книги / Электрооборудование лифтов массового применения

намическим звеном, и его передаточная функция оказывается очень сложной. Поэтому, когда необходимо выполнить анализ устойчивости и качества системы регулирования, можно либонепосредственно пользоваться зависимостью момента от време­ ни при заданном значении напряжения Um [например, форму­ лой (47) или (48) при © = 0], либо записать передаточную функ­ цию в малых отклонениях. Более простой вид будет иметь пере­ даточная функция асинхронного двигателя при со = 0 и при на­ личии в системе регулирования устройства безударного включе­ ния:

a = R 2(àolXsa', Umo — фиксированное значение напряжения Um.

При (0=7^0 передаточная функция асинхронного двигателя является значительно более сложной.

4.5. ОПТИМАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ТИРИСТОРНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

Требования, изложенные в п. 4.2, и критерии функциональ­ ной пригодности и минимума элементов или устройств являются основой, при оптимизации структуры тиристорного асинхронно­ го электропривода лифта.

Оптимизированная блок-схема тиристорного асинхронного электропривода (рис. 44) может быть использована при разра­ ботке электропривода пассажирских лифтов со скоростью дви­ жения кабины до 1,4 м/с. Принцип фазового управления являет­ ся основным. Дополнительно к этому для режима ревизии при­ менен принцип частотного управления асинхронным двигателем, причем для получения пониженной скорости использована фик­ сированная частота.16,67 Гц. Электрическое торможение при замедлении лифта система управления электроприводом обес­ печивает путем перевода асинхронного двигателя в режим ди­ намического торможения или в режим противовключеиия.

Оптимальную диаграмму движения электропривода реали­ зуют с помрщью замкнутого контура регулирования скорости, включающего задатчик интенсивности ЗИ, который вырабаты­ вает сигнал заданной оптимальной скорости в виде напряжения иэ; устройство обратной связи по скорости (тахогенератор BR, выпрямитель U и фильтр Ф), которое вырабатывает сигнал дей­ ствительной скорости и© ; суммирующее устройство СУ, в кото­ ром происходит сравнение сигналов заданной и действительной скорости, и регулятор скорости PC, который формирует управ­ ляющий сигнал иу. Последний поступает в систему импульсно­ фазового управления СИФУ тиристорами тиристорного преоб-

Рис. 44. Оптимизирован­ ная структурная схема тиристорного асинхронно­ го электропривода лифта

разователя переменного напряжения 777, который в соответст­ вии с напряжением «у изменяет напряжение на обмотке статора асинхронного двигателя М.

Логическое задающее устройство ЛЗУ, которое работает по дискретному принципу, задает алгоритм управления системе электропривода. Устройство ЛЗУ формирует логические управ­ ляющие сигналы у\ — у6, преобразуя входные логические сигна­

сти для ревизии шахты, реализующее принцип частотного уп­ равления асинхронным двигателем; ТПС — трансформатор по­ ниженной скорости; ДТ — датчик тока двигателя при работе на

пониженной скорости; У БВ— устройство безударного включе­ ния асинхронного двигателя; ДИР — датчик изменения режима работы электропривода; БСС — блок синхронизирующих сигна­ лов; БТЗ — блок тепловой защиты двигателя; К1 — контакты контактора безопасности КБ, дублирующего отключение элек­ тропривода в аварийных режимах; К2 — контакты переключа­ теля режимов; SF — автоматический выключатель.

При описании работы тиристорного асинхронного электро­ привода лифта использованы следующие обозначения напряже­ ний и сигналов: иАВ — линейное напряжение между фазами А и В питающей трехфазной сети; ис — напряжение фазы С пита­ ющей трехфазиой сети; uBR— напряжение тахогенератора BR; среднее значение напряжения пропорционально частоте враще­

логический сигнал «замедление»; ха— логический сигнал «реви­ зия шахты»; х5— логический сигнал «кабина на этаже»; лГб— логический сигнал «отсутствие короткого замыкания и перегре­ ва тиристоров»; х7— логический сигнал «перегрев электродви­ гателя»; х&— логический сигнал «действительная скорость боль­

управляющий логический сигнал «включение задатчика интен­ сивности»; у2— управляющий логический сигнал «подъем»; уъ— управляющий логический сигнал «спуск»; Уа— управляющий логический сигнал «разрешение»; уь — управляющий логический сигнал «затормаживание»; у%— управляющий логический сиг­ нал «включение узла пониженной скорости»; у7— управляющий логический сигнал «включение тиристоров фаз А и В»; у8— управляющий логический сигнал «включение тиристоров фа­ зы С».

Наименования логических сигналов соответствуют состоя­ нию логической единицы «1». На рис. 45 приведены диаграммы сигналов, соответствующих работе электропривода в нормаль­ ном режиме в направлении «подъем», зависимости сигнала дей­ ствительной скорости иы, момента механического тормоза Мт и момента асинхронного двигателя М.

Схема электропривода в соответствии с рис. 44 и 45 рабо­ тает следующим образом. В исходном состоянии автоматический выключатель SF включен, блок питания (на схеме не показан) подает соответствующее напряжение в функциональные устрой­ ства (ЛЗУ, СИфУ, PC и т. д.). Блок синхронизирующих сиг­ налов БСС вырабатывает соответствующие синхронизирующие напряжения и подает их в СИФУ, УПС и УБВ, контактор без­ опасности КБ включен и его главные контакты /<7 и блокиро­ вочный контакт замкнуты, трансформатор пониженной скоро­

сигналом Ув в состояние «1» переходят сигналы у2 и у4, однако отпирания тиристоров не происходит, так как отсутствуют за­ дающий сигнал «з и сигналы разрешения отпирания тиристоров У7 и ув. Через время t3, являющееся временем чистого запазды­ вания тормоза, механический тормоз МТ растормаживает элек­ тропривод, и устройство ЛЗУ переводит в состояние «1» сигнал Ух, включается задатчик интенсивности ЗИ, появляются задаю­ щий «а и логический Ад сигналы, Задающий сигнал и3 вызывает сигнал рассогласования Дм, вследствие чего в момент времени, когда напряжение ÜAB достигает максимума, устройство без­ ударного включения УБВ переводит в состояние «1» управля­ ющий сигнал у7, и последний вместе с сигналом у2 через СИФУ отпирает тиристоры фаз А и В направления «подъем». Через 5>10-3 с, когда напряжение мс достигает максимума, устройст­ во УБВ отпирает тиристоры фазы С. На валу включенного асин­ хронного двигателя появляется вращающий момент М.

В дальнейшем двигатель работает сначала в режиме пуска, когда скорость возрастает до установившегося значения, затем в режиме установившегося движения. Контур регулирования ■скорости с некоторой погрешностью отрабатывает сигнал задан­ ной скорости и3. Электропривод работает в установившемся ре­ жиме, пока кабина лифта не достигнет этажного переключателя заданного этажа. В этот момент система управления лифтом переводит сигнал х3 в состояние «1», после чего задатчик интен­ сивности ЗИ начинает вырабатывать задающий сигнал м3 ин­ тервала замедления.

Электродвигатель М работает в двигательном режиме, пока

впроцессе регулирования сигнал рассогласования положителен.

Вмомент времени, когда Ди=0, тиристоры закрываются, и дви­ гатель отключается, вследствие чего замедление продолжается

врежиме свободного выбега. Если в таком режиме сигнал

рассогласования становится отрицательным, т. е. сигнал

хронный двигатель с выдержкой времени не менее 0,01 с пере­ водится в режим электрического торможения. В данном случае двигатель переводится в режим противовключения, что соответ­ ствует включению тиристоров направления «спуск», включе­ ние тиристоров производится с помощью устройства безударно­ го включения УБВ и логического задающего устройства ЛЗУ. Если вследствие возмущений со стороны лифта или сети, а так­ же если и3 при приближении к заданному этажу начинает изме­ няться медленнее, то сигнал рассогласования может опять при­ нять нулевое значение и затем стать положительным. В этом случае после перехода сигнала xg в состояние «0» устройства ■ЛЗУ и УБВ в описанном выше порядке включают тиристоры направления «подъем». Двигатель вернется в двигательный ре­ жим, в котором завершится операция подъема при достижении кабиной заданного этажа, когда датчик точной остановки по­ даст соответствующий сигнал в систему управления лифтом. Сигналы Х\ и лгз перейдут в состояние «0», все управляющие логические сигналы вернутся в исходное состояние, тиристоры отключаются, и тормоз У с задержкой U зафиксирует лебедку лифта. Более подробно вопросы точности и качества регулиро­ вания скорости рассмотрены в п. 4.8.

Нормальный режим работы электропривода в направлении «спуск» происходит аналогично, однако он начинается при по­ даче сигнала х2= \.

Для работы электропривода в режиме ревизии шахты при пониженной скорости нет необходимости использовать опти­ мальную диаграмму движения в отличие от нормального режи­ ма. В режиме ревизии двигатель получает напряжение пони­ женной частоты (16,67 Гц). Один из вариантов управления дви-

гателем в этом режиме строится в предположении, что ревизия осуществляется при спуске кабины. Тогда после предваритель­ ной подготовки схемы переключается К2. Когда его главные контакты замкнуты, система управления лифтом переводит ло­ гический сигнал Дч в состояние «1», и на выходе логического устройства ЛЗУ появляются единичные логические сигналы ув и уо, после чего с помощью устройства пониженной скорости УПС тиристорный преобразователь ТП образует двухфазную систему напряжений пониженной частоты, и двигатель запуска­ ется, а механический тормоз растормаживает электропривод. По окончании ревизии система управления лифтом переводит логический сигнал х4 в состояние «О», двигатель отключается от сети, и тормоз затормаживает лебедку лифта и электропри­ вод.

При необходимости использования оптимальной диаграммы движения также и в режиме ревизии возможен более сложный вариант управления, предусматривающий пуск двигателя при трехфазном питании и регулировании скорости, нерегулируемое движение с пониженной скоростью при однофазном или двух­ фазном питании напряжением пониженной частоты и регулируе­ мое электрическое торможение.

Рассматриваемая схема (см. рис. 44) тиристорного электро­ привода обеспечивает защиту от короткого замыкания или теп­ ловой перегрузки тиристоров, в тиристорном преобразователе (с помощью сигнала *6), превышения допустимой температуры двигателя (с помощью сигнала х7), различных отказов в систе­ ме управления (с помощью контактора безопасности КБ). За­ щита, основанная на запирании силовых тиристоров, является быстродействующей, так как от момента перехода сигнала за­ щиты из состояния «1» в состояние «О» до полного закрытия ти­ ристоров требуется не более 7 мс.

4.6. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ТИРИСТОРНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА

Силовая часть тиристорного асинхронного электропривода (рис. 46) содержит асинхронный двигатель М, трехфазный син­ хронный тахогенератор BR с возбуждением от постоянных маг­ нитов, блок тормозного электромагнита БТЭ, контактор без­ опасности КБ, автоматический выключатель SF, трансформатор устройства пониженной скорости ТПС и тиристорный преобра­ зователь ТП переменного напряжения.

Выбор асинхронного двигателя подъемной лебедки подроб­ но рассмотрен в п. 3.6.

Целесообразность применения синхронного тахогенератора связана прежде всего с его высокой надежностью. Так, напри­ мер, синхронный тахогенератор (или первичный преобразова-

Рис. 46. Силовая схема тиристорного электропривода лифта

тель) типа Д-1ММ имеет технический ресурс 30 тыс. ч и срою службы 6 лет, в то время как большинство тахогенераторов постоянного тока серии ТГ и ТД имеет срок службы не более 2 тыс. ч.

Блок тормозного электромагнита БТЭ, кроме элементов, вхо­ дящих в комплект тормоза МП-201 (электромагнита У, диода V18, резистора R14 и конденсатора С2), содержит тиристор V IT и тиристорный оптрон V19 с резисторами R12 и RÎ3. Тиристор V17 предназначен для бесконтактного включения и выключения: электромагнита и соответственно для растормаживания и затор­ маживания лебедки лифта. Тиристор управляется логическим: сигналом уъ, вырабатываемым логическим задающим устройст­ вом ЛЗУ (см. рис. 44), через оптрон V19. Функции тиристора, дублирует блок-контакт К1 контактора безопасности КБ, кото­ рый предназначен для дублирования защит лифта и электро­

привода в аварийных режимах (например, при переподъеме или открытии дверей шахты).

Трансформатор устройства пониженной скорости ТПС, пред­ ставляет собой автотрансформатор и используется при фор­ мировании напряжения пониженной частоты, необходимого для

.получения пониженной скорости движения кабины лифта в

.режиме ревизии шахты.

К тиристорному преобразователю тиристорного асинхрон­ ного электропривода лифта предъявляют следующие требова­ ния:

1)силовая схема преобразователя должна обеспечивать изгменение порядка следования фаз трехфазной системы напря­ жения на выходе преобразователя;

2)силовая схема преобразователя должна обеспечивать сформирование напряжений выпрямленного и пониженной час- 'тоты;

3)преобразователь должен иметь систему импульсно-фазо­ вого управления, обеспечивающую плавное регулирование вы­ ходного напряжения в пределах от нуля до номинального при

■минимальном искажении формы тока; 4) преобразователь должен быть снабжен устройствами за­

щиты от коротких замыканий и тепловых перегрузок силовых •тиристоров;

5) показатели надежности преобразователя должны быть не ниже следующих: ресурс 20 тыс. ч, электрическая износостой­ кость 107 циклов включеио-выключено.

Перечисленным требованиям удовлетворяет преобразова­ тель, силовая схема которого приведена на рис. 46. Основой тиристорного преобразователя может быть тиристорный пуска­ тель серии ПТ саранского завода «Электровыпрямитель». Тип

.пускателя для конкретного лифта следует выбирать в зависи­ мости от номинальных данных асинхронного двигателя. Пуска- •тели серии ПТ оборудованы необходимыми устройствами за­ щиты, и их надежность значительно повышается, если управ­ ление осуществляют не релейные и контактные, а полупровод­ никовые устройства.

В зависимости от назначения электропривода СИФУ тири­ сторного преобразователя должна удовлетворять следующим 'требованиям:

1)угол регулирования тиристоров а должен изменяться в пределах 0—180°, что соответствует изменению выходного на­ пряжения преобразователя от номинального до нуля;

2)асимметрия управляющих импульсов по фазам не долж­ на превышать 3°;

3)СИФУ должна иметь максимальное быстродействие;

4)при реверсировании и при изменении режимов работы •СИФУ должна обеспечивать бесконтактное переключение соот­ ветствующих групп тиристоров;