Пассажирские лифты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

К числу самых распространенных механизмов вертикального транспорта относятся лифты. В зданиях современных промышленных предприятий и в жилых домах лифты находят широкое распространение. Они служат для перемещения пассажиров и грузов в вертикальном направлении по строго определенному пути. Комбинируя шахты лифтов можно достигнуть невероятной высоты вертикального подъёма пассажиров и грузов в многоэтажных зданиях жилых домов, офисных зданиях и промышленных помещениях. Новые многоуровневые сооружения уходят на много этажей не только вверх, но и вниз, под землю. Это помогает развивать творчество иженеров - лифтостроителей. Различные усовершенствования, модернизации сделали из лифта не просто клеть с тросом и лебёдкой, но сложный электромеханический механизм, где скорость и плавность дополняются системами вентиляции и кондиционирования воздуха. Освещение установленное по определённым правилам сглаживает страх перед замкнутым пространством, которым является кабина лифта. Системы безопасности доведены до совершенства, которого позволяет достичь современный прогресс в электромеханике. Дублирование, а зачастую и тройное повторение систем безопасности делают лифты безопасным, скоростным, удобным и комфортным способом передвижения по вертикали.

1. Общая часть

1.1 Классификация лифтов

Пассажирские:

1) для жилых зданий;

2) общественных зданий;

3) зданий промышленных предприятий.

Допускается перевозка легких грузов и предметов домашнего обихода при условии, что их общая масса вместе с пассажиром не превышает грузоподъемности лифта. Перевозка взрывоопасных и легковоспламеняемых предметов запрещено.

Для транспортировки больных, в том числе на транспортных средствах и с сопровождающим персоналом используют больничные лифты. Этими лифтами управляет лифтер.

Так же используют инвалидные лифты, представляющие собой пассажирские лифты самостоятельного пользования, служащие для подъема и спуска пассажиров с нарушением функций опорно-двигательного аппарата на инвалидных колясках.

Грузовые лифты разделяются на:

1) обычные грузовые;грузовые с монорельсом. В этих лифтах под потолком кабины устанавливают балку, к которой подвешивают грузоподъемное устройство (таль, тельфер и т.п.);

2) выжимные, в которых подъемная сила приложена к низу кабины;

3) тротуарные, у которых кабина выходит из шахты через расположенный в ее верхней части люк. Эти лифты применяют на складах с большими подземными хранилищами для спуска и подъема автомобилей с грузом, на подземных автостоянках, в магазинах для перемещения грузов с улицы в подвал и т.д.;

4) грузовые малые, предназначенные для подъема и спуска небольших грузов. Для исключения транспортировки в них людей кабину рассчитывают на перевозку грузов массой не более 250 кг, а ее высота не должна превышать 1250 мм;

5) Специальные (нестандартные) для особых условий применения, изготавливаемые в соответствии со специально разработанными техническими условиями. К ним относятся, например, лифты для подъема личных катеров пассажиров на палубу круизного лайнера.

По способу обслуживания различают лифты:

1) самостоятельного пользования, которыми управляет сам пассажир;

2) лифты, управляемые проводником всегда сопровождающим груз.

По скорости движения кабины лифты подразделяют на:

1) тихоходные (до 1,0 м/с);

2) быстроходные (от 1,0 до 2,0 м/с);

3) скоростные (от 2,0 до 4,0 м/с);

4) высокоскоростные (свыше 4,0 м/с).

В соответствии с типом привода подъемного механизма лифты могут быть:

1) электрическими (с приводом от электродвигателя пе­ременного или постоянного тока);

2) гидравлическими (с приводом в виде подъемного гидроцилиндра или лебедки с гидродвигателем вращательного типа).

В зависимости от типа шахты отсюда и способ крепления направляющих, лифты подразделяются по месту установки в глухой шахте (кирпичная, железобетонная, блочная и пр.), в металлокаркасной шахте и в комбинированной шахте.

Машинное помещение лифта может быть выполнено:

1) с верхним машинным помещением (над шахтой);

2) с нижним машинным помещением (под шахтой или сбоку от нее)

3) без машинного помещения.

Лифты без машинного помещения. Недавно, революционные концепции пассажирских лифтов определили расположение лебедки и ограничителя скорости непосредственно в шахте лифта.

Отпала необходимость в машинном или другом подходящем помещении, отсюда и наименование «без машинного помещения». Расположение лебедки - вверху шахты; плоская форма дает возможность её крепления к направляющей кабины в промежутке между направляющей и стеной шахты.

Основные преимущества данной концепции следующие:

1) отсутствие машинного помещения, отсюда значительное снижение стоимости строительных работ;

2) высокий КПД и как результат низкое потребление энергии;

3) комфорт поездки благодаря частотному регулированию скорости;

4) низкий уровень шума, так как нет зубчатой передачи.

Новая запатентованная система лифта без машинного помещения ориентированная на европейский рынок жилых зданий, так как эта не дорогая продукция в полной мере отвечает принятому там критерию: качество и доступность. Это лифт с тяговой лебедкой с тремя величинами номинальной грузоподъемности по выбору: 320, 450 и 630 кг с номинальной скоростью 1,0 м/с. Кабина имеет консольную конструкцию и коэффициент кратности канатной подвески 1:1. Максимальная высота подъема 42 м с обслуживанием до 15 этажей. Лебедка расположена наверху шахты лифта на специальной поперечной балке стального профиля между направляющими кабины. Все четыре направляющих соединены вместе, гарантируя устойчивость и жесткость крепления лебедки.

По конструкции дверей шахты и кабины различают лифты с распашными дверями и вертикально или горизонтально-раздвижными дверями.

По виду привода дверей существуют лифты:

1) с ручным приводом (двери шахты и кабины открывает сам пассажир);

2) полуавтоматический привод шахтных дверей (двери открываются вручную, а закрываются автоматически с помощью доводчика);

3) автоматическим приводом и комбинированным приводом (двери кабины - автоматический привод, двери шахты - ручные);

4) средства подвески кабины и противовеса, которые представлены стальными проволочными канатами.

Основные части лифтов с электрическим приводом следующие:

1) лебедка, которая является силовой установкой;

2) кабина, которая перевозит пассажиров и/или другие грузы;

3) противовес для уравновешивания силы тяжести массы кабины и части массы номинального груза;

4) шахта лифта - место, полностью или частично огороженное, которое простирается от пола приямка до перекрытия, в котором двигается кабина и, если есть, то и противовес. Она оборудована направляющими кабины и противовеса, дверями посадочных площадок, буферами или упорами в приямкe;

5) ловитель - механическое устройство для остановки и удержания кабины или противовеса на направляющих в случае обрыва, ослабления натяжения канатов подвески или если скорость опускающейся кабины (противовеса) превышает номинальную скорость на заранее установленную величину. Тормозное действие ловителя инициируется ограничителем скорости, обычно расположенным в машинном помещении;

6) буфера представляющие собой устройство плавного замедления кабины за пределами нижнего расчетного положения кабины или противовеса. Они могут быть полиуретановыми, пружинного или масляного типа в зависимости от номинальной скорости и предназначенными для накопления или рассеивания кинетической энергии кабины или противовеса.

Классификация систем управления:

1) собирательное управление, при котором регистрируются все команды, а их выполнение осуществляется в соответствии с программой работы лифта. При этом могут совершаться попутные остановки по вызовам или приказам. Для лифтов жилых зданий попутные остановки по вызовам выполняются только при движении кабины вниз, а в общественных зданиях - в обоих направлениях. По приказам попутные остановки предусмотрены во всех лифтах в обоих направлениях;

2) одиночное управление (управление одним лифтом);

3) групповое - управление группой лифтов, расположенных в одной шахте, обслуживающих одни и те же этажи и имеющих одинаковую скорость. Разновидностью группового управления является парное управление лифтами, применяемое в жилых зданиях повышенной этажности.

лифт кабина этажность

1.2 Назначение электрооборудования и его основные технические характеристики

В настоящее время лифты выполняются с высокой степенью автоматизации операций по открыванию и закрыванию двери, по передвижению и остановке кабины, они отличаются безусловной безопасностью, комфортабельностью и общедоступностью пользования. Это требование действительно в кабине, шахте и на этажных площадках, а также на площадках, где установлено электрооборудование при отсутствии машинного помещения. Напряжение питания цепей управления, подключения ремонтного инструмента, освещения и сигнализации должно быть не более 250 В. Напряжение цепи питания переносных ламп должно быть не более 42 В.

Применение автотрансформаторов с целью понижения напряжения для этой цели не допускается.

Для управления лифтами, кроме аппаратуры общего применения (контакторы, реле, кнопки управления, конечные выключатели и др.) используется специальная аппаратура: этажные переключатели, переключатели скорости, индуктивные датчики, контакты пола, дверные контакты, контакты ловителя, магнитная отводка и этажные реле.

.Лифты являются стационарными механизмами, предназначенными для транспортировки с одного этажа здания на другой грузов и людей в кабинах, которые перемещаются в огражденной, со всех сторон, шахте. В настоящее время лифты выполняются с высокой степенью автоматизации операций по открыванию и закрыванию дверей, по передвижению и остановке кабины. Лифты отличаются безусловной безопасностью, комфортабельностью и общедоступностью пользования.

1.3 Техническое обоснование выбора электропривода

Лифт является разновидностью подъемника и представляет собой транспортное средство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой. Кабина (платформа) лифта перемещается вдоль неподвижных вертикальных жестких направляющих, установленных в шахте, снабженной на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверями (ГОСТ 23748-79).

Для привода лифта применяются двигатели с жесткими механическими характеристиками - трехфазные асинхронные и постоянного тока с независимым возбуждением, специально рассчитанные на повторно-кратковременный режим работы (серии АС, АСШ, МПЛ, а так же крановых серий), либо двигатели продолжительного режима работы (серий АО2, А4, П, 2П).

Для упрощения конструкции лифтовых установок и возможности эксплуатации их персоналом средней квалификации целесообразно применять наиболее простой электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Однако такие двигатели могут быть использованы только в тихоходных пассажирских и грузовых лифтах.

Быстроходные лифты для повышения точности остановки оборудуются асинхронными двухскоростными двигателями, обеспечивающими пониженную скорость перед остановкой кабины. Асинхронные двигатели с фазным ротором устанавливаются в тихоходных и в редких случаях в быстроходных лифтах, обычно при ограниченной мощности сети, питающей подъемную установку.

Для скоростных лифтов самым распространенным типом электропривода является Г-Д, то есть генератор - двигатель, в котором для питания обмотки возбуждения генератора применяются магнитные, электромашинные и тиристорные усилители. Эта система дорога, сложна в наладке и эксплуатации, но позволяет получить близкий к оптимальному закон изменения скорости привода во время пуска и торможения, а так же обеспечивает точность установки кабины в пределах жестких технических требований.

В настоящее время находят все большее применение тиристорные преобразователи для питания якоря двигателя постоянного тока. Использование системы ТП-Д, то есть тиристорный преобразователь - двигатель совместно с унифицированными блоками управления позволяет достаточно точно реализовать законы оптимального пуска, а торможения и так же точную остановку кабины скоростных лифтов.

Основными показателями лифтов (ГОСТ 26334-84) являются грузоподъемность и номинальная скорость движения кабины. Ряд грузоподъемностей лифтов, согласно ГОСТ 26334-84, следующий: 40, 100 (160), 250 (320), 400 (500), 630, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500 (3200), 4000 (5000), 6300 кг. Номинальная скорость движения кабины лифта должна составлять: 0,14; 0,2; 0,25; 0,4 (0,5); 0,63 (0,71); 1,0 (1,4); 1,6 (2,0); 2,5 (2,8); 4,0 (5,6); 6,3 м/с. Параметры, указанные в скобках, не являются предпочтительными. Значение фактической скорости движения кабины не должно отличаться от приведенных выше величин более чем на ±15%. Средняя величина ускорения (замедления) движения кабины лифта при нормальных режимах эксплуатации должна быть (ГОСТ 12.2.074-82 ССБТ): у больничного не более 1,5 м/с² и у прочих лифтов равна 2 м/с². Точность остановки кабины на уровне посадочной (загрузочной) площадки должна быть: у грузовых лифтов с загрузкой средствами напольного транспорта, а также у больничных лифтов в пределах ±20 мм. У прочих лифтов ±50 мм.

Допускается увеличивать полезную площадь пола кабины до: для вместимости 5 человек - 1,17 м²; для 8 человек - 1,66 м²; для 12 человек - 2,35 м²; для 20 человек - 3,56 м². При вместимости более 25 человек наибольшую полезную площадь пола кабины определяют исходя из удельной нагрузки на пол, равной 500 кг/м². Площадь пола кабины определяют исходя из расстояний между стенками купе кабины, причем ту площадь пола, которая перекрывается во время открывания одной из створок распашных дверей, можно в расчет не принимать.

Исходя из полезной площади пола кабины и принципа свободного ее заполнения, а также руководствуясь данными таблицы А.1., определяют грузоподъемность лифта, принимая массу 1 человека равной 80 кг. Однако, если нормативная полезная площадь пола кабины превышена, то кабина должна быть оборудована ограничителем грузоподъемности и сигнализатором перегрузки. Это условие может не выполняться в лифтах, вместимость которых ограничена до нормы, приведенной в таблице Б.1, посредством дополнительной запираемой двери. Управление таким лифтом производится только проводником и только с применением специального ключа.

1.4 Основные технические требования при проектировании установке и эксплуатации лифтов (подъёмников)

Техническая характеристика электрического оборудования, электропроводок и их исполнение должны соответствовать параметрам лифта по напряжению и частоте питающей сети, токовым нагрузкам, надежности, а также условиям его эксплуатации, хранения и транспортирования:

1. Напряжение от источника питания должно подаваться в машинное помещение лифта через вводное устройство с ручным приводом, которым должен оборудоваться каждый лифт. При размещении двух и более лифтов в общем машинном помещении в этом помещение должен быть осуществлен ввод не менее двух питающих линий.

2. При отсутствии машинного помещения электроснабжение должно быть подано в помещение, где расположено вводное устройство.

3. Электрооборудование и электроснабжение лифта должны отвечать требованиям «Правил устройства электроустановок».

4. При размещении электрооборудования в разных помещениях должны быть предусмотрены несамовозвратные выключатели для отключения лифта.

5. Вводное устройство может быть рассчитано как на снятие напряжения с лифта под нагрузкой, так и без нагрузки.

6. При применении вводного устройства, предназначенного для снятия напряжения без нагрузки или с нагрузкой не более 2 A, должен быть предусмотрен дополнительный выключатель силовой цепи и цепи управления, рассчитанный на коммутацию цепей под нагрузкой.

Допускается дополнительно оборудовать вводное устройство приводом для дистанционного отключения (дистанционное включение вводного устройства не допускается); при этом должны быть выполнены следующие условия:

1) вводное устройство должно быть рассчитано на отключение электрических цепей под нагрузкой;

2) выключатель для дистанционного отключения должен быть несамовозвратным;

3) около каждого выключателя для дистанционного отключения вводного устройства должна быть предусмотрена сигнализация о его положении: «Включено», «Отключено»;

4) должна быть исключена возможность дистанционного отключения при нахождении в кабине людей;

5) доступ посторонних лиц к выключателю дистанционного отключения должен быть исключен.

В качестве вводного устройства может быть использован автоматический выключатель, если он оборудован ручным приводом; при этом его включение должно быть возможно только вручную.

Вводное устройство должно отключать все питающие фазы и полностью снимать напряжение с электрических цепей, за исключением цепей:

1. Освещения шахты, машинного и блочного помещений; освещения кабины; вентиляции кабины; вызова обслуживающего персонала из кабины; двусторонней переговорной связи из кабины; ремонтной связи.

2. При этом для отключения указанных цепей должны быть предусмотрены отдельные выключатели, расположенные в машинном помещении, а при его отсутствии - в запираемом шкафу. Выключатель освещения блочного помещения должен быть расположен в блочном помещении.

3. Цепи освещения кабины и ее вентиляции, вызова обслуживающего персонала из кабины, двусторонней переговорной связи из кабины и ремонтной связи допускается подключать после вводного устройства, если предусмотрены дополнительные специальные выключатели для отключения силовой цепи и цепи управления. При этом вводное устройство не должно быть оборудовано приводом для дистанционного отключения, и в качестве вводного устройства не должен применяться автоматический выключатель.

4. Цепи вспомогательного освещения кабины, вызова обслуживающего персонала из кабины, двусторонней переговорной связи из кабины и ремонтной связи могут подключаться к другим электрическим сетям здания или сооружения.

5. На одной из посадочных (погрузочных) площадок допускается установка выключателя для дистанционного отключения (включения) силовой цепи и (или) цепей управления при включенном вводном устройстве; при этом должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие возможность отключения электрических цепей при нахождении в кабине людей. Доступ посторонних лиц к этому выключателю должен быть исключен.

Напряжение силовых электрических цепей должны быть:

1) в машинном помещении - не более 660 В;

2) напряжение цепи переносных ламп должно быть не более 42 В. Применение автотрансформаторов или потенциометров с целью понижения напряжения для этой цели не допускается;

3) для питания цепей управления, освещения и сигнализации допускается использование фазы и нулевого провода сети с глухозаземленной нейтралью источника тока (включение на фазное напряжение). При использовании фазы и нулевого провода между ними должно быть не более 254 В.;

4) при включении на фазное напряжение цепей, имеющих выключатели безопасности, один вывод обмоток электромагнитных аппаратов (контакторов, пускателей, реле и т.п.) в этих цепях должен быть наглухо соединен с нулевым проводом;

5) при питании переменным током от понижающего трансформатора цепей, имеющих выключатели безопасности, один вывод вторичной обмотки трансформатора должен быть заземлен. Один вывод обмотки электромагнитных аппаратов в этих цепях должен быть наглухо присоединен к заземленному выводу трансформатора;

6) при питании от понижающего трансформатора через выпрямительное устройство цепей управления постоянного тока, имеющих выключатели безопасности, один из полюсов этого устройства на стороне выпрямленного напряжения должен быть заземлен. При этом один вывод обмотки электромагнитных аппаратов в цепи управления должен быть наглухо подключен к заземленному полюсу. Вторичную обмотку понижающего трансформатора в этом случае заземлять не допускается;

7) защитное заземление или зануление должны отвечать требованиям «Правил устройства электроустановок»;

8) установка в заземляющих (зануляющих) проводниках предохранителей, контактов и других размыкающих элементов, в том числе бесконтактных, не допускается;

9) токоведущие части выключателей с ручным приводом: вводного устройства, выключателей, устанавливаемых в приямке, блочном и машинном помещениях, выключателей дистанционного включения (отключения) электрических цепей должны быть защищены от случайного прикосновения, если напряжение на них может быть более 42 В переменного тока или более 60 В постоянного тока. Положение этих выключателей должно быть обозначено соответствующими символами или надписями: «Вкл.»; «Откл.»;

10) электрооборудование лифта не должно допускать появления аварийных ситуаций, а тем более аварий или несчастных случаев с людьми. Требования безопасности направлены к тому, чтобы аварийные ситуации вообще не возникали, а если они появились, то не приводили к авариям установки и несчастным случаям;

11) каждую дверь шахты и кабины снабжают электрическими (блокировочными) контактами, включенными в схему управления таким образом, чтобы пуск лифта был возможен только при закрытых дверях кабины и шахты и запертых дверях шахты. Если во время движения кабины отперта дверь шахты или открыта дверь кабины, то лифт должен остановиться. В пассажирских лифтах вызов пустой кабины на нужный этаж допускается с открытыми дверями кабины, а в малых грузовых лифтах, работающих без проводника, установка блокировочных контактов у дверей кабины не обязательна.

Лифты всех типов оборудуют электрическими контактами, отключающими привод лифта при срабатывании ловителей. Лифты, у которых ловители не связаны с подъемными канатами, дополнительно снабжают электрическими контактами, отключающими приводной электродвигатель при обрыве или ослаблении подъемных канатов. Кроме того, на лифтах всех типов устанавливают концевые выключатели, автоматически отключающие электродвигатель лифта при переходе кабиной крайних рабочих положений.

В приямке шахты, снабженном дверью, и в помещении верхних блоков устанавливают выключатели для отключения управления лифтом электропривод переменного тока лифта выполняют так, чтобы растормаживание лебедки было возможно только одновременно с включением электродвигателя или после его включения. Это приводит к тому, что при отключении электродвигателей от сети автоматически происходит наложение механического тормоза (затормаживание).

Малошумность работы электрооборудования лифта создают установкой лифтовой лебедки на амортизаторах, а также тщательным монтажом электроаппаратуры. При проектировании лифтов выбирают электрооборудование такого типа, которое издает наименьший шум.

Помехи радиоприему и телевидению возникают при неправильном монтаже лифтов. Источниками помех радиоприему являются искрящие элементы электрооборудования, главным образом электрические -контакты и щетки. Проскакивающие между электрическими контактами искры служат причиной возникновения электромагнитных волн, которые, попадая в питающую сеть по проводам или через эфир, принимаются радиоприемниками в виде щелчков и треска. Борьба с помехами радиоприему ведется шунтированием искрящих контактов заземленными конденсаторами, экранированием этих контактов металлическими оболочками, применением кабелей с внешней металлической экранирующей оболочкой, прокладкой проводов в металлических рукавах или груба. Вне зависимости от конструктивных различий и особенностей, все лифты устроены по одному принципу.

Устройство лифта подразумевает наличие определенных компонентов вне зависимости от принципа работы лифта. Кабина (или платформа) пассажирского лифта закреплена на стальных тросах, перекинутых через шкив (колесо с канавкой или ободом по окружности) приводного механизма, который представляет собой систему, с помощью которой передается сила с одного места на другое. Приводной механизм вместе с аппаратурой управления лифтом находятся в машинном отделении, расположенном в верхней части шахты, куда и передаются сигналы из кабины лифта. Эти сигналы проходят по электрическому кабелю, протянутому внутри шахты и соединяющему кнопочную панель в кабине и шкаф управления в машинном отделении. На противоположных концах стальных тросов находятся противовесы - грузы, уравновешивающие кабину или платформу лифта. Поэтому, когда кабина лифта приводится в движение электрическим двигателем (он еще может быть гидравлическим, в котором не используется противовес, или пневматическим), тросы с противовесами опускаются вниз и поднимают кабину (или же наоборот: опускается кабина, а грузы поднимаются). При этом мощность, затрачиваемая на эту работу, существенно снижается за счет того, что основная нагрузка по подъему кабины выполняется именно за счет противовеса.

Трос, перекинутый через шкив, под влиянием силы трения, преобразует вращение колеса в поступательное движение троса: то есть, чем выше сила сцепления троса со шкивом, тем больше передаваемая на трос мощность и тем больший вес он может поднять или удержать. А вот для того, чтобы увеличить силу трения троса о шкив привода, на него наносят специальные углубления, «ручьи»: это обеспечивает такое сцепление каната со шкивом, когда при неподвижном противовесе кабина находится в неподвижном состоянии. Для того, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу грузового лифта, который поднимает неизмеримо больший груз, чем пассажирский лифт, силу трения тросов о шкив увеличивают за счет установки еще одного шкива, соединенного с первым, и обвивают ведущее колесо тросами дважды. Количество тросов (которое может быть разным, но один трос, как правило, не используется) обусловлено требованиями безопасности и надежности конструкции в целом, хотя каждый из них рассчитан на тяжесть кабины и груза, перевозимого в ней.

Подъемник, которым оснащен лифт, может быть с зубчатым механизмом или без оного. Если в конструкции лифта используется именно зубчатый механизм, то вал электропривода, вращаясь, приводит в движение главный шкив с помощью так называемой червячной передачи (по аналогии: принцип червячной передачи используется в мясорубке), когда поступательное движение вала преобразуется во вращательное движение колеса. Как правило, такие механизмы применяются для подъема грузов на небольшую высоту с малой скоростью. Поэтому, строя загородный коттедж, где будет работать пассажирский лифт, уместно будет использовать именно такой вид подъемника. В механизмах без зубчатой передачи ведущий шкив находится непосредственно на валу двигателя, и в этом случае скорость лифта, приводимого в движение такой машиной может быть максимальной - 750 м/мин.

Шахта и кабина имеют двери, которые открываются синхронно (исторически так сложилось, что если у подъемного устройства двойные двери, то оно называется лифтом, а если одностворчатые, то - подъемником), остаются открытыми в соответствии с настройками реле времени. Когда реле срабатывает, электродвигатель привода дверей захлопывает их. Безопасность лифта обеспечивается тормозом, удерживающим противовес и кабину зафиксированными.

2. Особенная часть

2.1 Разработка принципиальной электрической схемы

Управление лифтом может производиться как из кабины с помощью командных кнопок SB1 -- SB9 (здание имеет 9 этажей), так и с этажных площадок посредством вызывных кнопок SB1.1--SB1.9 ( рисунок 11 ). Рассмотрим работу схемы при вызове кабины с 9-го этажа пассажиром, находящимся на 1-м этаже. Для этого пассажир должен нажать кнопку SB1.1. Образуется следующая электрическая цепь: контакты кнопки SB2(Стоп) и конечных выключателей дверей шахты ВКДШ1-- контакты выключателей ловителя ВКЛ и канатов ВКК, контакт дверей кабины ВКДК или контакт пола ВКП1, размыкающие вспомогательные контакты контакторов КУ, KB и КН, контакт пола ВКП2(этот контакт разрывает цепь кнопок SB 1--SB9 на этажных площадках, если в кабине находятся пассажиры), контакт кнопки SB.11, катушка этажного реле РЭ1, контакт этажного переключателя ПЭ1, размыкающий вспомогательный контакт KB, катушка контактора КН.

По образовавшейся цепи питания включаются контактор КН и этажное реле РЭ1, которые своими замыкающими контактами шунтируют кнопку SB1.1 и подает питание на катушку контактора большой скорости КБ по следующей цепи: контакты реле РЭ1 и переключателя скорости ПСН1, контакты выключателя большой скорости ВБ (отключаемого для режимов ревизии и наладки), размыкающий Вспомогательный контакт КМ, катушка контактора КБ. Одновременно контактор КН своим замыкающим вспомогательным контактом включает контактор КТ, электромагнит тормоза ЭмТ получает питание и растормаживает двигатель М.

Силовые контакты контакторов КН и КБ подключают первую обмотку статора М (большой скорости) к сети, и происходит пуск двигателя. Вслед за включением контактора КБ через его замыкающий вспомогательный контакт включается контактор отводки КО, который подает напряжение на электромагнит отводки МО и подготавливает к включению контактор КМ.

Кабина лифта движется вниз и установленной на ней отводкой будет переставлять подвижные контакты переключателей ПСН8--ПСН2, ПСВ8--ПСВ2 и ПЭ8--ПЭ2 из верхнего положения в нижнее. При подходе кабины к первому этажу контакт ПСН1 переводится из верхнего положения в среднее, в результате чего отключается контактор КБ и включается контактор КМ. К сети подключается вторая обмотка статора двигателя М с большим числом полюсов (тихоходная). Двигатель начинает тормозиться и работает в генераторном режиме с введением в одну из фаз статора резистора R_д . Этот процесс контролируется маятниковым реле времени РВ, пристроенным к контактору КМ . После срабатывания реле РВ включается контактор КУ и шунтирует резистор R_д.

Как только пол кабины приблизится к уровню пола первого этажа, переключатель ПЭ1 становится в среднее положение и отключает контакторы КН, КТ, КО, КМ и Реле РЭ1. Двигатель отключается от сети, накладывается тормоз и происходит механическое торможение привода с начальной угловой скорости щ_ост. При отключении контактора КО теряет питание магнит отводки МО и своим выступом упирается в защелку замка шахтной двери на первом этаже, что дает возможность пассажирам открыть ее.

2.2 Требования к электроприводу

Электропривод лифта должен удовлетворять следующим требованиям:

1) замыкание токоведущих частей электрического устройства привода тормоза (электромагнита и т.п.) на корпус не должно вызывать самопроизвольное включение этого привода и снятие механического тормоза при остановленном лифте и не должно нарушать наложение механического тормоза после отключения электродвигателя;

2) у лифта с номинальной скоростью более 0,71 м/с должна быть обеспечена возможность движения кабины с пониженной скоростью не более 0,4 м/с.

Электропривод переменного тока при питании электродвигателя непосредственно от сети должен удовлетворять следующим требованиям:

1) снятие механического тормоза должно происходить одновременно с включением электродвигателя или после его включения;

2) отключение электродвигателя должно сопровождаться наложением механического тормоза;

3) цепь главного тока электродвигателя должна прерываться двумя независимыми электромагнитными аппаратами, один из которых может быть концевым выключателем.

«Правила устройства электроустановок» рекомендуют начинать процесс выбора рода тока с двигателей переменного тока. Для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от их мощности, рекомендуется применять электродвигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором.

Для нерегулируемого привода выбор типа двигателя прост. Двигатели переменного тока проще по конструкции, стоимость их ниже, обслуживание тоже требует меньших затрат. При повторно-кратковременном режиме работы с частыми пусками и торможениями рационально использовать двигатели повышенного скольжения.

Электрический привод лифта состоит из электродвигателя, комплекта аппаратуры для управления и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму. Применяют электродвигатели кранового и металлургического типов, а также общего назначения. Крановые электродвигатели имеют высокую механическую прочность, перегрузочную способность и меньший момент инерции ротора за счет малого его диаметра. В каталогах указываются номинальные данные двигателей при ПВ, равном 15, 25, 40, 60 и 100%.

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:

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

2. 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 (±20мм), отсутствие участка пониженной скорости перед остановкой. Вторая обмотка двигателя служит для получения малой скорости при ревизии.

3. 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 (ПЧ-АД).

Тиристорный электропривод лифта типа УЛМП-25-16.

Питание электропривода осуществляется от реверсивного тиристорного регулятора напряжения (ТРН) при пуске и установившемся движении и от отдельного выпрямителя собранного по однофазной мостовой схеме 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.

В данный момент на рынке имеются электродвигатели для привода пассажирского лифта двухскоростной типа 4АМН160 SA/16НЛБ.

Для привода автоматического открывания дверей используется асинхронный, с короткозамкнутым ротором типа АИР56 В4НЛ У3. Для примера приведем таблицу где указаны данные двух электродвигателей применяемых в пассажирских лифтах.

Таблица 1. Характеристики асинхронных двигателей.

Эл/двигатель.	Мощность Рн, кВт.	Обороты в Минуту.	КПД, з = %.	Ток, I =А	Cos Ш	М пуск, Н/м	Масса, Кг.
4АМН160 SА/16НЛБ	3,55/0,88	1380/330	75/35	11,1/8,1	0,65/0,55	70-90/50	115
АИР56В4НЛ У3	0,18	1350	64	0,63	0,68	2,9	5,6

Эти электродвигатели подходят для привода стандартного пассажирского лифта грузоподъемностью 400 кг., устанавливаемых в панельных девятиэтажных домах.

2.3 Основное электрооборудование

Тормозные электромагниты.

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

(рисунок Д.1). 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.

Автоматика лифтов.

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.

Концевой выключатель.

Концевые выключатели смонтированные на оборудовании. Концевой выключатель -- электрическое устройство, применяемое в системах управления в качестве датчика, формирующего сигнал при возникновении определенного события, как правило, механическом контакте пары подвижных механизмов. Используются также и бесконтактные концевые выключатели, которые состоят из инфракрасного светодиода и фоторезистора, расположенных друг напротив друга. Такие концевые выключатели часто устанавливаются в принтерах и сканерах.

Сам выключатель выполняет функции, аналогичные обычному выключателю. Конструкция концевого выключателя оптимизирована для использования в системах управления: малогабаритный прочный корпус (обычно изготавливаемый из металла) имеет элементы конструкции, позволяющие легко закрепить и сориентировать в пространстве; индикация работы (поданного питания) и срабатывания датчика выполнены при помощи ярких разноцветных светодиодов; подключение производится при помощи миниатюрного разъёма общераспространённого промышленного интерфейса, например.

Часто концевой выключатель содержит две пары контактов, нормально разомкнутые и нормально замкнутые. Замкнутая пара позволяет контролировать состояние подключения концевого выключателя: если сигнал, переданный по этой паре, не возвращается, можно сделать вывод о повреждении кабеля к выключателю. Разомкнутая пара может использоваться для прохождения сигнала после срабатывания выключателя.

Концевой выключатель В-601, применяемый в пассажирских лифтах (рисунок Е.1.) (электромеханизмах привода воздушных и топливных кранов, механизмах концевых выключателей МКВ и др.), выполнен в малогабаритном карболитовом корпусе и имеет одну контактную группу-«тройник» -- средний подвижный контакт, нормально замкнутый контакт (обозначенный как нормально закрытый, НЗ) и нормально разомкнутый контакт (нормально открытый, НО), подводящие провода подсоединяются пайкой.

Геркон - герметичный магнитоуправляемый контакт.

Геркон - это сокращение от «герметичный контакт» - такое коммутационное устройство, которое замыкает контакты при воздействии магнитного поля. Переключение геркона из между состоянием «включен» и «выключен» происходит под действием магнитного поля постоянного магнита или электромагнита, поэтому герконы еще называют магнитоуправляемыми контактами.

Геркон представляет собой герметичную стеклянную колбу или трубку, внутри которой находятся упругие металлические контакты (рисунок Е.1.). По длине они перекрывают друг друга, но между ними есть небольшой зазор. Контакты геркона сделаны из упругого ферримагнитного сплава, имеют плоскую форму. В разомкнутом состоянии контакты не соприкасаются, но при появлении магнитного поля достаточной силы контакты геркона намагничиваются и притягиваются друг к другу, происходит замыкание. Если магнитное поле исчезает, то контакты размагничиваются и размыкаются под действием силы упругости, переходят в исходное состояние. Полость геркона заполнена инертным газом, либо в ней вакуум: это препятствует появлению нагара на контактах, если в момент замыкания между ними пробегает искра. Концы контактов, которые непосредственно соприкасаются при замыкании, покрыты благородным металлом, который уменьшает переходное сопротивление и предотвращает коррозию. Так продлевается срок службы геркона.

Разновидности герконов.

По устройству работы герконы разделяют на три группы:

1) герконы, работающие на замыкание (рисунок Ж.1.). В нормальном состоянии (без воздействия магнитного поля) такие герконы находятся в разомкнутом состоянии, а под действием магнитного поля они замыкаются;

2) герконы, работающие на размыкание (рисунок З.1.). Без магнитного поля контакты геркона замкнуты, а при намагничивании отталкиваются друг от друга и размыкаются;

3) герконы, работающие на переключение (рисунок И.1.).

Схема геркона на переключение.

В таком герконе не два, а три контакта: два остаются неподвижными, а третий переключается между двумя другими. Без магнитного поля замыкается одна цепь, а при воздействии магнита происходит переключение на другой контакт. Нормально замкнутый контакт (тот на который переключается геркон без магнитного поля) выполняется из немагнитного материала, а два других - из магнитного.

Самыми распространёнными являются герконы, работающие на замыкание.

Магнитоуправляемые герметичные контакты можно использовать во влажных и запылённых условиях, они быстро срабатывают и надёжно работают при самых разных температурах. К недостаткам герконов относится их хрупкость, из-за которой они непригодны для работы в условиях вибрации или возможных ударов. Герконы способны коммутировать относительно небольшие токи, при прохождении через них больших токов контакты могут спаяться и не разомкнуться.

Еще один возможный недостаток - это дребезг контактов при замыкании или размыкании. Один способов решения этой проблемы - использование ртутного геркона. В него на контактах находится капелька ртути, благодаря которой увеличивается поверхность соприкосновения контактов и улучшается качество контакта.

Магнитный пускатель с защитным тепловым реле.

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) -- низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления, предназначенное для пуска электродвигателя, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания, защиты электродвигателя и подключенных цепей, и иногда для реверсирования направления его вращения.

Пускатель обычно представляет собой модифицированный контактор, он может быть укомплектован дополнительными устройствами таким как тепловое реле для аварийного отключения двигателя, дополнительной слаботочной контактной группой или группами, используемых в цепях управления и/или кнопкой пуска. Иногда пускатели снабжаются устройством аварийного отключения при выпадении (обрыве) одной из фаз трёхфазной сети питания трёхфазных электродвигателей.

Тепловые реле - устройство, принцип действия, технические характеристики. Тепловые реле - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле - ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип действия тепловых реле.

Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. Эта зависимость представлена кривой 1 ( рисунок К.1.).

При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 (рисунок 7) устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы.

Время-токовые характеристики теплового реле и защищаемого объекта.

Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с биметаллической пластиной.

Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая -- меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.

Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.

Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.

Время-токовые характеристики теплового реле.

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (время-токовая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через реле протекает ток I_о (А), который нагревает пластину до температуры t_o (градусы Цельсия).

При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле. При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.

Выбор тепловых реле.Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (от 1,2 до 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает от 20% до 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева от 5 минут до 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева от 40 минут до 60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается. При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды (рисунок И.1.).