gmb, ФРГ) раз­ работала систему регулируемого трехфазного тиристорного элек­ тропривода с односкоростным асинхронным короткозамкнутым; электродвигателем с фазовым управлением. Система привода предусматривает регулирование скорости асинхронного электро­ двигателя за счет фазового регулирования питающего напряже­ ния при использовании в интервале замедления режима противовключения.

Фирма Лоер (Loher, ФРГ) разработала и серийно изготов­ ляет тиристорный электропривод переменного тока для лифтов на базе двухскоростного короткозамкнутого асинхронного элек­ тродвигателя с двумя раздельными обмотками на 4 и 16 по­ люсов. Для регулирования скорости используется трехфазнык тиристорный регулятор переменного напряжения и однофазный тиристорный выпрямитель тока с неполным управлением, при­ чем первый включен на обмотку большой скорости, а второй — на обмотку малой окорости. Замедление осуществляется глав­ ным образом за счёт режима динамического торможения в со­ четании с двигательным режимом. Схема управления электро­ приводом является тахометрической и состоит из схемы импуль­ сно-фазового управления тиристорами, датчика заданной скорости, узла обратной связи по скорости и других устройств, построенных на основе интегральных операционных усилителей иа тиристорах и других полупроводниковых элементах.

Аналогичные системы тиристорного асинхронного электро­ привода лифтов применяют фирма KONE (Финляндия), фир­ ма Отис (Otis, США), фирма Хитачи (Hitachi, Япония), фирма Раде Кончар (Rade Concar, СФРЮ) и др. Финская система KONE TAC представляет собой систему тиристорного регулируе­ мого электропривода переменного тока с асинхронным двухско­ ростным (1 м/с и 1,6 м/с) двигателем для лифтов. Зарубежные фирмы при разработке систем управления лифтами уже ряд лет используют дискретные интегральные микросхемы [12].

В настоящее время отечественная электротехническая и электронная промышленность создали соответствующую базу для применения в лифтах тиристорного электропривода пере­ менного тока и систем управления на аналоговых и дискретных интегральных микросхемах.

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИФТОВ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

Лифт представляет собой стационарный подъемник прерыв­ ного действия с вертикальным движением кабины или платфор­ мы по жестким направляющим, устанавливается в огражден­ ной со всех сторон шахте, оборудованной на посадочных (по­ грузочных) площадках запирающимися дверями.

По назначению лифты подразделяются на пассажирские, гру­ зопассажирские, больничные, грузовые с проводником и без проводника, малые грузовые.

В зависимости от рабочей скорости движения кабины раз­ личают следующие категории лифтов:

а) тихоходные (до 0,5 м/с); б) быстроходные (до 1,0 м/с); в) скоростные (до 2,5 м/с) ;

г) высокоскоростные (свыше 2,5 м/с).

В зависимости от типа привода лифты разделяют на элек­ трические и гидравлические. Наибольшее распространение по­ лучили лифты с электроприводом. В тихоходных и быстроход­ ных лифтах обычно применяют электропривод переменного то­ ка, в лифтах скоростных и высокоскоростных — электропривод постоянного тока.

К электрооборудованию лифтов массового применения предъявляют следующие требования:

1) функциональные (или производственные): безопасность обслуживания пассажиров; обеспечение заданной производи­ тельности, заданной точности остановки на уровне этажной пло­

электрооборудования и минимальные эксплуатационные затра­ ты на него.

Указанные требования не распространяются на электрообо­ рудование специальных лифтов (например, больничных).

Очевидно, что приведенные требования в некотором смысле противоречивы. Так, заданную (наибольшую) производитель­ ность лифта можно получить либо используя скоростной лифт, либо применяя несколько лифтов с меньшей скоростью движе-

ния, либо применяя регулируемый электропривод. Однако во всех указанных случаях необходимо увеличивать первоначаль­ ные затраты, что противоречит требованию экономичности. Поэтому экономичность следует понимать как требование ми­ нимума всех эксплуатационных затрат, что в ряде случаев вы­ зывает увеличение первоначальных затрат, применение высоко­ надежных полупроводниковых бесконтактных элементов и т. д.

Выполнению требований по повышению экономичности и на­ дежности способствует использование в лифтах массового при­ менения систем управления на дискретных интегральных мик­ росхемах и регулируемого тиристорного асинхронного элек­ тропривода, так как, несмотря на некоторое увеличение перво­ начальных затрат на электрооборудование, бесконтактные си­ стемы управления лифтами и электроприводом приводят к зна­ чительному уменьшению эксплуатационных затрат за счет рез­ кого увеличения показателей надежности.

Применение систем управления лифтами на интегральных микросхемах и регулируемого тиристорного асинхронного элек­ тропривода не только способствует достижению высокой про­ изводительности лифта за счет обеспечения оптимальной тахограммы движения кабины, высокой экономической эффективно­ сти и высокого уровня надежности лифтов, но и повышает по­ казатель комфортности по сравнению с лифтами с релейно­ контакторным управлением электроприводом. Так, бесконтакт­ ные элементы работают абсолютно бесшумно, а тиристорное регулирование асинхронного электродвигателя при пуске, оста­ новке и в режиме пониженной скорости при ревизии шахты не приводит к повышению уровня шума. Такие показатели комфортности, как ограниченные ускорение и рывок скорости, реализуются с помощью регулируемого электропривода, рабо­ тающего с обратной связью по скорости по заданной программе.

Безопасность обслуживания пассажиров обеспечивают спе­ циальные предохранительные устройства, ограничивающие ско­ рость движения кабины при обрыве канатов, а также блокиров­ ки, препятствующие пуску кабины при открытых дверях шахты или кабины, при переподъеме или переспуске кабины относи­ тельно допустимого уровня посадочной площадки и некоторые другие, в том числе противопожарные.

1.2. КОНСТРУКЦИИ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ЛИФТОВ

Основными узлами любого лифта (рис. 1 и 2) являются: станция управления 1, подъемный механизм — лебедка 2, ка­ бина 3, двери шахты 4, направляющие 5, противовесы 6, огра­ ничители скорости 7, буфера 8. Движение кабины и противове­ са осуществляется подъемным механизмом — лебедкой.

Лебедки современных лифтов различают по конструкции ка­ натоведущих органов, типам передач от электродвигателей и

Рис. 1. Общий вид пассажирского лифта

способу регулирования скорости движения кабины. По конст­ рукции канатоведущих органов лифтовые лебедки делятся на барабанные и с канатоведущим шкивом. Общий вид современ­ ной лебедки с канатоведущим шкивом показан на рис. 3. По типу передачи от электродвигателя к канатоведущему органу лебедки лифтов делятся на редукторные (канатоведущий шкив

Рис. 3. Общий вид лифтовых лебедок ЛП-160, ЛГТ-180

приводится в движение от электродвигателя через редуктор, (рис. 3) и безредукторные.

Все редукторные лебедки, изготовленные отечественными лифтостроительными заводами и устанавливаемые на пасса­ жирских, больничных и грузовых лифтах (скорость движения кабины до 1,4 м/с), состоят из асинхронного короткозамкнуто­ го электродвигателя У, тормозного устройства 2, канатоведуще­ го шкива 3, редуктора 4, рамы 5 и амортизатора 6.

При больших скоростях движения кабины (до 4 м/с) чаще всего применяются безредукторные лебедки, в которых канато­ ведущий и тормозной шкивы размещаются обычно непосредст­ венно на валу тихоходного электродвигателя. В этом случае

ватель — двигатель (ТП — Д ). В таких лебедках с приводом по­ стоянного тока осуществляется бесступенчатое регулирование скорости в широком, диапазоне, что позволяет повысить плав­ ность пуска и остановки.

Рис. 4. Редукторы глобоидные серии РГП

Редукторы. В отечественных лифтах до последнего времени в основном находили применение две серии редукторов. К пер­ вой серии относятся глобоидные червячные редукторы типа РГП (редуктор глобоидный пассажирокий) : РГП-150, РГП-180 и РГП-240 (рис. 4). Цифры в обозначении редуктора указывают межцентровые расстояния червячной пары в миллиметрах. Лифтовые лебедки на базе редукторов типа РГП снабжены длинноходовым тормозным электромагнитом переменного тока. Ко второй серии относятся редукторы типа РГЛ (редуктор глобоидный лифтовой): РГЛ-160, РГЛ-180, РГЛ-225.

Редукторы серии РГП состоят из корпуса 13, крышки 8, червячного вала Ю, двух радиально-упорных 2 и радиального 12 подшипников. Радиально-упорный и радиальный подшип­ ники помещены в специальные стаканы 6 и И, которые кре­ пятся гайкой 1. Менаду радиально-упорными подшипниками ус­ тановлены дистанционные кольца 14, которые обеспечивают минимальный (не более 0,02—0,05 мм в зависимости от разме­ ров подшипника и класса его точности) осевой зазор червячно­ го вала 10. Для предотвращения осевых смещений радиально­ упорных подшипников относительно червячного вала служат специальные стопорные шайбы и гайка 5. Смещение радиально­ упорных подшипников относительно стакана 6 предотвращает специальная разрезная гайка 3. Для исключения утечек масла из корпуса редуктора через подшипниковые узлы в стакан 6 и 11 устанавливаются армированные манжетные уплотнители 4. Контрольный штифт 7 служит для точного соединения крыш­ ки 8 и корпуса 13 редуктора.

Венец червячного колеса 16 крепится к выходному валу-сту­ пице 15 болтами 9. Вал-ступица устанавливается в корпусе на конических роликовых подшипниках 17 и фиксируется в корпу-