Алиев Н.А., Бадалов Б.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ДЛЯ ЛИФТНОГО МЕХАНИЗМА *
Аннотация:
в последние годы возросшие требования к энергоэффективности, безопасности и бесперебойной работе обусловили необходимость совершенствования асинхронных двигателей и их систем управления, особенно используемых в подъемных механизмах. Низкоскоростные и регулируемые двигатели снижают энергопотребление системы, продлевают срок службы оборудования и обеспечивают стабильность работы.В статье рассматривается конструкция и исследование тихоходного асинхронного двигателя, предназначенного для лифтового механизма. В рамках исследования особое внимание уделялось принципам управления электродвигателями, оптимизации их параметров и повышению энергоэффективности. Также предлагаются решения по повышению безопасности эксплуатации и общей надежности системы.
Ключевые слова:
лифт, асинхронных двигателях, оптимальных характеристик, технологий управления
Лифт — транспортное средство, используемое для перевозки различных видов грузов и людей между этажами. Бурное строительство высотных зданий, бизнес-центров, жилых комплексов, промышленных объектов, а также потребность в комфортной и безопасной перевозке населения привели к расширению сферы применения лифтовых систем.Основными частями лифта являются кабина, противотяга, тормозное устройство, электротрансмиссия, ограничитель скорости, напряжения, направляющие кабины, электрооборудование и линии электропередач. Основным элементом лифта является подъемный механизм — электропривод лебедки лифта.На рисунке 1 показана схема размещения оборудования лифта.Шкаф управления, электродвигатель и лебедка расположены в машинном отделении. Кабина, весы, тросы, направляющие, держатели и датчики расположены в шахте лифта.На рисунке: 1 – пост управления, 2 – электродвигатель, 3 – система управления тормозами, 4 – трос подвески кабины, 5 – направляющие колеса, 6, 8 – направляющие, 7 – баланс, 9 – кабина, 10 – петля двери кабины.Требования к электропередаче и электрооборудованию лифтов. По мере увеличения высоты и требований к современным зданиям растет и потребность в различных типах лифтовых систем. Основное внимание во всех лифтах уделяется безопасности, надежности, энергоэффективности и комфорту пассажиров. Системы электропередачи и электрооборудование играют важную роль в выполнении этих требований. Независимо от типа и скорости лифта системы электропривода должны обеспечивать стабильное и точное управление. Основная задача систем управления, будь то скоростные кабины или бесшумные грузовые или пассажирские лифты, - обеспечение плавного и безвибрационного движения. Для этой цели широко используются современные синхронные двигатели и преобразователи частоты. С их помощью точно регулируются скорость и крутящий момент, минимизируются резкие изменения скорости, а также точно определяется положение кабины. Системы управления защищают двигатели от перегрузки и перегрева, а состояние механических и электрических компонентов отслеживается в режиме реального времени.Электропривод является ключевым компонентом лифтовой системы. Обеспечивает движение кабины. В современных лифтах в основном используются асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели обладают высокой надежностью, а их управление значительно улучшилось с внедрением преобразователей частоты. Системы векторного и частотного управления позволяют регулировать скорость двигателя в широком диапазоне и с высокой точностью. Среди лифтового оборудования важное место занимает лебедка (рисунок 2). Безредукторные лебедки применяются в скоростных и комфортных лифтах (рис. 3). Редукторные лебедки – это системы, которые получают движение от двигателя через редуктор и обеспечивают изменение скорости. Они используются в тихоходных лифтах и имеют более простую конструкцию. Редукторы изменяют движение, увеличивая крутящий момент и уменьшая частоту.Рисунок 2. Лебедки: а — барабанного типа, б — с канатонатяжным шкивом,1 — гибочный блок, 2, 4 — тросы, 3 — барабан, 5 — блок натяжения троса.Рисунок 3. Безредукторная лебедка с малооборотным асинхронным электродвигателем:1 – рама, 2 – направляющий блок, 3 – поддержка перехода, 4 – ролик натяжения каната, 5 – тормозной диск, 6 – электродвигатель, 7 – электромагнитный тормоз, 8 – датчик обратной связи по скорости (энкодер), 9 – блок преобразователя частоты и тормозного резистора.Преобразователи частоты для лифтовых механизмов. Благодаря использованию преобразователей частоты стало возможным исключить редуктор из системы механической трансмиссии, и вместо него широкое распространение получили безредукторные тяговые механизмы, работающие от тихоходного асинхронного двигателя или синхронного двигателя с постоянными магнитами.Поэтому к преобразователям частоты, используемым в лифтах, предъявляются дополнительные требования:• Улучшение динамических характеристик за счет создания номинального крутящего момента двигателя на нулевой скорости и векторного управления,• Возможность работы как с асинхронными, так и с синхронными двигателями с постоянными магнитами, а также со специальными двигателями, предназначенными для безредукторных тяговых механизмов,• Наличие специального механизма управления, обеспечивающего S-образные профили разгона и торможения,• Интерфейс и программное обеспечение преобразователя частоты должны обеспечивать управление тормозом двигателя и контакторами с учетом конкретных условий эксплуатации лифта, а также поддерживать связь с сервоконтроллерами,• Наличие функции, обеспечивающей безопасную доставку кабины на ближайший этаж в случае возникновения чрезвычайной ситуации,• Автоматическое переключение на резервный источник питания в случае отказа основного источника питания,• Высокая надежность и длительная гарантия эксплуатации,• Функция рекуперации, обеспечивающая возврат излишков энергии, вырабатываемой в режимах торможения, в электрическую сеть,• Полностью соответствует стандартам электромагнитной совместимости, установленным для лифтовых электропередач, используемых в жилых зданиях.Требования к многофункциональным системам управления во многом сформировались в связи с широким распространением безредукторных электроприводов с регулируемой скоростью. Подобные системы широко применяются в скоростных лифтах, лифтах с повышенным уровнем комфорта, а также в высотных зданиях без машинного помещения. Исключение коробки передач из механической трансмиссии существенно снижает массу и габариты электрической трансмиссии, упрощает процесс обслуживания и эксплуатации, а также улучшает экологические показатели.Заключение.Определены требования к конструктивным особенностям, электро-трансмиссиям и электрооборудованию лифтов различных типов, исследованы пути повышения точности измерения технологических параметров и систем управления. Также подробно объясняются функции преобразователей частоты, используемых в современных лифтовых системах, и их роль в процессах управления.
Номер журнала Вестник науки №3 (84) том 4
Ссылка для цитирования:
Алиев Н.А., Бадалов Б.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ДЛЯ ЛИФТНОГО МЕХАНИЗМА // Вестник науки №3 (84) том 4. С. 344 - 352. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/21987 (дата обращения: 20.05.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+